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© National Centre for Radio Astrophysics

Forscher entdecken das Signal einer rekordverdächtig weit entfernten Galaxie. Zu Hilfe kommt ihnen dabei ein natürlich vorkommendes Phänomen im Universum.

Montreal – Wie entstehen Sterne in weit entfernten Galaxien? Diese Frage versucht die Astronomie bereits seit vielen Jahren zu klären – doch es ist nicht einfach. Die Signale, die Galaxien aussenden, werden schwächer, je weiter diese von der Erde entfernt sind. Für aktuelle Teleskope ist es deshalb schwierig, diese Signale aufzufangen und der Forschung Daten zur Verfügung zu stellen.

Doch nun ist zwei Forschern eine Entdeckung gelungen, die der Astronomie helfen könnte. Arnab Chakraborty von der kanadischen McGill-Universität und Nirupam Roy vom Indian Institute of Science haben mithilfe des Giant Metrewave Radio Telescope in Indien die 21-cm-Linie einer weit entfernten Galaxie aufgefangen. Die Studie der beiden Forscher wurde im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.

Forscher entdecken Signal einer weit entfernten Galaxie

Bei der 21-cm-Linie handelt es sich um ein Signal in einer ganz bestimmten Wellenlänge, es wird auch Wasserstofflinie genannt. Dieses Signal wird von neutralen Wasserstoffatomen ausgestrahlt und ermöglicht es, mehr über die Zusammensetzung der Galaxie zu erfahren.

„Eine Galaxie sendet verschiedene Arten von Radiosignalen aus. Bisher war es nur möglich, dieses spezielle Signal von einer nahegelegenen Galaxie zu erfassen, was unser Wissen auf die Galaxien beschränkt, die näher an der Erde liegen“, erklärt Chakraborty in einer Mitteilung seiner Universität.

Die Galaxie, deren Signal die beiden Forscher entdeckt haben, ist für die Wissenschaft besonders spannend: SDSSJ0826+5630 ist sternbildend, das heißt, dort entstehen neue Sterne. Sie ist die am weitesten entfernte Galaxie, bei der die Wasserstofflinie bisher eingefangen wurde.

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Gravitationslinse vergrößerte das Signal um den Faktor 30

Dabei kam den beiden Forschern ein natürlich im Weltall vorkommendes Phänomen zur Hilfe: „Dank der Hilfe einer Gravitationslinse konnten wir ein schwaches Signal aus einer rekordverdächtigen Entfernung einfangen“, freut sich Chakraborty. Sein Mitautor Roy erläutert das Phänomen: „Die Gravitationslinse vergrößert das Signal eines weit entfernten Objekts und hilft uns, einen Blick in das frühe Universum zu werfen. In diesem speziellen Fall wird das Signal durch die Anwesenheit eines anderen massiven Körpers, einer anderen Galaxie, zwischen dem Ziel und dem Beobachter gebeugt. Dies führt effektiv zu einer Vergrößerung des Signals um den Faktor 30, sodass das Teleskop es auffangen kann“, fügt Roy hinzu.

Sein Mitautor Chakraborty ist sich sicher: „Das wird uns dabei helfen zu verstehen, wie Galaxien viel weiter von der Erde entfernt zusammengesetzt sind.“

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Signal der Galaxie lässt Forscher 8,8 Milliarden Jahre in die Vergangenheit blicken

Das Signal der Galaxie, das das Forscherteam aufgefangen hat, wurde von der Galaxie ausgesandt, als das Universum gerade einmal 4,9 Milliarden Jahre alt war. Heute ist es 13,8 Milliarden Jahre alt. „Das entspricht einem Blick zurück in die Vergangenheit von 8,8 Milliarden Jahren“, erklärt Chakraborty, der in Kanada Kosmologie studiert.

Dank der Wasserstofflinie der weit entfernten Galaxie konnten die beiden Forscher bereits ermitteln, dass die Atommasse des Gasinhalts in der Galaxie fast doppelt so groß ist wie die Masse der Sterne, die sichtbar sind. Die Forschung hofft nun, dass in Zukunft auch andere ferne Galaxien mithilfe von Gravitationslinsen beobachtet werden können. (tab)