Weltraumteleskop James Webb entdeckt entstehende Galaxien nach Urknall
Nach dem Urknall mussten die ersten Galaxien das Universum erst lichtdurchlässig machen. Nun wurden drei Galaxien entdeckt, die während dieser Epoche entstehen.
Künstlerische Darstellung von entstehenden Galaxien im frühen Universum.
(Bild: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI))
Mit dem Weltraumteleskop James Webb ist es erstmals in der Geschichte der Astronomie gelungen, die Entstehung von frühen Galaxien vor mehr als 13,3 Milliarden Jahren zu beobachten. Das hat ein Forschungsteam um Kasper Elm Heintz von der Universität Kopenhagen jetzt publik gemacht. Das jetzt analysierte Licht stamme von "funkelnden Inseln in einem Meer aus ansonsten neutralem, undurchsichtigem Gas", beschreibt der Astrophysiker. Das Weltraumteleskop sieht ihre Entstehung demnach während der Epoche der sogenannten Reionisierung, als die frühesten Galaxien das Universum lichtdurchlässig gemacht haben. Während dort aber Galaxien in einem späteren Entwicklungsstadium gefunden wurden, sehe man bei den dreien die Entstehung gewissermaßen "live".
Entstehung im weitgehend lichtundurchlässigen Universum
Zwar sieht das Weltraumteleskop die drei Galaxien nur als "dezente rote Flecken", erklärt die NASA. Aber Spektraluntersuchungen hätten ergeben, dass Teile des Lichts von großen Mengen an neutralem Wasserstoffgas absorbiert wurden. Das müsse bei der Galaxie sehr stark verbreitet sein und einen Großteil davon verdecken. Dieser Fund deute darauf hin, dass wir gewissermaßen dabei zusehen, wie sich dieses neutrale Gas in Galaxien zusammenfindet, wo es abkühlt, verklumpt und neue Sterne bildet, erklärt Co-Autor Darach Watson. Das Team hat bereits weitere Beobachtungszeit beantragt, um herauszufinden, wo genau sich dieses Gas in den Galaxien befindet und wie ursprünglich es genau ist.
Während der Reionisierung ist etwa 500 bis 900 Millionen Jahre nach dem Urknall jenes lichtdurchlässige Universum entstanden, das wir heute kennen. Während dieser "kosmischen Morgendämmerung" haben die ersten Sterne und Galaxien die Elektronen von den Wasserstoffkernen (den Protonen) getrennt. Die konnten dann keine Photonen (also Licht) mehr absorbieren, das Universum wurde transparent. Das Weltraumteleskop James Webb hat bereits ermittelt, dass der Hauptteil dieser Reionisierung von vergleichsweise kleinen Zwerggalaxien erledigt wurde, die wie kosmische Leuchttürme fungierten. Vorher war unklar, welche Strukturen die dafür nötige Strahlung geliefert haben und auch supermassereiche Schwarze Löcher oder große Galaxien waren infrage gekommen.
Die drei jetzt entdeckten Galaxien, die während dieser Epoche gerade entstehen, sehen wir in einem Zustand, den sie etwa 400 bis 600 Millionen Jahre nach dem Urknall einnehmen, erklärt die NASA. Damals waren solche Galaxien keine isolierten Ökosysteme, sondern eng mit intergalaktischen Strukturen aus unberührtem Gas verbunden, erklärt Co-Autorin Simone Nielsen. Bilder und Spektraldaten zu dieser Epoche habe man vor der Inbetriebnahme des Weltraumteleskops James Webb überhaupt nicht machen oder sammeln können, erläutert das Team noch. Ihre Forschungsarbeit haben sie jetzt im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlicht.
(mho)