🔭 Hubble sieht ein Objekt, das es nicht hätte sehen sollen

Die Astronomen konnten es nicht fassen, als sie MXDFz4.4 entdeckten: Sie dachten, es sei unmöglich, ein solches Objekt, eine Galaxie aus einer so fernen Epoche, zu beobachten. Dennoch lässt diese ferne Galaxie, eingehüllt in einen Nebel aus neutralem Wasserstoff, ultraviolettes Licht durchscheinen, das eigentlich hätte absorbiert werden müssen.

Nach dem Urknall war das Universum mit neutralem Wasserstoffgas gefüllt, das für ultraviolette Strahlung undurchlässig war. Diese Periode, die als Epoche der Reionisation bezeichnet wird, dauerte etwa eine Milliarde Jahre. Nach und nach ionisierten Energiequellen dieses Gas und machten es durchsichtig. Doch was waren diese Quellen? Die Astronomen schwankten zwischen supermassiven Schwarzen Löchern und den ersten massereichen Sternen.


Im Jahr 2023 hatte das James-Webb-Weltraumteleskop bereits eine Galaxie gefunden, die in der Lage war, ihre Umgebung 900 Millionen Jahre nach dem Urknall zu ionisieren. Heute geht Hubble noch weiter: Es hat das ultraviolette Licht von MXDFz4.4 entdeckt, einer Galaxie, die 1,4 Milliarden Jahre nach der Geburt des Universums existierte. Dieses Licht kann nur sichtbar sein, wenn das umgebende Gas bereits ionisiert wurde.

MXDFz4.4 ist hundertmal kleiner als unsere Milchstraße, bildet aber zehnmal schneller Sterne. Im Zentrum dieser Galaxie erzeugt ein dichter Haufen junger, heißer und massereicher Sterne die ionisierende Strahlung. Ilias Goovaerts vom Space Telescope Science Institute erklärt, dass eine große Anzahl junger, heißer Sterne auf engem Raum das undurchsichtige Gas effektiver durchdringt.

Die Forscher verglichen die Daten von Hubble mit denen von Webb und stellten fest, dass die Sterne des Haufens in aufeinanderfolgenden Schüben entstanden sind. Jeder Schub der Sternentstehung erzeugte eine neue Welle ultravioletter Strahlung. Heute beobachten wir die Galaxie etwa 250 Millionen Jahre, nachdem sie ihre Umgebung vollständig reionisiert hat.


Diese Beobachtungen bestätigen, dass es tatsächlich die Haufen massereicher Sterne in jungen Galaxien waren, die eine entscheidende Rolle bei der Auflösung des kosmischen Nebels spielten. Marc Rafelski, stellvertretender Leiter der Hubble-Mission, gibt an, dass die Entdeckung weiterer Galaxien aus etwas späteren Zeiten es ermöglichen wird, diese Messungen zu verfeinern und zu verstehen, wie sich unsere Sicht auf das Universum aufgeklärt hat. Die Ergebnisse wurden in The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Die Epoche der Reionisation

Nach dem Urknall war das Universum mit heißem Plasma gefüllt, das abkühlte und neutralen Wasserstoff bildete, der für ultraviolettes Licht undurchlässig war. Diese dunkle Periode dauerte an, bis die ersten Sterne und Galaxien begannen, Strahlung auszusenden, die in der Lage war, Elektronen aus Wasserstoffatomen herauszureißen – ein Prozess, der als Ionisation bezeichnet wird.

Die Epoche der Reionisation machte das Universum nach und nach für ultraviolettes Licht durchlässig und ermöglichte es dem Licht der ersten Galaxien, zu uns zu gelangen. Die Beobachtungen von MXDFz4.4 zeigen, dass massereiche Sternhaufen die Hauptakteure dieser Umwandlung waren, lange bevor supermassive Schwarze Löcher die Rolle übernahmen.