Forscher haben kürzlich eine rekordverdächtige Galaxie beobachtet, die voller junger Sterne ist und nur 290 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums existierte. Mit ihrer unerwarteten Leuchtkraft stellt sie unsere Vorstellung von der kosmischen Morgendämmerung in Frage.
Am Donnerstag beobachtete ein Team von Astronomen angekündigt die Entdeckung der entferntesten und frühesten Galaxie die jemals beobachtet wurde, beobachtet zu einem Zeitpunkt weniger als 300 Millionen Jahre nach dem Urknall. Das mag nicht wie eine kurze Zeitspanne erscheinen, aber wenn man berücksichtigt, dass der Urknall wahrscheinlich vor 13,7 Milliarden Jahren stattfand, betrachten wir den Kosmos in seiner Frühzeit.
Dieser Zeitraum, der als kosmische Morgendämmerung bekannt ist, erstreckt sich von etwa 50 Millionen bis zu einer Milliarde Jahren nach dem Urknall, als sich die ersten Sterne, schwarzen Löcher und Galaxien im Universum bildeten. Mithilfe des Webb-Weltraumteleskops haben Wissenschaftler Deep-Field-Bilder aufgenommen, die alte Galaxien enthüllen. Während das Licht dieser entfernten Galaxien durch den Weltraum reist, wird es aufgrund der Ausdehnung des Universums auf längere Wellenlängen gedehnt und wird in den Bereich des Infrarotlichts verlagert. Das Webb-Teleskop ist speziell für die Beobachtung dieses Infrarotlichts entwickelt.
Diese neueste Entdeckung wurde ursprünglich im Oktober 2023 gemacht. Ein Team von Wissenschaftlern entdeckte die Galaxie mit der Bezeichnung JADES-GS-z14-0 in den Daten, die einer Rotverschiebung von etwa 14 entsprachen, ein Maß dafür ist, wie stark das Licht einer Galaxie durch die Ausdehnung des Universums gestreckt wird.
Obwohl das Team zunächst von der Entdeckung begeistert war, „gab es einige Eigenschaften der Quelle, die uns misstrauisch machten“, sagten Stefano Carniani, Assistenzprofessor an der Scuola Normale Superiore in Italien, und Kevin Hainline, außerordentlicher Forschungsprofessor am Steward Observatory der University of Arizona, in einer gemeinsamen Erklärung. Stellungnahme„Die Quelle war überraschend hell, was wir bei einer so weit entfernten Galaxie nicht erwartet hätten. Außerdem befand sie sich sehr nahe an einer anderen Galaxie, sodass die beiden Teile eines größeren Objekts zu sein schienen.“
Mithilfe von Webbs NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) führten Teammitglieder im Januar Folgebeobachtungen der Galaxie durch und bestätigten, dass JADES-GS-z14-0 tatsächlich eine Rotverschiebung von 14,32 aufwies. Das bedeutete, dass die neu entdeckte Galaxie JADES-GS-z13-0 offiziell vom Thron verdrängt hatte, eine Galaxie, die ebenfalls von Webb im Jahr 2022 mit einer Rotverschiebung von 13,2 entdeckt wurde.
Der neue Rekordhalter beeindruckt nicht nur aufgrund seiner Entfernung, sondern auch aufgrund seiner bemerkenswerten Leuchtkraft. Die Galaxie erstreckt sich über 1.600 Lichtjahre, was darauf hindeutet, dass das beobachtete Licht überwiegend von jungen Sternen stammt. Dies weist darauf hin, dass das Licht weniger wahrscheinlich von Material stammt, das in ein supermassives schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie fällt.
Dieses Ausmaß an Sternenlicht lässt den Forschern zufolge darauf schließen, dass die Galaxie mehrere Hundert Millionen Mal so groß ist wie die Masse der Sonne. „Es ist erstaunlich, dass das Universum eine solche Galaxie in nur 300 Millionen Jahren erschaffen kann“, sagt Carniani, der Hauptautor der Studie. Papier in einer detaillierten Beschreibung der Entdeckung sagte in Stellungnahme. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass das neue Papier noch kein Peer-Review-Verfahren durchgelaufen ist.
In den letzten zwei Jahren hat Webb wiederholt alte Galaxien beobachtet, die für ihr Alter unerwartet hell sind, und damit bisherige Theorien zur Galaxienentstehung in Frage gestellt. „JADES-GS-z14-0 ist nun der Archetyp dieses Phänomens“, sagte Carniani.
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