Haro 11 Galaxie Nahaufnahme. Bildnachweis: Hubble. klicken um zu vergrößern
Eine winzige Galaxie hat den Astronomen einen Einblick in eine Zeit gegeben, in der sich die ersten hellen Objekte im Universum bildeten und das dunkle Zeitalter nach der Geburt des Universums beendete.
Astronomen aus Schweden, Spanien und der Johns Hopkins University verwendeten den Satelliten FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) der NASA, um die erste direkte Messung der ionisierenden Strahlung durchzuführen, die aus einer Zwerggalaxie austritt, die einen Sternentstehungsschub erleidet. Das Ergebnis, das Auswirkungen auf das Verständnis der Entwicklung des frühen Universums hat, wird Astronomen dabei helfen, festzustellen, ob die ersten Sterne? oder eine andere Art von Objekt? beendete das kosmische dunkle Zeitalter.
Das Team wird seine Ergebnisse am 12. Januar auf dem 207. Treffen der American Astronomical Society in Washington, DC, vorstellen.
Von vielen Astronomen als Relikte aus einem frühen Stadium des Universums angesehen, sind Zwerggalaxien kleine, sehr schwache Galaxien, die einen großen Anteil an Gas und relativ wenige Sterne enthalten. Nach einem Modell der Galaxienbildung verschmolzen viele dieser kleineren Galaxien, um die heutigen größeren aufzubauen. Wenn das stimmt, können alle jetzt beobachteten Zwerggalaxien als „Fossilien“ betrachtet werden, die überlebt haben? ohne wesentliche Änderungen? aus einer früheren Zeit.
Unter der Leitung von Nils Bergvall vom Astronomischen Observatorium in Uppsala, Schweden, beobachtete das Team eine kleine Galaxie namens Haro 11, die sich etwa 281 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild des Bildhauers befindet. Die Analyse der FUSE-Daten durch das Team ergab ein wichtiges Ergebnis: Zwischen 4 und 10 Prozent der von den heißen Sternen in Haro 11 erzeugten ionisierenden Strahlung können in den intergalaktischen Raum entweichen.
Ionisation ist der Prozess, bei dem Atome und Moleküle von Elektronen befreit und in positiv geladene Ionen umgewandelt werden. Die Geschichte des Ionisationsniveaus ist wichtig für das Verständnis der Entwicklung von Strukturen im frühen Universum, da sie bestimmt, wie leicht sich Sterne und Galaxien bilden können, so BG Andersson, ein Wissenschaftler am Henry A. Rowland Department für Physik und Astronomie am Johns Hopkins und ein Mitglied des FUSE-Teams.
„Je ionisierter ein Gas wird, desto weniger effizient kann es abkühlen. Die Abkühlrate steuert wiederum die Fähigkeit des Gases, dichtere Strukturen wie Sterne und Galaxien zu bilden “, sagte Andersson. Je heißer das Gas, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass sich Strukturen bilden, sagte er.
Die Ionisationsgeschichte des Universums zeigt daher, wann sich die ersten leuchtenden Objekte bildeten und wann die ersten Sterne zu leuchten begannen.
Der Urknall ereignete sich vor etwa 13,7 Milliarden Jahren. Zu dieser Zeit war das Säuglingsuniversum zu heiß, als dass Licht scheinen könnte. Die Materie war vollständig ionisiert: Atome wurden in Elektronen und Atomkerne zerlegt, die Licht wie Nebel streuen. Während es sich ausdehnte und dann abkühlte, verband sich Materie zu neutralen Atomen einiger der leichtesten Elemente. Der Abdruck dieses Übergangs wird heute als kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung angesehen.
Das gegenwärtige Universum ist jedoch überwiegend ionisiert; Astronomen sind sich im Allgemeinen einig, dass diese Reionisierung vor 12,5 bis 13 Milliarden Jahren stattfand, als sich die ersten großen Galaxien und Galaxienhaufen bildeten. Die Details dieser Ionisation sind noch unklar, aber für Astronomen, die diese sogenannten „dunklen Zeitalter“ des Universums untersuchen, von großem Interesse.
Astronomen sind sich nicht sicher, ob die ersten Sterne oder eine andere Art von Objekt diese dunklen Zeiten beendet haben, aber FUSE-Beobachtungen von „Haro 11“ liefern einen Hinweis.
Die Beobachtungen tragen auch dazu bei, das Verständnis dafür zu verbessern, wie das Universum reionisiert wurde. Nach Angaben des Teams gehören wahrscheinlich die intensive Strahlung, die erzeugt wird, wenn Materie in schwarze Löcher fällt, die das bilden, was wir heute als Quasare betrachten, und das Austreten von Strahlung aus Regionen mit früher Sternentstehung. Bisher liegen jedoch keine direkten Beweise für die Durchführbarkeit des letztgenannten Mechanismus vor.
"Dies ist das jüngste Beispiel, bei dem die FUSE-Beobachtung eines relativ nahe gelegenen Objekts wichtige Auswirkungen auf kosmologische Fragen hat", sagte Dr. George Sonneborn, NASA / FUSE-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md.
Dieses Ergebnis wurde von der europäischen Zeitschrift Astronomy and Astrophysics zur Veröffentlichung angenommen.
Originalquelle: JHU-Pressemitteilung
