Mit Alma gelang Forschern ein Blick in die Zeit vor 13,1 Milliarden Lichtjahren.
Osaka/Wien. In einer 13,1 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie hat ein internationales Forscherteam sauerstoffhältiges Gas gesichtet. Die Entdeckung mit dem in der chilenischen Atacama-Wüste stationierten Teleskopenverbund Alma (Atacama Large Millimeter Array) ermöglicht einen Blick in die frühen Zeiten des Universums, betonen die Forscher im Fachblatt "Science".
Geburt erster Sterne
Das Universum, wie wir es heute kennen, ist mit vielen verschiedenen chemischen Elementen bestückt. Am Beginn hingegen existierte nur ionisiertes Gas gefüllt mit Elektronen und Ionen von Wasserstoff und Helium, so heißt es in der Studie. 400.000 Jahre später, als das Universum abkühlte, formten sich die Stoffe zu neutralen Wasserstoffatomen - das war auch der Beginn des Dunklen Zeitalters. Nichts weiter geschah die nächsten hunderte Millionen von Jahren - bis zu dem Zeitpunkt, als der erste Stern entstand. Eine sich breitmachende starke Strahlung ionisierte den Wasserstoff einmal mehr und es bildeten sich schwere Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff.
Das Studium dieser Elemente ermöglicht Hinweise darauf, wie die Reionisierung, in deren Entstehungsprozess das Universum wieder lichtdurchlässig wurde, zustande kam, die Natur ihre ersten Sterne bildete und wie Galaxien geboren wurden, schreiben die Wissenschafter. Um diese Elemente erforschen zu können, ist es nötig, Objekte in möglichst weiter Entfernung zu finden. Alma hat dies ermöglicht.
"Wir hatten erwartet, dass das Licht von ionisiertem Sauerstoff so stark ist, dass es auch 13 Milliarden Lichtjahre entfernt beobachtet werden kann", betont Hiroshi Matsuo vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Die anvisierte Galaxie SXDF-NB1006-2 war schon im Jahr 2012 von dem auf Hawaii stationierten Subaru-Teleskop entdeckt worden.
Die Emission von ionisiertem Sauerstoff weist darauf hin, dass in der Galaxie riesige Sterne, einige dutzend Mal schwerer als die Sonne, entstanden sind, von denen ultraviolette Strahlung abgeht, so die Studienautoren. "SXDF-NB1006-2 könnte ein Prototyp einer Lichtquelle sein, die für die kosmische Reionisierung verantwortlich ist", betont Akio Inoue von der Osaka Sangyo University.
Beobachtungen fortgeführt
Die nächsten Beobachtungen mit Alma haben schon begonnen. In höherer Auflösung erwarten sich die Forscher, die Verteilung und die Bewegung von ionisiertem Sauerstoff in der Galaxie zu erkennen. Sie hoffen auch auf Informationen über die Eigenschaften des Universums, erklären die Astronomen in ihrer Studie.