JWST sieht mehr Galaxien als erwartet
Das neue JWST-Observatorium zeigt viel mehr helle Galaxien im frühen Universum als erwartet, und Astrophysiker haben mehr als eine Erklärung für das Rätsel.
JWST entdeckt unerwartet helle Galaxien im frühen Universum
Wissenschaftler, die Bilder des JWST-Observatoriums analysieren, haben Galaxien im frühen Universum entdeckt, die viel heller sind als erwartet. Diese Galaxien scheinen sich gerade mal 250 Millionen Jahre nach dem Urknall gebildet zu haben, obwohl die aktuellen Modelle nahelegen, dass für eine solche Entwicklung nicht genug Zeit gewesen sein sollte. Als weitere Daten eintrafen, wurde deutlich, dass die Anzahl dieser frühen hellen Galaxien höher war als von Theoretikern vorhergesagt. Forscher waren von diesen unerwarteten Ergebnissen begeistert und begannen, ihre Schätzungen zum Alter der Rekord-Galaxie zu überarbeiten.
Eine neue Studie, die Vorhersagen eines modifizierten ΛCDM-Modells mit Daten vom Hubble Space Telescope vergleicht, hat im Wesentlichen Zweifel am grundlegenden Kosmologie-Modell ausgeräumt. Die Hubble-Daten zeigten keinerlei Anzeichen dafür, dass das grundlegende Paradigma der Kosmologie gebrochen war. Obwohl die JWST-Beobachtungen weiterhin die Existenz unerwartet heller Galaxien im frühen Universum unterstützen, glauben Astrophysiker nun, dass das Problem bei astrophysikalischen Modellen für Galaxien- und Sternentwicklung liegt, anstatt beim ΛCDM-Modell.
Das JWST beobachtet das frühe Universum im roten Licht
Das JWST-Observatorium kann aufgrund seines großen Spiegels und der Fähigkeit, deutlich rötlicheres Licht zu erfassen, weiter ins Universum blicken als jedes andere Teleskop seiner Art. Durch die Erfassung längerer Wellenlängen des Lichts kann das JWST Bilder der ersten Sterne und Galaxien erfassen, die sich im frühen Universum gebildet haben. Das JWST erfasst Wellenlängen bis zu 28,5 µm und ermöglicht es somit, die frühesten Galaxien bei ihrer Entstehung zu sehen.
Frühere Beobachtungen mit dem Hubble Space Telescope haben Infrarotlicht mit Wellenlängen bis zu 1,5 µm erfasst, was Astrophysikern ermöglichte, die frühen Galaxien in ihrer Anfangsphase zu erfassen. Die Fähigkeit des JWST, noch rötlicheres Licht zu erfassen, eröffnet Astronomen neue Möglichkeiten, die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien zu untersuchen.
Mögliche Erklärungen für die hellen Galaxien im frühen Universum
Die unerwartet hellen Galaxien im frühen Universum, die von JWST beobachtet wurden, haben Astrophysiker dazu veranlasst, drei mögliche Erklärungen vorzuschlagen. Die erste Erklärung legt nahe, dass die Eigenschaften der Sterne im frühen Universum anders waren als die heutigen Beobachtungen zeigen. Es ist möglich, dass massereiche Sterne im frühen Universum häufiger vorkamen und mehr ultraviolettes Licht abstrahlten, das vom JWST erfassbar ist. Die zweite Erklärung besagt, dass frühe Sterne in Schüben erschienen, was zu intermittierender Aufhellung von jungen Galaxien führte. Die dritte Erklärung legt nahe, dass die Sternentstehung im frühen Universum effizienter war und ein höherer Prozentsatz an Gas zu Sternen wurde.
Weitere Daten und Simulationen sind erforderlich, um diese Theorien zu bestätigen. Astronomen erwarten, dass detailliertere Messungen einzelner Galaxien durch das JWST Einblicke in die Natur dieser hellen Galaxien im frühen Universum liefern und dazu beitragen werden, das Rätsel zu lösen.
Das Rätsel des fehlenden Staubs in Galaxien im frühen Universum
Ein verwirrender Aspekt der hellen Galaxien im frühen Universum, die von JWST beobachtet wurden, ist das Fehlen des erwarteten Staubs. Mehr Sterne sollten zu mehr Staub führen, der die Galaxien röter erscheinen lassen würde. Die JWST-Beobachtungen zeigen jedoch, dass diese Galaxien nicht, wie vorhergesagt, von Staub umhüllt sind. Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter Array (ALMA) zeigten, dass Galaxien mit ähnlichem Rotverschiebungsfaktor extrem staubig sein können. Modelle deuten darauf hin, dass das Vorhandensein von massereichen Sternen in jungen Galaxien das Fehlen von Staub erklären kann, da der Strahlungsdruck dieser Sterne den Staub zerstreuen kann und die Galaxien überraschend hell erscheinen.
Weitere Daten und Simulationen sind erforderlich, um diese Idee zu bestätigen und die Rolle von Staub im frühen Universum zu verstehen. Die Forscher warten gespannt auf weitere Daten des JWST, um tiefer in die Geheimnisse dieser hellen, frühen Galaxien vorzudringen.
