Licht ins Dunkel des frühen Universums

Galaxie
Anhand einer kleinen Galaxie konnten Forscher Aufschlüsse über Prozesse im Universum kurz nach dem Urknall gewinnen (Symbolbild).
NASA/PD
Neue Erkenntnisse
Nach dem Urknall war das Weltall dunkel und kalt. Dann erwärmte es sich wieder. Forschende haben nun eine frühe Galaxie entdeckt, die an dieser «Reionisierung» des Universums beteiligt gewesen sein könnte.

Nach dem Urknall bestand das Universum aus einem heissen Gemisch aus Materie und Licht. Als es abkühlte, fanden sich Protonen und Elektronen zusammen, um das häufigste Element zu formen: Wasserstoff. Das Licht der ersten Galaxien konnte diese Wasserstoff-Wolke, die das All erfüllte, zunächst kaum durchdringen.

Nach rund einer Milliarde Jahre erwärmte sich das Universum wieder. Der Wasserstoff zerfiel erneut in geladene Teilchen und das Weltall wurde lichtdurchlässig. Was genau die treibende Kraft hinter diesem wichtigen Ereignis, der «Reionisierung», war, ist noch nicht klar.

Eine Theorie besagt, dass schwarze Löcher die dafür notwendige Strahlung ausgestossen haben, während sie massereiche Objekte verschluckten. Solche Ereignisse seien aber zu selten, als dass sie die Reionisierung erklären könnten, sagt Anne Verhamme, Astronomin an der Universität Genf.

Schwierige Suche nach strahlenden Galaxien
Wahrscheinlicher ist es, dass frühe Galaxien daran beteiligt waren, die ionisierende Strahlung ausgestossen haben. Wissenschaftler suchen seit langem nach Vertretern solcher Galaxien, um diese Theorie zu beweisen. «Astronomen haben sich daran lange die Zähne ausgebissen», sagt Daniel Schaerer von der Universität Genf auf Anfrage der sda.

Die Genfer Forschenden sind nun gemeinsam mit einem internationalen Team fündig geworden: Mit Hilfe des Hubble-Teleskops untersuchten sie eine drei Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie und stellten fest, dass sie ionisierende Photonen in einer Menge abstrahlt, die für die Reionisierung relevant gewesen sein kann. Ihren Fund stellen sie im Fachjournal «Nature» vor.

Die Galaxie mit dem Namen J0925 gehört zu einer Gruppe von Zwerggalaxien, die man als «Grüne-Erbse-Galaxien» bezeichnet. «Sie sind extrem kompakt und enthalten sehr viele junge Sterne», erklärt Verhamme.

Grossteil der Strahlung wird geschluckt
Normalerweise absorbiere das Gas einer Galaxie alle oder fast alle ionisierende Strahlung, sagt Verhamme weiter. Dadurch bleibe zu wenig Strahlung übrig, um das Universum reionisiert zu haben. Bei J0925 jedoch «entkomme» acht Prozent der Strahlung den absorbierenden Gasen - der höchste Anteil, der je gemessen wurde.

Auf die Spur der strahlenden Zwerggalaxie kamen die Astronomen, indem sie einen Galaxien-Katalog, den «Sloan-Survey», nach Galaxien mit speziellen theoretischen Kriterien durchforsteten, wie die Universität Genf am Mittwoch mitteilte. Fünf Kandidaten untersuchten sie näher. J0925 entpuppte sich als Volltreffer.

«Da wir nun die Kriterien kennen, nach denen wir suchen müssen, wird die Suche nach weiteren Galaxien dieser Art viel leichter», sagt Schaerer der sda.

 

 

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