Das Webb-Teleskop beobachtet überraschend massereiche Galaxien aus dem frühen Universum

(CNN) Astronomen haben das James-Webb-Weltraumteleskop verwendet, um in die Zeit der Anfänge des Universums zurückzublicken – und sie haben etwas Unerwartetes entdeckt.

Das Weltraumobservatorium hat sechs massereiche Galaxien entdeckt, die zwischen 500 Millionen und 700 Millionen Jahren nach dem Urknall existierten, der das Universum erschaffen hat. Laut einer neuen Studie, die am Mittwoch in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, stellt die Entdeckung bestehende Theorien über die Entstehung von Galaxien völlig auf den Kopf. Natur.

„Diese Objekte sind viel massiver als erwartet“, sagte der Co-Autor der Studie, Joel Lega, Assistenzprofessor für Astronomie und Astrophysik an der Penn State, in einer Erklärung. „Wir haben zu diesem Zeitpunkt nur damit gerechnet, junge, junge Galaxien zu finden, aber wir haben reife Galaxien wie unsere eigene in dem gefunden, was früher als Beginn des Universums angesehen wurde.“

Das Teleskop beobachtet das Universum im Infrarotlicht, das für das menschliche Auge unsichtbar ist, und kann schwaches Licht von alten Sternen und Galaxien erkennen. Durch den Blick in das ferne Universum kann das Observatorium im Wesentlichen bis vor etwa 13,5 Milliarden Jahren zurückblicken. (Wissenschaftler haben festgestellt, dass das Universum etwa 13,7 Milliarden Jahre alt ist.)

„Die Enthüllung, dass die Bildung massereicher Galaxien so früh in der Geschichte des Universums begann, stellt das auf den Kopf, was viele von uns für etablierte Wissenschaft hielten“, sagte Lega. „Wir haben diese Wesen informell die Universe Shatterer genannt – und sie sind ihrem Namen bis jetzt treu geblieben.“

Galaxien sind so massiv, dass sie 99 % der Modelle widersprechen, die die frühen Galaxien im Universum darstellen, was bedeutet, dass Wissenschaftler überdenken müssen, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln. Die aktuelle Theorie besagt, dass Galaxien als kleine Sternen- und Staubwolken begannen, die im Laufe der Zeit wuchsen.

„Wir haben uns zum ersten Mal das sehr frühe Universum angesehen und hatten keine Ahnung, was wir finden würden“, sagte Lega. „Es stellt sich heraus, dass wir etwas so Unerwartetes gefunden haben, dass es der Wissenschaft Probleme bereitet. Es stellt das gesamte Bild der frühen Galaxienentstehung in Frage.“

Erforschung früher Galaxien

Leja und Kollegen begannen mit der Analyse von Webbs Daten Die ersten hochauflösenden Bilder des Teleskops, sobald sie im Juli veröffentlicht wurden. Die Galaxien erschienen als große Lichtpunkte, und das Team war überrascht, sie zu sehen – sie waren so überrascht, dass sie dachten, sie hätten einen Fehler bei der Interpretation der Daten gemacht.

„Als wir die Daten bekamen, fingen alle einfach an einzutauchen und diese riesigen Dinger tauchten sehr schnell auf“, sagte Lega. „Wir haben mit dem Modellieren angefangen und versucht herauszufinden, was es war, weil es so groß und hell war. Mein erster Gedanke war, dass wir einen Fehler gemacht haben und ihn finden und mit unserem Leben weitermachen werden. Trotz vieler Versuche habe ich diesen Fehler nicht gefunden.“

Eine Möglichkeit, um festzustellen, warum Galaxien so schnell wachsen, besteht laut Lega darin, ein spektroskopisches Bild der Galaxien aufzunehmen, bei dem das Licht in verschiedene Wellenlängen aufgeteilt wird, um die verschiedenen Elemente zu identifizieren, sowie die wahre Entfernung der Galaxien zu bestimmen. Die Spektroskopiedaten werden einen detaillierteren Einblick in die Galaxien und ihre beeindruckende Größe geben.

„Das Spektrum wird uns sofort sagen, ob diese Dinge real sind oder nicht“, sagte Lega. „Es wird uns zeigen, wie groß sie sind, wie weit sie sind. Komisch ist, dass wir all diese Dinge haben, die wir von James Webb zu lernen hoffen, und das war bei weitem nicht ganz oben auf der Liste. Wir haben etwas gefunden, von dem wir nie gedacht hätten, dass ich ‚ Ich habe das Universum gefragt – und es ist viel schneller passiert, als ich dachte.

Es ist auch möglich, dass die mit Webbs Daten identifizierten Galaxien etwas ganz anderes sein könnten.

„Dies ist bisher der erste Einblick in die Retrospektive, daher ist es wichtig, dass wir offen für das sind, was wir sehen“, sagte Lega. „Während die Daten darauf hindeuten, dass es sich um potenzielle Galaxien handelt, denke ich, dass es eine sehr reale Möglichkeit gibt, dass sich einige dieser Objekte in supermassereiche Schwarze Löcher verwandeln. Unabhängig davon bedeutet die Menge an Masse, die wir entdeckt haben, dass die bekannte Masse in Sternen in dieser Periode unseres Universums ist ist bis zu 100-mal größer.“ als wir bisher dachten. Selbst wenn wir die Probe halbieren, ist es immer noch eine erstaunliche Veränderung.“