Haro 11 Galaxie Detailansicht. Bildnachweis: Hubble. klicken um zu vergrößern
Eine winzige Galaxie hat Astronomen einen Einblick in eine Zeit gegeben, in der sich die ersten hellen Objekte im Universum bildeten und die dunklen Zeiten beendeten, die der Geburt des Universums folgten.
Astronomen aus Schweden, Spanien und der Johns Hopkins University verwendeten den NASA-Satelliten Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), um die erste direkte Messung der ionisierenden Strahlung durchzuführen, die aus einer Zwerggalaxie austritt, die einen Ausbruch von Sternentstehung durchmacht. Das Ergebnis, das Auswirkungen auf das Verständnis der Entwicklung des frühen Universums hat, wird Astronomen bei der Bestimmung helfen, ob die ersten Sterne ? oder eine andere Art von Objekt? beendete das kosmische dunkle Zeitalter.
Das Team wird seine Ergebnisse am 12. Januar auf dem 207. Treffen der American Astronomical Society in Washington, D.C. präsentieren.
Von vielen Astronomen als Relikte aus einem frühen Stadium des Universums betrachtet, sind Zwerggalaxien kleine, sehr lichtschwache Galaxien, die einen großen Anteil an Gas und relativ wenige Sterne enthalten. Nach einem Modell der Galaxienentstehung verschmolzen viele dieser kleineren Galaxien zu den heutigen größeren. Wenn das stimmt, kann man sich alle jetzt beobachteten Zwerggalaxien als „Fossilien“ vorstellen, die es geschafft haben zu überleben? ohne wesentliche Änderungen? aus einer früheren Zeit.
Unter der Leitung von Nils Bergvall vom Astronomischen Observatorium in Uppsala, Schweden, beobachtete das Team eine kleine Galaxie namens Haro 11, die sich etwa 281 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Bildhauer befindet. Die Analyse der FUSE-Daten durch das Team ergab ein wichtiges Ergebnis: Zwischen 4 und 10 Prozent der ionisierenden Strahlung der heißen Sterne in Haro 11 können in den intergalaktischen Raum entweichen.
Ionisation ist der Prozess, bei dem Atomen und Molekülen Elektronen entzogen und in positiv geladene Ionen umgewandelt werden. Die Geschichte des Ionisationsniveaus ist wichtig, um die Entwicklung von Strukturen im frühen Universum zu verstehen, da sie bestimmt, wie leicht sich Sterne und Galaxien bilden können, so BG Andersson, Forscher am Henry A. Rowland Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins und ein Mitglied des FUSE-Teams.
„Je ionisierter ein Gas wird, desto weniger effizient kann es kühlen. Die Abkühlungsrate wiederum steuert die Fähigkeit des Gases, dichtere Strukturen wie Sterne und Galaxien zu bilden“, sagte Andersson. Je heißer das Gas, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass sich Strukturen bilden, sagte er.
Die Ionisationsgeschichte des Universums verrät daher, wann sich die ersten leuchtenden Objekte bildeten und wann die ersten Sterne zu leuchten begannen.
Der Urknall ereignete sich vor etwa 13,7 Milliarden Jahren. Zu dieser Zeit war das Säuglingsuniversum zu heiß, um Licht zu scheinen. Materie war vollständig ionisiert: Atome wurden in Elektronen und Atomkerne zerlegt, die das Licht wie Nebel streuen. Während sie sich ausdehnte und dann abkühlte, verband sich Materie zu neutralen Atomen einiger der leichtesten Elemente. Der Abdruck dieses Übergangs wird heute als kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung gesehen.
Das gegenwärtige Universum ist jedoch überwiegend ionisiert; Astronomen sind sich im Allgemeinen einig, dass diese Reionisation vor 12,5 bis 13 Milliarden Jahren stattfand, als sich die ersten großen Galaxien und Galaxienhaufen bildeten. Die Details dieser Ionisierung sind noch unklar, sind aber für Astronomen von großem Interesse, die diese sogenannten „dunklen Zeitalter“ des Universums untersuchen.
Astronomen sind sich nicht sicher, ob die ersten Sterne oder eine andere Art von Objekt diese dunklen Zeiten beendeten, aber FUSE-Beobachtungen von „Haro 11“ liefern einen Hinweis.
Die Beobachtungen tragen auch dazu bei, das Verständnis dafür zu verbessern, wie das Universum reionisiert wurde. Zu den wahrscheinlichen Faktoren gehören laut dem Team die intensive Strahlung, die erzeugt wird, als Materie in Schwarze Löcher fiel, die das bildeten, was wir heute als Quasare sehen, und das Austreten von Strahlung aus Regionen der frühen Sternentstehung. Bisher gab es jedoch keine direkten Beweise für die Durchführbarkeit des letztgenannten Mechanismus.
„Dies ist das jüngste Beispiel, bei dem die FUSE-Beobachtung eines relativ nahen Objekts wichtige Konsequenzen für kosmologische Fragen hat“, sagte Dr. George Sonneborn, NASA/FUSE-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.
Dieses Ergebnis wurde von der europäischen Zeitschrift Astronomy and Astrophysics zur Veröffentlichung angenommen.
Originalquelle: Pressemitteilung der JHU
