Das James-Webb-Teleskop entdeckt 300 mysteriöse Objekte, die unser Verständnis des frühen Universums in Frage stellen.

DNVN - Auf Grundlage von Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) der NASA haben Forscher der Universität Missouri 300 ungewöhnliche Kandidaten für frühe Galaxien identifiziert.

In einer aktuellen Studie untersuchte das Team die entferntesten Winkel des Universums und machte eine überraschende Entdeckung. Durch die Analyse von Infrarotbildern des James-Webb-Weltraumteleskops entdeckten sie 300 Objekte, die deutlich heller waren als erwartet.

Astronomen haben mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA 300 mysteriöse Objekte entdeckt, bei denen es sich um einige der frühesten Galaxien des Universums handeln könnte. Sollte sich ihre Existenz bestätigen, könnte dies unser Verständnis der Galaxienentstehung grundlegend verändern. (Künstlerische Darstellung). Quelle: SciTechDaily.com

„Bei diesen mysteriösen Objekten handelt es sich möglicherweise um Galaxien im frühen Universum, also um sehr frühe Galaxien. Sollten auch nur einige dieser Objekte tatsächlich das sein, was wir vermuten, könnte unsere Entdeckung die gängigen Vorstellungen darüber, wie Galaxien im frühen Universum entstanden sind – jener Zeit, als die ersten Sterne und Galaxien zu entstehen begannen – infrage stellen“, sagte Haojing Yan, Professor für Astronomie am Mizzou College of Arts and Sciences und Mitautor der Studie.

Infrarotgeräte ebnen den Weg für frühe Weltraumforschung

Laut Wissenschaftlern lässt sich die Natur ferner Objekte nicht sofort bestimmen, sondern erfordert einen sorgfältigen, mehrstufigen Prozess, der fortschrittliche Technologie, genaue Analysen und einen großen Aufwand von „astronomischen Detektiven“ kombiniert.

Das Team der Universität Missouri (Mizzou) begann mit zwei von James Webbs fortschrittlichen Infrarotinstrumenten: der Nahinfrarotkamera und dem Mittelinfrarotinstrument. Diese Instrumente wurden entwickelt, um Licht aus den entferntesten Regionen des Universums aufzufangen und sind daher unerlässlich für die Erforschung des frühen Universums. Der Fokus auf Infrarotlicht liegt darin begründet, dass das Licht eines Objekts, je weiter es von der Erde entfernt ist, einen längeren Weg zurücklegt und beim Eintreffen stärker in den Infrarotbereich des Spektrums verschoben wird.

„Wenn das Licht dieser frühen Galaxien durch den Weltraum reist, wird es zu längeren Wellenlängen verschoben – vom sichtbaren Licht zum Infrarotbereich. Diese Verschiebung nennt man Rotverschiebung, und sie hilft uns, die Entfernung dieser Galaxien zu bestimmen. Je höher die Rotverschiebung, desto weiter ist die Galaxie von der Erde entfernt und desto näher liegt sie am Ursprung des Universums“, erklärte Yan.

Grafik mit mysteriösen Objekten im Weltraum, die Forscher der Universität Missouri in ihrer Studie identifiziert haben. Bildnachweis: Bangzheng „Tom“ Sun/Universität Missouri

Anwendung der Skip-Technik bei der Suche

Um die Identität der 300 potenziellen Protogalaxien zu klären, nutzten die Forscher der Universität Missouri eine etablierte Methode, die sogenannte Dropout-Technik. „Diese Technik kann Galaxien mit hoher Rotverschiebung aufspüren, indem sie nach Objekten sucht, die bei rötlicheren Wellenlängen erscheinen, bei bläulicheren jedoch verschwinden – ein Zeichen dafür, dass ihr Licht große Entfernungen und lange Zeiträume zurückgelegt hat“, erklärte Bangzheng „Tom“ Sun, Doktorand bei Yan und Hauptautor der Studie. „Dieses Phänomen ist ein charakteristisches Merkmal des Lyman-Aufbruchs, einer spektralen Eigenschaft, die durch die Absorption von ultraviolettem Licht durch neutralen Wasserstoff verursacht wird. Mit zunehmender Rotverschiebung verschiebt sich diese Eigenschaft zu rötlicheren Wellenlängen.“

Professor Yan fügte hinzu, dass die Skip-Technik zwar einzelne Galaxienkandidaten identifizieren könne, der nächste Schritt aber darin bestehe, zu überprüfen, ob diese tatsächlich sehr hohe Rotverschiebungen aufwiesen. „Idealerweise würde dies mithilfe der Spektroskopie geschehen, einer Technik, die Licht über viele verschiedene Wellenlängen streut, um Signaturen zu identifizieren, die präzise Rotverschiebungsbestimmungen ermöglichen“, sagte er.

Spektroskopie – der Goldstandard zur Bestätigung früher Galaxien

Mangels vollständiger Spektraldaten nutzte das Team eine Methode namens spektrale Energieverteilungsanpassung. Diese ermöglichte Sun und Yan die Abschätzung der Rotverschiebung der Galaxienkandidaten sowie weiterer Eigenschaften wie Alter und Masse. Bisher gingen viele Wissenschaftler davon aus, dass es sich bei diesen extrem hellen Objekten nicht um Protogalaxien, sondern lediglich um andere Phänomene handelte, die diese imitierten. Aufgrund der neuen Ergebnisse sind Sun und Yan jedoch der Ansicht, dass diese Objekte weitere Untersuchungen verdienen und nicht vorschnell ausgeschlossen werden sollten.

„Selbst wenn sich nur bei wenigen dieser Objekte die Existenz im frühen Universum bestätigen sollte, werden sie uns zwingen, unsere bestehenden Theorien zur Galaxienentstehung zu überarbeiten“, betonte Professor Yan.

Der abschließende Test, so die Forscher, wird weiterhin auf Spektroskopie – dem Goldstandard – beruhen, um diese Ergebnisse zu bestätigen. Die Spektroskopie kann Licht in verschiedene Wellenlängen aufspalten, ähnlich wie ein Prisma Licht in die Farben des Regenbogens zerlegt. Dadurch können Wissenschaftler den einzigartigen spektralen Fingerabdruck einer Galaxie entdecken und so Aufschluss über ihre Entstehung, ihr Alter und ihre Zusammensetzung erhalten.

„Eines unserer Objekte wurde spektroskopisch als Protogalaxie bestätigt. Doch dieses Objekt allein reicht nicht aus. Wir benötigen weitere Bestätigungen, um mit Sicherheit sagen zu können, ob die gegenwärtigen Theorien in Frage gestellt werden“, sagte Sun.

La Khe (Laut SciTech Daily)

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/kinh-vien-vong-james-webb-phat-hien-300-vat-the-bi-an-thach-thuc-hieu-biet-ve-vu-tru-so-khai/20250824045453656