Seit seiner Einführung im Jahr 1990 bietet das Hubble-Weltraumteleskop Menschen auf der ganzen Welt atemberaubende Ausblicke auf das Universum. Mit seiner High-Tech-Instrumentensuite hat Hubble dazu beigetragen, einige langjährige Probleme in der Astronomie zu lösen und neue Fragen zu stellen. Und immer haben seine Betreiber es bis an die Grenzen getrieben, in der Hoffnung, immer weiter in das große Jenseits zu blicken und zu sehen, was dort lauert.
Und wie die NASA kürzlich in einer Pressemitteilung mit dem HST bekannt gab, hat ein internationales Team von Astronomen den kosmischen Entfernungsrekord durch die Messung der am weitesten entfernten Galaxie, die jemals im Universum gesehen wurde, erschüttert. Dabei haben sie nicht nur tiefer in den Kosmos geschaut als jemals zuvor, sondern auch tiefer in seine Vergangenheit. Und was sie gesehen haben, könnte uns viel über das frühe Universum und seine Entstehung erzählen.
Aufgrund der Auswirkungen der speziellen Relativitätstheorie wissen Astronomen, dass sie Objekte beim Betrachten im Weltraum so sehen, wie sie vor Millionen oder sogar Milliarden von Jahren waren. Ergo, ein Objekt, das sich 13,4 Milliarden Lichtjahre entfernt befindet, wird uns so erscheinen wie vor 13,4 Milliarden Jahren, als sein Licht die Reise in unsere kleine Ecke des Universums antrat.
Genau das hat das Team der Astronomen gesehen, als sie auf GN-z11 blickten, eine entfernte Galaxie in Richtung des Sternbilds Ursa Major. Mit dieser einen Galaxie konnte das Team von Astronomen, zu dem Wissenschaftler der Yale University, des Space Telescope Science Institute (STScI) und der University of California gehören, sehen, wie eine Galaxie in unserem Universum nur 400 Millionen Jahre nach der Galaxie aussah Urknall.
Zuvor befand sich die entfernteste Galaxie, die jemals von Astronomen gesehen wurde, 13,2 Milliarden Lichtjahre entfernt. Mit den gleichen spektroskopischen Techniken bestätigte das Hubble-Team, dass GN-z11 fast 200 Millionen Lichtjahre weiter entfernt war. Dies war eine große Überraschung, da Astronomen in eine Region des Universums geführt wurden, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop für unerreichbar gehalten wurde.
Tatsächlich ahnten die Astronomen nicht, dass sie dies ohne Verwendung von Spitzer oder bis zum Einsatz des James Webb-Weltraumteleskops, das im Oktober 2018 starten soll, tief in Raum und Zeit untersuchen könnten. Als Pascal Oesch von der Yale University Der Hauptforscher der Studie erklärte:
"Wir haben einen großen Schritt zurück in die Vergangenheit gemacht, über das hinaus, was wir jemals von Hubble erwartet hatten." Wir sehen GN-z11 zu einer Zeit, als das Universum nur drei Prozent seines gegenwärtigen Alters betrug. Hubble und Spitzer erreichen bereits das Gebiet von Webb. “
Darüber hinaus haben die Ergebnisse auch einige Auswirkungen auf frühere Entfernungsschätzungen. In der Vergangenheit hatten Astronomen die Entfernung von GN-z11 mithilfe der Farbbildgebungstechniken von Hubble und Spitzer geschätzt. Diesmal vertrauten sie auf Hubbles Weitfeldkamera 3, um die Rotverschiebung der Galaxien zum ersten Mal spektroskopisch zu messen. Dabei stellten sie fest, dass GN-z11 weiter entfernt war als gedacht, was bedeuten könnte, dass einige besonders helle Galaxien, deren Entfernung mit Hubble gemessen wurde, auch weiter entfernt sein könnten.
Die Ergebnisse zeigen auch überraschende neue Hinweise auf die Natur des sehr frühen Universums. Für den Anfang zeigten die Hubble-Bilder (kombiniert mit Daten von Spitzer), dass GN-z11 25-mal kleiner ist als die heutige Milchstraße und nur ein Prozent der Masse unserer Galaxie in Sternen aufweist. Gleichzeitig bildet es Sterne mit einer Geschwindigkeit, die 20-mal höher ist als die unserer eigenen Galaxie.
Wie Garth Illingworth - einer der Ermittler des Teams an der University of California in Santa Cruz - erklärte:
„Es ist erstaunlich, dass eine so massive Galaxie nur 200 bis 300 Millionen Jahre nach der Entstehung der ersten Sterne existierte. Es braucht wirklich schnelles Wachstum, um Sterne mit einer enormen Geschwindigkeit zu produzieren, um so schnell eine Galaxie zu bilden, die eine Milliarde Sonnenmassen umfasst. Dieser neue Rekord wird wahrscheinlich bis zum Start des James Webb-Weltraumteleskops bestehen bleiben. “
Zu guter Letzt geben sie einen verlockenden Hinweis darauf, welche zukünftigen Missionen - wie das James Webb-Weltraumteleskop - gefunden werden. Einmal eingesetzt, werden Astronomen wahrscheinlich immer weiter in den Weltraum und weiter in die Vergangenheit schauen. Mit jedem Schritt nähern wir uns dem Sehen, wie die allerersten Galaxien in unserem Universum aussahen.
