Rekordentfernung: Galaxie im kosmischen Urnebel

Astronomen beobachten Sternsystem 600 Millionen Jahre nach dem Urknall - als das Universum noch überwiegend undurchsichtig war

Galaxie UDFy-38135539
Galaxie UDFy-38135539

Garching/Paris (Frankreich) - Astronomen der Europäischen Südsternwarte ESO haben nachgewiesen, dass das Licht einer vom Weltraumteleskop Hubble entdeckten Galaxie 13,1 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Das Objekt mit der Katalognummer UDFy-38135539 stellt damit einen neuen kosmischen Entfernungsrekord auf. Zugleich gelang damit erstmals die Entdeckung einer Galaxie in der "undurchsichtigen Phase" nach dem Urknall, als der Kosmos noch zu großen Teilen von Strahlung absorbierendem neutralen Wasserstoff erfüllt war.

Hubble hatte 2009 eine Reihe von Galaxien-Kandidaten aufgespürt, deren Aussehen und Strahlung für eine ungewöhnlich große Entfernung sprachen. "Nach der Bekanntgabe dieser Kandidaten machten wir ein paar schnelle Berechnungen - und stellten aufgeregt fest, dass wir mit dem Very Large Telescope der ESO und einem extrem empfindlichen Infrarot-Spektrographen die Entfernung dieser Objekte messen könnten", erinnert sich Matthew Lehnert vom Observatoire de Paris, einer der beteiligten Forscher. Tatsächlich war dann eine Belichtungszeit von 16 Stunden und eine akribische Auswertung der Daten nötig, um für UDFy-38135539 die Entfernung zu bestimmen.

Die Astronomen messen dazu die so genannte Rotverschiebung, die Dehnung der Lichtwellen durch die Expansion des Weltalls während der langen Reise der Strahlung durchs All. UDFy-38135539 hat eine Rekord-Rotverschiebung von 8,6 - das bedeutet, die Wellenzüge ihrer Strahlung sind um das 9,6-fache gedehnt. Und es bedeutet auch, dass sich das Universum zwischen Aussendung und Empfang der Strahlung um den Faktor 9,6 vergrößert hat. Umgerechnet ergibt sich daraus die Entfernung von 13,1 Milliarden Lichtjahren - wir sehen die Galaxie also so, wie sie 600 Millionen Jahre nach dem Urknall, der Entstehung des Kosmos, ausgesehen hat.

"Die Rotverschiebung einer so weit entfernten Galaxie zu messen ist schon allein aufregend", erklärt Nicole Nesvadba vom Institut d'Astrophysique Spatiale in Paris, die ebenfalls an den Beobachtungen beteiligt war. "Noch bedeutender ist aber, dass wir erstmalig eine der Galaxien sehen, die den Nebel beseitigt haben, der das frühe Universum erfüllt hat." Re-Ionisation nennen die Kosmologen diese Phase: Die Strahlung der ersten Galaxien ionisierte den neutralen Wasserstoff und machte den Kosmos damit durchsichtig für elektromagnetische Strahlung. Die Messungen zeigen aber auch, dass die Strahlung von Galaxien wie UDFy-38135539 für die beobachtete Ionisation nicht ausreicht. Es müsse, so die Forscher, noch eine große Zahl kleinerer und deshalb nicht sichtbarer Galaxien in der Umgebung von UDFy-38135539 geben, die mit ihrer Strahlung zur Re-Ionisierung beitragen.