Für Hunderte von Millionen von Jahren nach dem Urknall war das gesamte Universum eine dicke Suppe von Wasserstoffatomen, die in völliger Dunkelheit schwammen. Dieses kosmische Gulasch war so dicht, dass das erste Licht der ersten existierenden Sterne es nicht durchdringen konnte - der Wasserstoffnebel absorbierte und zerstreute das Sternenlicht einfach in Kreisen und hielt das Universum in einem kosmischen dunklen Zeitalter wie immer mehr Sterne, Galaxien und Schwarz fest Löcher schwelten langsam zum Leben.
Das änderte sich nach etwa 500 Millionen Jahren, als eine großartige kosmische Überarbeitung namens Epoche der Reionisierung begann. Als alte Galaxien immer größer wurden und stärkere Energie ausstrahlten, begannen sie, den kosmischen Nebel, der sie umgab, abzubrennen, indem sie Wasserstoffatome in ein Plasma aus freien Protonen und Elektronen aufspalteten (oder ionisierten). Plötzlich konnte Licht durch den Kosmos wandern - zuerst durch "Plasmablasen", die große Galaxien umgeben, dann weiter und weiter, als sich mehrere Blasen auszudehnen und zu überlappen begannen.
Jetzt glauben Astronomen zum ersten Mal, drei dieser nebelklärenden Blasen entdeckt zu haben, die das Universum in einer 13 Milliarden Lichtjahre entfernten Gruppe von Galaxien umgestalten.
In einer Studie, die diese Woche auf der Konferenz der American Astronomical Society in Honolulu vorgestellt und in einer kommenden Ausgabe des Astrophysical Journal zur Veröffentlichung eingereicht wurde, identifizierte ein internationales Team von Astronomen ein Trio weit entfernter Galaxien, die das früheste Licht ausstrahlen jemals beobachtet. Die Galaxiengruppe mit dem Namen EGS77 datiert ungefähr 680 Millionen Jahre nach dem Urknall (ungefähr 5% des gegenwärtigen Alters des Universums von 13,8 Milliarden Jahren) und scheint von drei überlappenden Plasmablasen umgeben zu sein - was bedeutet, dass diese wegweisenden Galaxien gewesen sein könnten gefangen in der Reionisierung ihrer Ecke des Universums und dem Ende des kosmischen dunklen Zeitalters.
"EGS77 hat eine große Blase gebildet, die es seinem Licht ermöglicht, zur Erde zu gelangen", sagte der Co-Autor der Studie, Vithal Tilvi, ein Forscher an der Arizona State University, in einer Erklärung. "Schließlich wuchsen solche Blasen um alle Galaxien und füllten den intergalaktischen Raum, reionisierten das Universum und machten den Weg frei, damit Licht durch den Kosmos wandern kann."
Um diese alten nebelklärenden Galaxien zu finden, untersuchten die Forscher einen kleinen Teil des Weltraums auf die genaue Wellenlänge des ultravioletten Lichts, das von den frühesten Sternen emittiert wird, auch bekannt als Lyman-Alpha-Emissionen. Das Licht beginnt bei einer Wellenlänge von 121,6 Nanometern, dehnt sich jedoch nach Milliarden von Jahren durch das expandierende Universum langsam in den nahen Infrarotbereich (700 Nanometer bis 1 Millimeter) aus, der mit Erdteleskopen leichter zu erkennen ist.
Die Umfrage ergab drei überlappende Flecken im Weltraum, die genau die Wellenlängen zu emittieren schienen, die typisch für alte Sterne sind, die ihre Umgebung ionisieren. Das Team verglich diese Beobachtungen mit Daten von zwei anderen Teleskopen und bestätigte, dass die Galaxien etwa 13 Milliarden Lichtjahre entfernt waren. Damit waren sie die am weitesten entfernte Galaxiengruppe, die jemals entdeckt wurde, und platzierten sie direkt an der Grenze der Epoche der Reionisierung.
"EGS77 ist die erste Galaxiengruppe, die gerade dabei ist, diesen kosmischen Nebel zu beseitigen", sagte der Co-Autor der Studie, James Rhoads, vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, in der Erklärung.
