✨ Eine 3D-Karte des verborgenen Lichts zwischen den Galaxien

Während der Nachthimmel zwischen den Sternen und Galaxien oft leer erscheint, hat ein Team von Astronomen kürzlich enthüllt, dass diese scheinbar dunklen Regionen tatsächlich von einem ausgedehnten, diffusen Licht durchdrungen sind. Diese Art von leuchtendem "Meer" verbindet die hellen Inseln des Universums.

Diese Entdeckung stammt von einer dreidimensionalen Karte des jungen Universums, die mithilfe der vom Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment gesammelten Informationen erstellt wurde. Die Wissenschaftler untersuchten ein besonderes ultraviolettes Licht namens Lyman-alpha, das von Wasserstoff erzeugt wird, wenn er durch die Strahlung junger, heißer Sterne angeregt wird. Der kartierte Zeitraum, der vor 9 bis 11 Milliarden Jahren liegt, entspricht einer Epoche mit einem Höhepunkt der Sternentstehung.


Um dieses Ergebnis zu erzielen, verwendeten die Forscher einen originellen Ansatz namens Linienintensitätskartierung. Anstatt jede Galaxie einzeln zu erfassen, maßen sie das kombinierte Licht von Wasserstoff über große Himmelsbereiche. Diese Methode erfasst nicht nur helle Objekte, sondern auch die schwache Strahlung von diffusem Gas und kleinen Galaxien, die traditionellen Beobachtungen entgehen.

Das Hobby-Eberly-Teleskop am McDonald-Observatorium in Texas lieferte eine beeindruckende Datenmenge, mit über 600 Millionen analysierten Spektren. Mithilfe von Supercomputern rekonstruierte das Team die Verteilung von Wasserstoff in einem enormen kosmischen Volumen. Die Schwerkraft, die Materie zusammenballt, ermöglichte es, dieses Hintergrundleuchten anhand der Position bereits bekannter Galaxien zu interpretieren.

Diese Karte enthüllt das leuchtende Geflecht, das kosmische Strukturen verbindet. Sie bietet somit ein neues Werkzeug, um zu untersuchen, wie sich Galaxien in ihrer Umgebung gebildet und entwickelt haben, indem sie mit dem intergalaktischen Gas interagieren.

Die in The Astrophysical Journal vorgestellten Arbeit markiert einen Wendepunkt in der Art und Weise, wie der Kosmos kartiert wird. Sie ebnet den Weg für eine breitere Anwendung der Intensitätskartierung, um nicht nur die hellsten Objekte, sondern das gesamte kosmische Netz zu erforschen. Dies hilft, die Prozesse während der aktivsten Ära des Universums besser zu verstehen.

Das Lyman-alpha-Licht, eine Signatur von Wasserstoff

Lyman-alpha-Licht ist eine ultraviolette Emission, die entsteht, wenn Wasserstoffatome, das häufigste Element im Universum, angeregt werden. Diese Anregung erfolgt typischerweise unter dem Einfluss der intensiven Strahlung junger, sehr heißer Sterne. Wenn diese Atome in einen Zustand niedrigerer Energie zurückkehren, setzen sie dieses charakteristische Licht frei, das kosmologische Distanzen zurücklegen kann.

In der Astronomie dient diese Lichtsignatur als wertvoller Marker, um die Präsenz von Wasserstoff nachzuweisen, selbst wenn er in diffuser und geringer Dichte als Gas vorliegt. Sie ist besonders im jungen Universum während der sogenannten "kosmischen Mittagszeit" sichtbar, als die Sternentstehung ihr Maximum erreichte. Moderne Teleskope können dieses Leuchten trotz der Expansion des Universums nachweisen, die das Licht in längere, rötlichere Wellenlängen streckt.

Die Untersuchung dieser Emission ermöglicht es Wissenschaftlern, die Verteilung der gewöhnlichen Materie, die nur einen kleinen Teil des Universuminhalts ausmacht, zu rekonstruieren. Sie hilft zu verstehen, wie sich Gas zu den ersten Galaxien zusammengeballt hat und wie es zwischen ihnen zirkuliert, um im Laufe der kosmischen Zeit die Geburt neuer Sterne zu speisen.