So kam das Licht ins frühe Universum

380.000 Jahre nach dem Urknall war das Universum kühl und finster. Während des sogenannten „Dunklen Zeitalters“ existierten keine Lichtquellen, keine Sterne und keine Galaxien. Der transparente, neutrale Raum war gefüllt mit einem dichten Nebel aus Wasserstoffgas. Nach etwa 100 Millionen Jahren begann die „Reionisierung“, in der der Wasserstoff wieder ionisiert und lichtdurchlässig wurde, wie wir es heute kennen.

Die ersten, sehr energiereichen Sterne schlugen dafür Elektronen aus den Wasserstoffatomen, weshalb sie lichtdurchlässig wurden. Woher die Photonen aber kamen, die das Universum erleuchteten, wird noch diskutiert. So gibt es Theorien, dass Schwarze Löcher beteiligt sind. Mithilfe des James Webb Teleskops konnte man jetzt einen Blick hinter die Kulissen werfen. So wurde eine bisher schwer belegbare Theorie wahrscheinlich.

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Gravitationslinse vergrößert 8 Zwerggalaxien

Wie ein internationales Team an Forscher*innen herausgefunden hat, erzeugten kleine Zwerggalaxien sehr wahrscheinlich gewaltige Mengen an energiereicher Strahlung. Im Rahmen des Programms UNCOVER (Ultradeep NIRSpec and NIRCam Observations before the Epoch of Reioniization) nutzten sie den Gravitationslinseneffekt, um das Licht sehr weit entfernter Galaxien zu verstärken. Durch die Linse des Galaxienhaufens Abell 2744 wurden 8 schwach leuchtende Galaxien sichtbar, die sonst verborgen bleiben würden. Sie leuchten 100 Mal schwächer als die Milchstraße.

Die spektroskopische Beobachtung verriet, dass von ihnen viermal mehr Strahlung produziert, wurde als bisher angenommen. Ein großer Teil der Photonen, die das Universum ionisiert haben, stammt also von diesen Zwerggalaxien. Das unterstreiche, wie wichtig sie für die Entwicklung des Universums waren, heißt es in einem Statement. 

Kosmische Kraftpakete

„Diese kosmischen Kraftpakete emittieren gemeinsam mehr als genug Energie, um diese Aufgabe zu bewältigen“, erklärt Teamleiter Hakim Atek vom Pariser Institut für Astrophysik an der Sorbonne Universität. Die massearmen Energieerzeuger kamen im frühen Universum häufig genug vor, um kollektiv den Zustand des Universums zu ändern, heißt es weiter. Etwa 500 bis 900 Millionen Jahre nach dem Urknall, während der „kosmischen Dämmerung“, wurde es durch die Ionisierung wieder lichtdurchlässig. 

Die Forschung wurde im Fachmagazin nature veröffentlicht. Im nächsten Beobachtungsprogramm GLIMPSE sollen mithilfe der Linse des Galaxienhaufens Abell S1063 sollen noch ältere Galaxien beobachtet werden. Das soll zeigen, ob die erste Beobachtung repräsentativ für die Verteilung der Zwerggalaxien im frühen Universum ist.