Alte massereiche Galaxien James-Webb-Teleskop entdeckt sechs uralte Galaxien, die es gar nicht geben dürfte
Eine Entdeckung weist darauf hin, dass das frühe Universum die Formation von massiven Galaxien erlaubte. Dies widerspricht den gängigen kosmologischen Modellen.
Es dürfte sie so eigentlich gar nicht geben: Die sechs neuen Galaxien, die das James-Webb-Teleskop mithilfe seiner Infrarot-Instrumente entdeckt hat, waren bereits 500 bis 700 Millionen Jahre nach dem Urknall schwerer als 10 Milliarden Sonnenmassen. Sie widersprechen damit gängigen kosmologischen Modellen. Denn Galaxien brauchen Zeit zum Wachsen, so dachte man bis anhin. Jedes der sechs Objekte ist milliardenfach grösser als unsere Sonne. Die frühen Galaxien, die man bis anhin kannte, sind in der Regel Zwerggalaxien mit rund 100 Millionen Sternen. Moderne Galaxien wie unsere Milchstrasse hingegen umfassen um die 100 Milliarden Sonnen.
Die neu aufgefunden Galaxien sind etwa 600 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden und befinden sich in einem Himmelsabschnitt in der Nähe des Sternbildes vom Grossen Bären, welches das James-Web-Teleskop letzten Sommer beobachtete.
Neu entdeckte Galaxien widersprechen dem Standardmodell
Die Entdeckung wurde vom Astronomen Ivo Labbé und seinen Kollegen am Mittwoch in der Zeitschrift «Nature» öffentlich gemacht. Forschungsleiter Labbé erklärte, die meisten Galaxien aus der Frühzeit des Universums seien noch klein und wüchsen nur langsam. Er habe daher mit Baby-Galaxien gerechnet, aber nicht mit derartigen Riesen: «Es gibt ein paar Monster, die im Schnellverfahren zur Reife gelangen. Warum dies der Fall ist oder wie es funktioniert, ist unbekannt», wie er in einer Stellungnahme verlauten liess.
Falls die Daten der neu gefundenen Objekte bestätigt werden, müssen die Wissenschaftler ihre Modelle zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien überdenken. Die derzeitigen Theorien gehen davon aus, dass Galaxien als kleine Wolken aus Sternen und Staub geboren werden und erst mit der Zeit an Masse gewinnen. Ein alternativer Erklärungsansatz beschreibt den Zustand des Kosmos vor der Bildung der ersten Sterne als eine kurze Phase der beschleunigten Expansion. Dies hätte die Bildung solcher massiver Galaxien ermöglicht.
«Universumsbrecher» müssen durch Spektralbilder noch verifiziert werden
Labbé und sein Team begannen mit der Analyse der vom James-Webb-Teleskop gesammelten Daten, gleich nachdem diese im Juli 2022 veröffentlicht worden waren. Die Galaxien erschienen als grosse Lichtpunkte, und das Forscherteam war überrascht, sie zu sehen. Derart erstaunt, dass sie dachten, sie hätten einen Fehler bei der Interpretation der Daten gemacht: «Als wir die Daten bekamen, stürzten sich alle darauf, und diese riesigen Dinger tauchten sehr schnell auf», sagte Joel Leja, Co-Autorin der Studie, in einer Medienmitteilung. «Wir begannen mit der Modellierung und versuchten herauszufinden, was sie waren, denn sie waren so gross und hell. Mein erster Gedanke war, dass wir einen Fehler gemacht hatten, den wir einfach finden und mit unserem Leben weitermachen würden. Aber wir haben diesen Fehler noch nicht gefunden. Wir haben diese Objekte informell ‹Universumsbrecher› genannt – und sie haben ihrem Namen bisher alle Ehre gemacht.»
Eine Möglichkeit, herauszufinden, warum die Galaxien viel schneller wuchsen als erwartet, ist die Aufnahme eines Spektralbildes der Galaxien. Dabei wird das Licht in verschiedene Wellenlängen aufgespalten, um verschiedene Elemente zu erkennen und die wahre Entfernung der Galaxien zu bestimmen. Die Spektroskopiedaten erlauben einen genaueren Blick auf die Galaxien und ihre Grösse. Das Forscherteam wartet nun auf eine Bestätigung durch solch eine Spektroskopie, welche für das nächste Jahr erwartet wird.
Einige der entdeckten Objekte seien womöglich keine Galaxien, sondern supermassereiche schwarze Löcher, andere vielleicht kleiner als derzeit angenommen. Laut Labbé stehen die Chancen, dass es sich zumindest bei einigen tatsächlich um gigantische Galaxien handelt, aber gut. Klar sei zudem: Wer mit dem James-Webb-Teleskop arbeite, müsse sich von seinen Erwartungen verabschieden und auf Überraschungen gefasst machen.
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