Uralte, massive Galaxien, die die staubigen Bereiche unseres Universums heimsuchen, haben sich versteckt und sind für die Augen des berühmten Hubble-Weltraumteleskops unsichtbar. Aber jetzt haben Astronomen, die Infrarotdaten durchsuchen, 39 von ihnen entdeckt - sie lauern an seltsamen Orten aus dem frühen Universum, wo (und wann) der Nachthimmel ganz anders aussehen würde als unser eigener.
Wenn Sie sich einer dieser längst vergangenen Galaxien in einem Raumschiff nähern würden, wäre dies wahrscheinlich zumindest für Sie erkennbar: Sterne, die Sie mit bloßem Auge sehen könnten, wirbelnder Staub, ein großes schwarzes Loch in der Mitte. Und wenn Sie heute irgendwie dort auftauchen würden, würde es wahrscheinlich ganz anders aussehen als vor mehr als 11 Milliarden Jahren in der frühen Geschichte unseres Universums. Aber das Licht, das 2019 von diesen massiven, fernen Galaxien auf die Erde gelangte, musste so weit wandern, dass es Milliarden Jahre alt ist, was uns zeigte, wie dieser Teil des Universums in seinen ersten 2 Milliarden Jahren aussah. Und das Licht ist so verändert, dass der Hubble - gebaut für ultraviolettes, sichtbares und nahes Infrarotlicht - es überhaupt nicht sehen konnte.
Das liegt daran, dass diese weit entfernten Galaxien, wie die meisten weit entfernten Dinge in unserem Universum, von uns weg rasen - eine Folge der dunklen Energie, die die Expansion des Weltraums antreibt. Wie Live Science bereits berichtet hat, wird Licht von Objekten, die sich von uns entfernen, in längere, rötlichere Wellenlängen gestreckt. Und diese superdistanten Galaxien rasen laut den Forschern, die sie entdeckt haben, so schnell davon, dass sich das von ihnen emittierte ultraviolette und sichtbare Licht vollständig in den langen Wellenlängenbereich "Submillimeter" verschoben hat, den selbst Hubble nicht erkennen kann.
Infolgedessen haben die Forscher in einem Artikel geschrieben, der am 7. August in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Die meisten Astronomen, die sich auf die ersten 2 Milliarden Jahre des Universums konzentrieren, haben am Ende seltsame Kugeln untersucht: Galaxien, die sehr weit entfernt sind und dennoch relativ bewegungslos genug sind Erde, die Hubble sehen kann. Aber diese nicht verschobenen Galaxien sind wahrscheinlich nicht die Norm.
"Dies wirft die Frage nach der wahren Häufigkeit massereicher Galaxien und der Dichte der Sternentstehungsrate im frühen Universum auf", schrieben die Forscher. Mit anderen Worten, wie viele Galaxien gab es damals wirklich und wie schnell machten sie Sterne?
Astronomen haben in der Vergangenheit einzelne massive Galaxien aus der tiefen Vergangenheit entdeckt, schrieben die Forscher, sowie kleinere Galaxien, die dazu neigen, in Staub gehüllt zu sein. Für diese Arbeit verwendete das Team eine Reihe von submillimeterempfindlichen Teleskopen, um diese 39 bisher nicht sichtbaren alten Galaxien zu erkennen.
"Es war schwierig, unsere Kollegen davon zu überzeugen, dass diese Galaxien so alt waren, wie wir vermutet hatten. Unser anfänglicher Verdacht auf ihre Existenz kam von den Infrarotdaten des Spitzer-Weltraumteleskops", so Tao Wang, Hauptautor des Papiers und Astronom an der Universität von Tokio, sagte in einer Erklärung. "Hat aber scharfe Augen und enthüllte Details bei Wellenlängen im Submillimeterbereich, der besten Wellenlänge, um durch den im frühen Universum vorhandenen Staub zu blicken. Trotzdem wurden weitere Daten vom fantasievoll benannten Very Large Telescope in Chile benötigt, um wirklich zu beweisen, dass wir alte massive Galaxien gesehen haben wo noch keiner gesehen worden war. "
Diese Erkenntnisse sind wichtig für frühe Universumsmodelle und für die Erklärung, wie unser modernes Universum entstanden ist.
"Eine so hohe Häufigkeit von massiven und staubigen Galaxien im frühen Universum stellt unser Verständnis der Bildung von massiven Galaxien in Frage", schrieben die Forscher in dem Artikel.
Mehrere verschiedene existierende Modelle sagen eine viel geringere Dichte dieser Arten von Galaxien voraus, obwohl Forscher lange vermutet haben, dass einige da draußen sein würden. Mit dieser neuen Entdeckung müssen Wissenschaftler zurückgehen und ihre Modelle verfeinern, um diesen neuen Datensatz bisher nicht gesehener Dinge zu berücksichtigen.
Diese Galaxien, so schrieben die Forscher, sind wahrscheinlich Teil der Gruppe, aus der moderne massive Galaxien hervorgegangen sind. Aber sie hatten viel mehr Staub und waren viel dichter als die Milchstraße.
"Der Nachthimmel würde viel majestätischer erscheinen. Die größere Dichte der Sterne bedeutet, dass es viel mehr Sterne in der Nähe geben würde, wenn sie größer und heller erscheinen", sagte Wang in der Erklärung. "Umgekehrt bedeutet die große Staubmenge, dass weiter entfernte Sterne weitaus weniger sichtbar sind, sodass der Hintergrund dieser hellen, nahen Sterne eine riesige dunkle Leere sein könnte."
