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Helle, uralte Galaxien beleuchten das frühe Universum

Helle, uralte Galaxien beleuchten das frühe Universum


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Das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA hat einige der frühesten Galaxien im Universum untersucht und festgestellt, dass sie heller als erwartet sind, wodurch neue Erkenntnisse über die Bedingungen des frühen Universums gewonnen werden.

Die Epoche der Reionisierung

Wissenschaftler der NASA starrten auf einige der frühesten Galaxien, die sich im Universum gebildet haben, und stellten fest, dass sie heller sind als erwartet. Sie wiesen auf eine mögliche Ursache für die sogenannte Epoche der Reionisierung hin, die das frühe Universum von einer undurchsichtigen Wolke in eine verwandelte das transparente Vakuum voller Sterne, das wir heute sehen.

VERBINDUNG: 83 SUPERMASSIVE SCHWARZE LÖCHER AUS DEM FRÜHEN UNIVERSUM ENTDECKT

Die fraglichen Galaxien waren ungefähr 13 Milliarden Jahre alt oder älter, was sie alle weniger als eine Milliarde Jahre jünger als das Universum selbst macht. Ungefähr 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall sollen sich die ersten Sterne gebildet haben, die in einer dichten Wolke aus neutralem Wasserstoffgas, die das gesamte Universum füllte, zu den ersten Galaxien verschmelzen würden.

Etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall hatte sich etwas geändert. Das Universum hatte die sogenannte Epoche der Reionisierung durchlaufen, in der alle neutralen Wasserstoffatome im Universum von Elektronen befreit worden waren, wodurch ein Universum voller ionisierter Wasserstoff erzeugt wurde. Das Rätsel ist, was dazu führen könnte, dass der gesamte Wasserstoff im Universum ionisiert, wodurch zuvor blockierte Wellenlängen des Lichts passieren und das Universum von einer undurchsichtigen Wolke zu einem funkelnden Firmament voller Sterne und Galaxien wird.

Alte Galaxien heller als erwartet

Das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA beobachtete jeweils mehr als 200 Stunden lang zwei Regionen des Weltraums und konnte das schwache Licht aus 13 Milliarden Lichtjahren Entfernung einfangen. Es zeigte einige der frühesten Galaxien, die sich im Universum gebildet haben. Was das Spitzer-Weltraumteleskop jedoch sah, waren 135 verschiedene Galaxien, die in zwei spezifischen Wellenlängen des Infrarotlichts signifikant heller waren, was Wissenschaftler nicht erwartet hatten.

Diese Wellenlängen werden durch die Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Wasserstoff- und Sauerstoffgasen in der Galaxie selbst erzeugt. Dies weist darauf hin, dass diese frühen Galaxien aus jungen, sehr massiven Sternen bestanden, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestanden und nur sehr wenige der schwereren Elemente wie Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff enthielten, die wir in den Sternen einer durchschnittlichen modernen Galaxie finden.

Diese Beobachtung von helleren als erwarteten alten Galaxien, die mit ionisierender Strahlung lodern, ist zwar nicht ganz schlüssig, bietet jedoch einen wichtigen Hinweis darauf, wie sich die Epoche der Reionisierung über Hunderte von Millionen von Jahren entwickelt hat.

"Wir hatten nicht erwartet, dass Spitzer mit einem Spiegel, der nicht größer als ein Hula-Hoop ist, Galaxien so nahe am Beginn der Zeit sehen kann", sagte Michael Werner, Spitzer-Weltraumteleskop-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Aber die Natur ist voller Überraschungen, und die unerwartete Helligkeit dieser frühen Galaxien zusammen mit Spitzers hervorragender Leistung bringt sie in Reichweite unseres kleinen, aber leistungsstarken Observatoriums."

Die Studie dieser alten Galaxien wurde letzten Monat in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.


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