Britische und US-amerikanische Astronomen haben das Spitzer-Weltraumteleskop und das Hubble-Weltraumteleskop verwendet, um Licht von den ersten Sternen zu erfassen, die sich in einigen der entferntesten Galaxien bilden, die bisher gesehen wurden. Dr. Andrew Bunker (Universität von Exeter) wird am Mittwoch, dem 6. April, auf dem RAS National Astronomy Meeting in Birmingham über neue Beweise sprechen, dass die Bildung der ersten Galaxien möglicherweise früher als bisher angenommen begonnen hat.
Diese Beobachtungsarbeit mit Infrarotbildern vom Spitzer-Weltraumteleskop ist unerlässlich, da theoretische Vorhersagen für die Geschichte der Sternentstehung im frühen Universum höchst ungewiss sind. Das Team unter der Leitung von Bunker und Doktorand Laurence Eyles (University of Exeter) verwendete Hubble-Weltraumteleskopdaten, um entfernte Galaxien zu identifizieren, die für weitere Studien geeignet waren. Anschließend analysierten sie archivierte Bilder, die mit dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA bei Infrarotwellenlängen aufgenommen wurden.
Diese Bilder, die im Rahmen des Projekts Great Observatory Origins Deep Survey (GOODS) und des Hubble Ultra Deep Field (UDF) aufgenommen wurden, bedeckten einen Teil des südlichen Himmels, der als Sternbild Fornax (der Ofen) bekannt ist. Wir haben die Bilder aus dem Hubble Ultra Deep Field verwendet, um Objekte zu identifizieren, bei denen es sich wahrscheinlich um Galaxien handelt, die zu 95 Prozent über das beobachtbare Universum verlaufen, erklärte Bunker. Diese Bilder sind unser bisher empfindlichstes Bild des Universums und haben es uns ermöglicht, die bisher schwächsten Objekte zu entdecken. Eingreifende Gaswolken absorbierten das Licht, das sie bei sichtbaren Wellenlängen emittierten, lange bevor es die Erde erreichte, aber ihr Infrarotlicht kann immer noch erfasst werden - und es sind ihre Infrarotfarben, die die Forscher zu der Annahme veranlassten, dass sie in solch immensen Entfernungen liegen.
Die 10-Meter-Keck-Teleskope in Hawaii, die größten optischen Teleskope der Welt, bestätigten ihre extreme Entfernung. Wir haben bewiesen, dass diese Galaxien tatsächlich zu den am weitesten entfernten gehören, indem wir mit den Keck-Teleskopen ein Spektrum aufgenommen haben, sagte Dr. Elizabeth Stanway (Universität von Wisconsin-Madison).
Die Keck-Spektren zeigten, dass die Galaxien Rotverschiebungen von etwa 6 aufweisen, was bedeutet, dass sie so weit entfernt sind, dass das Licht von ihnen etwa 13 Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Teleskope zeigen sie so, wie sie waren, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war - acht Milliarden Jahre bevor sich Erde und Sonne bildeten.
Der nächste Schritt bestand darin, mehr über die Sterne in diesen am weitesten entfernten Galaxien zu erfahren, indem neue Infrarotbilder dieser von Spitzer aufgenommenen Weltraumregion untersucht wurden. Die Hubble-Bilder erzählen uns von den neugeborenen Sternen, aber die neuen Infrarotbilder, die mit dem Spitzer-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, geben uns zusätzliche Informationen über das Licht, das von älteren Sternen in diesen fernen Galaxien kommt, sagte Laurence Eyles, der die Spitzer-Bilder von studierte diese Objekte im Rahmen seiner Promotion für eine Promotion in Exeter.
Dies ist sehr wichtig, da es uns sagt, dass einige dieser Galaxien bereits 300 Millionen Jahre alt sind, wenn das Universum sehr jung ist. Es könnte sein, dass dies einige der ersten Galaxien waren, die geboren wurden, sagte Michelle Doherty (Institut für Astronomie, Cambridge). Mithilfe der Spitzer-Bilder konnte das Team die Sterne in diesen Galaxien durch Untersuchung des Sternenlichts wiegen. Es scheint, dass diese frühen Galaxien in einigen Fällen fast so massereich sind wie die Galaxien, die wir heute um uns herum sehen, was ein wenig überraschend ist, wenn die Theorie lautet, dass Galaxien klein anfangen und durch Kollision und Verschmelzung mit anderen Galaxien wachsen, sagte Dr. Mark Lacy (Spitzer Science Center).
Das eigentliche Rätsel ist, dass diese Galaxien bereits ziemlich alt zu sein scheinen, als das Universum nur etwa 5 Prozent seines gegenwärtigen Alters betrug, kommentierte Professor Richard Ellis von Caltech. Dies bedeutet, dass die Sternentstehung sehr früh in der Geschichte des Universums begonnen haben muss - früher als bisher angenommen. Das Licht dieser ersten Sterne, die sich entzündeten, hätte das dunkle Zeitalter des Universums beenden können, als sich die Galaxien zum ersten Mal einschalteten. Es ist auch wahrscheinlich, dass das Gas zwischen den Galaxien vom Sternenlicht gestrahlt wurde - die Reionisierung, die vom WMAP-Satelliten im kosmischen Mikrowellenhintergrund festgestellt wurde.
Die Ergebnisse von WMAP und Hubble Ultra Deep Field ergänzen die neue Arbeit des Bunkers-Teams mit den Spitzer-Daten. Zusammengenommen deuten sie darauf hin, dass das dunkle Zeitalter zwischen 200 und 500 Millionen Jahre nach dem Urknall endete, als die ersten Sterne geboren wurden.
Ein Papier zu diesen Ergebnissen wurde zur Veröffentlichung in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society eingereicht.
Originalquelle: RAS-Pressemitteilung
