Astronomen können nun die Geschichte einer Galaxie rekonstruieren, indem sie sich nur auf ein Foto stützen.

Neue „galaktische Archäologie“: wie ein Bild Milliarden Jahre Geschichte enthüllt

In der Astronomie gibt es eine vielversprechende Methode, die es ermöglicht, aus einem einzigen Bild einer beliebigen Galaxie ihre Entwicklung über die gesamte Geschichte des Universums wiederherzustellen. Das ist ähnlich wie bei einer Person anhand eines Fotos zu erfahren – wo sie lebte, wen sie traf und wie sie zu dem wurde, was sie heute ist.

Schlüsselkomponente – künstliche Intelligenz

Die Methode nutzt KI zur Analyse der chemischen „Spuren“ von Stoffen in der Galaxie. Aus der Zusammensetzung der Elemente und ihrer Verteilung versuchen die Forscher, alle wichtigen Ereignisse rekonstruiert zu werden: Sternentstehung, Supernova-Explosionen, Aktivität schwarzer Löcher und Galaxienfusionen.

Pilotbeispiel – NGC 1365

Wissenschaftler haben die Methode an der Spiralgalaxie NGC 1365 getestet. Der Kern dieser Galaxie bildete sich vor etwa 13,7 Milliarden Jahren – fast unmittelbar nach dem Beginn der Sauerstoffbildung im frühen Universum. In den folgenden 12 Milliarden Jahren wuchsen die äußeren Teile der Galaxie durch zahlreiche Fusionen mit Zwergsatelliten, die zusätzlichen Gas und Sterne einbrachten.

Der Gradient der Sauerstoffverteilung hat bereits wertvolle Informationen über ihre Evolution geliefert, aber es ist geplant, die Analyse auf weitere Elemente auszudehnen, um das Modell genauer zu machen.

Wie entsteht die „Biografie“ einer Galaxie

Zur Rekonstruktion der Geschichte von NGC 1365 nutzten Astronomen reale Beobachtungen aus dem TYPHOON-Projekt. Zunächst prüften sie über 20.000 Simulationen, um sicherzustellen, dass die Modelle vollständig mit den Daten übereinstimmen. Danach wurde der Algorithmus auf die spezifische Galaxie „ausgerichtet“. Das maschinelle Lernen konnte die Hauptphasen ihrer Entwicklung wiederherstellen.

Was bedeutet das für die Wissenschaft

Die Methode eröffnet einen neuen Weg zur Erforschung des Universums: Man kann nun schnell evolutionäre Chroniken einer großen Zahl von Galaxien erhalten, was hilft, kosmische Prozesse besser zu verstehen und den Platz des Menschen in diesem riesigen Kontext zu erkennen.