Rekord-Fund: Bisher älteste und fernste Galaxie des Kosmos entdeckt

Ein internationales Team von Astronomen sichtet in 13,5 Milliarden Lichtjahren Entfernung ein astronomisches Objekt: die wahrscheinlich älteste und am weitesten entfernte Galaxie, die bisher beobachtet werden konnte.

Veröffentlicht am 11. Apr. 2022, 15:55 MESZ, Aktualisiert am 12. Apr. 2022, 10:44 MESZ
Der Andromedanebel: Ein heller Kugelsternhaufen – die Andromedagalaxie – vor der Dunkelheit des Universums.

Die Andromedagalaxie, kurz als M31 bezeichnet, ist mit rund 2,5 Millionen Lichtjahren Entfernung unsere nächstgelegene Galaxie. Astronomen haben nun wahrscheinlich unsere fernste und älteste Galaxie entdeckt: genannt HD1, 13,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

Foto von Bryan Goff / Unsplash

Im März 2016 entdecken Forschende der Yale University in 13,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung zur Erde die Galaxie Gn-z11. Ein Rekord, denn sie ist zu diesem Zeitpunkt die mit Abstand älteste und fernste Galaxie, die je gefunden wurde. Am 7. April 2022 berichtet die Zeitschrift Astrophysical Journal von einer neuen Höchstleistung: Ein internationales Team von Astronomen ist auf ein noch älteres astronomisches Objekt gestoßen. Es ist 13,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. 

Ungewöhnlich starke Strahlung

Die Galaxie mit der Bezeichnung HD1 ist ihnen zufolge 330 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden. Das macht sie zum ältesten und fernsten Objekt, das bisher im Kosmos gesichtet werden konnte. „Es war harte Arbeit, HD1 zwischen 700.000 weiteren Objekten zu finden“, berichtet Yuichi Harikane, Astronom an der Universität Tokio und Entdecker der Galaxie. „HD1 rote Farbe stimmte überraschend gut mit den erwarteten Eigenschaften einer solchen Galaxie überein.“ 

Die Kuppeln der Teleskope des Mauna-Kea-Observatoriums auf Hawaii. Auf 4.200 Metern Höhe gelegen, ist es eines der wichtigsten gegenwärtigen astronomischen Observatorien und wird von Universitäten und Instituten aus elf verschiedenen Nationen genutzt. Unter anderem mithilfe des Subaru-Teleskops (links) wurde nach der HD1-Galaxie gesucht. 

Foto von Peter Luo / Unsplash

Das Astronomen-Team konnte die Galaxie nach 1.200 Stunden Beobachtungszeit, unter anderem mit dem Spitzer-Weltraumteleskop, dem Subaru- und dem Vista-Teleskop, ausfindig machen. Dabei fiel etwas Ungewöhnliches auf: Von dem Objekt geht eine extrem starke ultraviolette Strahlung aus. „Offenbar spielen sich in der Galaxie einige sehr energiereiche Prozesse ab oder besser gesagt, sie taten dies vor 13,5 Milliarden Jahren“, sagt Fabio Pacucci, Astronom am Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, der an den Untersuchungen mitgewirkt hat. Doch was könnte der Grund dafür sein?

Ursterne oder früher Quasar? 

In der Zeitschrift Monthly Notices of The Royal Astronomical Society Letters stellen die Forschenden Spekulationen dazu an. Eine Erklärung für die extreme UV-Strahlung könnte zum Beispiel eine vermehrte Sternbildung sein, wie es bei Starburst-Galaxien oft der Fall ist. Berechnungen der Sternentstehungsrate ergaben jedoch zu hohe Zahlen, was die Theorie unwahrscheinlich erscheinen lässt. 

Sollten aber keine alltäglichen Sterne, sondern Ursterne in der Galaxie gebildet werden, könnte sich dies trotzdem als plausible Erklärung erweisen. Die sogenannten Population-III-Sterne seien „massereicher, leuchtstärker und heißer als moderne Sterne. Sie sind imstande, mehr UV-Licht zu produzieren als normale Sterne, was die extreme ultraviolette Strahlung von HD1 erklären würde“, sagt Pacucci. Sollte sich die Annahme bestätigen, wäre dies der erste Nachweis für eine solche älteste Sternpopulation.

Möglicherweise befindet sich im Zentrum der Galaxie aber auch ein supermassereiches Schwarzes Loch. Da ein solches immense Mengen Gas verschlingt, könnten in seinem Umfeld hochenergetische Photonen freigesetzt werden, die zu der erhöhten UV-Strahlung führen würden. Aufgrund der hohen Strahlungsmenge müsste das Schwarze Loch ungefähr 120 Millionen mal so viel Masse wie unsere Sonne haben und „in einem beispiellosen Tempo aus einem massereichen Vorgänger gewachsen sein“, erläutert Avi Loeb, ein Kollege Pacuccis. Sollte sich diese Theorie bewahrheiten, wäre damit der bisher älteste und fernste Quasar – der aktive Kern einer Galaxie – gefunden.

Zusätzliche Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop sollen in nächster Zeit weitere Erkenntnisse liefern – und damit auch Informationen über die frühesten Entwicklungen in unserem Kosmos. 

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