HUBBLE
Galaxie mit neuer Rekordentfernung?
von Stefan Deiters
astronews.com
27. Januar 2011

Astronomen könnten mit dem Weltraumteleskop Hubble auf die entfernteste und damit älteste Galaxie gestoßen sein, die bislang entdeckt wurde. Das Licht des Systems UDFj-39546284 hat 13,2 Milliarden Jahre benötigt, um die Erde zu erreichen. Die Galaxie hat damit bereits existiert als unser Universum lediglich 480 Millionen Jahre alt war.

Hubbles Blick auf die Galaxie UDFj-39546284. Bild: NASA, ESA, G. Illingworth (University of California, Santa Cruz), R. Bouwens (University of California, Santa Cruz und Universität Leiden) und das HUDF09 Team  [Großansicht]

Das Weltraumteleskop Hubble gehört mit zu den leistungsfähigsten Instrumenten überhaupt. Jetzt haben Astronomen die Möglichkeiten Hubbles voll ausgenutzt und sind dabei womöglich auf die entfernteste bislang entdeckte Galaxie gestoßen. Das Licht dieses Objektes war 13,2 Milliarden Jahre unterwegs bis es Hubble erreicht hat. Unser Universum ist gegenwärtig 13,7 Milliarden Jahre alt. Die Rotverschiebung der entfernten Galaxie, also die durch die Expansion des Universums verursachte Verschiebung der Wellenlänge ihres Lichts, beträgt 10.

Die Rotverschiebung (z) ist gleichzeitig auch ein Maß für die Entfernung. In den Zeiten vor Hubble waren nur Objekte bis zu einer Rotverschiebung von etwa 1 zu erkennen. Dies entspricht einem Blick zurück in eine Zeit, zu der unser Universum nur etwa die Hälfte seines heutigen Alters hatte. Hubble gelang es dann zunächst bis zu einer Rotverschiebung von z=4 zurückzublicken, was etwa 90 Prozent der Zeitspanne bis zum Urknall ausmacht. Mit der neuen Wide Field Camera 3 könnte nun sogar ein Blick bis zu z=10 gelungen sein. Die ersten Sterne entstanden vermutlich bei Rotverschiebungen zwischen 15 und 30. In diese Regionen könnte eventuell der Hubble-Nachfolger, das James Webb Space Telescope, vordringen.

Bei der jetzt aufgespürten Galaxie mit der Bezeichnung UDFj-39546284 handelt es sich vermutlich um eine kompakte Galaxie aus blauen Sternen, die ungefähr 480 Millionen Jahre nach dem Urknall existiert hat. Es ist ein vergleichsweise winziges System: In unserer Milchstraße hätten davon etwa 100 Platz. Die Galaxie ist offenbar deutlich weiter entfernt als die Galaxien, die erst unlängst bei Hubble Ultra Deep Field-Beobachtungen entdeckt worden waren. Der bisherige Rekordhalter darunter hatte eine Rotverschiebung von z=8,6, wir sehen ihn also rund 600 Millionen Jahre nach dem Urknall (astronews.com berichtete).

"Wir können große Veränderungen in der Sternentstehungsrate erkennen. Das deutet darauf hin, dass in noch größerer Vergangenheit noch dramatischere Änderungen sichtbar werden", erklärt Garth Illingworth von der University of California in Santa Cruz. Besonders das Ausmaß dieser Veränderungen hat die Astronomen überrascht: Die Rate, mit der Sterne entstehen, scheint sich nämlich in den 170 Millionen Jahren, die zwischen der neu aufgespürten Galaxie und den schon bekannten Galaxien bei z=8 (entsprechend 650 Millionen Jahre nach dem Urknall) liegen, um einen Faktor Zehn vergrößert zu haben.

"Diese Beobachtung liefern uns damit den bislang besten Einblick in die Natur dieser frühen Objekte, die wir gerade erst zu entdecken beginnen", so Rychard Bouwens von der Universität Leiden in den Niederlanden. "Wir stoßen immer weiter in jene Bereiche vor, in denen sich dramatische Veränderungen abgespielt haben. Noch einige Hundert Millionen Jahre zurück Richtung Urknall und wir können tatsächlich die Entstehung der ersten Galaxien beobachten", so Illingworth.

Um die Galaxie aufzuspüren, analysierten die Astronomen über ein Jahr lang Daten, die Hubble im Sommer 2009 und 2010 in einem bestimmten Himmelsbereich, dem Hubble Ultra Deep Field, aufgenommen hatte. Die Galaxie ist darauf als winziger verwaschener Fleck zu erkennen. Die Wissenschaftler vermuten, dass die Galaxie, wie wir sie jetzt beobachten, etwa 100 bis 200 Millionen Jahre alt ist.

Wegen der extremen Entfernung ist das Licht der Galaxie so weit ins Rote verschoben, dass Hubble es nur in den längsten Infrarotwellenlängen nachweisen konnte. Das Teleskop arbeitete damit am Rande seiner Möglichkeiten. Erst mit dem Hubble-Nachfolger, dem James Webb Space Telescope, wird es daher möglich sein, noch weiter in die Vergangenheit zu blicken. Die Astronomen berichten über ihre Entdeckung in der heutigen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature.