Wissenschaftler haben gerade festgestellt Entstehungsprozesse einiger der ersten Galaxien des Universums in der turbulenten Ära der kosmischen Morgendämmerung.
JWST Beobachtungen des frühen Universums vor etwa 13,3 bis 13,4 Milliarden Jahren – nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall – haben deutliche Anzeichen dafür gezeigt, dass Gasreservoirs aktiv in drei neu entstehende und wachsende Galaxien strömen.
„Dies sind wohl die ersten ‚direkten‘ Bilder der Galaxienentstehung, die wir je gesehen haben.“ sagt der Astrophysiker Kasper Elm Heintz vom Niels-Bohr-Institut in Dänemark, der die Forschung leitete.
„Während James Webb [Space Telescope] „Es hat uns zuvor frühe Galaxien in späteren Entwicklungsstadien gezeigt, und hier werden wir Zeuge ihrer Geburt und damit der Entstehung der ersten Sternensysteme im Universum.“
Bekannt als die kosmische Morgendämmerung, RDie ersten Milliarden Jahre nach dem Urknall waren von zwei Dingen umgeben: einem Geheimnis und einem Nebel aus neutralem Wasserstoff, der das Universum durchdrang und die freie Ausbreitung des Lichts verhinderte. Ersteres ist in der Tat die natürliche und direkte Folge von Letzterem, denn Licht ist das Werkzeug, mit dem wir das Universum verstehen.
Das James-Webb-Weltraumteleskop wurde teilweise als Versuch konzipiert, diesen Nebel zu durchdringen, da die Infrarotwellenlängen, durch die das Universum gesehen wird, leichter eindringen. Weiter reisen Von anderen Wellenlängen. Was wir wissen wollen, ist, wie alles zusammenkam – wie aus einer heißen Urplasmasuppe die ersten Sterne und Galaxien entstanden, Der Nebel lichtete sich im Licht der frühen ObjekteDas Universum hat kleine Schritte dahin gemacht, wo es heute ist.
Also nutzten Heintz und sein internationales Team das leistungsstarke Infrarotauge des JWST, um in Richtung der kosmischen Morgendämmerung zu blicken, wo sie ein Signal entdeckten, das auf drei Galaxien zurückgeht. Konkret wurde das Signal vom umgebenden neutralen Wasserstoff ausgesendet, der das Gas absorbierte und das Licht der Galaxien erneut abstrahlte.
Die Forscher fanden heraus, dass diese Galaxien etwa 400 bis 600 Millionen Jahre nach dem Urknall existierten, der vor etwa 13,8 Milliarden Jahren stattfand. Damit gehören die drei Galaxien zu den ersten, die entdeckt wurden.
„Diese Galaxien sind wie funkelnde Inseln in einem Meer aus undurchsichtigen, neutralen Gasen.“ sagt Heintz.
Darüber hinaus konnten die Forscher perigalaktische Gasreservoirs von neutralem intergalaktischem Gas unterscheiden. Es wurde festgestellt, dass diese Reservoirs sehr groß sind und einen sehr großen Teil jeder Galaxie bedecken, was darauf hindeutet, dass sie sich aktiv in galaktischer Materie bilden. Die Tatsache, dass es so viel von diesem Gas gibt, deutet auch darauf hin, dass die Galaxien zum Zeitpunkt der Beobachtung die meisten ihrer Sterne noch nicht gebildet hatten.
„Innerhalb weniger hundert Millionen Jahre nach dem Urknall bildeten sich die ersten Sterne, bevor Sterne und Gas begannen, zu Galaxien zu verschmelzen.“ sagt der Kosmologe und Astrophysiker Darach Watson Vom Niels Bohr Institut. „Dies ist der Prozess, den wir in unseren Beobachtungen beginnen sehen.“
Wir haben immer noch viele Fragen zur kosmischen Morgendämmerung. Wir haben kaum an der Oberfläche gekratzt und es lauern noch immer viele Geheimnisse, die in neutralem Wasserstoff verborgen sind und von denen viele noch nicht entdeckt wurden. Doch die drei von Heintz und seinem Team entdeckten Galaxien stellen einen Fortschritt dar. Da wir nun wissen, dass Galaxien existieren, können wir sie genauer betrachten, um den Prozess der Galaxienentstehung besser zu verstehen.
„Eine der grundlegenden Fragen, die wir Menschen immer stellen, ist: Wo kommen wir her?“ sagt der Astronom Gabriel Brammer Vom Niels Bohr Institut.
„Hier fügen wir weitere Antworten zusammen, indem wir Licht auf den Moment werfen, als einige der ersten Strukturen des Universums geschaffen wurden. Es ist ein Prozess, den wir weiter untersuchen werden, damit wir hoffentlich weitere Teile des Puzzles zusammenfügen können.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaften.
