Ultra-Distant Galaxy ist in Ausnahmefällen nicht außergewöhnlich

Die entferntesten Galaxien im Universum - die allerersten, die sich nach dem Urknall bilden - sind für moderne Instrumente im Allgemeinen zu weit entfernt, es sei denn, sie sind im Vergleich zu den meisten ihrer Altersgenossen ungewöhnlich hell. Aber ein glücklicher Zusammenfluss der Umstände hat es einer Gruppe von Wissenschaftlern ermöglicht, eine extrem weit entfernte Galaxie zu studieren, die außergewöhnlich außergewöhnlich ist.

Das Licht dieser neu entdeckten Galaxie, bekannt als MACS1423-z7p64, reiste 13,1 Milliarden Jahre lang, bevor es schließlich die Erde erreichte. Das bedeutet, dass diese Galaxie weniger als 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall (der vor etwa 13,78 Milliarden Jahren stattfand) gebildet wurde, als Teil der allerersten Generation von Galaxien, die sich im Universum bildeten.

Die Astronomen waren in der Lage, dieses extrem entfernte Objekt nur zu erkennen, weil ihr Licht durch ein natürliches Phänomen namens Gravitationslinseneffekt vergrößert wurde, bei dem das Licht von einem entfernten Objekt durch ein sehr massives Objekt vergrößert wird, das näher am Beobachter liegt. [Bilder: Zurück zum Urknall und frühen Universum]

In diesem Fall ist das kosmische Vergrößerungsglas ein Galaxienhaufen, der zwischen Erde und MACS1423-z7p64 liegt. (Der Film "Interstellar" zeigt schön, wie ein massives Objekt Licht um sich selbst herum biegen kann.)

"Andere weit entfernte Objekte sind extrem hell und wahrscheinlich selten im Vergleich zu anderen Galaxien", sagte Austin Hoag, ein Doktorand an der University of California, Davis, der die Studie leitete, in einer Erklärung der Universität. "Wir denken, dass dies viel repräsentativer für Galaxien der Zeit ist."

Die Entdeckung ist von Bedeutung, da diese erste Generation von Galaxien dazu beigetragen hat, einen wichtigen Übergang zu initiieren, den das Universum um diese Zeit erlebte, bekannt als die Epoche der Reionisation.

Kurz bevor die ersten Sterne und Galaxien entstanden, war das Universum mit einem Nebel aus Wasserstoffatomen gefüllt, der bestimmte Wellenlängen des Lichts blockierte, einschließlich des sichtbaren Bereichs des Lichts, der vom menschlichen Auge gesehen wurde. Dieser Nebel wurde aufgehoben, als die Sterne zu brennen begannen und eine Strahlung freisetzten, die Elektronen von diesen Wasserstoffatomen freisetzte und Wasserstoff "Ionen" zurückließ (ein Atom, das Elektronen verloren hat). Daher ist das Abheben des Wasserstoffnebels als "Epoche der Reionisation" bekannt.

Es wird angenommen, dass Galaxien eine große Rolle bei der Ionisation gespielt haben (einfach weil sie viele Sterne hervorgebracht haben), aber es gibt viele Fragen, die zu dieser Zeit in der Geschichte des Universums unbeantwortet bleiben. Zum Beispiel ist es nicht klar, wann genau die Epoche stattgefunden hat oder wie lange sie gedauert hat und ob die Ionisierung in der gesamten Galaxie gleichmäßig war oder (wahrscheinlicher) in Bereichen um Galaxien herum stattfand.

Die Epoche der Reionisierung "wurde wahrscheinlich nicht von den wenigen, seltenen, [hellen] Galaxien, die typischerweise in solch großen Entfernungen von der Erde untersucht wurden, sondern von" den durchschnittlichen, typischen Galaxien "angetrieben, sagte Hoag gegenüber ProfoundSpace.org.

"Deshalb interessieren wir uns besonders für [Galaxien wie MACS1423-z7p64]", sagte er. "Wenn wir etwas über sie lernen können, können wir lernen, wie dieser Übergang stattgefunden hat."

Hoag ist Teil eines internationalen Teams, das das Hubble-Weltraumteleskop benutzte, um das Gebiet um nahe gelegene massive Galaxienhaufen zu untersuchen und nach Licht aus fernen Galaxien zu suchen, die durch die Gravitationslinsen von den Clustern vergrößert worden waren. MCS1423-z7p64 war eine entfernte Galaxie, die so positioniert war, dass ihr Licht durch diese massive kosmische Linse hindurchging. Das Team führte dann Nachuntersuchungen mit dem Keck-Teleskop durch, um zu bestimmen, wie weit das Licht von MCS1423-z7p64 gereist war. Hoag sagte, dass die Untersuchung noch nicht abgeschlossen ist und das Team möglicherweise noch mehr dieser fernen Galaxien entdeckt, was für das Zusammenfügen eines Bildes von "was im ganzen Universum zu dieser Zeit vor sich ging" unerlässlich ist.

Obwohl das Licht von MCS1423-z7p64 vergrößert wurde, ist das Signal immer noch extrem schwach und schwierig zu untersuchen. Darüber hinaus absorbiert das nicht ionisierte Wasserstoffgas, das MCS1423-z7p64 umgibt, die Wellenlänge des Lichts, die Hoag und seine Kollegen verwenden müssen, um die Entfernung zu messen, die das Licht von MCS1423-z7p64 zurückgelegt hat.

"Wir werden es in Zukunft viel mehr studieren und wir sollten in der Lage sein, mehr über diese Beobachtungen zu erfahren", sagte Hoag. "Dies war der erste [Schritt] - bestätigen Sie einfach, dass es da ist und messen Sie die Entfernung."

Mit Folgebeobachtungen hofft das Team, neue Erkenntnisse über die Epoche der Reionisierung und die Eigenschaften dieser frühen, durchschnittlichen Galaxien zu gewinnen.