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HUBBLE
Erste Galaxien entstanden deutlich früher
von Stefan Deiters
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12. April 2011

Mit dem Weltraumteleskop Hubble und mit Hilfe einer Gravitationslinse spürten Astronomen eine entfernte Galaxie auf, deren Sterne in einer äußerst frühen Phase der kosmischen Geschichte entstanden sein müssen. Die Entdeckung wirft ein neues Licht auf die Entstehung der ersten Galaxien und die frühe Entwicklung unseres Universums.

Abell 383

Blick auf den Galaxienhaufen Abell 383. Bild: NASA, ESA, J. Richard (CRAL) and J.-P. Kneib (LAM) / Marc Postman (STScI)  [Großansicht]

Abell 383

Galaxienhaufen Abell 383 mit markierten Bildern der durch den Haufen verstärkten Galaxie. Bild: NASA, ESA, J. Richard (CRAL) and J.-P. Kneib (LAM) / Marc Postman (STScI) [Großansicht]

"Wir haben eine entfernte Galaxie entdeckt, in der schon 200 Millionen Jahre nach dem Urknall Sterne entstanden sind", erläutert Johan Richard vom Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, der Erstautor eines Fachartikels über die Entdeckung, die in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erscheint. "Der Fund passt nicht ganz zu den bisherigen Theorien über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien kurz nach dem Urknall. Er könnte uns dabei helfen, das Rätsel zu lösen, wodurch sich der Wasserstoffnebel im jungen Universum verzogen hat."

Richard und sein Team hatten die Galaxie mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble aufgespürt, ihre Beobachtung anschließend mit dem Infrarotteleskop Spitzer verifiziert und schließlich die Entfernung des Objekts am W. M. Keck Observatory auf Hawaii bestimmt. Die Entdeckung gelang allerdings nur mit Hilfe des Galaxienhaufens Abell 383, dessen Gravitationskraft das Licht der dahinter liegenden Galaxie wie ein Vergrößerungsglas verstärkt und so eine Untersuchung des fernen Systems erst möglich gemacht hat. Ohne diese Gravitationslinse wäre die Galaxie selbst mit den leistungsfähigsten Teleskopen nicht zu erkennen gewesen.

Aus den mit dem Keck-II-Teleskop gewonnenen Spektren bestimmten die Astronomen die Rotverschiebung der Galaxie. Sie beträgt 6,027. Wir sehen die Galaxie damit zu einer Zeit, in der das Universum rund 950 Millionen Jahre alt war. Man hat inzwischen schon Galaxien mit einer deutlich höheren Rotverschiebung entdeckt (astronews.com berichtete), allerdings weist das jetzt aufgespürte System einige Besonderheiten auf.

"Als wir uns das Spektrum ansahen", erklärt Teammitglied Eiichi Egami von der University of Arizona, "waren uns zwei Dinge klar: Wegen der Rotverschiebung befindet sich die Galaxie wie erwartet im sehr jungen Universum. Da aber auch Spitzer diese Galaxie im Infraroten entdeckt hat, musste sie zudem überraschend alte und leuchtschwache Sterne enthalten. Daraus folgerten wir, dass diese Galaxie aus Sternen besteht, die bereits ungefähr 750 Millionen Jahre alt sind und damit etwa 200 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sein müssen. Damit hat die Entstehung von Sternen deutlich früher begonnen als bislang angenommen wurde."

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Da das Licht der Galaxie durch die Gravitationslinse verstärkt wurde, verfügen die Astronomen über ausgezeichnete Daten über das ferne System. Der Fund könnte den Wissenschaftlern auch helfen, ein anderes kosmologisches Rätsel zu lösen: In den Anfangsjahren des Universums war es erfüllt von einem diffusen Nebel aus neutralem Wasserstoff, der ultraviolette Strahlung verschluckte. Irgendeine Strahlungsquelle muss dann diesen Wasserstoff ionisiert haben, so dass das Universum durchsichtig wurde. Man bezeichnet diese Phase als Re-Ionisation.

Astronomen haben schon länger vermutet, dass die Energie für diese Re-Ionisation von Galaxien stammen muss, nur hatte man bislang keine Indizien dafür gefunden, dass es sie damals schon in ausreichender Zahl gegeben hat. Der jetzige Fund könnte das ändern. "Es sieht ganz danach aus, dass es deutlich mehr Galaxien im frühen Universum gab, als wir vorher geschätzt haben", so Teammitglied Jean-Paul Kneib vom Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. "Wenn es diese Armee aus leuchtschwachen, älteren Galaxien da draußen tatsächlich gibt, könnten sie die Strahlung geliefert haben, die das Universum für ultraviolettes Licht durchsichtig gemacht hat."

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siehe auch
Hubble: Galaxie mit neuer Rekordentfernung? - 27. Januar 2011
Galaxien: Neuer kosmischer Entfernungsrekord - 22. Oktober 2010
Links im WWW
Pressemitteilung mit Bildmaterial vom HEIC
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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