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

DNVN – Basierend auf Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST) der NASA haben Forscher der University of Missouri 300 ungewöhnliche Kandidaten für frühe Galaxien identifiziert.

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

Astronomen haben mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA 300 mysteriöse Objekte entdeckt, die zu den frühesten Galaxien des Universums gehören könnten. Sollte sich ihre Existenz bestätigen, könnte sie unser Verständnis der Entstehung von Galaxien grundlegend verändern. (Künstlerische Darstellung). Quelle: SciTechDaily.com

„Diese mysteriösen Objekte sind potenzielle Galaxien im frühen Universum, das heißt, es könnte sich um sehr frühe Galaxien handeln. Wenn auch nur einige dieser Objekte das sind, was wir vermuten, könnte unsere Entdeckung die aktuellen Vorstellungen über die Entstehung von Galaxien im frühen Universum – der Zeit, als die ersten Sterne und Galaxien entstanden – in Frage stellen“, sagte Haojing Yan, Professor für Astronomie am Mizzou College of Arts and Sciences und Co-Autor der Studie.

Infrarotgerät ebnet den Weg für die frühe Weltraumforschung

Den Wissenschaftlern zufolge lässt sich die Natur weit entfernter Objekte nicht sofort bestimmen, sondern es bedarf eines sorgfältigen, mehrstufigen Prozesses, der fortschrittliche Technologie, sorgfältige Analysen und einen großen Aufwand seitens „astronomischer Detektive“ vereint.

Das Mizzou-Team begann mit zwei von James Webbs fortschrittlichen Infrarotinstrumenten: der Nahinfrarotkamera und dem Mittelinfrarotinstrument. Diese Instrumente sind darauf ausgelegt, Licht aus den entferntesten Winkeln des Universums zu sammeln und sind daher für die Erforschung des frühen Universums von entscheidender Bedeutung. Der Fokus auf Infrarotlicht liegt darin, dass die Ausbreitungsdauer des Lichts eines Objekts umso länger ist, je weiter es von der Erde entfernt ist, und dass es bei seiner Ankunft umso stärker in den infraroten Bereich des Spektrums gestreckt wird.

„Während sich das Licht dieser frühen Galaxien durch den Weltraum bewegt, dehnt es sich zu längeren Wellenlängen aus – vom sichtbaren Licht zum Infrarot. Diese Dehnung wird Rotverschiebung genannt und hilft uns, die Entfernung dieser Galaxien zu bestimmen. Je höher die Rotverschiebung, desto weiter ist die Galaxie von der Erde entfernt und desto näher ist sie dem Beginn des Universums“, erklärte Yan.

Grafik zeigt mysteriöse Objekte im Weltraum, die Forscher der University of Missouri in ihrer Studie identifiziert haben. Bildnachweis: Bangzheng „Tom“ Sun/University of Missouri

Anwendung der Skip-Technik bei der Suche

Um die Identität der 300 potenziellen Protogalaxien zu klären, verwendeten die Mizzou-Forscher eine bewährte Methode namens Dropout-Technik. „Diese Technik kann Galaxien mit hoher Rotverschiebung erkennen , indem sie nach Objekten sucht, die bei rötlicheren Wellenlängen erscheinen, aber bei bläulicheren Wellenlängen verschwinden – ein Zeichen dafür, dass ihr Licht große Entfernungen und Zeiten zurückgelegt hat “, sagte Bangzheng „Tom“ Sun, ein Doktorand, der mit Yan zusammenarbeitet und Hauptautor der Arbeit ist. „Dieses Phänomen ist ein Zeichen des ‚Lyman-Bruchs‘, einer spektralen Erscheinung, die durch die Absorption von ultraviolettem Licht durch neutralen Wasserstoff verursacht wird. Mit zunehmender Rotverschiebung verschiebt sich die Signatur zu rötlicheren Wellenlängen.“

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

Spektroskopie – der Goldstandard zur Bestätigung früher Galaxien

Da vollständige Spektraldaten fehlten, verwendete das Team eine Methode namens „Spectral Energy Distribution Fitting“. Diese lieferte Sun und Yan eine Grundlage für die Abschätzung der Rotverschiebungen der Galaxienkandidaten – zusammen mit anderen Eigenschaften wie Alter und Masse. Zuvor waren viele Wissenschaftler davon ausgegangen, dass es sich bei diesen extrem hellen Objekten nicht um Protogalaxien, sondern um andere Phänomene handelte, die diese nachahmten. Aufgrund der neuen Ergebnisse sind Sun und Yan jedoch überzeugt, dass diese Objekte weitere Untersuchungen verdienen und nicht zu früh ausgeschlossen werden sollten.

„Selbst wenn die Existenz nur einiger dieser Objekte im frühen Universum bestätigt wird, werden sie uns zwingen, unsere bestehenden Theorien zur Galaxienentstehung zu überarbeiten“, betonte Professor Yan.

Der letzte Test, so die Forscher, werde sich weiterhin auf die Spektroskopie stützen – die als Goldstandard gilt – um diese Ergebnisse zu bestätigen. Die Spektroskopie zerlegt Licht in verschiedene Wellenlängen, ähnlich wie ein Prisma Licht in einen Regenbogen von Farben aufspaltet. Auf diese Weise können Wissenschaftler den einzigartigen spektralen Fingerabdruck einer Galaxie enthüllen und so Aufschluss darüber geben, wie sie entstanden ist, wie alt sie ist und woraus sie besteht.

„Eines unserer Objekte wurde spektroskopisch als Protogalaxie bestätigt. Aber dieses Objekt allein reicht nicht aus. Wir benötigen weitere Bestätigungen, um mit Sicherheit sagen zu können, ob die aktuellen 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