Dark Ages & Reionization / Dunkles Zeitalter & Reionisation
4.4 Dark Ages & Reionization / Dunkles Zeitalter & Reionisation
Die Dunklen Zeitalter bezeichnen die Epoche zwischen der Entstehung der kosmischen Hintergrundstrahlung (~380000 Jahre nach dem Urknall) und der Bildung der ersten Sterne (~100–200 Millionen Jahre). In dieser Zeit existierte noch keine sichtbare Lichtquelle — das Universum war buchstäblich dunkel.
Die ersten Sterne — Population-III-Sterne — waren vermutlich extrem massereich (hunderte Sonnenmassen), bestanden ausschließlich aus Wasserstoff und Helium und lebten nur wenige Millionen Jahre. Ihre UV-Strahlung begann das neutrale Wasserstoffgas im Universum zu ionisieren.
Die Epoche der Reionisation (Epoch of Reionization, EoR) erstreckte sich von etwa 200 Millionen bis 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall. Die kombinierte Strahlung der ersten Sterne und Galaxien ionisierte das intergalaktische Medium vollständig.
Die 21-cm-Kosmologie — die Beobachtung der Hyperfeinstrukturlinie des neutralen Wasserstoffs — ist der vielversprechendste Ansatz, die Dunklen Zeitalter und die Reionisation direkt zu beobachten. Instrumente wie HERA, SKA und LOFAR arbeiten an diesem Ziel.
4.4 Dark Ages & Reionization / Dunkles Zeitalter & Reionisation
The Dark Ages refer to the epoch between the emission of the CMB (~380,000 years after the Big Bang) and the formation of the first stars (~100–200 million years). During this time, no visible light sources existed — the universe was literally dark.
The first stars — Population III stars — were likely extremely massive (hundreds of solar masses), composed exclusively of hydrogen and helium, and lived only a few million years. Their UV radiation began to ionize the neutral hydrogen gas in the universe.
The Epoch of Reionization (EoR) extended from about 200 million to 1 billion years after the Big Bang. The combined radiation of the first stars and galaxies completely ionized the intergalactic medium.
21-cm cosmology — observing the hyperfine transition line of neutral hydrogen — is the most promising approach to directly observe the Dark Ages and reionization. Instruments such as HERA, SKA, and LOFAR are working toward this goal.
Resources
Observing the earliest galaxies during the epoch of reionization
webb.nasa.govRadio telescope array studying the epoch of reionization
lofar.orgTimeline from Big Bang through Dark Ages to present
en.wikipedia.orgThe first stars that ended the cosmic Dark Ages
en.wikipedia.orgKey observational tool for studying the Dark Ages
en.wikipedia.org