Im Hubble Ultra Deep Field erkannten die Astronomen 2009 ein Fleckchen, das sie als Galaxie in der Frühzeit des Kosmos interpretierten. Allerdings störte ein Hintergrundrauschen anderer Galaxienkandidaten und schürten Zweifel an der Existenz des Kanidaten "UDFj-39546284". Das Hubble eXtreme Deep Field beseitigt nun die Bedenken: Es zeigt Details einer Galaxie, deren Licht sich durch 13,2 Milliarden Jahre der Geschichte unseres Universums kämpfen musste, bevor es schließlich vom Hubble-Weltraumteleskop registriert wurde. UDFj-39546284 gehört nun zu den entferntesten Objekten, die bisher bekannt sind.

Von Objekten in derart gewaltigem Abstand – er entspricht einer Rotverschiebung von rund z=10 – erreicht uns nur sehr wenig Licht; sie sind damit also schwer zu erkennen. Bisher benutzten eindeutige Nachweise solch alter Galaxien daher den Gravitationslinseneffekt als Lichtverstärker. Er tritt auf, wenn das Licht einer weit entfernten Galaxie hinter einem Galaxienhaufen liegt, so dass ihr Licht auf dem Weg zu uns diesen Haufen passieren muss und von diesem abgelenkt wird. Liegt der Galaxienhaufen dabei geeignet, so fokussiert er das Licht in unsere Richtung und die Galaxie erscheint uns heller, was ihren Nachweis erleichtert oder gar erst ermöglicht. Erst aus ihrem Spektrum lässt sich dann ermitteln, wie weit die Galaxie tatsächlich entfernt ist.

UDFj-39546284 wurde jedoch ohne den Gravitationslinseneffekt nachgewiesen. Vielmehr tauchte sie zuerst in einem langbelichteten Bild des Weltraumteleskops Hubble auf, dem Hubble Ultra Deep Field (HUDF) aus dem Jahr 2009. Dort erscheint sie als lichtschwaches Fleckchen. Die Qualität solcher Bilder wird jedoch immer durch ein gewisses Rauschen gestört, das sich als willkürliche Verteilung heller und dunkler Flecken im Bild offenbart. Solche Flecken können als Galaxie fehlinterpretiert werden. Den Forschern war es daher wichtig, mit einer Nachfolgebeobachtung die Existenz des Objekts zu überprüfen: Würde in der Folgebeobachtung wieder ein Fleckchen am Ort der vermeintlichen Galaxie stehen, so wäre dies die gesuchte Bestätigung. Würde das Fleckchen jedoch fehlen, so wäre klar, dass im alten Bild das zufällig verteilte Rauschen eine Galaxie vorgaukelte.

Groß war die Unsicherheit bezüglich UDFj-39546284 eigentlich nicht: Bereits die früheren Hubble-Beobachtungen des Ultra Deep Fields wiesen die Galaxie mit einer hohen Wahrscheinlichkeit nach. Die kleine Unsicherheit wuchs sich aber zu beträchtlichen Zweifeln aus, nachdem andere Kandidaten für Galaxien ähnlichen Alters sich in neuen Beobachtungen nicht mehr eindeutig nachweisen ließen.

Astronomen um R. J. Bouwens von der Universität Leiden und dem Lick Observatory in den USA haben sie nun aber bestätigt: Auch im neuen eXtreme Deep Field von Hubble ist die Galaxie zu erkennen. Mit mehr als einer 99,99-prozentigen Sicherheit ist damit eine Galaxie nachgewiesen, die Ihr Licht nur 480 Millionen Jahre nach dem Urknall aussandte – 13,2 Milliarden Jahre vor unserer Zeit.

Die Kombination aller bisher erhaltenen Bilder von UDFj-39546284 lässt sogar einige Details erahnen: Die Galaxie besitzt einen hellen Kern, der von einer ausgedehnten und lichtschwächeren Struktur umgeben ist. Ihr Spektrum lässt darauf schließen, dass in ihr Sterne entstehen.

Bisher sind nur wenige Galaxien oder Galaxienkandidaten dieses Alters bekannt: Im Hubble Ultra Deep Field von 2009 war UDFj-39546284 die einzige Galaxie ihres Alters. Es ist daher noch unklar, wie häufig Galaxien in dieser frühen Phase des Universums waren und wie sie typischerweise aussahen. Für die Zukunft erhoffen sich Astrophysiker daher die Bestätigung weiterer Artgenossen von UDFj-39546284, vorerst soll aber das Alter der Galaxie noch genauer bestimmt werden.