Die Milchstraße am Nachthimmel über Südafrika. Unter ihm befindet sich ein ganz besonderes Radioteleskop: Das Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA) ist eines der empfindlichsten Radioteleskope der Welt. Es wird verwendet, um die frühen Tage des Universums zu studieren. Die Anlage befindet sich in einem Funkstille-Gebiet mitten in der Karoo-Wüste. Radios, Handys und sogar benzinbetriebene Autos sind hier verboten, weil sie die Forschung stören können.
350 Funkantennen stehen nebeneinander und zeigen nach oben. Sie wurden entwickelt, um Emissionen aus der Ära der Reionisierung des Universums einzufangen. In den ersten 380.000 Jahren nach dem Urknall war das Universum ein heißes, ionisiertes Plasma. Es kühlte allmählich ab, sodass sich Protonen und Elektronen zu Atomen verbinden konnten. Als sich das Universum ausdehnte, entstand aus Materie Galaxien und Sterne, die elektromagnetische Strahlung erzeugten. Infolgedessen begann die Materie erneut zu ionisieren. Elektrisch neutrale Atome verloren ein oder mehrere Elektronen und wurden zu positiv geladenen Ionen. Dieser Prozess markierte den Beginn der Epoche der Reionisierung.
Um die Radiostrahlung aus dieser Zeit einzufangen, verdoppelte das HERA-Team die Empfindlichkeit des Radioteleskops noch einmal. Die Suche der Forscher blieb noch erfolglos, aber sie konnten erste Erkenntnisse gewinnen. Die bisher gesammelten Daten bestätigen, dass die Zusammensetzung von Sternen und Galaxien im frühen Universum anders war: Anders als heute enthielten sie fast keine schwereren Elemente, sondern bestanden fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium. „Vor allem mussten sich ihre Röntgeneigenschaften ändern. Sonst hätten wir die Strahlung bereits nachgewiesen“, erklärt Aaron Parsons, leitender Wissenschaftler bei HERA.
Allerdings kann das Radioteleskop erst wieder von April bis September genutzt werden, wenn die Milchstraße unter dem Horizont ist. Weil unsere Galaxie viel Radiostrahlung produziert, was die Erkennung schwacher Emissionen aus der Ära der Reionisierung stört. Unterdessen arbeitet das HERA-Team weiter daran, das Radioteleskop zu kalibrieren und die Datenanalyse zu verbessern. „Dies ist ein Weg zu einer möglicherweise revolutionären Technik in der Kosmologie“, sagt Joshua Dillon, Hauptautor der Studie. “Sobald Sie die erforderliche Sensibilität erreicht hatten, enthielten die Daten eine unglaubliche Menge an Informationen.”
