Die „roten Punkte“ des Webb-Teleskops sind kosmische Staubfabriken

Die „roten Punkte“ des Webb-Teleskops sind kosmische Staubfabriken
Die „roten Punkte“ des Webb-Teleskops sind kosmische Staubfabriken
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MADRID, 4. Juni (EUROPA PRESS) –

Die rätselhaftesten Galaxien, die vom James Webb-Weltraumteleskop entdeckt wurdendie sogenannten „roten Punkte“, erweisen sich als die effizientesten Staubfabriken im frühen Universum.

Es ist die Entdeckung eines Teams von Astrophysikern unter der Leitung des Zentrums für Astrobiologie (CAB, CSIC-INTA) anhand neuer Daten, die mit dem mittleren Infrarotinstrument James Webb (MIRI) aufgenommen wurden.

Der erzeugte Staub unterscheidet sich deutlich von dem, was wir in nahegelegenen Galaxien sehen, und weist eine ziemlich hohe Temperatur auf, was auf eine sehr energiereiche Wärmequelle wie sehr junge und massereiche Sterne oder supermassereiche Schwarze Löcher hinweist.

In einem Artikel veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journaldie Gruppe von Astrophysikern, die zu den europäischen und amerikanischen Teams gehören, die MIRI, eines der Instrumente an Bord des James Webb Space Telescope (JWST), gebaut haben, haben Licht auf die Natur der rätselhaftesten Galaxien geworfen, die es gibt entdeckte das Teleskop in den ersten drei Jahren seines wissenschaftlichen Betriebsdie sogenannten Little Red Dots (LRD), kleine rote Punkte oder kleine rote Punkte, auf Spanisch.

„Es gibt drei Eigenschaften, die rote Punkte zu einem sehr auffälligen Galaxientyp machen“, erklärt er. es ist eine Aussage Pablo G. Pérez-González, wissenschaftlicher Forscher am Astrobiology Center (CAB, CSIC-INTA) und Erstautor des Artikels. „Die kleinen roten Punkte sind im sehr jungen Universum, als es nur 5 % seines heutigen Alters war, sehr zahlreich und sie sind sehr rot, aber auch ziemlich blau, je nachdem, welchen Spektralbereich man betrachtet. Das ist paradox, und tatsächlich ist es nicht üblich, „Wir wussten nichts von Objekten wie diesen, bevor JWST sie entdeckte.“

Guillermo Barro, Co-Autor des Artikels und Professor an der University of the Pacific (Kalifornien, USA), erklärt, dass „Galaxien rote Farben aufweisen können, wenn sie entwickelte Sterne oder große Mengen Staub beherbergen, der beispielsweise blaues Licht bevorzugt absorbiert.“ Wir sehen es an manchen Abenden, wenn die Luft voller Staub oder Smog ist. Allerdings gibt es im sehr jungen Universum rote Punkte, sodass möglicherweise nicht die Zeit bleibt, viele alte Sterne zu bilden, um deren Helligkeit zu dominieren. „Deshalb müssen die kleinen roten Punkte große Mengen Staub enthalten.“

George Rieke, Professor an der University of Arizona (USA), ist einer der beiden Hauptforscher des MIRI-Instruments an Bord von JWST. das genau dazu gebaut wurde, den Staub zu untersuchen, der sich vom Beginn des Universums bis zum heutigen Tag gebildet hat. Rieke beschreibt, wie der Bau dieses Instruments begann: „MIRI war eine gemeinsame Anstrengung der beiden größten Weltraumagenturen der Welt, NASA und ESA, mit einer Co-Hauptforscherin in Europa, Professor Gillian Wright, und einer weiteren Leiterin in den Vereinigten Staaten.“ Professor Rieke erklärt: „Im Rahmen der mir von dieser Leitung gewährten Beobachtungszeit haben wir mit MIRI eine Galaxiendurchmusterung namens Smiles durchgeführt, die einzigartig ist, da sie alle MIRI-Bänder nutzt und außerdem mit einer anderen Studie des JWST koordiniert wird.“ Nahinfrarotkamera. „Dies hat zu einem einzigartigen Datensatz zur Untersuchung dieser rätselhaften kleinen roten Punkte geführt.“

Die präsentierten Ergebnisse basieren auf MIRI-Daten der kosmologischen Untersuchung Smiles, aber auch auf Daten des größten Beobachtungsprogramms des JWST, dem Projekt JADES. „JADES hat zwei weitere Instrumente verwendet, NIRCam und NIRSpec, die von der NASA bzw. der ESA gebaut wurden. um den umfassendsten Datensatz über den Himmel und das umfassendste Bild der Galaxienentwicklung zu erhalten„, erwähnt JADES-Hauptforscherin Marcia Rieke, die kürzlich den Gruber-Preis für Kosmologie 2024 als „Anerkennung ihrer bahnbrechenden Arbeit in der Infrarotastronomie, insbesondere für ihre Überwachung der Instrumente, die es Astronomen ermöglichen, die ersten Galaxien im Universum zu erforschen“ erhielt.

Das neue Papier präsentiert hauptsächlich zwei Ergebnisse zur Natur der roten Punkte. Erstens hat MIRI gezeigt, dass die roten Punkte große Mengen Staub in Form kleiner kohlenstoffhaltiger Körner enthalten. Dieser Staub ist ziemlich heiß, er ähnelt nicht dem Staub, den wir in nahen Galaxien gewohnt sind und der Temperaturen um -250 °C aufweist. „Die Staubpartikel in den roten Punkten haben Temperaturen, die mindestens so hoch sind wie die unserer Öfen und können die Temperaturen von Lava aus einem Vulkan erreichen.“ nur etwas weniger als nötig ist, um diese Staubkörner zu zerstören“, erklärt Pérez-González.

Das zweite Hauptergebnis befasst sich mit der Art und Weise, wie das Pulver auf diese Temperaturen erhitzt wird. Jianwei Lyu, wissenschaftlicher Assistenzprofessor an der University of Arizona, erklärt: „Diese hohen Temperaturen können erreicht werden, wenn der Staub durch die enorme Energiemenge erhitzt wird, die supermassive Schwarze Löcher in ihre Umgebung injizieren, während sie Material ansammeln und kollabieren.“ werden zum sogenannten aktiven galaktischen Kern (AGN).

ERSTE GROSSE STERNENTSTEHUNGSEREIGNIS

„Aber die Eigenschaften der roten Punkte stimmen nicht mit denen des typischen AGN überein, das wir vor JWST kannten“, sagt Barro, „und was wir über den Staub wissen, ist, dass er von Sternen produziert wird“, fügt Professor Pérez-González hinzu. Dies rechtfertigt das zweite Hauptergebnis des Artikels, nämlich dass der Ursprung des Staubs und der Wärmequelle statt eines AGN, zumindest für einige rote Punkte, „das Vorhandensein einer großen Anzahl sehr junger Sterne ist, die sie erzeugen.“ sind blau, was die Farbe in den roten Punkten erklärt. Diese Sterne sind hunderte Male massereicher als unsere Sonne und haben eine sehr kurze Lebensdauer, nur ein paar Millionen Jahre statt der 4,5 Milliarden Jahre, die unsere Sonne existiert, und die 4,5 Milliarden Jahre dass es noch leben wird. Diese neu entstandenen Sterne können enorme Mengen Staub produzieren“erklärt Pérez-González.

Die allgemeine Schlussfolgerung ist, dass wir wahrscheinlich Zeuge des ersten großen Sternentstehungsereignisses einiger der jüngsten bekannten Galaxien sind. Diese Ereignisse sind so intensiv, dass sie zu Ausbrüchen der Sternentstehung führen, und sie erweisen sich in den roten Punkten als äußerst effizient bei der Erzeugung von Elementen wie Sauerstoff und Kohlenstoff sowie Staubpartikeln. „Wir wissen jetzt, dass Staub im frühen Universum in großen Mengen produziert wurde und sich schließlich zu Planeten zusammenfügen wird, und wahrscheinlich auch zum Leben auf ihnen“, schließt Pérez-González.

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