Neuer Rekord: Älteste und am weitesten entfernte Galaxien vom James Webb-Weltraumteleskop entdeckt

Ein internationales Astronomenteam hat die Entdeckung von zwei der ältesten und am weitesten entfernten bekannten Galaxien bekannt gegeben. Ihr Licht kommt erst 300 Millionen Jahre nach dem Urknall und sie konnten nur dank der Leistung des James Webb Space Telescope (JWST) beobachtet werden.

Die Galaxien befinden sich in der Nähe des Hubble Ultra Deep Field, und berühmte Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen einige der entferntesten Galaxien, die damals bekannt waren. Die größeren Spiegel und Infrarotfähigkeiten des James Webb-Weltraumteleskops ermöglichten es Astronomen, weiter in das Universum zu blicken.

„Diese Galaxien schließen sich einer kleinen, aber wachsenden Gruppe von Galaxien aus der ersten halben Milliarde Jahre kosmischer Geschichte an, in der wir bereits Sternpopulationen und die unterschiedlichen Muster chemischer Elemente in ihnen erforschen können“, sagt Dr. Francesco DiEugenio vom Kavli Institute of Kosmologie. Ein Mitglied des Teams hinter der Entdeckung an der Universität Cambridge sagte: Stellungnahme.

Die Ergebnisse sind Teil des JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) und werden als JADES-GS-z14-0 und JADES-GS-z14-1 bezeichnet, wobei ersterer etwas weiter entfernt ist als letzterer.

Das Team konnte eine spektroskopische Untersuchung der Galaxien durchführen, die ihr Licht in einen Regenbogen verwandelte. Anhand dieses Regenbogens konnten Forscher herausfinden, wie weit sie entfernt waren und welche Art chemischer Elemente vorhanden waren. Dies ist möglich, weil chemische Elemente mit Licht bestimmter Wellenlängen interagieren.

Und das ist nicht alles. Aufgrund der Ausdehnung des Universums ist das Licht rotverschoben. Dies ähnelt dem Doppler-Effekt, der die Tonhöhe der Sirene eines Krankenwagens verändert, wenn sich das Fahrzeug nähert oder rückwärts fährt. Bei diesen Galaxien reicht ihr Licht bis in extreme Wellenlängen.

„Wir sehen zusätzliche Emissionen von Wasserstoffatomen und vielleicht sogar Sauerstoff, wie es in Sternentstehungsgalaxien üblich ist, aber hier wurde sie auf eine beispiellose Wellenlänge verschoben“, sagte Jacob Hilton, ein Doktorand an der University of Arizona und Hauptautor einer der Studien. Von den Papieren, die die Entdeckung detailliert beschreiben.

JADES-GS-z14-0 ist im Vergleich zur Milchstraße klein, aber leistungsstark. Sie hat einen Durchmesser von 1.600 Lichtjahren und Sterne entstehen 20-mal schneller als in unserer ruhigen Galaxie. Vor JWST hatten Astronomen nicht erwartet, dass Galaxien so schnell so groß, hell und massereich werden, aber Galaxien wie diese lassen darauf schließen, dass sie sicherlich auf diese Weise wachsen können.

„JADES-GS-z14-0 ist nun der Archetyp dieses Phänomens“, sagte Dr. Stefano Cargnani von der Scuola Normale Superiore in Pisa, Hauptautor der Entdeckungsarbeit. „Es ist erstaunlich, dass das Universum in nur 300 Millionen Jahren eine solche Galaxie bilden könnte.“

Das James-Webb-Weltraumteleskop wurde für die Suche nach den am weitesten entfernten Galaxien entwickelt, die bisher entdeckt wurden. Daher gehen wir davon aus, dass der derzeitige Rekordhalter relativ bald ersetzt wird. Diese Beobachtungen legen nahe, dass bald Objekte gefunden werden könnten, die näher am Urknall liegen.

„Wir hätten diese Galaxie auch dann entdecken können, wenn sie zehnmal schwächer gewesen wäre, was bedeutet, dass wir andere Beispiele im frühen Universum sehen könnten – vielleicht innerhalb der ersten 200 Millionen Jahre“, sagte Brant Robertson, Professor für Astronomie und Astrophysik an der Universität . Kalifornien-Santa Cruz und Hauptautor eines dritten Artikels über die Studie des Teams zur Entwicklung dieser Galaxien. „Das frühe Universum hat viel zu bieten.“

Papiere im Zusammenhang mit der Entdeckung warten auf die Begutachtung durch Fachkollegen, wurden aber auf arXiv veröffentlicht. Die Cargnani-Papier Entfernung bestätigt, und Hilton-Papier Es geht um die Eigenschaften der Galaxie und Robertson-Papier Es gibt Aufschluss darüber, wie es dieser Galaxie gelungen ist, in so kurzer Zeit so massiv zu wachsen.