Woher kommt das Licht, wenn das Universum dunkel ist?

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

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

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

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

Als das Universum noch in Dunkelheit lag

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

Licht kann nicht eindringen, da Photonen ständig von freien Elektronen gestreut werden, wodurch das Universum im Dunkeln bleibt.

Der Urknall eröffnete die Evolutionsreise des Universums (Foto: Space).

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

Zu dieser Zeit konnte Licht durch neutrale Medien übertragen werden, aber die Lichtquelle war noch sehr selten: Aus Wasserstoff und Helium entstanden die ersten Sterne.

Das intensive Licht der ersten Sterne löste Elektronen aus Wasserstoffatomen, verwandelte 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 alles Licht im Universum erlosch offiziell.

Die überraschende Rolle von Zwerggalaxien

Aufgrund der großen Entfernung, des schwachen Lichts und der Dunstschicht ist die Beobachtung dieser Phase sehr schwierig.

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

JWST wurde entwickelt, um tief in die kosmische Morgendämmerung zu blicken und fand heraus, dass Zwerggalaxien die Hauptakteure waren.

Ein internationales Team unter der Leitung des Astrophysikers Hakim Atek vom Institut für Astrophysik in Paris analysierte in Zusammenarbeit mit Hubble Daten des Galaxienhaufens Abell 2744.

Im Sichtfeld des Sternhaufens Abell 2744 sind schätzungsweise 50.000 Lichtquellen im nahen Infrarotbereich sichtbar (Bild: NASA).

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

Dank dessen konnten Wissenschaftler Zwerggalaxien sehr nahe an der Phase der „kosmischen Morgendämmerung“ beobachten.

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

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

„Sie sind im wahrsten Sinne des Wortes ‚kosmische Kraftwerke‘, die Strahlung aussenden, um das gesamte Universum zu reionisieren“, betonte Atek.

Diese Galaxien mit geringer Masse sind die Quelle so energiereicher Strahlung, 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