Hubbles Blick in eine „gescheiterte Galaxie“: Cloud-9 ohne auch nur einen einzigen Stern
Eine Tiefenaufnahme des Weltraumteleskops Hubble, ausgerichtet auf eine scheinbar gewöhnliche Gasansammlung am Rand der nahegelegenen Spiralgalaxie Messier 94 (M94), endete mit Ergebnissen, die in der Astronomie selten so „negativ“ klingen – das Team fand nichts. Genau diese Leere, das Ausbleiben von Sternen dort, wo sie sonst zu erwarten wären, wurde zum entscheidenden Beleg für die Idee, dass Cloud-9 keine kaum erkennbare Zwerggalaxie ist, sondern eine reliktische Wolke aus neutralem Wasserstoff, die niemals den stellaren „Funken“ gezündet hat.
Die Autoren der im November 2025 in
The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Arbeit beschreiben Cloud-9 als den überzeugendsten Kandidaten für eine sogenannte reionisationsbegrenzte H-I-Wolke (RELHIC) – eine hypothetische Objektklasse, die im optischen Spektralbereich nahezu vollständig unsichtbar sein sollte, zugleich aber im Sinne der Dunklen Materie massereich ist. Übersetzt: Es handelt sich um eine mögliche „gescheiterte Galaxie“, einen Baustein aus frühen Phasen des Universums, der ohne stellare Population blieb – und damit ohne das Licht, das Galaxien gewöhnlich verrät.
Was Cloud-9 ist und warum es wichtig ist
Cloud-9 ist eine kompakte Wolke aus neutralem Wasserstoff (H I), nachgewiesen durch radioastronomische Beobachtungen der 21-Zentimeter-Linie. Gerade diese Linie ermöglicht es Astronominnen und Astronomen, kühleren atomaren Wasserstoff „zu sehen“ – auch dort, wo keine Sterne vorhanden sind. Nach der Beschreibung des Forschungsteams ist Cloud-9 dynamisch „kalt“, ohne klare Anzeichen von Rotation, und sein Signal im Radiobereich entspricht einem Objekt, das sich – nach seiner Rezessionsgeschwindigkeit – in ungefähr derselben Entfernung befindet wie die Galaxie M94: etwa 4,4 Megaparsec (rund 14 Millionen Lichtjahre), auch wenn für M94 in populären Katalogen häufig auch ein Wert nahe 16 Millionen Lichtjahren angegeben wird.
Gerade diese Nähe (in kosmologischen Maßstäben betrachtet) macht Cloud-9 zu einem außergewöhnlich attraktiven Ziel: Wenn es im lokalen Universum tatsächlich einen dunkle-Materie-Halo gibt, der mit Gas gefüllt, aber sternlos ist, dann erhält man ein seltenes Labor, um grundlegende Vorhersagen des Standardmodells der Kosmologie (ΛCDM) zu prüfen – und um die Schwelle zu verstehen, ab der „eine Galaxie entsteht“. Anders gesagt: Wo liegt die Grenze zwischen einer Struktur, die Sternentstehung auslösen kann, und einer, die trotz Gas dunkel bleibt?
Der Hauptforscher des Programms Alejandro Benítez-Llambay (Universität Milano-Bicocca) beschrieb Cloud-9 in Teamstatements als eine Geschichte einer „gescheiterten Galaxie“, aus der die Wissenschaft oft mehr lernt als aus Erfolgen: Das Nichtvorhandensein von Sternen wird nicht als Enttäuschung gesehen, sondern als Stütze der Theorie.
Von der Radioentdeckung bis zu Hubbles Bestätigung „nichts dort“
Die Geschichte begann in China, in der Provinz Guizhou, wo das Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) steht – eines der empfindlichsten Radioteleskope der Welt. FASTs Durchmusterung der Umgebung der Galaxie M94, beschrieben in einer 2023 veröffentlichten Arbeit, entdeckte mehrere Strukturen aus neutralem Wasserstoff, darunter auch eine separate Wolke ohne offensichtliches optisches Gegenstück. In späteren Analysen erhielt diese Wolke den Spitznamen Cloud-9 – schlicht deshalb, weil sie die neunte identifizierte Wolke in der Reihe war, ohne irgendeine Symbolik, die der Ausdruck „cloud nine“ in der westlichen Kultur hat.
Unabhängige Bestätigungen kamen danach aus den USA: Radio-Beobachtungen des Robert C. Byrd Green Bank Telescope und des Interferometers Very Large Array (VLA) erhärteten zusätzlich, dass die Wolke existiert und dass es sich um ein kompaktes, relativ geordnetes System handelt. Doch die Schlüsselfrage blieb: Verbirgt sich in ihr eine extrem lichtschwache Zwerggalaxie, die bodengebundene Teleskope nicht nachweisen konnten – oder handelt es sich tatsächlich um ein „sternloses“ Objekt?
Um dieses Dilemma zu klären, beantragte das Team Beobachtungszeit auf Hubble und richtete dessen Advanced Camera for Surveys (ACS) auf die Position von Cloud-9. Laut der Arbeit wurden die Beobachtungen im Zeitraum vom 17. bis 19. Februar 2025 durchgeführt, über mehrere Besuche hinweg – genau mit dem Ziel, tief genug in den Magnituden zu erreichen und zumindest die hellsten Einzelsterne zu entdecken, falls solche überhaupt existieren.
Der Leiter der Arbeit Gagandeep Anand (Space Telescope Science Institute, Baltimore) erklärt, dass es vor Hubble immer die Möglichkeit gab, es könne sich um eine Zwerggalaxie handeln, die so schwach ist, dass sie der Empfindlichkeit bodengebundener Instrumente „entkommt“. Mit Hubbles ACS, betont er, konnte das Team jedoch harte Grenzen setzen: In den Aufnahmen ist keine stellare Komponente zu sehen, und die Analyse des Farben–Magnituden-Diagramms festigt zusätzlich den Schluss, dass dort nicht einmal eine sehr bescheidene stellare Masse vorhanden ist.
RELHIC: ein Fossil aus der Epoche der Reionisation
Das Akronym RELHIC steht für „Reionization-Limited H I Cloud“. Das Konzept ist in der Phase des frühen Universums verankert, als nach der Entstehung der ersten Sterne und Galaxien ultraviolette Strahlung den Großteil des intergalaktischen Wasserstoffs ionisierte. In einer solchen Umgebung könnten die kleinsten Dunkle-Materie-Halos – zu klein, um Gas ausreichend fest zu binden und zu kühlen – ohne das stellare „Brennmaterial“ geblieben sein, das zu Sternen kondensiert. Solche Strukturen könnten theoretisch heute als kompakte Wolken neutralen Wasserstoffs existieren, im Gleichgewicht mit der umgebenden ultravioletten Hintergrundstrahlung, jedoch ohne eine stellare Population, die sie im optischen Spektrum „markieren“ würde.
Cloud-9 passt in dieses Bild gerade wegen der Kombination seiner Eigenschaften: Es ist kompakt, mit einem relativ schmalen Radioprofil (was als Zeichen geringer Geschwindigkeitsdispersion gedeutet wird), zeigt keine klare Rotation und ist zugleich im Gas massereich genug, um messbar zu sein. Das Team hatte zuvor – auf Grundlage von Radiodaten und Modellierung – darauf hingewiesen, dass die Gesamtmasse an Dunkler Materie in der Größenordnung von mehreren Milliarden Sonnenmassen liegen könnte, während die Masse des neutralen Wasserstoffs bei etwa einer Million Sonnenmassen liegt.
Andrew Fox (AURA/STScI, in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation) beschrieb diesen Objekttyp als ein „Fenster in das dunkle Universum“: Der Großteil der Masse des Universums ist der Theorie nach nicht sichtbar, und solche Systeme – ohne Sterne, die das Licht dominieren – bieten eine seltene Gelegenheit, die dunkle Komponente indirekt zu untersuchen, über ihren Einfluss auf das Gas.
Zahlen, die das Bild verändern: Gas, Dimensionen und Dunkle Materie
Im Vergleich zu vielen anderen Wasserstoffwolken in der weiteren Umgebung der Milchstraße, die oft unregelmäßig und langgezogen wirken, sticht Cloud-9 durch seine Kompaktheit hervor. Es wird als Objekt mit einem Radius von etwa 1,4 Kiloparsec (rund 4.600 Lichtjahre) beschrieben, und seine H-I-Masse wird auf ungefähr 10^6 Sonnenmassen geschätzt. Unter Berücksichtigung des Gleichgewichts zwischen Gasdruck und Gravitation folgern die Autoren, dass der Dunkle-Materie-Halo, der es zusammenhält, eine Masse von etwa 5×10^9 Sonnenmassen haben könnte.
Ein solches Verhältnis – relativ wenig sichtbares Gas gegenüber einer enormen Gesamtmasse – ist ein typisches Kennzeichen eines Szenarios, in dem Dunkle Materie dominiert. Genau deshalb wird in der Literatur zunehmend der Ausdruck „dunkle Galaxie“ für Objekte verwendet, die Galaxien in Masse und Gravitationspotenzial ähneln, aber keine Sterne besitzen – und damit keine klassische optische „Adresse“ am Himmel.
Im Artikel wird auch die methodische Bedeutung betont: Die Astronomie war jahrzehntelang „sternzentriert“ und stützte sich auf Sternenlicht und den Glanz von Galaxien. Cloud-9 erinnert daran, dass ein Teil der kosmologischen Struktur in einem Regime existieren kann, in dem Gas und Dunkle Materie die Hauptakteure sind – und Sterne nur ein optionales Ergebnis.
Ist Cloud-9 wirklich sphärisch: Spuren der Umgebung und des „Ram-Pressure“-Effekts
Obwohl erste Radio-Beobachtungen sehr regelmäßige Konturen der Wasserstoffdichte nahelegten, deuteten detailliertere VLA-Daten in späteren Arbeiten auf feinere Asymmetrien hin. Beschrieben wurden Anzeichen einer Kompression des Gases auf einer Seite sowie eine schweifartige Struktur auf der anderen, was die Autoren als mögliche Folge von Ram-Pressure Stripping deuten – dem „Abschaben“ von Gas, während sich die Wolke durch das dünnere intergalaktische Medium oder durch den ausgedehnten Gas-Halo um M94 bewegt.
Solche Umwelteinflüsse sind aus zwei Gründen wichtig. Erstens können sie erklären, warum solche Objekte selten sind: Selbst wenn sie entstehen, können die Nähe größerer Galaxien und die Bewegung durch das umgebende Gas sie im Laufe der Zeit entgasen, zerstreuen oder ionisieren. Zweitens können Asymmetrien Spuren der Gas- und Dunkle-Materie-Physik auf kleinen Skalen sein – einem Bereich, in dem Standardmodelle und Beobachtungen oft „streiten“, etwa in Debatten über die Zahl der Satelliten-Zwerggalaxien und die innere Struktur von Dunkle-Materie-Halos.
Im Kontext von M94 wirkt Cloud-9 wie ein Objekt, das in echter physikalischer Verbindung mit der Galaxie steht: Es hat eine ähnliche Geschwindigkeit, befindet sich in ihrer Nachbarschaft und zeigt Anzeichen möglicher Wechselwirkungen. Wie eng diese Verbindung ist – ob die Wolke gebunden, auf Durchreise oder nur Teil einer breiteren Gasumgebung ist – beschreiben die Autoren als eine Frage, auf die weitere Beobachtungen eine klarere Antwort geben werden.
Kann eine „gescheiterte Galaxie“ eines Tages eine Galaxie werden
Einer der faszinierenden Schlüsse in den Deutungen von Cloud-9 ist, dass sich das Objekt in einer Art „Sweet Spot“ befindet. Nach diesen Überlegungen gilt: Wäre es deutlich massereicher gewesen, hätte die Gravitation vermutlich die Effekte der Reionisation überwunden, das Gas wäre abgekühlt und hätte Sterne gebildet – und Cloud-9 wäre einfach noch eine kleine Galaxie. Wäre es spürbar weniger massereich gewesen, hätte sich das Gas leichter zerstreut und ionisiert, und es wären nur schwache Spuren geblieben, die selbst mit Radioteleskopen schwer zu erfassen wären.
So jedoch ist Cloud-9, zumindest nach den verfügbaren Analysen, groß genug, um neutralen Wasserstoff zu halten, aber nicht „schwer“ genug oder unter den Bedingungen günstig genug, um eine stabile Sternentstehung zu zünden. Ob es in ferner Zukunft – durch Akkretion zusätzlichen Gases oder durch veränderte Umgebungsbedingungen – die Schwelle überschreitet und Sterne zu bilden beginnt, ist derzeit eine offene Frage.
Breitere Bedeutung: ΛCDM testen und nach „unsichtbaren“ Strukturen suchen
Für Kosmologinnen und Kosmologen ist Cloud-9 nicht nur ein interessantes Objekt in der Nachbarschaft. Wenn sich die RELHIC-Interpretation auch an anderen Beispielen bestätigt, würde das bedeuten, dass das lokale Universum tatsächlich eine ganze Population kleiner Dunkle-Materie-Halos enthält, die mit Gas gefüllt, aber ohne Sterne sind – eine Population, die helfen würde, die Lücke zwischen den Vorhersagen von Simulationen und der beobachteten Häufigkeit von Zwerggalaxien zu überbrücken.
Die Autoren betonen, dass der Nachweis solcher Systeme beobachtungsseitig anspruchsvoll ist: Nahe helle Objekte überstrahlen schwache Signale leicht, und Umgebungsprozesse können sie schnell verändern. Deshalb sind kombinierte Ansätze nötig – breite, hochsensitive Radio-Durchmusterungen, Interferometrie zur Aufdeckung der Gasstruktur sowie tiefe optische Aufnahmen, die Grenzen für das Vorhandensein von Sternen setzen.
In diesem Sinne ist Cloud-9 auch eine Vorschau auf das, was mit neuen Generationen von Himmelsdurchmusterungen folgen könnte. Da Radioinstrumente empfindlicher werden und Tiefenaufnahmen routinierter, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass in der Nähe bereits bekannter Galaxien weitere „verlassene Häuser“ auftauchen werden – so wie Teammitglied Rachael Beaton die Möglichkeit anschaulich beschrieb, dass es unter unseren galaktischen Nachbarn mehr solcher dunklen Strukturen gibt.
Vorerst ist die konkreteste Botschaft einfach: Manchmal ist gerade das wichtigste Ergebnis dasjenige, bei dem nach allen Erwartungen kein einziger Stern zu sehen ist. Im Fall von Cloud-9 wurde diese Stille im optischen Spektrum zu einem starken Signal, dass sich in unserer kosmischen Nachbarschaft eines der reinsten Beispiele einer Struktur verbirgt, in der Dunkle Materie das Wort führt und Sterne – zumindest bislang – nicht auf die Bühne gekommen sind.
Quellen:- The Astrophysical Journal Letters (Anand et al., 2025) – Arbeit über Hubbles ACS-Beobachtungen von Cloud-9 und Grenzen für die stellare Masse: Link- arXiv (Anand et al., 2025) – Preprint der Arbeit „The First RELHIC? Cloud-9 is a Starless Gas Cloud“: Link- The Astrophysical Journal (Zhou et al., 2023) – FAST-Beobachtungen der M94-Umgebung und Identifikation einer Wolke ohne optisches Gegenstück: Link- The Astrophysical Journal (Benítez-Llambay und Navarro, 2023) – Modellierung von Cloud-9 als möglichem Dunkle-Materie-Halo ohne Sterne: Link- The Astrophysical Journal (Benítez-Llambay et al., 2024) – VLA-Beobachtungen von Cloud-9 und Deutung von Umwelteffekten: Link- arXiv (Benítez-Llambay et al., 2024) – Preprint „Not So Round: VLA Observations of the Starless Dark Matter Halo Candidate Cloud-9“: Link- NASA Science – Grunddaten zur Galaxie Messier 94 (Entfernung und Kontext): Link
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Erstellungszeitpunkt: 06 Januar, 2026