Die Epoche der Reionisation

Direkt nach dem Urknall war die Temperatur (und damit die Energie einzelner Teilchen) so hoch, dass Teilchen nicht miteinander wechselwirken konnten.

Erst folgte nach der Abkühlung des Universums zwischen einer Sekunde und fünf Minuten die primordiale Nukleosynthese (Vereinigung der freien Neutronen, Protonen und Elektronen zu den Kernen von Wasserstoff und Helium). Die Temperaturen waren jedoch immer noch so hoch, dass Elektronen und Protonen nebeneinander existierten; das Universum war ionisiert.

Erst ca. 300000 Jahre nach dem Urknall hatte sich das Universum soweit abgekühlt, dass die Elektronen von den Protonen eingefangen wurden. Aus diesem Prozess entstanden die Wasserstoff-und Heliumatome; das Universum wurde neutral.

Aus den nunmehr neutralen Atomen entstanden die ersten Sterne, die wiederum das neutrale kosmische Wasserstoffgas anregten (ionisierten). Man spricht hier von der Phase der Reionisation. Das übrige neutrale Gas wird heute als "Cosmic Web" bezeichnet, aus dem vermutlich die ersten Galaxien entstanden. Dieses Netz konnte bisher nur numerisch simuliert werden, daher erhofft man sich durch LOFAR tatsächliche Aufnahmen aus dieser Epoche, die für das Verständnis der Galaxienbildung unerlässlich sind.

Das "Cosmic Web" in verschiedenen Zeiten nach dem Urknall (numerische Simulation), helle Regionen zeigen neutrales, dunkle ionisiertes Wasserstoffgas. Das rechte Bild zeigt die restlichen neutralen Gas"fäden", aus denen sich später Galaxien entwickelten.

(Beide Bilder aus: Sterne und Weltraum, 9/2006, S. 28 und 29)