02.10.2018

Das glimmende Universum

Fast das gesamte frühe Universum leuchtet im Licht des ange­regten Wasser­stoffs.

Eine unerwartete Fülle von Lyman-alpha-Emission in der Region des Hubble Ultra Deep Field HUDF hat ein inter­natio­nales Astro­nomen­team um Lutz Wisotzki vom Leibniz-Institut für Astro­physik Potsdam und der Univer­sität Potsdam mit dem MUSE-Instru­ment am Very Large Tele­scope der Europä­ischen Süd­stern­warte ESO ent­deckt. Die Strahlung deckt fast das gesamte Bild­feld ab, was die Forscher zu der Schluss­folge­rung führt, dass nahezu der gesamte Himmel im Licht der Lyman-alpha-Emission aus dem frühen Uni­ver­sum glimmt.

Abb.: Tiefe Beobachtungen mit dem MUSE-Spektro­graphen am Very Large Tele­scope der ESO zeigen aus­ge­dehnte kosmische Reser­voirs von atomarem Wasser­stoff um Galaxien. MUSE ermög­licht direkte Beob­ach­tungen von dünnen Wasser­stoff­wolken, die im frühen Uni­ver­sum im Lyman-alpha-Licht leuchten – fast der ganze Nacht­himmel glüht unbe­merkt. (Bild: ESA / NASA / ESO / L. Wisotzki et al.)

Die HUDF-Region, die das Team beobachtete, ist ein ansonsten unauf­fälliges Gebiet im Stern­bild Chemischer Ofen, das 2004 vom Welt­raum­tele­skop Hubble kartiert wurde: Es ver­brachte mehr als 270 Stunden Beob­ach­tungs­zeit damit, tiefer als je zuvor in diese Region des Kosmos zu schauen. Mit MUSE können die Astro­nomen nun noch tiefer ins All blicken. Mit dem Nach­weis der Lyman-alpha-Emission im HUDF konnten Astro­nomen erst­mals diese schwache Emission aus den Gas­hüllen der frühesten Galaxien nach­weisen. „Mit den MUSE-Beob­ach­tungen erhalten wir eine völlig neue Sicht­weise auf die diffusen Gas­kokons, die Galaxien im frühen Uni­ver­sum um­geben“, kommen­tiert Philipp Richter, ein Mitglied des Teams.

Das internationale Team hat einige Hypothesen über den Mecha­nis­mus für die not­wendige Anre­gung der Wasser­stoff­wolken auf­ge­stellt. Eine Ursache könnte demnach die Streu­ung von energie­reichen Photonen von heißen Sternen sein. Aller­dings könnten auch andere Vor­gänge – oder eine Mischung davon – für die Lyman-alpha-Strahlung ver­ant­wort­lich sein. „Wir planen die Durch­füh­rung erheb­lich empfind­licherer Messungen“, so Wisotzki. „Wir wollen heraus­finden, welche Rolle die riesigen kosmischen Reser­voirs atomaren Wasser­stoffs im Welt­raum für die Ent­stehung und Ent­wick­lung von Galaxien, auch unserer eigenen Milch­straße, spielen.“

ESO / RK

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