HUBBLE
Neuer galaktischer Entfernungsrekord?
von Stefan Deiters
astronews.com
12. Februar 2008

Dank einer Gravitationslinse konnten Astronomen mit dem Weltraumteleskop Hubble jetzt eine Galaxie aufspüren, die vermutlich zu den jüngsten und leuchtkräftigsten Galaxien gehört, die bislang beobachtet wurden. Wegen ihrer großen Entfernung sehen wir die Galaxie nur etwa 700 Millionen Jahre nach dem Urknall. Gehört sie damit zu den Objekten, die mitgeholfen haben, das dunkle Zeitalter des Universums zu beenden?

Die Galaxie A1689-zD1 in einer Infrarotaufnahme des Weltraumteleskops Hubble. Der Galaxienhaufen Abell 1689 und mit der entdeckten Galaxie. Bilder: NASA, ESA, L. Bradley (Johns Hopkins University), R. Bouwens (University of California in Santa Cruz); H. Ford (Johns Hopkins University) und G. Illingworth (University of California in Santa Cruz)  [Großansicht]

Die Galaxie mit Namen A1689-zD1 wurde in Bildern von Hubbles Near Infrared Camera and Multi-Objekt Spectrometer (NICMOS) aufgespürt. Die NICMOS-Daten zeigen eine junge Galaxie, die gerade eine heftige Phase von Sternentstehung durchläuft und damit vielleicht geholfen hat, das "dunkle Zeitalter" des Universums nach dem Urknall zu  beenden. Zusätzliche Beobachtungen mit dem Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer bestätigten die Hubble-Daten.

"Wir waren recht überrascht, eine so helle junge Galaxie 13 Milliarden Jahre in der Vergangenheit zu finden", erläutert Garth Illingworth von der University of California in Santa Cruz, der zum Beobachterteam gehörte. "Dies ist der bislang detaillierteste Blick auf ein so weit entferntes Objekt." Die Wissenschaftler glauben, dass ihre Entfernungsbestimmung recht zuverlässig ist: "Dieses Objekt ist ein heißer Anwärter auf den Titel der am weitesten entfernten Galaxie", urteilt daher Teammitglied Piero Rosati von der Europäischen Südsternwarte ESO.

Die neuen Beobachtungen erlauben einen Blick in die Anfänge der Galaxienentstehung und helfen vielleicht mehr darüber zu lernen, wie genau das "dunkle Zeitalter" des Universums zu Ende ging. Hubble ist es in den letzten Jahren immer wieder gelungen, Galaxien in immer größerer Entfernung aufzuspüren. Da sich das Licht von diesen fernen Galaxien nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit bewegt, ist ein Blick in große Entfernung auch ein Blick in die Vergangenheit. Die Beobachtung von einer Galaxie in dieser Entfernung gibt den Forschern einen Eindruck davon, wie die ersten Galaxien in ihrer "Kindheit" aussahen.

Nach den bisherigen Theorien begann das "dunkle Zeitalter" etwa 400.000 Jahre nach dem Urknall. Durch die Ausdehnung des Weltalls kühlte es ab und es bildeten sich Wolken aus kaltem Wasserstoff, die wie dichter Nebel durch das Universum zogen. Irgendwann bildeten sich aber die ersten Sterne und Galaxien, deren Strahlung die Umgebung aufheizte und den "Nebel" vertrieb. Man nimmt heute an, dass das "dunkle Zeitalter" etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall zu Ende war.

"Diese Galaxie ist vermutlich eine der vielen Galaxien, die geholfen haben, das dunkle Zeitalter zu beenden", erklärt Larry Bradley von der amerikanischen Johns Hopkins University, der die Studie leitete. "Astronomen sind sich relativ sicher, dass beispielsweise Quasare nicht genug Energie lieferten, um das dunkle Zeitalter zu beenden. Aber viele junge Galaxien mit heftiger Sternentstehung könnten ausreichend Energie erzeugt haben."

Die neue Galaxie ist nur mit Hilfe von Hubbles Infrarotkamera zu sehen: Das Licht der Galaxie ist durch die Expansion des Universums nämlich so weit ins Rote verschoben, dass mit der leistungsfähigen Advanced Camera for Surveys, die im sichtbaren Bereich des Lichtes beobachtet, nichts mehr zu sehen ist. Zudem kam den Astronomen Abell 1689 zu Hilfe, ein riesiger Galaxienhaufen in 2,2 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Er wirkt als Gravitationslinse und verstärkt das Licht von noch entfernteren Objekten.

Im Falle von A1689-zD1 wurde das Licht etwa um das Zehnfache verstärkt: "Die Galaxie lag fast genau dort, wo der Galaxienhaufen für die stärkste Vergrößerung sorgt - dies war entscheidend dafür, dass wir sie mit Hubble und Spitzer beobachten konnten", so Rosati. Die ferne Galaxie hat nur ein Bruchteil der Masse unserer Milchstraße und ist damit typisch für eine Galaxie im jungen Universum. Mehr als einige helle Flecken der leuchtkräftigsten Sterne von A1689-zD1 kann aber auch Hubble nicht erkennen. Mit dem Hubble-Nachfolger aber, dem James Webb Space Telescope, sollte es möglich sein, sogar die Struktur der fernen Galaxie im Detail studieren zu können.