Astronomen haben mit dem MeerKAT-Radioteleskop Wasserstoffgas in einer Entfernung von Milliarden Lichtjahren nachgewiesen. Die Signale stammen aus einer Zeit, als das Universum deutlich jünger war als sein heutiges Alter von 13,8 Milliarden Jahren. Diese Entdeckung könnte eine neue Methode zur Kartierung der großräumigen Struktur des Universums ermöglichen.
Wasserstoff-Intensitätskartierung als Werkzeug der Kosmologie
Die Technik der Wasserstoff-Intensitätskartierung basiert auf der Lokalisierung von Wasserstoff, dem leichtesten und häufigsten Element im Universum. Neutraler Wasserstoff sendet ein schwaches Radiosignal aus, die sogenannte 21-Zentimeter-Linie. Durch die Ausdehnung des Universums unter dem Einfluss der Dunklen Energie wird die Wellenlänge dieses Signals gedehnt, ein Effekt, der als Rotverschiebung bekannt ist. Der Grad der Rotverschiebung ermöglicht es Astronomen, die Entfernung und das Alter der Wasserstoffwolken zu bestimmen.
Bisher wurde diese Methode mit sichtbarem Licht kombiniert, um Galaxien zu kartieren. Die neue Studie nutzt jedoch ausschließlich Radiodaten des MeerKAT-Teleskops, das aus 64 Antennen im Meerkat-Nationalpark in Südafrika besteht. Die Forscher analysierten etwa 96 Stunden Beobachtungsdaten und konnten Wasserstoff-Signale aus einer Zeit vor 4 bis 5 Milliarden Jahren nachweisen. Diese Signale stammen aus Regionen, die Millionen Lichtjahre voneinander entfernt sind.
Fortschritte für zukünftige kosmologische Untersuchungen
Die Entdeckung zeigt, dass Wasserstoff-Intensitätskartierung ein praktikables Werkzeug für die Kosmologie wird. „Neutraler Wasserstoff ist ein Schlüsselelement, um die Entstehung und Entwicklung von Galaxien zu verstehen“, erklärt Zhaoting Chen von der Universität Edinburgh. Mit dieser Methode müssen nicht einzelne Galaxien detektiert werden, sondern es kann das kollektive Signal von Wasserstoff über große kosmische Volumina gemessen werden.
Die Ergebnisse sind auch für zukünftige Projekte wie das Square Kilometre Array Observatory (SKAO) relevant, das derzeit in Australien und Südafrika gebaut wird. Laura Wolz von der Universität Manchester betont: „Die Tatsache, dass dieses Signal aus Beobachtungen extrahiert werden konnte, die nicht speziell für die Wasserstoff-Intensitätskartierung konzipiert waren, ist sehr ermutigend.“
Das Team plant nun weitere Beobachtungen mit MeerKAT, um größere Himmelsbereiche über längere Zeiträume zu erfassen. Dies könnte detailliertere Karten liefern, die helfen, die Entstehung der größten Strukturen im Universum besser zu verstehen. Die Studie wurde im Juli in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
- Quelle: Space.com