Hinweis auf Sternentstehung nur 250 Millionen Jahre nach Urknall

In einer fernen Galaxie hat ein Forscherteam Hinweise auf die Entstehung von Sternen nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall entdeckt, wie die Europäische Südsternwarte (ESO) in Garching mitteilte. Damit könnten Wissenschafter nun "in eine noch frühere, völlig unbekannte Periode der kosmischen Geschichte einzutauchen", erklärte Nicolas Laporte vom University College London.

Das internationale Forscherteam berichtet über seine Entdeckungen in der Fachzeitschrift "Nature". Die Wissenschafter nutzten für ihre Forschungen das Alma-Oberservatorium für Beobachtungen im Millimeter- und Submillimeterbereich sowie das Very Large Teleskope (VLT) der ESO in Chile.

Bei der fernen Sterneninsel mit der Bezeichnung MACS1149-JD1 handelt es sich laut ESO um die am weitesten entfernte Galaxie, die jemals von Alma oder dem VLT beobachtet wurde. Dabei entdeckten die Wissenschafter ein sehr schwaches Leuchten von ionisiertem Sauerstoff.

Auf seinem Weg durch das Weltall wurde dieses Infrarotlicht durch die Expansion des Universums auf eine mehr als zehnmal längere Wellenlänge gedehnt, bis es die Erde erreichte und von Alma nachgewiesen wurde. Das Team folgerte, dass das Signal vor 13,3 Milliarden Jahren - oder 500 Millionen Jahre nach dem Urknall - ausgesendet wurde.

Sauerstoff

Damit handelt es sich um den am weitesten entfernten Sauerstoff, der jemals von einem Teleskop erfasst wurde. Die Anwesenheit von Sauerstoff werten die Astronomen als deutliches Zeichen dafür, dass es noch frühere Generationen von Sternen in dieser Galaxie gegeben haben muss.

"Ich war begeistert, das Signal des entfernten Sauerstoffs in den Alma-Daten zu sehen", erläuterte Takuya Hashimoto, Erstautor des neuen Fachartikels und Forscher an der Osaka Sangyo Universität und dem National Astronomical Observatory of Japan. "Diese Entdeckung verschiebt die Grenzen des beobachtbaren Universums."

In der ersten Zeit nach dem Urknall gab es im Universum keinen Sauerstoff - er wurde erst durch die Fusionsprozesse der ersten Sterne erzeugt und dann freigesetzt, als diese Sterne starben. Der Nachweis von Sauerstoff in MACS1149-JD1 zeigt laut ESO, dass diese früheren Sterngenerationen 500 Millionen Jahre nach Beginn des Universums bereits existiert haben müssen.

Um dem Zeitpunkt dieser ersten Sternentstehungsphase auf die Spur zu kommen, rekonstruierte das Forscherteam die frühere Geschichte von MACS1149-JD1 anhand von Infrarotdaten der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer. Sie fanden heraus, dass die beobachtete Helligkeit der Galaxie durch ein Modell gut erklärt wird, das von einer Sternentstehung nur 250 Millionen Jahre nach der Geburt des Universums ausgeht.

Der Zustand der Sterne in MACS1149-JD1 wirft der ESO zufolge die Frage auf, wann die allerersten Galaxien aus der völligen Dunkelheit auftauchten - eine Epoche, die Astronomen romantisch als "kosmische Dämmerung" bezeichnen. Richard Ellis, leitender Astronom am University College London, bezeichnete die Bestimmung des genauen Zeitpunkts der kosmischen Dämmerung als "heiligen Gral der Kosmologie und Galaxienbildung".

"Mit diesen neuen Beobachtungen von MACS1149-JD1 kommen wir der Geburt des Sternlichts näher", betonte der Wissenschaftler. "Da wir alle aus recycelter Sternmaterie bestehen, ist das in Wirklichkeit auch unsere eigene Herkunft."