Sogenannte „Lyman-Alpha-Klumpen“ sind gigantische Wolken aus glühenden Wasserstoff. Sie gehören zu den größten Objekten des Universums. Woher die kosmischen Gasriesen ihre ungeheure Energie nehmen, war bisher unklar. Ein internationales Astronomenteam hat dieses Rätsel gelöst und berichtet darüber im Fachmagazin „Nature“.

„Unsere Beobachtungen haben gezeigt, dass das Leuchten dieses merkwürdigen Objektes nicht von dem Klumpen selbst ausgeht. Stattdessen handelt es sich um gestreutes Licht von Galaxien, die im Inneren des Klumpens verborgen sind“, sagt Matthew Hayes von der Université de Toulouse in Frankreich.

Mit Hilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) hatten die Forscher eine 11,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernte Gaswolke, LAB-1, untersucht. Die Beobachtungen enthüllten, dass das Licht der Gaswolke an den Rändern polarisiert ist, im Zentrum dagegen nicht. Das spreche für Galaxien als Energiequelle, sagen die Forscher.

Dabei könnte es sich Galaxien handeln, in denen gerade besonders viele Sterne entstehen. Möglich seien aber auch Galaxien mit einem Materie verschlingenden Schwarzen Loch im Zentrum.

Bei diesem Prozess wird typischerweise sehr viel Energie frei. Nächstes Ziel der Astronomen ist es nun, noch weitere dieser Objekte zu untersuchen. Sie wollen damit herausfinden, ob die Ergebnisse von LAB-1 auch auf andere Klumpen übertragbar sind.

Seltene Fenster in das frühe Universum

Lyman-Alpha- Klumpen sind im Kosmos vergleichsweise selten. Entdeckt wurden sie bisher vor allem in sehr weit entfernten Regionen des Universums. Weil ihr Licht mehrere Milliarden Jahre bis zur Erde benötigt, spiegeln sie einen sehr alten, frühen Zustand des Kosmos wieder. Sie liefern daher wichtige Informationen darüber, wie sich die ersten Galaxien bildeten und entwickelten.

Bisher waren allerdings sowohl die genauen Eigenschaften dieser leuchtenden Wasserstoffwolken als auch ihre Energiequelle unbekannt. Einer bisherigen Theorie zufolge entsteht das Leuchten, wenn kaltes Gas von der Schwerkraft des Klumpens nach innen gesogen wird und sich aufheizt. Eine andere Theorie ging davon aus, dass die Klumpen leuchten, weil sich in ihrem Inneren strahlend helle Objekte befinden. Erst jetzt ist geklärt, dass letztere Annahme zutrifft.

Polarisiertes Licht verrät Wechselwirkungen

Der jetzt erstmals genauer untersuchte Lyman-Alpha-Klumpen LAB-1 gilt als einer der hellsten und größten seiner Art im Kosmos. Er misst 300.000 Lichtjahre von einem Ende zum anderen. Die Astronomen visierten diese Gaswolke mit dem ESO-Teleskop an und analysierten dabei, ob das Licht der Wolke polarisiert ist.

Bei polarisiertem Licht schwingen alle Lichtwellen in der gleichen Richtung, normales Tageslicht dagegen enthält ungeordnet in alle Richtungen schwingende Wellen. In der Astronomie verrät eine Polarisation häufig, dass das Licht auf seinem Weg zur Erde von Materie gestreut oder reflektiert wurde.

Im Falle von LAB-1 beobachteten die Astronomen polarisiertes Licht nur in einem Ring um das Zentrum des Lyman-Alpha-Klumpens. Direkt im Inneren konnten sie dagegen keine Polarisation feststellen. Nach Ansicht der Forscher muss das Licht daher von den Galaxien in der Mitte des Klumpens stammen. Gestreut werde es erst auf seinem Weg hinaus - durch das Wasserstoffgas der Wolke.

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