Illustration eines Zooms auf eine Galaxie mit sehr hoher Rotverschiebung im Universum, die erst 200 Millionen Jahre alt ist. Die Box zeigt die fünf vom JWST im Infrarotbereich beobachteten Kandidatengalaxien.
© Erstellt von Brice Haziza auf Bing Creator / Kokorev et al. 2024
Sollte sich dies bestätigen, was offenbar keinen großen Zweifel aufkommen lässt, wird diese Ankündigung viel Aufsehen erregen. Dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) sind eigentlich fast keine Grenzen gesetzt, ein internationales Team von rund dreißig Forschern hat gerade die mögliche Entdeckung der ältesten jemals abgebildeten Galaxien veröffentlicht. Diese fünf Galaxien wären im Universum entstanden, das erst 200 Millionen Jahre alt war, also 70 Mal jünger als heute. Einfach unglaublich.
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So weit waren wir noch nie
Die fünf ältesten Galaxien, die jemals gesehen wurden, sind in dieser Infrarot-Durchmusterung des Himmels zu sehen.
© Kokorev et al., 2024
Was noch verrückter ist, ist, dass wir die theoretischen Schwellenwerte für die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien nach dem Urknall erreichen. Der Beginn ihrer Beobachtung ist daher eine unglaubliche Leistung, denn nach unseren aktuellen kosmologischen Modellen entstanden die allerersten Galaxien frühestens 100 oder 200 Millionen Jahre nach dem Urknall. Überraschenderweise sind wir immer noch nicht sicher, ob zuerst Sterne oder Galaxien entstanden sind, da beide ursprünglich riesige Wolken aus Wasserstoff- und Heliumgas waren. Offensichtlich werden wir wahrscheinlich nicht viele Galaxien finden, die älter sind als die von James-Webb identifizierten.
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James-Webb durchbricht die Barrieren der Zeit
Damit schafft das JWST genau das, wofür es konzipiert wurde: nämlich die technischen Barrieren zu durchbrechen, die uns bisher daran gehindert haben, unsere Theorien mit Beobachtungen zu vergleichen. Um schöne astrophysikalische Wissenschaft klar hervorzubringen und den Schleier über die Geheimnisse unserer Herkunft zu lüften. Lassen Sie uns ein wenig über diese fünf Galaxien sprechen.
Dies ist die GLIMPSE-Durchmusterung im südlichen Sternbild Grue. Diese primitiven Galaxien haben eine Rotverschiebung im Bereich von z=15,9 bis z=18,6, was den bisherigen Rekord von JADES-GSz-14 sprengt, dessen Rotverschiebung (Rotverschiebung in Englisch) betrug z=14,2.
Die Rotverschiebung ist ein Effekt der Ausdehnung des Universums: Licht – genauer gesagt seine Wellenlänge – verlängert sich, dehnt sich über große Entfernungen aus, weil das Universum selbst wächst und sich ausdehnt. Die Messung dieser Verschiebung liefert daher den Abstand zum Objekt, das das Licht emittiert hat. Dieses Prinzip ähnelt dem Ton einer Polizeifahrzeugsirene, die immer lauter wird, je weiter sie sich von Ihnen entfernt …
Illustration der Rotverschiebung: Das vom blauen Stern emittierte Licht erstreckt sich in rötlichere Wellenlängen. Es wird als rot wahrgenommen, wenn es blau war.
© Brews ohare
Die Identifizierung solcher so weit entfernter Galaxien erforderte die Hilfe der kosmischen Natur: die Anwesenheit des Galaxienhaufens Abell S1063 zwischen der Erde und den fünf so weit entfernten Galaxien. Dies wirkt dann wie eine Lupe, was wir den Gravitationslinseneffekt nennen, der das von hinten kommende Fernlicht verstärkt.
Hier ist ein Hubble-Foto des Galaxienhaufens Abell S1063.
AbellS1063 ermöglicht es, das Hintergrundlicht der vom JWST beobachteten Kandidatengalaxien zu verstärken.
© Nasa/ESA/HST
Welche Implikationen ergeben sich für unser Verständnis des Universums?
Wie ein Mitglied des Forschungsteams der Zeitung Space.com erklärt: „Es bleibt sehr schwierig, das genaue Alter dieser Galaxien abzuschätzen und zu bestimmen, wann sie entstanden sind, aber wir nähern uns sicherlich der ersten Generation von Galaxien.“ […] Letztlich werden diese Beobachtungen den physikalischen Prozessen, die in unseren Modellen des Universums zulässig sind, enge Grenzen setzen.“
Die Kosmologie erlebt ihre schönsten Stunden. Wir kommen der Urknallbarriere immer näher. Und wie die Lateiner sagten: „Glücklich ist, wer die Ursachen der Dinge kennen kann.“ Glücklich ist, wer die geheimen Tiefen der Dinge berühren kann …
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