50 Prozent deiner Atome kommen aus einer fremden Galaxie

"Wir alle bestehen aus Sternenstaub", diesen Spruch prägte der Astronom Carl Sagan bereits in den 1980er Jahren. "Der Stickstoff in unserer DNA, das Kalzium in unseren Zähnen, das Eisen in unserem Blut und der Kohlenstoff in unserem Apfelkuchen – all diese Elemente stammen aus dem Inneren sterbender Sterne", schrieb er in seinem Buch Unser Kosmos. Wie recht Sagan mit dieser Aussage hatte, zeigt sich jedoch erst jetzt durch eine beeindruckende Supercomputer-Simulation.

Laut einer neuen Studie, die am Mittwoch in der Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, stammen sogar noch mehr Atome in unserer Umgebung aus fernen Galaxien, als bisher angenommen. Unter Leitung des Astrophysikers Daniel Anglés-Alcázar spielten die Forscher in komplexen 3D-Simulationen durch, wie sich unsere galaktische Nachbarschaft seit dem Urknall bis heute entwickelt hat.

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Die Forscher vermuten, dass bis zu der Hälfte der Materie in unserer Milchstraße aus anderen Galaxien stammen könnte. Das Leben auf der Erde besteht also scheinbar nicht nur aus Sternenstaub, sondern sogar aus extragalaktischen Sternenstaub – zumindest teilweise. Einige dieser fremden Elemente gelangten scheinbar in die Milchstraße, weil diese während ihrer Entwicklung mit anderen Galaxien verschmolz. Doch ein guter Teil der Stoffe wurde offenbar durch Supernovae aus ihren eigentlichen Galaxien geschleudert und surfte dann auf sogenannten "galaktischen Winden" in unsere Galaxie – das sind Ströme von geladenen Teilchen, die sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 3.000 Kilometern pro Sekunde zwischen Galaxien bewegen.

Diese intergalaktische Fremdbestäubung wird als Baryon Cycle bezeichnet. In diesem Prozess strömen Teilchen aus einer Galaxie heraus und werden teilweise von der eigenen, teilweise aber auch von anderen Galaxien wieder aufgenommen – so entsteht ein Materie-Austausch zwischen unterschiedlichen Galaxien.

Doch selbst bei der schwindelerregenden Geschwindigkeit der galaktischen Winde kann es Milliarden von Jahren dauern, bis uns Sternenstaub-Partikel von "benachbarten" Galaxien – also Galaxien, die weniger als eine Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt sind – erreichen.

Die Animation zeigt den intergalaktischen Masse-Austausch mit einer Galaxie, die der Milchstraße ähnlich ist. GIF: Daniel Anglés-Alcázar/Northwestern University

Wissenschaftler wissen bereits seit Jahrzehnten, dass es einen Materie-Austausch zwischen den Galaxien gibt, doch nur durch aufwändige 3D-Simulationen ist es Forschern nun gelungen, zurückzuverfolgen, wie viel Masse der Milchstraße tatsächlich auf fremde Galaxien zurückgeht. Für ihre Untersuchung nutzte das Team von Anglés-Alcázar die "Feedback In Realistic Environments"-Simulation (FIRE).

FIRE ist darauf spezialisiert, die undurchsichtigen strukturellen Verbindungen zwischen den Galaxien abzubilden, die den Baryon Cycle beeinflussen. So konnten die Forscher präziser vorhersagen, welcher Anteil der Materie, aus dem unsere Galaxie besteht, außerhalb ihrer Grenzen entstanden ist.

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Um die Daten zu verarbeiten, nutzte das Forscherteam zwei Rechenzentren im US-Bundesstaat Illinois: den Quest Cluster der Northwestern University und die Supercomputer der National Science Foundation. Die Forscher schätzen, dass bis zu 50 Prozent der Milchstraße auf intergalaktischen Wegen zu uns gekommen sind. Das bedeutet, dass bis zur Hälfte der Atome in deinem Körper, deiner Katze und der Falafel, die du zu Mittag gegessen hast, aus einer fremden Galaxie stammen.

"Wenn man bedenkt, welch großer Anteil der Materie, aus der wir bestehen, aus anderen Galaxien stammen könnte", erklärt Anglés-Alcázar in einem Statement, "könnten wir uns selbst durchaus als Weltraum-Reisende oder extragalaktische Einwanderer betrachten."