Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus den USA und China fand heraus, dass sich im Alter von 800 Millionen Jahren kleine Galaxien mit aktiver Sternentstehung bildeten. Der Beginn dieses Prozesses fiel mit dem Ende des dunklen Zeitalters zusammen - einer Zeit, in der es keine hellen Lichtquellen im Raum gab und der gesamte Raum mit neutralem Wasserstoff und Helium gefüllt war. Pressemitteilung veröffentlicht auf Phys.org,
Nach modernen wissenschaftlichen Konzepten begannen sich 300-1000 Millionen Jahre nach dem Urknall die ersten Galaxien im Universum zu bilden. Ihre Strahlung trug zur Ionisierung intergalaktischen Gases bei, wodurch das Dunkle Zeitalter der Ära der Reionisierung Platz machte.
Um diese Reliktsternsysteme zu erkennen, haben Wissenschaftler die Position der sogenannten Lyman-Grenze im Strahlungsspektrum entfernter Galaxien bestimmt. Die Lyman-Grenze ist die minimal mögliche Wellenlänge eines von angeregtem Wasserstoff emittierten Photons. Da alte Sterne überwiegend aus Wasserstoff bestehen, emittieren sie nur bei Wellenlängen oberhalb dieser Grenze ultraviolettes Licht.
Je weiter die Galaxie von der Erde entfernt ist, desto schneller bewegt sie sich von uns weg und desto stärker wird die Lyman-Grenze aufgrund des Doppler-Effekts auf die rote (langwellige) Seite verschoben. Die Rotverschiebung kann verwendet werden, um die Entfernung zum Sternensystem zu bestimmen. Obwohl ultraviolettes Licht von der Erdatmosphäre absorbiert wird, erreicht ausreichend "gerötete" Strahlung die Oberfläche und kann von bodengestützten Observatorien erfasst werden. Astronomen, die die Lyman-Grenze verwendeten, konnten Hunderte von Galaxien entdecken, deren Rotverschiebung (z) 6 überschreitet. Diese Objekte existierten, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war.
Um die älteste dieser Galaxien zu identifizieren, richteten die Forscher ihre Aufmerksamkeit auf die Helligkeit der Objekte. Das von ihnen emittierte ultraviolette Licht wird leicht vom umgebenden neutralen Gas gestreut. Infolgedessen scheint die Lichtquelle "trüb" zu sein. Da es zu Beginn der Reionisierungszeit viel neutralen Wasserstoff gab, sehen die Galaxien dieser Zeit verschwommener aus als die später gebildeten.
Astronomen, die diesen Ansatz verwenden, haben 23 Sternensysteme gefunden, die die wahrscheinlichsten Kandidaten für die frühesten Galaxien sind, die nach dem Ende des dunklen Zeitalters entstehen. Ihre Rotverschiebung erreichte sieben, was dem Alter des Universums von 800 Millionen Jahren (vor etwa 13 Milliarden Jahren) entspricht.
