Wie war das Universum vor mehr als 13 Milliarden Jahren, nur 500 Millionen Jahre nach dem Urknall? Neue Daten der Hubble- und Spitzer-Weltraumteleskope enthüllen einige überraschend helle Galaxien, die etwa 10 bis 20 Mal leuchtender sind als alles, was bisher in dieser Epoche zu sehen war.
Garth Illingworth von der University of California in Santa Cruz sagte, die Entdeckung dieser vier hellen Galaxien sei auf die Kombination der Leistung beider Teleskope zurückzuführen, aber diese Galaxien liegen genau an der Grenze der Fähigkeiten der Teleskope.
"Wir reichen tatsächlich 13,2 Milliarden Jahre durch das Leben des Universums zurück - das sind 96% des Lebens des Universums, das wir auf diese Galaxien zurückblicken", sagte Illingworth auf dem Treffen der American Astronomical Society in Washington DC Woche. "Das ist ein erstaunliches Unterfangen und eine erstaunliche Leistung, die Hubble und Spitzer erreicht haben."
Illingworth sagte, der typische Galaxienkandidat aus dieser Zeit sei sehr schwach und schwer zu sehen. Aber diese neuen Galaxien sind ungefähr 15-20% heller als das, was Astronomen zuvor bei Rotverschiebung 10 gesehen haben.
Die Winzlinge sind hell, weil sie vor Sternentstehungsaktivität platzen. Der hellste bildet ungefähr 50-mal schneller Sterne als die Milchstraße heute. Obwohl diese jungen Galaxien nur ein Zwanzigstel der Größe der Milchstraße haben, enthalten sie wahrscheinlich rund eine Milliarde Sterne, die zusammengepfercht sind.
Astronomen glauben, dass diese hellen, jungen Galaxien aufgrund von Wechselwirkungen und Zusammenschlüssen kleinerer Säuglingsgalaxien, die bereits früher im Universum Sterne bildeten, außergewöhnlich schnell gewachsen sind. Seit der Antike vor Milliarden von Jahren, als das Licht, das wir jetzt sehen, seine lange Reise zu uns begann, sind sie wahrscheinlich weiter gewachsen, um den größten modernen Galaxien ähnlich zu werden. Viele der Sterne dieser Säuglingsgalaxien leben heute wahrscheinlich in den Zentren riesiger elliptischer Galaxien weiter, die viel größer sind als unsere eigene Milchstraße.
Illingworth sagte, diese Ära scheint ein Zeitrahmen zu sein, in dem sich die Dinge ziemlich schnell änderten. "Wir sind in eine sehr interessante Zeit zurückgekehrt, in der sich das Universum verändert", sagte er.
Die Galaxien wurden zuerst mit Hubble entdeckt und Astronomen konnten ihre Sternentstehungsraten und -größen messen. Mit Spitzer konnten die Wissenschaftler aber auch die Massen der Galaxien messen.
"Dies ist die erste Messung der Massendichte der Galaxien, als das Universum 500 Millionen Jahre alt war", sagte Illingworth. "Diese Galaxien sind ungefähr eine Milliarde Mal so groß wie die Masse unserer Sonne, was für diese Zeit massiv ist, aber immer noch nur 1% der Masse der Milchstraße."
Illingworth fügte hinzu, dass die Massenmessungen grobe Schätzungen sind, da die Aufgabe eine Herausforderung darstellt.
Illingworth und Teammitglied Ivo Labbé von der Universität Leiden sagten, sie freuen sich darauf, mehr über diese Galaxien zu erfahren, insbesondere aus zukünftigen Beobachtungen mit dem kommenden James Webb-Weltraumteleskop.
"Gleichzeitig sind die extremen Massen und Sternentstehungsraten wirklich mysteriös", sagte Labbé, "und wir sind bestrebt, sie mit zukünftigen Beobachtungen an unseren leistungsstarken Teleskopen zu bestätigen."
Weitere Informationen zu diesen frühen Galaxien - und mehr - finden Sie auf der Website von First Galaxies.
Weiterführende Literatur: HubbleSite
