Leuchtschwache Galaxie im jungen Kosmos entdeckt

Einige Hundert Millionen Jahre nach dem Urknall erleuchteten zahlreiche leuchtschwache Galaxien den Kosmos und ionisierten das Wasserstoffgas. So weit die Theorie. Jetzt hat ein internationales Forscherteam mit dem Weltraumteleskop Hubble erstmals eine solche Galaxie aufgespürt: Ihr Licht war 13,1 Milliarden Jahre bis zur Erde unterwegs. Die Entdeckung sei nur möglich gewesen, weil ein im Vordergrund liegender Galaxienhaufen mit seiner Schwerkraft als Gravitationslinse wirkt und so die Strahlung der leuchtschwachen Galaxie verstärkt, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

Grafische Darstellung von Galaxien in der Reionisationsära, der Teleskope und eines dazwischen liegenden Galaxienhaufens.
MACS1423

„Alle bisher bekannten Objekte in dieser Entfernung sind extrem hell“, erläutert Austin Hoag von der University of California in Davis. „Solche extrem leuchtkräftigen Galaxien sind vermutlich nicht repräsentativ für die Ära der Reionisation.“ Deshalb haben er und seine Kollegen sich mit dem Hubble-Teleskop auf die Suche nach normalen Sternsystemen im jungen Kosmos gemacht. Da solche Galaxien aber zu leuchtschwach sind, um unter normalen Umständen selbst mit den größten Teleskopen sichtbar zu sein, bedienten sich die Astronomen eines Tricks: Sie konzentrierten ihre Suche auf die Umgebung massereicher Galaxienhaufen. Die Schwerkraft der Galaxienhaufen lenkt die Lichtstrahlen dahinterliegenden Objekte ab, wirkt also wie eine Linse und kann so deren Strahlung erheblich verstärken.

Fündig wurden Hoag und seine Kollegen im Galaxienhaufen MACS1423, der selbst bereits 5,5 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist. Dort stießen sie auf ein Lichtfleckchen, das sich bei weiteren Untersuchungen mit Hubble sowie dem Keck-Teleskop auf Hawaii als leuchtschwache Galaxie in der Reionisationsära des Kosmos entpuppte. Von Reionisation sprechen Physiker, weil die Materie im Universum nach dem Urknall zunächst ionisiert war. Rund 400 000 Jahre nach dem Urknall hatte sich das Weltall so weit abgekühlt, dass Elektronen und Protonen sich zu neutralem Wasserstoff vereinigen konnten. Mit dem jetzigen Fund gelang den Forschern erstmals der Nachweis eines typischen Sternsystems, das mit seiner Strahlung den Wasserstoff erneut ionisierte – und das Universum so durchsichtig für Licht machte. Hoag und sein Team wollen mit Hubble nun nach weiteren Beispielen für solche Galaxien im jungen Kosmos suchen.