Das James-Webb-Weltraumteleskop findet eine der frühesten jemals gesehenen Galaxien
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat eine der am weitesten entfernten Galaxien identifiziert, die jemals gesehen wurden – einen alten, fast unsichtbaren Sternhaufen, der so weit entfernt ist, dass sein Licht das schwächste ist, das Wissenschaftler jemals entdeckt haben.
Die Galaxie mit dem Namen JD1, deren Licht etwa 13,3 Milliarden Jahre lang unterwegs war, um uns zu erreichen, wurde nur wenige Millionen Jahre nach der Galaxie geboren Urknall. Damals war der Kosmos in einen pechschwarzen Nebel gehüllt, durch den nicht einmal Licht hindurchdringen konnte; Galaxien wie diese waren entscheidend dafür, die Dunkelheit zu vertreiben.
Das Licht von JD1, das im Sternbild Bildhauer am Südhimmel funkelte, verließ seine Quelle, als das Universum gerade einmal 4 % seines heutigen Alters hatte. Das Licht durchquerte sich auflösende Gaswolken und den grenzenlosen Weltraum, bevor es den Galaxienhaufen Abell 2744 durchquerte, dessen Raum-Zeit-Krümmung auftritt Anziehungskraft fungierte als riesige Vergrößerungslinse, um die antike Galaxie in den Fokus zu rücken JWST. Die Forscher, die die dunkle, ferne Galaxie entdeckten, veröffentlichten ihre Ergebnisse am 17. Mai in der Zeitschrift Natur.
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„Bevor das Webb-Teleskop vor gerade einmal einem Jahr eingeschaltet wurde, konnten wir nicht einmal im Traum davon träumen, eine solch schwache Galaxie zu bestätigen.“ Tommaso TreuProfessor für Physik und Astronomie an der University of California, Los Angeles (UCLA), sagte in einer Erklärung. „Die Kombination von JWST und der Vergrößerungskraft der Gravitationslinse ist eine Revolution. Wir schreiben das Buch darüber, wie Galaxien unmittelbar nach dem Urknall entstanden und sich entwickelten, neu.“
In den ersten Hunderten von Millionen Jahren nach dem Urknall kühlte sich das expandierende Universum so weit ab, dass sich Protonen an Elektronen binden konnten, wodurch ein riesiger Mantel aus Lichtblockierung entstand Wasserstoff Gas, das den Kosmos in Dunkelheit hüllte. Aus den Wirbeln dieses kosmischen Meeresschaums bildeten sich die ersten Sterne und Galaxien und strahlten ultraviolettes Licht aus, das den Wasserstoffnebel reionisierte und ihn in Protonen und Elektronen zerlegte, um das Universum wieder transparent zu machen.
Astronomen haben an vielen Orten Anzeichen für eine Reionisierung beobachtet: die Verdunkelung hell aufflackernder Quasare (ultrahelle Objekte, die von supermassereichen Objekten angetrieben werden). Schwarze Löcher); die Streuung von Licht von Elektronen im kosmischen Mikrowellenhintergrund; und das seltene, schwache Licht, das von Wasserstoffwolken abgegeben wird. Doch weil die ersten Galaxien so viel Licht nutzten, um den erstickenden Wasserstoffnebel zu zerstreuen, blieb ihr tatsächliches Aussehen den Astronomen lange Zeit ein Rätsel.
„Die meisten der bisher mit JWST gefundenen Galaxien sind helle Galaxien, die selten sind und nicht als besonders repräsentativ für die jungen Galaxien gelten, die das frühe Universum bevölkerten“, so der Erstautor Guido Roberts-Borsani, ein Astronom an der UCLA, sagte in der Erklärung. „Als solche sind sie zwar wichtig, man geht aber nicht davon aus, dass sie die Hauptverursacher sind, die sich durch den ganzen Wasserstoffnebel hindurchgebrannt haben.
„Ultralichtschwache Galaxien wie JD1 hingegen sind weitaus zahlreicher, weshalb wir glauben, dass sie repräsentativer für die Galaxien sind, die den Reionisierungsprozess durchgeführt haben und es ultraviolettem Licht ermöglicht haben, sich ungehindert durch Raum und Zeit zu bewegen“, sagt Roberts -Borsani hinzugefügt.
Um die ersten Bewegungen von JD1 unter seinem Wasserstoffkokon zu entdecken, untersuchten die Forscher mit dem JWST das gravitationslinsenförmige Bild der Galaxie im Infrarot- und Nahinfrarot-Lichtspektrum. Dadurch konnten sie das Alter, die Entfernung von der Erde und die Elementarzusammensetzung von JD1 ermitteln und abschätzen, wie viele Sterne es gebildet hatte. Das Team entdeckte auch eine Spur der Struktur der Galaxie: einen kompakten Globus, der aus drei Hauptausläufern aus sternbildendem Gas und Staub besteht.
Die nächste Aufgabe der Astronomen besteht darin, mit ihrer Technik noch mehr dieser ersten Galaxien zu enthüllen und zu enthüllen, wie sie gemeinsam daran gearbeitet haben, das Universum in Licht zu tauchen.