Woher kommt das Licht, wenn das Universum dunkel ist?

(Dan Tri) – Wissenschaftler haben Zwerggalaxien als Quelle der „kosmischen Morgendämmerung“ identifiziert.

Laut Daten des Hubble- und des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) waren die Quellen freier Photonen in der frühen kosmischen Morgendämmerung kleine Zwerggalaxien, die zum Leben erwachten und den undurchsichtigen Wasserstoffnebel beseitigten, der den intergalaktischen Raum verhüllte.

Sie emittieren ionisierende Photonen, die neutralen Wasserstoff in Plasma umwandeln und dabei eine entscheidende Rolle bei der Reionisierung des Universums spielen.

„Diese Entdeckung unterstreicht die besondere Rolle ultralichtschwacher Galaxien bei der Entstehung des frühen Universums“, sagte die Astrophysikerin Iryna Chemerynska vom Institut für Astrophysik in Paris.

Als das Universum noch in Dunkelheit gehüllt war

Unmittelbar nach dem Urknall war das Universum mit heißem, dichtem ionisiertem Plasma gefüllt.

Licht kann nicht eindringen, weil Photonen ständig von freien Elektronen gestreut werden, wodurch das Universum in Dunkelheit gehüllt bleibt.

Der Urknall eröffnete die evolutionäre Reise des Universums (Foto: Weltraum).

Etwa 300.000 Jahre nach der Explosion kühlte das Universum allmählich ab, Protonen und Elektronen verbanden sich zu neutralem Wasserstoff (mit einer geringen Menge Helium).

Zu dieser Zeit konnte Licht durch ein neutrales Medium hindurchgeleitet werden, doch die Lichtquelle war noch sehr selten. Aus Wasserstoff und Helium entstanden die ersten Sterne.

Das intensive Licht der ersten Sterne entriss den Wasserstoffatomen Elektronen, verwandelte das Gas im Weltraum in Plasma und machte das Universum transparent, sodass Licht eindringen konnte.

Etwa eine Milliarde Jahre später endete die Periode der „kosmischen Morgendämmerung“, und das gesamte Licht im Universum wurde offiziell entzündet.

Die überraschende Rolle von Zwerggalaxien

Die Beobachtung dieser Phase gestaltet sich aufgrund der großen Entfernung, des schwachen Lichts und der Dunstbildung sehr schwierig.

Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass supermassive Schwarze Löcher oder riesige Galaxien, in denen Sterne explodieren, die Hauptenergiequelle seien.

Das JWST wurde entwickelt, um tief in die kosmische Morgendämmerung zu blicken und Zwerggalaxien als Schlüsselakteure zu identifizieren.

Ein internationales Team unter der Leitung des Astrophysikers Hakim Atek vom Institut für Astrophysik in Paris analysierte in Verbindung mit dem Hubble-Teleskop Daten aus dem Galaxienhaufen Abell 2744.

Schätzungsweise 50.000 Nahinfrarot-Lichtquellen sind im Sichtfeld des Galaxienhaufens Abell 2744 sichtbar (Bild: NASA).

Dieser Galaxienhaufen ist so dicht, dass er die Raumzeit krümmt und so einen kosmischen Linseneffekt erzeugt, der das Licht ferner Galaxien verstärkt.

Dank dieser Beobachtung konnten Wissenschaftler Zwerggalaxien sehr nahe an der „kosmischen Morgendämmerung“ beobachten.

Die Ergebnisse zeigten, dass Zwerggalaxien nicht nur die häufigste Galaxienart sind, sondern auch viel heller als erwartet.

Tatsächlich gibt es 100 Mal mehr Zwerggalaxien als große Galaxien, und die Gesamtmenge der von ihnen emittierten ionisierenden Strahlung ist viermal höher als die, die man normalerweise von großen Galaxien annimmt.

„Sie sind buchstäblich ‚kosmische Kraftwerke‘, die Strahlung aussenden, um das gesamte Universum neu zu ionisieren“, betonte Atek.

Diese massearmen Galaxien sind die Quelle so vieler energiereicher Strahlungen, dass ihr Einfluss den gesamten Zustand des Universums verändern kann.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/anh-sang-xuat-hien-tu-dau-khi-vu-tru-chim-trong-bong-toi-20251006074930452.htm