James Webb blickt näher an den Urknall heran als je zuvor
Cambridge (USA) – Neue Aufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) zeigen eine extrem weit entfernte Galaxie, die bereits 280 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte. Das Objekt mit der Bezeichnung „MoM-z14“ zählt damit zu den frühesten bislang bekannten Galaxien und liefert neue Hinweise darauf, dass das junge Universum deutlich anders beschaffen war als bisherige Modelle erwarten ließen.
Copyright: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Naidu (MIT), Image Processing: J. DePasquale (STScI)
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Wie das internationale Team um Rohan P. Naidu vom MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research vorab via ArXiv.org berichtet, ergaben die spektroskopischen Messungen mit JWSW eine Rotverschiebung des Objekts „MoM-z14“ von 14,44. Das bedeutet, dass das Licht der Galaxie rund 13,5 Milliarden Jahre unterwegs war. Angesichts eines angenommenen Alters des Universums von etwa 13,8 Milliarden Jahren rückt „MoM-z14“ extrem nahe an die kosmische Frühzeit heran.
Die exakte Bestätigung per Spektroskopie ist entscheidend, da rein bildbasierte Entfernungsabschätzungen in diesen extremen Distanzen unsicher sind. Erst die detaillierte Analyse des Lichts erlaubt eine zuverlässige zeitliche Einordnung. Die Galaxie gehört zu einer wachsenden Zahl überraschend heller Objekte aus der Frühzeit des Universums, deren Existenz vor dem Start von Webb so nicht erwartet wurde.
Unerwartete Helligkeit und chemische Rätsel
„MoM-z14“ ist jedoch kein Einzelfall. Laut den beteiligten Forschern gibt es im frühen Universum rund hundertmal mehr helle Galaxien, als theoretische Modelle vorhergesagt hatten. Diese Diskrepanz zwischen Beobachtung und Theorie wächst mit jeder neuen Webb-Entdeckung und stellt zentrale Annahmen zur Galaxienentstehung infrage.
Besonders auffällig ist die chemische Zusammensetzung von „MoM-z14“: In den Spektren zeigen sich ungewöhnlich hohe Stickstoffanteile – ein Befund, der eigentlich mehrere Generationen von Sternen voraussetzt. Doch dafür blieb im jungen Universum schlicht nicht genug Zeit. Eine mögliche Erklärung ist, dass es damals extrem massereiche Sterne gab, die deutlich effizienter Stickstoff produzieren konnten als bekannte Sterne in der heutigen kosmischen Umgebung.
Interessanterweise finden Astronomen ähnliche chemische Signaturen auch bei einer kleinen Gruppe sehr alter Sterne in der Milchstraße. Diese Objekte gelten als Überreste aus der Frühzeit der Galaxienentwicklung. Der Vergleich deutet darauf hin, dass bestimmte physikalische Prozesse aus der Frühphase des Universums bis heute indirekt beobachtbar sind.
Hinweise auf die Epoche der Reionisation
Neben ihrer Helligkeit und chemischen Zusammensetzung liefert „MoM-z14“ auch Hinweise auf einen weiteren Schlüsselmoment der kosmischen Geschichte: die Reionisation. In dieser Phase begann das Licht der ersten Sterne und Galaxien, den dichten Nebel aus neutralem Wasserstoff zu durchdringen, der das Universum nach dem Urknall füllte.
Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass „MoM-z14“ bereits begonnen hat, diesen Wasserstoff in ihrer Umgebung zu ionisieren. Genau diese Prozesse waren ein zentrales wissenschaftliches Ziel des James-Webb-Teleskops. Erst mit seiner hohen Empfindlichkeit im infraroten Bereich ist es möglich, diese frühe Epoche direkt zu untersuchen.
Die Entdeckung reiht sich in eine Serie ähnlicher Funde ein. Bereits vor dem Start des JWST hatte das Hubble-Weltraumteleskop mit der Galaxie „GN-z11“ Hinweise geliefert, dass ungewöhnlich helle Galaxien früh existierten. Webb bestätigte diese Messungen und hat seitdem mehrere noch weiter entfernte Objekte entdeckt. Damit wird zunehmend klar, dass diese Galaxien keine Ausnahmen darstellen, sondern Teil eines bislang unterschätzten kosmischen Frühkapitels sind.
Mit jeder neuen Beobachtung wird deutlicher, dass etablierte Modelle der frühen Galaxienentstehung überarbeitet werden müssen. „MoM-z14“ liefert dafür ein weiteres, besonders frühes Puzzlestück und zeigt, dass die ersten hundert Millionen Jahre des Universums deutlich aktiver und komplexer waren als lange angenommen.
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Quelle: ArXiv.org, ESA/Hubble/Webb Information Center
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