Als sich der kosmische Nebel lichtete …
Neue VLT-Beobachtungen erhellen den Verlauf der Reionisation – der schneller vonstatten ging als bisher angenommen.
Mithilfe des Very Large Telescope der Eso haben Wissenschaftler verschiedene Abschnitte einer besonders interessanten kosmischen Epoche untersucht: der Reionisationsära vor rund 13 Milliarden Jahren, während der das Weltall für ultraviolettes Licht durchsichtig wurde. Indem sie einige der entferntesten bekannten Galaxien genau untersuchten, konnten die Wissenschaftler erstmals den zeitlichen Ablauf der Reionisation rekonstruieren. Demnach verlief die Reionisation schneller als bisher angenommen.
Abb.: Der rote Fleck in der Bildmitte ist die Galaxie NTTDF-6345, eine der entferntesten, deren Distanz die Astronomen bisher bestimmen konnten. (Bild: Eso / L. Pentericci)
Das internationale Team um Adriano Fontana vom italienischen INAF Osservatorio Astronomico di Roma hat dazu die Lyman-Alpha-Linien bei fünf sehr weit entfernten Galaxien nachgewiesen. Das ermöglichte zwei wichtige Schlüsse: Erstens zeigt das Ausmaß, um das die Linie in Richtung des roten Endes des Spektrums verschoben ist, die Entfernung der betreffenden Galaxie an. Daraus lässt sich wiederum ableiten, bis wie weit nach dem Urknall die Forscher bei der Beobachtung jeweils zurückblicken. Auf diese Weise kann man eine Zeitreihe aufstellen, die zeigt, wie sich nach und nach die von den Galaxien ausgesandte Strahlung verändert. Zweitens zeigt die Untersuchung der Linien, wie groß der Anteil des Lyman-Alpha-Lichts von leuchtendem Wasserstoffgas innerhalb der Galaxien zu verschiedenen Zeitpunkten war, als der intergalaktische Nebel aus neutralem Wasserstoff es wieder schluckte.
Zwischen den am weitesten entferntesten und den nächsten Galaxien der Stichprobe beobachteten die Astronomen einen dramatischen Unterschied bei der Menge des verschluckten UV-Lichts. Demzufolge gab es als das Universum erst 780 Millionen Jahre alt war noch sehr viel neutralen Wasserstoff, der bis zur Hälfte des gesamten Raumes ausfüllte. Doch schon 200 Millionen Jahre später war die Menge des neutralen Wasserstoffs auf ein dem heutigen Wert vergleichbares Niveau abgesunken.
Die Beobachtungen geben auch Hinweise auf die Quelle des UV-Lichts, das die für die Reionisation nötige Energie geliefert hat: Die allererste Generation von Sternen hat wohl zum Energieausstoß zumindest beigetragen. Sie könnte in der Lage gewesen sein, den Urnebel aufzulösen und das Universum durchsichtig zu machen. Darauf deuten auch die Ergebnisse eines US-Teams um Jordan Zastrow von der University of Michigan hin. Die Astronomen hatten mit dem 6,5-Meter-Baade-Teleskop des ebenfalls in Chile gelegenen Las Campanas Observatory die ionisierende Strahlung der nahen Starburst-Galaxie NGC 5253 untersucht.
ESON / U. Mich. / OD
