Extremes Signal aus naher Galaxie könnte das frühe Universum erklären

Neue Entdeckung am Gran Telescopio La Palma wirft Licht auf die Anfänge des Kosmos -

Ungewöhnliche energiereiche Strahlung in einer metallarmen Galaxie entdeckt

Eine bahn­bre­chen­de Stu­die, gelei­tet vom Anda­lu­si­schen Insti­tut für Astro­phy­sik (IAA-CSIC), hat mit Hil­fe des Gran Teles­co­pio Cana­ri­as am Obser­va­to­ri­um Roque de los Mucha­chos auf La Pal­ma eine außer­ge­wöhn­li­che Ent­de­ckung gemacht:

In einer nahe­ge­le­ge­nen, metall­ar­men Gala­xie wur­de eine extrem ener­gie­rei­che Strah­lung nach­ge­wie­sen. Die­ser Fund könn­te ent­schei­den­de Hin­wei­se auf die phy­si­ka­li­schen Pro­zes­se lie­fern, die das frü­he Uni­ver­sum geprägt haben.

Die Galaxie IZw18 – Ein Blick in die Vergangenheit des Kosmos

Im Mit­tel­punkt der For­schung stand die Gala­xie IZw18, ein kom­pak­tes Objekt mit einem Durch­mes­ser von nur etwa 6.000 Licht­jah­ren. Trotz ihrer gerin­gen Grö­ße ist sie mehr als vier Bil­lio­nen Mal grö­ßer als die Erde und ent­hält kaum schwe­re Ele­men­te wie Eisen oder Koh­len­stoff – ihre Zusam­men­set­zung ähnelt der des frü­hen Uni­ver­sums, das vor über 13 Mil­li­ar­den Jah­ren ent­stand. Die­se Eigen­schaf­ten machen IZw18 zu einem idea­len „Fens­ter“ in die Ver­gan­gen­heit des Kosmos.

Unerwartete Emissionslinie weist auf bislang ungeklärte physikalische Prozesse hin

Die For­scher ent­deck­ten erst­mals in die­ser Gala­xie eine unge­wöhn­li­che Emis­si­ons­li­nie, die nahe des Zen­tral­be­reichs eine viel ener­gie­rei­che­re Strah­lung zeigt als erwar­tet. „Am auf­fäl­ligs­ten ist, dass die Regi­on, in der die­se hoch­en­er­ge­ti­sche Strah­lung auf­tritt, nicht mit den übli­chen Stern­po­pu­la­tio­nen über­ein­stimmt“, erklärt Anto­nio Arro­yo-Polo­nio, lei­ten­der Wis­sen­schaft­ler der Stu­die. Dies deu­tet dar­auf hin, dass hier ande­re Quel­len für die Ener­gie­zu­fuhr ver­ant­wort­lich sein könn­ten – extrem tur­bu­len­te Gas­be­we­gun­gen oder bis­lang unbe­kann­te astro­phy­si­ka­li­sche Phänomene.

Turbulentes Gas und extreme Bedingungen – Hinweise auf neue physikalische Mechanismen

Das Gas in die­sem Gebiet ver­hält sich äußerst tur­bu­lent und wird durch die ener­gie­rei­che Strah­lung stark beein­flusst. Die Annah­me ist, dass die­se Quel­len nicht nur das Gas beleuch­ten, son­dern es auch antrei­ben und unre­gel­mä­ßi­ge Strö­mun­gen erzeu­gen – ein Hin­weis auf kom­ple­xe phy­si­ka­li­sche Pro­zes­se, die noch erforscht wer­den müs­sen. Die Ent­de­ckung im Astro­phy­si­cal Jour­nal Let­ters legt nahe, dass hier extrems­te Bedin­gun­gen herr­schen, deren Ursa­chen bis­her unge­klärt sind.

Kombination moderner Instrumente ermöglicht tiefgehende Einblicke

Zur Unter­su­chung nutz­te das Team hoch­prä­zi­se Beob­ach­tun­gen mit dem MEGA­RA-Instru­ment am Gran Teles­co­pio Cana­ri­as sowie Daten vom MIRI-Instru­ment an Bord des James Webb Space Telescope (JWST). Die­se Kom­bi­na­ti­on erlaubt es den For­schern, das Licht aus einer Zeit zu ana­ly­sie­ren, als das Uni­ver­sum noch jung war – eine Fähig­keit, die vor weni­gen Jah­ren noch unvor­stell­bar war. „Die Mög­lich­keit, die­ses Mil­lio­nen Jah­re alte Licht so genau zu unter­su­chen und dar­aus Rück­schlüs­se auf die Ener­gie­quel­len zu zie­hen, ist ein­fach unglaub­lich“, so Arroyo-Polonio.

Bedeutung für das Verständnis des frühen Universums

Die Ergeb­nis­se bie­ten einen ein­zig­ar­ti­gen Ein­blick in die phy­si­ka­li­schen Bedin­gun­gen jener Epo­che und könn­ten hel­fen, offe­ne Fra­gen zur Ent­ste­hung ers­ter Gala­xien und ihrer Ent­wick­lung zu klä­ren. Beson­ders wich­tig ist es jetzt, die Ioni­sa­ti­ons­quel­len die­ser Gala­xie wei­ter­zu­er­for­schen – denn sie stel­len ein loka­les Fens­ter in das „frü­he Uni­ver­sum“ dar und könn­ten Ant­wor­ten auf fun­da­men­ta­le kos­mo­lo­gi­sche Fra­gen liefern.

Die For­schung steht erst am Anfang – doch schon jetzt ver­spricht sie span­nen­de Erkennt­nis­se über die Ursprün­ge unse­rer Welt.