Galaxien-Geburt im nebelverhangenen jungen Universum beobachtet

26. Juli 2015, 17:45
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800 Millionen Jahre nach dem Urknall: ALMA-Teleskop blickt zurück in die Zeit, bevor der Kosmos transparent wurde

Garching – Mit ALMA, dem größten Radioteleskop der Welt, ist es einem Astronomen-Team gelungen, die Entstehung von Galaxien im frühen Universum zu beobachten und deren innere Strukturen auszumachen. Die gesammelten Daten zeigen die frühen Sterneninseln erstmals nicht wie bisher nur als schwache Lichtflecke, wie die Europäische Südsternwarte (ESO) mitteilte.

Fundamentaler Wandel des Universums

Die Wissenschafter empfingen demnach Signale von Gaswolken, aus denen sich in den jungen Galaxien Sterne bilden. Dazu hatten die Forscher die Instrumente auf Galaxien gerichtet, die wir in einem Stadium nur 800 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums sehen – damit zählen sie zu den ersten Galaxien-Generationen nach dem Urknall vor knapp 13,8 Milliarden Jahren.

Als sich diese ersten Galaxien bildeten, war das Universum noch von einem Nebel aus Wasserstoffgas erfüllt. Aber als mehr und mehr leuchtkräftige Quellen – sowohl Sterne als auch die von gewaltigen Schwarzen Löchern angetriebenen Quasare – anfingen zu leuchten, löste dies den Nebel auf und machte das Universum transparent für ultraviolettes Licht: Astronomen nennen dies die Reionisierungsepoche. Über die ersten Galaxien in dieser Epoche ist allerdings bisher wenig bekannt. Dies könnte sich durch die neuen Entdeckungen des Astronomenteams nun ändern.

Beobachtung einer Pionier-Galaxie

Die Astronomen konzentrierten sich auf solche Galaxien, die das Universum reionisiert haben. Von einer – sie erhielt die Bezeichnung BDF2399 – konnte ALMA ein schwaches, aber deutliches Signal von leuchtendem Kohlenstoff empfangen. Dieses Leuchten kommt jedoch nicht vom Zentrum der Galaxie, sondern von einer Seite.

Die Astronomen glauben, dass diese Position des Glimmens daher rührt, dass die zentrumsnahen Wolken in der rauhen Umgebung neu gebildeter Sterne zerstreut werden – sowohl durch deren intensive Strahlung, als auch durch die Folgen von Supernovae. Das Kohlenstoffleuchten markiert hingegen das kühle, frische Gas, das aus dem intergalaktischen Medium aufgesammelt wird.

Studien-Koautor Andrea Ferrara sagt: "Dies ist der Nachweis der am weitesten entfernten, jemals beobachteten Emission dieser Art von einer 'normalen' Galaxie, die wir in dem Stadium sehen, in dem sie sich weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall befand. Damit haben wir die Gelegenheit, die Entstehung der ersten Galaxien zu beobachten. Zum ersten Mal sehen wir frühe Galaxien nicht nur als winzigen Lichtfleck, sondern als Objekte mit einer inneren Struktur!"

Star unter den Sternguckern

Das ALMA-Observatorium ("Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array") war im März 2013 nach jahrelanger Planungs- und Bauzeit in der chilenischen Atacama-Wüste offiziell eingeweiht worden. ALMA befindet sich 5.000 Meter über dem Meeresspiegel und besteht aus Hochpräzisions-Antennen, die zusammen die Auflösung eines gigantischen Teleskops erreichen.

Anders als optische oder Infrarot-Teleskope kann ALMA sehr viel längere Wellenlängen als diejenigen sichtbaren Lichts wahrnehmen und damit völlig neuartige Bilder liefern. Die ESO ist einer der Hauptpartner des ALMA-Projekts. (APA/red, 26. 7. 2015)

  • Blick auf die (damals noch) junge Galaxie BDF2399. Und zwar handelt es sich dabei um das grünliche Objekt schräg rechts über dem hellen rötlichen. Letzteres ist eine ausgedehnte Materiewolke, die sich mit der Galaxie vereinigt.
    foto: eso/r. maiolino

    Blick auf die (damals noch) junge Galaxie BDF2399. Und zwar handelt es sich dabei um das grünliche Objekt schräg rechts über dem hellen rötlichen. Letzteres ist eine ausgedehnte Materiewolke, die sich mit der Galaxie vereinigt.

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