Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) segelt 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, kreist um den Schatten unseres Planeten und seinen großen Spiegel, der in die Tiefen des Kosmos gerichtet ist, und sieht weiterhin, was noch nie zuvor gesehen wurde.
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Nach dem von Astrophysikern allgemein akzeptierten kosmologischen Standardmodell Lambda CDM werden Galaxien ursprünglich in Vertiefungen – oder Halos – dunkler Materie (oder CDM für Cold Dark Matter) gebildet. Dies ist es, was das Gas der sogenannten gewöhnlichen Materie „einfängt“ und gravitativ sammelt. Etwa 20 % dieses Gases konzentrieren sich dann und erhöhen dadurch die Temperatur, sodass Sterne entstehen. Soviel zum klassischen Szenario…
Ein Trio von Galaxien, die viel zu hungrig nach Gas sind
Ja, aber … Das Infrarot-„Auge“ des JWST-Teleskops der NASA und der ESA hat bestimmte Galaxien entdeckt, deren Eigenschaften zeigen, dass dies möglicherweise nicht genau der Fall ist. In vielerlei Hinsicht erinnert das Rätsel der „Little Red Dot“-Galaxien, über das wir vor einigen Wochen gesprochen haben, an das hier vorgestellte.
Tatsächlich sind die drei von den Astronomen identifizierten Galaxien viel zu massereich und haben vor allem einen zu großen Anteil an Sternen im Verhältnis zu ihrer Gasmenge! Hier verwandelten sie die Hälfte davon (Baryonen gewöhnlicher Materie) in Sonnen, was wirklich viel ist, zwei- bis dreimal so viel, wie man von solchen Galaxien erwartet …
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Diese Ergebnisse definieren unser Verständnis der Galaxienentstehung im jungen Universum neu
Das James-Webb-Infrarotteleskop blickt so weit – also in die Vergangenheit des Kosmos – und durchdringt die großen Staubwolken, die die primitiven Galaxien umgeben, so leicht, dass es uns ermöglicht, Dinge zu beobachten und zu analysieren, die vor ihm völlig unserem Verständnis entgangen sind.
Infrarot ist eine Welle im elektromagnetischen Spektrum, ähnlich wie sichtbares Licht, die jedoch die Eigenschaft hat, Staubwolken zu durchdringen. An einer der Infrarotkameras des Teleskops, der NIRCam, ist ein Spektrograph namens NIRCam/Grism angebracht, der es ermöglicht, die Entfernungen und beteiligten Sternmassen sehr genau zu messen. Es ist auch dieser berühmte Staub, den das Infrarot durchdringt ihre rote Farbe zu diesen sehr weit entfernten Galaxien. Genau dieses Instrument wurde verwendet, um unser Trio übermäßig massereicher und „sternenklarer“ Galaxien in ihrer zarten Jugend zu analysieren.
Laut David Elbaz, Forschungsdirektor am CEA Paris-Saclay, „Die massiven Eigenschaften dieser ‚roten Monster‘ waren vor JWST kaum bekannt, da sie aufgrund der Staubdämpfung optisch unsichtbar sind.“.
Für Menguyen Xiao, Hauptautor der in vorgestellten Studie NaturDiese Entdeckung drängt uns zu einer Neudefinition der Entstehung und Entwicklung der ersten Galaxien. Sie machen das kosmologische Standardmodell nicht ungültig, sondern weisen vielmehr darauf hin, zu verstehen, warum „Diese Galaxien bilden Sterne mit unerwarteter Effizienz. Wir müssen diese Bedingungen des frühen Universums eingehender untersuchen.“.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese drei Galaxien „zu viele“ Sterne bilden, verglichen mit dem, was wir über ihr angebliches Wachstum wissen. Sie sind zu früh im Universum sehr massereich und in bestimmten Aspekten den oben erwähnten „kleinen roten Punktgalaxien“ ziemlich ähnlich. Sie erinnern sich auch daran, dass das James-Webb-Teleskop kürzlich die Entdeckung einer primitiven Galaxie mit im Vergleich zu etablierten Modellen viel zu heißen Sternen ermöglicht hatte.
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