Hubble erfasst die früheste Galaxie, die den kosmischen Nebel lichtet

Astronomen haben mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA ultraviolettes Licht entdeckt, das aus einer Galaxie entweicht, die nur 1,4 Milliarden Jahre nach dem Urknall existierte – eine Entdeckung, die einst als unmöglich galt. Die am Montag im Astrophysical Journal veröffentlichte Entdeckung bietet das bisher klarste Bild davon, wie frühe Galaxien das undurchsichtige Universum in den transparenten Kosmos verwandelten, der heute sichtbar ist.STScI+1

Eine Galaxie wie keine andere

Die Galaxie mit der Katalogbezeichnung MXDFz4.4 ist die früheste bekannte Quelle entweichender ionisierender Photonen, dem hochenergetischen ultravioletten Licht, das in der Lage ist, Elektronen von Wasserstoffatomen zu trennen. Sie existierte gegen Ende der Ära der Reionisierung, als das Universum von einem dichten Nebel aus neutralem Wasserstoffgas in einen klaren, ionisierten Zustand überging.science.nasa+1

„Die Beobachtung einer solchen Galaxie galt als unmöglich“, sagte Hauptautor Ilias Goovaerts, Postdoktorand am Space Telescope Science Institute in Baltimore. „Forscher erwarteten, dass der ‚Nebel‘ oder neutraler Wasserstoff, der das frühe Universum erfüllte, zu dicht sein und unseren Blick auf sein ionisierendes Licht verdecken würde.“science.nasa

Obwohl MXDFz4.4 etwa 100-mal kleiner als die Milchstraße ist, bildete sie 10-mal schneller Sterne. Ihre jungen, massereichen Sterne waren dicht gedrängt, und das Team schätzt, dass 50 bis 100 Prozent ihres ionisierenden Lichts aus dem umgebenden Gas entwichen. Viele dieser kurzlebigen Sterne explodierten zudem als Supernovae und sprengten Löcher, die noch mehr Licht durchließen.youtube+2

Hubbles einzigartige Rolle, unterstützt von Webb und dem VLT

Da sich das ultraviolette Licht über mehr als 12 Milliarden Jahre kosmischer Expansion in sichtbare Wellenlängen ausdehnte, machen Hubbles Wellenlängenabdeckung und weltraumgestützte Auflösung es zum einzigen Teleskop, das es erfassen kann. „Hubble lieferte die einzige Ansicht, die die ionisierenden Photonen der Galaxie zeigt – Licht, das in der Lage ist, den ‚Nebel‘ in und um die Galaxie zu lichten“, sagte Goovaerts.STScI+1

Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA und das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte lieferten unterstützende Daten. Webb half dem Team, die ältere Sternpopulation der Galaxie zu analysieren und ihre Sternentstehungsgeschichte zu messen, während das VLT den Zeitpunkt der Existenz von MXDFz4.4 bestimmte. Kombinierte Aufnahmen von Hubble und Webb bestätigten, dass die jüngste Sternentstehung in Schüben erfolgte, wobei jüngere Sternpopulationen für die Klärung des umgebenden Gases verantwortlich waren.science.nasa+1

Näher an die Ursprünge der Reionisierung

Vor dieser Entdeckung stammte die früheste bekannte Galaxie, die ionisierendes Licht emittierte, aus einer Zeit, als das Universum 1,6 Milliarden Jahre alt war. MXDFz4.4 verschiebt diese Grenze um etwa 200 Millionen Jahre nach hinten und bringt die Forscher dem Verständnis näher, wie sich die Ära der Reionisierung entfaltete.science.nasa

„Hubbles Beobachtungen von MXDFz4.4 erlauben es uns, unsere Hypothesen viel näher an der Ära der Reionisierung zu testen als je zuvor“, sagte Marc Rafelski, stellvertretender Hubble-Missionsleiter am STScI und Mitautor der Studie. „Das Finden weiterer Galaxien, insbesondere zu etwas späteren kosmischen Zeiten, in denen größere Stichproben erreichbar sind, würde es uns ermöglichen, diese Messungen zu verfeinern und herauszufinden, was unsere Sicht klärte, als diese Ära zu Ende ging.“science.nasa