Rätselhafte Objekte im All: Früheste Galaxien entdeckt?

LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Entdeckung im All sorgt für Aufsehen: 300 ungewöhnlich helle Objekte, die mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) aufgenommen wurden, könnten Galaxien aus der Frühzeit des Universums sein.

Die Entdeckung von 300 außergewöhnlich hellen Objekten im tiefen Weltraum hat das Potenzial, unser Verständnis der frühen Galaxienbildung grundlegend zu verändern. Diese Objekte, die in Infrarotbildern des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) erfasst wurden, stellen die Forscher vor ein neues kosmisches Rätsel. Eine kürzlich im Astrophysical Journal veröffentlichte Studie beschreibt, wie Wissenschaftler die Infrarotbilder analysierten, um alle 300 Objekte zu identifizieren. Obwohl die Identität dieser Objekte noch nicht vollständig geklärt ist, gibt es gute Gründe zu der Annahme, dass einige von ihnen Galaxien aus den Anfängen des Universums sein könnten.

Die Forscher, die hinter der Studie stehen, erkannten, dass die 300 Objekte unerwartet hell waren, was sie zu idealen Kandidaten für frühe Galaxien macht. In der Vergangenheit wurden solche extrem hellen Objekte oft als etwas anderes interpretiert, das nur Galaxien imitiert. Einige der kürzlich entdeckten Objekte könnten jedoch tatsächlich frühe Galaxien sein. “Sollten sich auch nur einige dieser Objekte als das herausstellen, was wir vermuten, könnte unsere Entdeckung die aktuellen Vorstellungen darüber herausfordern, wie Galaxien im frühen Universum entstanden sind”, erklärte Haojing Yan, Astronomieprofessor an der University of Missouri-Columbia.

Um zu bestätigen, ob ein Objekt tatsächlich eine frühe Galaxie ist, ist ein aufwendiger Prozess erforderlich, der mehrere Schritte umfasst. Zunächst mussten die Forscher Beweise von JWSTs Nahinfrarotkamera und dem Mid-Infrared Instrument sammeln, die zusammen Licht aus den entferntesten Regionen des Weltraums beobachten können, das Hinweise aus dem frühen Universum enthält. Die Messung der Rotverschiebung, bei der sich Licht von einer Quelle im Weltraum in längere Wellenlängen dehnt und röter wird, ist entscheidend. Eine höhere Rotverschiebung bedeutet, dass eine Galaxie weiter von der Erde entfernt und näher am Anfang des Universums ist.

Nachdem die Forscher die Infrarotbilder durchforstet hatten, mussten sie die 300 Objekte sorgfältig mit einer Methode namens “Dropout-Technik” identifizieren. Diese Technik soll hochrotverschobene Galaxien erkennen, indem sie nach Objekten sucht, die in röteren Wellenlängen erscheinen, aber in blauen Wellenlängen verschwinden, was darauf hindeutet, dass das Licht große Entfernungen und Zeiten durchquert hat. Der rote Farbton in hochrotverschobenen Galaxien kann auf den sogenannten “Lyman-Bruch” zurückgeführt werden, bei dem ultraviolettes Licht von neutralen Wasserstoffwolken absorbiert wird.

Die Dropout-Technik half den Forschern, jeden der Galaxiekandidaten zu identifizieren, aber sie mussten noch feststellen, ob diese Objekte tatsächlich sehr hohe Rotverschiebungen aufweisen könnten. “Idealerweise würde dies mit Hilfe der Spektroskopie geschehen, einer Technik, die Licht über verschiedene Wellenlängen verteilt, um Signaturen zu identifizieren, die eine genaue Bestimmung der Rotverschiebung ermöglichen würden”, sagte Yan in der Veröffentlichung. Da jedoch nur wenige der frühen Galaxiekandidaten bereits spektroskopische Daten hatten, wandten sich die Forscher einer Technik namens Spektralenergieverteilungsanpassung zu, die es ihnen ermöglichte, deren Rotverschiebungen und andere Eigenschaften wie Alter und Masse zu schätzen.

Die Forscher konzentrierten sich auf 137 Objekte und fanden heraus, dass die Mehrheit (mehr als 67,9 Prozent) wahrscheinlich Galaxien mit niedriger Rotverschiebung sind. Eine kleine Anzahl (mehr als 7 Prozent) könnte jedoch immer noch hochrotverschobene Galaxien aus der Frühzeit des Universums sein. Der letzte Schritt zur Bestätigung dieser Ergebnisse wird die Spektroskopie erfordern, die wichtige Details über eine Galaxie wie ihr Alter, ihre Entstehung und ihre Zusammensetzung enthüllen kann. “Eines unserer Objekte ist bereits durch Spektroskopie als frühe Galaxie bestätigt”, sagte der Hauptautor Bangzheng “Tom” Sun, ein Doktorand, der mit Yan arbeitet. “Aber dieses eine Objekt allein reicht nicht aus. Wir werden weitere Bestätigungen benötigen, um mit Sicherheit sagen zu können, ob aktuelle Theorien herausgefordert werden.”

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