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Astronomie+Physik

Ein Blick in die Morgendämmerung des Universums

Einen Blick in die finstersten Kapitel des Universums haben Astronomen mit dem Weltraumteleskop Hubble geworfen. In einem kleinen Ausschnitt des Himmels, dem Hubble Ultra Deep Field, entdeckten sechs Astronomenteams fünfzig bis hundert schwach leuchtende, rötliche Zwerggalaxien, die etwa 900 Millionen Jahre nach dem Urknall existierten und deren Strahlung das so genannte dunkle Zeitalter beendet haben könnte.

Einige Jahrmillionen nach dem Urknall war das Weltall für sichtbares Licht undurchlässig. Es hatte sich so weit abgekühlt, dass die Materie ? vor allem Protonen und Elektronen ? nicht mehr ionisiert war, sondern sich zu neutralen Wasserstoff-Atomen zusammenschloss. Das Wasserstoff-Gas absorbierte jedoch das sichtbare Licht. Erst 500 Millionen bis eine Milliarde Jahre nach dem Urknall ionisierte die Strahlung der allerersten Sterne und Galaxien die Wasserstoff-Atome wieder, so dass das Universum wieder durchsichtig wurde.

An diese zeitliche Grenze pirschten sich die sechs Astronomenteams jetzt mit zwei besonders leistungsfähigen Instrumenten des Hubble-Teleskops heran: Mit der Advanced Camera for Surveys (ACS) und dem Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS). Es gelang den Astronomen, etwa 95 Prozent des Weges von heute bis zum Urknall zurückzuschauen, auf Objekte mit einer Rotverschiebung von z = 6. Die Aufnahmen zeigen, dass das Universum eine Milliarde nach dem Urknall voll von Zwerggalaxien war, während es voll ausgebildete Galaxien wie die Milchstraße dagegen noch nicht gab. Die Forscher schließen daraus, dass die riesigen, majestätischen Galaxien von heute Zusammenschlüsse von vielen kleinen Sternenhaufen sind.

Ob die Strahlung der Zwerggalaxien allerdings stark genug war, das dunkle Zeitalter zu beenden, wird von den Astronomen noch diskutiert. Ein britisches Team um Andrew Bunker von der University of Cambridge ist der Meinung, die gefundenen Zwerggalaxien hätten nicht genug ultraviolette Strahlung ausgesendet, um den Wasserstoff im Universum zu ionisieren. Die Forscher vermuten, dass noch ältere Sternenpopulationen das Universum reionisiert haben müssen. Forscher um Haojing Yan vom Spitzer Space Center und Rogier Windhorst von der Arizona State University in Tempe glauben dagegen, es müsse noch wesentlich mehr kleine, für Hubble unsichtbare Galaxien gegeben haben, die zusammen mit den sichtbaren die Dunkelheit im Universum aufhellten.

Sangeeta Malhotra und James Rhoads vom Space Telescope Science Institute haben eine andere Theorie: Die Geschwindigkeit der Reionisation war von der Galaxiendichte abhängig – je mehr Galaxien auf einem Haufen, desto schneller konnten die Wasserstoff-Atome zerschlagen werden. Demnach wäre es im Weltall nicht überall gleichzeitig hell geworden.

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Ute Kehse
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