Dieses neue Bild der Kampagne Hubble Ultra Deep Field (HUDF) 2012 zeigt eine bisher nicht sichtbare Population von sieben weit entfernten Galaxien, die in einem Zeitraum von 350 bis 600 Millionen Jahren nach dem Urknall beobachtet wurden. Ellis (Caltech) und das UDF 2012 Team
Astronomen, die das Hubble-Weltraumteleskop der NASA verwenden, haben einige der entferntesten, dunkelsten und ältesten Galaxien entdeckt, die jemals in einer neuen Umfrage entdeckt wurden. Die mit Hubbles Weitfeldkamera 3 (WFC 3) aufgenommenen Bilder blicken weiter zurück als jede frühere Hubble-Beobachtung und liefern Informationen über die Bedingungen im frühen Universum.
"Dies ist wie eine wissenschaftliche Version der Geschichte von Genesis", sagte der Astronom Avi Loeb von der Harvard University.
Die sieben entfernten Galaxien repräsentieren eine bisher nicht sichtbare Population von Galaxien, die sich vor mehr als 13 Milliarden Jahren gebildet haben, als das Universum weniger als 3 Prozent seines heutigen Alters betrug. In diesen bisher tiefsten Bildern von Hubble konnten Astronomen eine Stichprobe der damaligen Galaxienmenge entnehmen. Die Ergebnisse zeigen einen sanften Rückgang der Anzahl der Galaxien mit zunehmender Rückblickzeit auf etwa 450 Millionen Jahre nach dem Urknall.
Die Daten liefern nach Ansicht der Wissenschaftler die erste zuverlässige Volkszählung dieser unbekannten Periode der kosmischen Geschichte. Wenn Astronomen noch tiefer in das Universum blicken, scheinen die Galaxienzahlen reibungslos abzufallen, was sie glauben lässt, dass der „kosmische Morgen“ allmählich und kein dramatisches Ereignis war.
"Beobachtungen des Nachglühens der Mikrowelle vom Urknall zeigen, dass die Reionisierung vor mehr als 13 Milliarden Jahren stattgefunden hat", sagte Brant Robertson von der Universität von Arizona in Tucson, ein Mitglied des Umfrageteams. „Unsere Daten bestätigen, dass die Reionisierung ein langwieriger Prozess war, der über mehrere hundert Millionen Jahre stattfand und bei dem Galaxien langsam ihre Sterne und chemischen Elemente aufbauen. Es gab keinen einzigen dramatischen Moment, in dem sich Galaxien bildeten. Es war ein schrittweiser Prozess. “
Diese Galaxien wurden im Rahmen einer ehrgeizigen Hubble-Untersuchung eines intensiv untersuchten Himmelsfeldes namens Ultra Deep Field (UDF) gefunden, das ursprünglich in den Jahren 2003 bis 2004 aufgenommen wurde und sich auf ein kleines Gebiet am Himmel im Sternbild Fornax konzentrierte . In der neuen Kampagne 2012 mit dem Namen UDF 2012 nutzte ein Team von Astronomen unter der Leitung von Richard Ellis vom California Institute of Technology die WFC3, um im nahen Infrarotlicht tiefer in den Weltraum zu blicken als bei jeder früheren Hubble-Beobachtung. Die Beobachtungen wurden über einen Zeitraum von sechs Wochen im August und September 2012 gemacht, und die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse erscheinen nun in einer Reihe wissenschaftlicher Arbeiten. Das UDF 2012-Team veröffentlicht diese einzigartigen Daten öffentlich, nachdem es sie für andere Forschungsgruppen vorbereitet hat.
"Hubble erreicht einfach großartige Wissenschaft", sagte John Grunsfeld, ehemaliger Astronaut und stellvertretender Administrator der NASA für Wissenschaft, bei einem Briefing über die neue Umfrage. "Dies ist eine Ursprungsgeschichte, in der wir zum Anfang zurückkehren, zurück zu den ersten Sternen, die im Universum erschienen sind. Dies bestätigt, dass wenn wir das James Webb-Weltraumteleskop online stellen, es viel zu sehen und zu tun gibt. “
Das James Webb-Weltraumteleskop soll 2018 auf den Markt kommen.
Astronomen entdeckten im Zeitraum 400-600 Millionen Jahre nach dem Urknall sieben Galaxien. Alle extrem weit entfernt, lagen sie in der Ferne mit Rotverschiebungen von 8,6 auf fast 12.
Astronomen untersuchen das ferne Universum im nahen Infrarotlicht, weil die Expansion des Weltraums ultraviolettes und sichtbares Licht von Galaxien in infrarote Wellenlängen ausdehnt, ein Phänomen, das als "Rotverschiebung" bezeichnet wird. Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto höher ist ihre Rotverschiebung.
Insbesondere kann eine der Galaxien ein Distanzrekordbrecher sein, der 380 Millionen Jahre nach der Geburt unseres Universums im Urknall beobachtet wurde, was einer Rotverschiebung von 11,9 entspricht. Dies ist die Galaxie UDFj-39546284, die zuvor entdeckt wurde und ursprünglich als das am weitesten entfernte Objekt vorgeschlagen wurde, das Hubble vor fast zwei Jahren jemals gefunden hat. Spätere Beobachtungen haben es auf eine Rotverschiebung von 10,3 gebracht, aber die neu verfeinerten Beobachtungen haben es noch weiter entfernt.
Eine Zeitleiste des Universums und unsere Beobachtungen davon. Bildnachweis: University of Arizona.
Wissenschaftler glauben, dass das Universum vor etwa 13,7 Milliarden Jahren mit dem Urknall begann. Etwa 400.000 Jahre später bildete sich Wasserstoff, aber ohne Sterne war die Raumzeit dunkel. Ungefähr 200 Millionen Jahre später brachen Wasserstoffwolken zusammen und bildeten die ersten Sterne und Galaxien. Was Astronomen die "kosmische Morgendämmerung" nennen. Das Licht dieser neuen Sterne begann während einer als kosmische Reionisierung bezeichneten Zeit Wasserstoff in Protonen und Elektronen zu zerlegen. Im gegenwärtigen Universum sehen Wissenschaftler, wie Galaxien mit der Synthese von Elementen an Masse und Größe zunehmen, was zur Bildung komplexer Moleküle einschließlich der Komponenten führt, die Leben schaffen. Unser Sonnen- und Sonnensystem hat sich vor etwas mehr als 4 Milliarden Jahren gebildet.
„Das Team hat Hubble an seine Grenzen gebracht. Laut dem Studienleiter Richard Ellis ist dies wahrscheinlich der am weitesten zurückliegende Hubble. "Wir treiben Hubble weit über das hinaus, wofür es entwickelt wurde."
Lesen Sie mehr über die Ergebnisse und die HUDF 2012-Kampagne auf der HubbleSite.
Lesen Sie die Arbeit des Teams: Die Fülle sternbildender Galaxien im Rotverschiebungsbereich 8,5 bis 12: Neue Ergebnisse der Hubble Ultra Deep Field-Kampagne 2012
Zusätzliche Quellen: CalTech ESA Hubble
