Seit seiner Markteinführung im Jahr 1990 ist das Hubble-Weltraumteleskop hat Menschen auf der ganzen Welt atemberaubende Ausblicke auf das Universum ermöglicht. Mit seiner Hightech-Instrumentensuite hat Hubble dazu beigetragen, einige seit langem bestehende Probleme in der Astronomie zu lösen und neue Fragen aufzuwerfen. Und immer haben seine Betreiber es bis an die Grenzen getrieben, in der Hoffnung, immer weiter ins Jenseits zu blicken und zu sehen, was dort lauert.
Und wie NASA angekündigt Mit einer aktuellen Pressemitteilung hat ein internationales Astronomenteam mit dem HST gerade den kosmischen Distanzrekord gebrochen, indem es die am weitesten entfernte Galaxie gemessen hat, die jemals im Universum gesehen wurde. Dabei haben sie nicht nur tiefer als je zuvor in den Kosmos geschaut, sondern tiefer in seine Vergangenheit. Und was sie gesehen haben, könnte uns viel über das frühe Universum und seine Entstehung sagen.
Aufgrund der Effekte der speziellen Relativitätstheorie wissen Astronomen, dass sie Objekte im tiefen Weltraum so sehen, wie sie vor Millionen oder sogar Milliarden von Jahren waren. Ergo, ein Objekt, das sich 13,4 Milliarden Lichtjahre entfernt befindet, wird uns so erscheinen, wie es vor 13,4 Milliarden Jahren war, als sein Licht zum ersten Mal die Reise in unsere kleine Ecke des Universums antrat.
Ein internationales Wissenschaftlerteam hat mit dem Hubble-Weltraumteleskop die bisher am weitesten entfernte Galaxie spektroskopisch bestätigt. Credits: NASA/ESA/B. Robertson (University of California, Santa Cruz)/A. Feld (STScI)
Genau dies erlebte das Astronomenteam, als es auf GN-z11 blickte, eine ferne Galaxie, die sich in Richtung des Sternbildes Ursa Major befindet. Mit dieser einen Galaxie hat das Astronomenteam – zu dem Wissenschaftler der Yale University, der Institut für Weltraumteleskop-Wissenschaft (STScI) und der University of California – konnten sehen, wie eine Galaxie in unserem Universum nur 400 Millionen Jahre nach dem Urknall aussah.
Zuvor befand sich die am weitesten entfernte Galaxie, die je von Astronomen beobachtet wurde, 13,2 Milliarden Lichtjahre entfernt. Mit den gleichen spektroskopischen Techniken bestätigte das Hubble-Team, dass GN-z11 fast 200 Millionen Lichtjahre weiter entfernt war. Dies war eine große Überraschung, da es Astronomen in eine Region des Universums führte, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop als unerreichbar galt.
Tatsächlich ahnten Astronomen nicht, dass sie dies ohne Verwendung so tief in Raum und Zeit untersuchen könnten Spitzer , oder bis zur Bereitstellung der James Webb Weltraumteleskop – die im Oktober 2018 starten soll. Pascal Oesch von der Yale University, der Hauptforscher der Studie, erklärte:
„Wir haben einen großen Schritt zurück in die Vergangenheit gemacht, über das hinaus, was wir jemals mit Hubble erwartet hatten. Wir sehen GN-z11 zu einer Zeit, als das Universum nur drei Prozent seines heutigen Alters hatte. Hubble und Spitzer dringen bereits in Webb-Territorium vor.“
Das Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 1997 nach seiner ersten Wartungsmission. Bildnachweis: NASA
Darüber hinaus haben die Ergebnisse auch einige Auswirkungen auf frühere Entfernungsschätzungen. In der Vergangenheit hatten Astronomen die Entfernung von GN-z11 geschätzt, indem sie sich auf die Farbbildgebungstechniken von Hubble und Spitzer verließen. Diesmal verließen sie sich auf Hubbles Weitfeldkamera 3 erstmals die Rotverschiebung der Galaxien spektroskopisch zu messen. Dabei stellten sie fest, dass GN-z11 weiter weg war, als sie dachten, was bedeuten könnte, dass einige besonders helle Galaxien, die mit Hubble gemessen wurden, auch weiter entfernt sein könnten.
Die Ergebnisse offenbaren auch überraschende neue Hinweise auf die Natur des sehr frühen Universums. Für den Anfang zeigten die Hubble-Bilder (kombiniert mit Daten von Spitzer), dass GN-z11 25-mal kleiner ist als die heutige Milchstraße und nur ein Prozent der Masse unserer Galaxie in Sternen enthält. Gleichzeitig bildet sie Sterne mit einer 20-mal höheren Geschwindigkeit als unsere eigene Galaxie.
Wie Garth Illingworth – einer der Ermittler des Teams von der University of California, Santa Cruz – erklärte:
„Es ist erstaunlich, dass eine so massereiche Galaxie nur 200 bis 300 Millionen Jahre existierte, nachdem sich die allerersten Sterne zu bilden begannen. Es braucht wirklich schnelles Wachstum und die Produktion von Sternen mit enormer Geschwindigkeit, um so schnell eine Galaxie mit einer Milliarde Sonnenmassen zu bilden. Dieser neue Rekord wird wahrscheinlich bis zum Start des James Webb-Weltraumteleskops bestehen bleiben.“
Nicht zuletzt liefern sie einen verlockenden Hinweis darauf, was zukünftige Missionen – wie das James Webb-Weltraumteleskop – finden werden. Nach dem Einsatz werden Astronomen wahrscheinlich immer weiter in den Weltraum und weiter in die Vergangenheit blicken. Mit jedem Schritt nähern wir uns dem Aussehen der allerersten Galaxien, die sich in unserem Universum bildeten.
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