Das Ur-Universum war ein dichter und heißer Nebel, der fast ausschließlich aus Wasserstoff- und Heliumkernen bestand. Mit der Zeit begann dieser Nebel sich aufzulösen, was die Bildung der ersten Sterne und Galaxien ermöglichte.
Diese Himmelskörper emittierten sehr hochenergetische Photonen, die den neutralen Wasserstoff ionisierten und den Beginn der Reionisation des Universums einläuteten. Dieser Zeitraum, der von 500 Millionen bis 900 Millionen Jahren nach dem Urknall reicht, verwandelte das Universum in einen Raum, in dem Licht sich frei ausbreiten konnte.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass massearme Galaxien, die kurz nach dem Urknall entstanden, eine entscheidende Rolle in diesem Reionisationsprozess spielten.
Diese Galaxien waren in so großer Zahl vorhanden und ihr ionisierendes Strahlung so intensiv, dass sie maßgeblich zur Auflösung des anfänglichen kosmischen "Nebels" beitrugen. Die Daten des JWST, kombiniert mit dem Gravitationslinseneffekt der Galaxiengruppe Abell 2744, haben es ermöglicht, diese ultraleichten Galaxien als Schlüsselakteure der Reionisation zu identifizieren.
Die Tiefenraumaufnahmen des Weltraumteleskops James Webb haben die ersten Einblicke in ultraleichte Galaxien geboten, die als starke Kandidaten für die Auslösung der Reionisation des Universums identifiziert wurden.
Credit: Hakim Atek/Sorbonne University/JWST
Die in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie hat gezeigt, dass die kleinen Galaxien zu dieser Zeit etwa hundertmal zahlreicher waren als die großen Galaxien. Zudem produzierten diese Galaxien eine Menge von ionisierenden Photonen, die weit über den gewöhnlich angenommenen Werten für entfernte Galaxien lag, was darauf hindeutet, dass sie eine vorrangige Rolle im Reionisationsprozess spielten.
Das Forscherteam, zu dem Astrophysiker der Penn State gehören, hat auch die zukünftige Wichtigkeit betont, diese Beobachtungen in größerem Maßstab fortzusetzen, um zu bestätigen, dass die beobachteten Galaxien tatsächlich eine durchschnittliche Verteilung im Universum darstellen.
Diese Arbeiten könnten nicht nur den Reionisationsprozess weiter erhellen, sondern auch Daten über die Bildung der ersten Sterne und die Entwicklung der Galaxien vom primordialen Gas bis zum Universum, wie wir es heute kennen, liefern.