Mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die ersten Galaxien im Universum viel schneller gewachsen sein müssen als erwartet. Darüber hinaus entdeckte dasselbe Team auch, dass der Kosmos vor 10 Milliarden Jahren nicht so ungeordnet und chaotisch war wie bisher angenommen.
Das internationale Team unter der Leitung von Forschern der University of Durham im Vereinigten Königreich kam zu diesen Schlussfolgerungen, indem es Beweise für die Bildung von Strukturen namens „Starbars“ in Galaxien entdeckte, die vor einigen Milliarden Jahren erst nach dem Urknall existierten.
Sternbalken sind längliche Regionen mit erhöhter Sterndichte, die sich in den Kernen von Spiralgalaxien wie der Milchstraße und anderen Scheibengalaxien befinden. Bei ihrer Entstehung drängen Sternsterne Gas in die Herzen ihrer jeweiligen Galaxien und regulieren so die Sternentstehung. Das Vorhandensein dieser zentralen Balkenstrukturen weist daher darauf hin, dass eine Galaxie in eine stabilere und „reifere“ Phase eingetreten ist.
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„Die Galaxien des frühen Universums reifen viel schneller heran, als wir dachten“, sagte Zoe Le Conte, Teamleiterin und Forscherin an der Durham University, in einer Erklärung. „Das ist eine echte Überraschung, denn man würde erwarten, dass das Universum in diesem Stadium sehr turbulent ist, mit vielen Kollisionen zwischen Galaxien und viel Gas, das sich noch nicht in Sterne verwandelt hat.
„Dank JWST sehen wir jedoch viele dieser Balken viel früher im Leben des Universums, was bedeutet, dass sich Galaxien in einem weiter fortgeschrittenen Stadium ihrer Entwicklung befanden als bisher angenommen. Das bedeutet, dass wir unsere Ansichten darüber anpassen müssen.“ frühe Entwicklung von Galaxien.
James Webb-Weltraumteleskop-Bar-Tour
Dies ist nicht das erste Mal in der frühen 13,8 Milliarden Jahre alten Geschichte des Universums, dass Wissenschaftler einen Kneipenbummel unternehmen.
Auch das Hubble-Weltraumteleskop war Zeuge dieser Phänomene, aber dieses Auge, das das Universum umkreist, konnte nur 8 oder 9 Milliarden Jahre zurückreichen. Allerdings hat die erhöhte Empfindlichkeit und der Wellenlängenbereich von JWST diese Beobachtungen um mindestens eine Milliarde Jahre zurückgeworfen. Dies enthüllte die Bildung von Balken in Galaxien, wie sie vor 8 bis 11,5 Milliarden Jahren vorkamen. Tatsächlich hatten 20 % der 368 Scheibengalaxien, die das Team für die Studie untersuchte, bereits Balken.
Es ist doppelt die von Hubble beobachtete Zahl.
„Wir fanden heraus, dass es im frühen Universum viel mehr Balken gab, als zuvor in Hubble-Studien entdeckt wurde, was darauf hindeutet, dass die balkengesteuerte Galaxienentwicklung schon viel länger stattgefunden hat als bisher angenommen“, sagte Teammitglied und Wissenschaftler der Durham University, Dimitri Gadotti. „Die Tatsache, dass es viel mehr Bars gibt, ist sehr aufregend.“
Je weiter das Team mit dem JWST in die Vergangenheit blickte, desto weniger Balkenstrukturen beobachteten sie in den Galaxien.
Sie glauben, dass dies daran liegen könnte, dass Galaxien in den frühen Stadien des Universums nicht so gut ausgebildet waren. Eine Alternative könnte sein, dass kürzere Balken in immer älteren Galaxien häufiger vorkommen. Selbst die beeindruckende Beobachtungsleistung von JWST reicht nicht aus, um diese kurzen Balken in frühen Galaxien zu beobachten.
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Mit diesen Ergebnissen möchte das Team nun mit JWST noch weiter in die kosmische Zeit zurückgehen, nämlich bis zu 12,2 Milliarden Jahre. Dies könnte Aufschluss darüber geben, ob das Wachstum von Balken nur 1,6 Milliarden Jahre nach dem Urknall üblich war.
„Die Simulationen des Universums müssen nun untersucht werden, um zu sehen, ob wir zu den gleichen Ergebnissen kommen wie die Beobachtungen, die wir mit dem JWST gemacht haben“, schloss Gadotti. „Wir müssen über das hinausdenken, was wir zu wissen glaubten.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.