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Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein des Kosmos. Ob auf seinen geladenen Kern reduziert oder zu einem Molek\u00fcl aufgeschichtet: Die Art seines Vorhandenseins kann viel \u00fcber die Eigenschaften unseres Universums aussagen. Aus diesem Grund sind Astronomen auch sehr daran interessiert, Signale dieses Elements aufzusp\u00fcren. Nun ist es einem internationalen Forscherteam mithilfe des Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in Pune, Indien, gelungen, ein von atomarem Wasserstoff ausgesandtes Radiosignal einer weit entfernten Galaxie bei einer bestimmten Wellenl\u00e4nge, der sogenannten 21-cm-Linie, abzufangen. Was\u00a0den Astronomen einen Blick in die Geheimnisse des fr\u00fchen Universums erm\u00f6glicht.\u00a0<\/p>\n
“Eine Galaxie sendet verschiedene Arten von Radiosignalen aus”, wird der Kosmologe Arnab Chakraborty von der McGill University in Kanada in einer Pressemitteilung<\/a> der Universit\u00e4t zitiert. Und weiter:<\/p>\n “Bisher war es nur m\u00f6glich, dieses spezielle Signal von einer nahe gelegenen Galaxie zu erfassen, was unser Wissen auf die Galaxien beschr\u00e4nkt, die n\u00e4her an der Erde liegen.”<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n Dank des sogenannten Gravitationslinseneffekts sei es den Forschern diesmal jedoch gelungen,\u00a0das aus\u00a0einer weit entfernten Galaxie\u00a0namens SDSSJ0826+5630\u00a0stammende\u00a08,8 Milliarden Jahre alte Emissionssignal des atomaren Wasserstoffs einzufangen.\u00a0<\/p>\n Astronomers from @McGillUPhysics<\/a> & @Physics_at_IISc<\/a> have detected radio signals from atomic hydrogen in an extremely distant galaxy, using the Giant Metrewave Radio Telescope @NCRA_Outreach<\/a>https:\/\/t.co\/SuWy07uLbu<\/a>@ArnabCh88024907<\/a>@RAS_Journals<\/a>Image: @CuriousArtom<\/a>#IIScresearch<\/a>pic.twitter.com\/69q78P38f1<\/a><\/p>\n \u2014 IISc Bangalore (@iiscbangalore) January 16, 2023<\/a><\/p><\/blockquote>\n<\/div>\n<\/div>\n Wasserstoff ist eines der am h\u00e4ufigsten vorkommenden Elemente im Universum, es\u00a0findet sich in Form eines einzelnen Atoms oder in Form eines Molek\u00fcls. Atomarer Wasserstoff entsteht, wenn hei\u00dfes, ionisiertes Gas aus der Umgebung einer Galaxie auf ebendiese Galaxie zu fallen beginnt und dabei abk\u00fchlt. Schlie\u00dflich verwandelt\u00a0das Gas sich in molekularen Wasserstoff, und dann in Sterne. Beim Wechsel seines Quantenzustands kann der atomare Wasserstoff\u00a0ein bestimmtes Licht aussenden, das als 21-Zentimeter-Linie bekannt ist \u2013 eine besondere Wellenl\u00e4nge eines Radiosignals. Und bei dem nun entdeckten Signal handelt es sich um eine solche Lichtwelle mit einer L\u00e4nge von 21 Zentimetern.<\/p>\n Um die Entwicklung von Galaxien im Laufe der kosmischen Zeit zu verstehen, muss man die Entwicklung von neutralem Gas in verschiedenen kosmologischen Zeitr\u00e4umen verfolgen. Atomarer Wasserstoff sendet Radiowellen mit einer Wellenl\u00e4nge von 21 cm aus. Was bedeutet, dass die Wellenl\u00e4nge ein direkter Indikator f\u00fcr den Gehalt an atomarem Gas in nahen und fernen Galaxien ist.\u00a0Lange Wellen sind jedoch nicht sehr energiereich, und das Licht ist auch nicht sehr intensiv, sodass es aus der Ferne nur schwer zu erkennen ist.<\/p>\n Die Galaxie, die vor dem jetzigen Fund zu dem am weitesten entfernten Sternensystem erkl\u00e4rt worden war, wies eine Rotverschiebung von 0,376 auf. Was einer R\u00fcckblickzeit (der Zeit, die zwischen der Entdeckung des Signals und seiner urspr\u00fcnglichen Emission verstrichen ist) von 4,1 Milliarden Jahren entspricht. Die Rotverschiebung gibt die \u00c4nderung der Wellenl\u00e4nge des Signals in Abh\u00e4ngigkeit von der Position und der Bewegung des Objekts an\u00a0\u2013 ein gr\u00f6\u00dferer Wert bedeutet, dass das Objekt weiter entfernt liegt. Das von dem Team nun neu entdeckte Signal wurde\u00a0demgegen\u00fcber bereits\u00a0ausgesendet, als das Universum erst\u00a04,9 Milliarden Jahre alt war. Mit anderen Worten, die R\u00fcckblickzeit f\u00fcr diese Quelle betr\u00e4gt 8,8 Milliarden Jahre.<\/p>\n Um das Signal aufzusp\u00fcren, untersuchte das Team das Licht, das aus sehr gro\u00dfer Entfernung zu uns kommt. Stehen aus Sicht der Erde zwei Galaxien genau in einer Linie hintereinander, wird das Licht der entfernteren, also der Lichtquelle, durch die Gravitation der n\u00e4heren Galaxie verst\u00e4rkt und verzerrt. Die n\u00e4here Galaxie wirkt dann als “Gravitationslinse”.\u00a0Auf der Erde sehen Astronomen das dahinter liegende Objekt dann verzerrt, vergr\u00f6\u00dfert und zum Teil deutlich verst\u00e4rkt.\u00a0<\/p>\n “In diesem speziellen Fall wird das Signal durch das Vorhandensein eines anderen massiven K\u00f6rpers, einer anderen Galaxie, zwischen dem Ziel und dem Beobachter gekr\u00fcmmt”, erkl\u00e4rte der Astrophysiker Nirupam Roy vom Indian Institute of Science. “Dies f\u00fchrt zu einer Vergr\u00f6\u00dferung des Signals um den Faktor 30, sodass das Teleskop es auffangen kann.”<\/p>\n Dar\u00fcber hinaus stellte das Team bei der Auswertung der Daten fest, dass die Masse des atomaren Wasserstoffs in dieser fernen Galaxie fast doppelt so hoch ist wie die Masse des Sterns. “Diese Ergebnisse zeigen, dass die Beobachtung von atomarem Gas aus Galaxien in kosmologischen Entfernungen in \u00e4hnlichen Linsensystemen mit einem bescheidenen Beobachtungsaufwand m\u00f6glich ist”, hie\u00df es in der Erkl\u00e4rung abschlie\u00dfend.\u00a0<\/p>\n Die Astronomen sind daher zuversichtlich, in naher Zukunft weitere \u00e4hnliche Beobachtungen machen zu k\u00f6nnen \u2013 zumindest wenn die Sterne g\u00fcnstig stehen.<\/p>\n Mehr zum Thema <\/strong>–<\/strong>In geringer Entfernung zur Erde: Wissenschaftler entdecken zwei potenziell bewohnbare Exo-Erden<\/a><\/p>\n<\/div>\n\n
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