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HUBBLE & SPITZER
Winzige Galaxie im frühen Universum
von Stefan Deiters
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8. Dezember 2015

Immer wieder entdecken Astronomen Galaxien, die nur relativ kurze Zeit nach dem Urknall existiert haben müssen und an der Grenze des beobachtbaren Universums liegen. Mithilfe der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer sowie einer Gravitationslinse spürten sie nun ein extrem lichtschwaches System auf, das es offenbar schon gab, als das Universum nur 400 Millionen Jahre alt war.

MACS0416.1-2403

Blick auf den Galaxienhaufen MACS0416.1-2403 mit dessen Hilfe die entfernte leuchtschwache Galaxie aufgespürt wurde (siehe Ausschnitt). Bild: NASA/ESA/ L. Infante (Pontificia Universidad Católica de Chile)  [Großansicht

Für ihre Studie werteten die Astronomen Daten der Weltraumteleskope Spitzer und Hubble aus, die im Rahmen des Projekts Frontier Fields gewonnen worden waren. So konnten sie eine lichtschwache Galaxie aufspüren, die nur 400 Millionen Jahre nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren existiert haben muss. Das Team nannte die Galaxie "Tayna", was so viel wie "Erstgeboren" in Aymara bedeutet, einer verbreiteten indigenen Sprache in Südamerika.

Immer wieder haben Astronomenteams in den vergangenen Jahren von der Entdeckung solcher Galaxien mit Rekordentfernung berichtet. Nach Angaben der beteiligten Wissenschaftler zeichnet sich Tayna jedoch dadurch aus, dass das System zu einer kleineren und lichtschwächeren Klasse von neu entstandenen Galaxien gehört, die bislang praktisch unentdeckt geblieben sind. Die Galaxie könnte für diese Epoche durchaus typisch sein und damit mehr über die Entstehung und Entwicklung der ersten Galaxien verraten.

"Durch diese Entdeckung war das Team erstmals in der Lage, die Eigenschaften dieser extrem lichtschwachen Objekte zu untersuchen, die sich nicht lange nach dem Urknall gebildet haben", meinte Leopoldo Infante von der Pontificia Universidad Católica de Chile. Die Galaxie gehört zu insgesamt 22 neu entdeckten Galaxien, die an der Grenze des sichtbaren Universums aufgespürt wurden. Dadurch vergrößert sich die Anzahl der bekannten Systeme in dieser Entfernung deutlich.

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Tayna ist von der Größe her in etwa vergleichbar mit der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie der Milchstraße. Allerdings entstehen in dem entfernten System mit einer zehnfach höheren Rate Sterne, als bei unserem galaktischen Nachbarn. Die Wissenschaftler vermuten, dass es sich bei der entfernten Galaxie um den wachsenden Kern eines Gebildes handeln könnte, das sich einmal zu einer vollständigen und großen Galaxie entwickeln wird.

Doch wären auch Hubble und Spitzer gemeinsam nicht in der Lage gewesen, das entfernte und lichtschwache System aufzuspüren. Zur Hilfe kam ihnen der rund vier Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxienhaufen MACS0416.1-2403. Seine immense Masse sorgt dafür, dass das Licht noch entfernterer Objekte abgelenkt und verstärkt wird. Das Leuchten der kleinen Protogalaxie am Rand des sichtbaren Universums wurde dadurch um einen Faktor 20 heller und so erst für die Teleskope sichtbar. Dieses als Gravitationslinseneffekt bekannte Phänomen geht auf die Allgemeines Relativitätstheorie von Albert Einstein zurück.

Das Licht so entfernter Galaxien wird durch die Expansion des Universums ins Rote verschoben, so dass auch junge und heiße Sterne in solchen Systemen, die eigentlich bläulich-weiß erscheinen müssten, im infraroten Bereich des Spektrums zu beobachten sind. Aus diesem Grunde wird der Hubble-Nachfolger, das James Webb Space Telescope, auch für diesen Wellenlängenbereich optimiert sein.

Über ihre Beobachtungen berichteten die Astronomen jetzt in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.

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siehe auch
Hubble: Winzige Galaxien im jungen Universum - 23. Oktober 2015
Frontier Fields: Eine der jüngsten Galaxien im Universum - 10. Februar 2014
Hubble: Blick in den Haufen der Pandora - 17. Januar 2014
The Frontier Fields: Drei Weltraumteleskope, ein Ziel - 25. Oktober 2013
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
NASA
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