Die neue Grenze des Universums. Die entfernteste und älteste bekannte Galaxie wurde entdeckt

Astronomen haben Hinweise auf eine Galaxie gefunden, deren Licht 13,4 Milliarden Jahre brauchte, um uns zu erreichen. Dies ist ein neuer Rekord, der die aktuelle Grenze des uns bekannten Universums setzt.

Seit jeher rätseln Philosophen und Gelehrte über den Beginn der Zeit und versuchen herauszufinden, wann alles angefangen hat. Erst im Zeitalter der modernen Astronomie sind wir der Antwort auf diese Frage nahe gekommen. Nach den gängigsten kosmologischen Modellen begann das Universum mit dem Urknall, der vor etwa 13,8 Milliarden Jahren stattfand. Aber die Astronomen sind sich immer noch nicht sicher, wie das frühe Universum aussah und nennen die ersten Milliarden Jahre seiner Existenz "dunkle Zeitalter". Deshalb verbessern sie ständig ihre wissenschaftlichen Instrumente, um auch die entferntesten Galaxien zu sehen. Dank neuer Forschungen eines internationalen Wissenschaftlerteams konnte die älteste bisher beobachtete Galaxie in unserem Universum identifiziert werden. Sie wird als GN-z11 bezeichnet.

Bild Quelle: Pixabay

Kosmische "Dunkle Zeitalter"

Die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift "Nature Astronomy" veröffentlicht.

Sie wurde von einem Team unter der Leitung von Linhua Jiang vom Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics und Prof. Nobunari Kashikawa von der Universität Tokio durchgeführt. Wissenschaftler der Carnegie Institution for Science, des Steward Observatory, des Geneva Observatory und der Peking University waren ebenfalls an dem Projekt beteiligt. Das kosmische "dunkle Zeitalter" begann etwa 370.000 Jahre nach dem Urknall und dauerte noch eine Milliarde Jahre an. Während dieser Zeit waren die einzigen Lichtquellen entweder die früher freigesetzten Photonen (die immer noch als Mikrowellen-Hintergrundstrahlung - CMB - nachweisbar sind) oder die von neutralen Wasserstoffatomen freigesetzten. Das Licht dieser Photonen ist für uns heute unsichtbar. Dieser Effekt ist als Rotverschiebung bekannt, bei der die Wellenlänge des Lichts auf dem Weg zur Erde durch den sich immer weiter ausdehnenden Kosmos zum roten Ende des Spektrums "verschoben" wird. Bei Objekten, die sich unserer Galaxie nähern, ist der Effekt umgekehrt, die Wellenlänge verkürzt sich und verschiebt sich zum blauen Ende des Spektrums (die sogenannte Violettverschiebung).

Galaxie GN-z11

Seit fast einem Jahrhundert nutzen die Astronomen diese Effekte, um die Entfernung zwischen Galaxien und die Expansionsrate des Universums zu bestimmen. In diesem Fall nutzte das Forscherteam das Keck I-Teleskop in Maunakea, Hawaii, um die Rotverschiebung im Licht der Galaxie GN-z11 zu messen. Es stellte sich heraus, dass es die am weitesten entfernte (und damit auch die älteste) Galaxie ist, die jemals beobachtet wurde.

"Die Forschung zeigt, dass die Galaxie GN-z11 die am weitesten entfernte nachweisbare Galaxie zu sein scheint, die 13,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das Messen und Überprüfen einer solchen Entfernung ist jedoch keine leichte Aufgabe", schrieb Kashikawa in einer Nachricht. Laut den Astronomen existierte das Objekt bereits nur 400 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Neue Abstandsschätzungen

Aus irdischer Sicht ist GN-z11 so weit entfernt, dass es die Grenze des beobachtbaren Universums definiert. Zwar wurde diese Galaxie in der Vergangenheit bereits beobachtet (durch das Hubble-Teleskop), doch um genaue Messungen durchzuführen, benötigten die Forscher die Leistung und die spektroskopischen Instrumente des Keck-Observatoriums. Dadurch konnten viel genauere Entfernungsschätzungen für diese Galaxie vorgenommen werden.

Wenn nachfolgende Beobachtungen die neuesten Forschungen bestätigen, werden die Astronomen mit Sicherheit sagen können, dass GN-z11 die entfernteste Galaxie ist, die jemals beobachtet wurde. Durch die Untersuchung von Objekten wie diesem hoffen die Wissenschaftler, Licht in eine Zeit bringen zu können, in der das Universum nur wenige hundert Millionen Jahre alt war.

Damals begann das Universum aus dem "dunklen Zeitalter" aufzutauchen, und die ersten Sterne und Galaxien entstanden und erfüllten den Kosmos mit sichtbarem Licht. Durch die Untersuchung dieser Periode hoffen die Astronomen, mehr darüber zu erfahren, wie sich die großen Strukturen des Universums später entwickelt haben. Teleskope der nächsten Generation wie das James Webb Space Telescope (JWST) - das am 31. Oktober 2021 starten soll - werden dabei helfen.
Diese Instrumente werden es sogar ermöglichen, die "dunklen Zeitalter" der Geschichte des Universums selbst zu untersuchen. Dies kann eine sehr spannende Zeit für Astronomen sein.
Die Untersuchungen wurden im Rahmen des Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration (MOSFIRE) durchgeführt.