MADRID, 28. Juni (EUROPA PRESS) –
Das Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat bestätigt, dass leuchtende und sehr rote Objekte im frühen Universum entdeckt wurden Sie stellen das konventionelle Denken über den Ursprung und die Entwicklung von Galaxien in Frage und seine supermassiven Schwarzen Löcher.
Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern der Pennsylvania State University identifizierte mit dem NIRSpec-Instrument an Bord von JWST im Rahmen der RUBIES-Durchmusterung drei mysteriöse Objekte im frühen Universum, etwa 600–800 Millionen Jahre nach dem Urknall, als das Universum noch existierte 5 % seines aktuellen Alters. Sie gaben die Entdeckung am 27. Juni in der Zeitschrift bekannt Astrophysikalische Tagebuchbriefe.
Das Team untersuchte Spektralmessungen oder die Intensität verschiedener Wellenlängen des von Objekten emittierten Lichts. Ihre Analyse ergab Anzeichen von „alten“ Sternen, die Hunderte Millionen Jahre alt und viel älter sind als in einem jungen Universum erwartet.
Die Forscher sagten, sie seien auch überrascht, in denselben Objekten Anzeichen riesiger supermassereicher Schwarzer Löcher zu entdecken, und schätzten, dass diese zwischen 100 und 1.000 Mal massereicher seien als das supermassereiche Schwarze Loch in unserer eigenen Milchstraße. Keines dieser Merkmale wird in aktuellen Modellen des Galaxienwachstums und der Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher erwartet, die Galaxien und ihre Schwarzen Löcher erwarten wachsen über Milliarden von Jahren kosmischer Geschichte zusammen.
„Wir haben bestätigt, dass diese in einem Universum, das nur 600 bis 800 Millionen Jahre alt ist, voller hunderte Millionen Jahre alter Sterne zu sein scheinen. Überraschenderweise halten diese Objekte den Rekord für die ersten Anzeichen von altem Sternenlicht.“ sagte es ist eine Aussage Bingjie Wang, Postdoktorandin an der Penn State und Hauptautorin des Artikels.
„Es war völlig unerwartet, in einem sehr jungen Universum alte Sterne zu finden. Standardmodelle der Kosmologie und Galaxienentstehung waren unglaublich erfolgreich, dennoch sind diese leuchtenden Objekte.“ „Sie passen nicht ganz bequem in diese Theorien.“
Forscher entdeckten die massiven Objekte erstmals im Juli 2022, als der erste JWST-Datensatz veröffentlicht wurde. Das Team veröffentlichte einige Monate später einen Artikel in Nature, in dem es die Existenz der Objekte bekannt gab.
Damals vermuteten die Forscher, dass es sich bei den Objekten um Galaxien handelte, setzten ihre Analyse jedoch mit der Aufnahme von Spektren fort, um die wahren Entfernungen der Objekte sowie die Quellen, die ihr immenses Licht antreiben, besser zu verstehen.
Anschließend nutzten die Forscher die neuen Daten, um ein klareres Bild davon zu zeichnen, wie die Galaxien aussahen und was sich in ihnen befand. Das Team bestätigte nicht nur, dass es sich bei den Objekten tatsächlich um Galaxien zu Beginn der Zeit handelte, sondern fand sie auch Hinweise auf überraschend große supermassereiche Schwarze Löcher und eine überraschend alte Sternpopulation.
„Es ist sehr verwirrend“, sagte Joel Leja, Assistenzprofessor für Astronomie und Astrophysik an der Penn State und Co-Autor beider Arbeiten. „Das passt vielleicht unbequem in unser aktuelles Modell des Universums, aber nur, wenn wir eine exotische, unglaublich schnelle Formation zu Beginn der Zeit heraufbeschwören. Dies ist ohne Zweifel die eigenartigste und interessanteste Gruppe von Objekten, die ich je gesehen habe.“ meine Karriere.” “.
JWST ist mit Infrarot-Detektionsinstrumenten ausgestattet, die das von älteren Sternen und Galaxien emittierte Licht erkennen können. Grundsätzlich ermöglicht das Teleskop den Wissenschaftlern einen Blick zurück in die Zeit von etwa 13,5 Milliarden Jahren. kurz vor dem Beginn des Universums, wie wir es kennen, sagte Leja.
Eine Herausforderung bei der Analyse antiken Lichts besteht darin, dass es schwierig sein kann, zwischen den Objekttypen zu unterscheiden, die das Licht emittiert haben könnten. Im Fall dieser frühen Objekte weisen sie klare Merkmale sowohl supermassereicher Schwarzer Löcher als auch alter Sterne auf.
Es sei jedoch immer noch unklar, welcher Anteil des beobachteten Lichts von jeder einzelnen Galaxie stammt, erklärte Wang, was bedeutet, dass es sich um frühe Galaxien handeln könnte, die unerwartet alt und sogar massereicher als unsere eigene Milchstraße sind und sich viel früher bilden, als die Modelle vorhersagen Es könnte sich um Galaxien mit normalerer Masse und „supermassereichen“ Schwarzen Löchern handeln, etwa 100 bis 1.000 Mal massereicher als eine solche Galaxie heute.
„Die Unterscheidung zwischen Licht von Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, und Licht, das von Sternen in diesen winzigen, entfernten Objekten emittiert wird, ist eine Herausforderung“, sagte Wang. „Die Unfähigkeit, den Unterschied im aktuellen Datensatz zu erkennen, lässt einen großen Raum für Interpretationen.“ faszinierende Objekte. Ehrlich gesagt ist es aufregend, so viel von diesem Rätsel zu lösen.“
Abgesehen von ihrer ungeklärten Masse und ihrem ungeklärten Alter gilt: Wenn ein Teil des Lichts von supermassereichen Schwarzen Löchern stammt, dann handelt es sich auch nicht um normale supermassereiche Schwarze Löcher. Sie produzieren viel mehr ultraviolette Photonen als erwartet, und ähnlichen Objekten, die mit anderen Instrumenten untersucht wurden, fehlen die Merkmale supermassereicher Schwarzer Löcher, wie etwa heißer Staub und helle Röntgenemission. Am überraschendsten sei jedoch, wie massiv sie zu sein scheinen Sei.
„Normalerweise findet man supermassereiche Schwarze Löcher gepaart mit Galaxien“, sagte Leja. „Sie wachsen zusammen auf und machen alle wichtigen Lebenserfahrungen gemeinsam. Aber hier haben wir ein voll ausgebildetes erwachsenes Schwarzes Loch, das in einer Babygalaxie lebt.“ Das macht eigentlich keinen Sinn, denn diese Dinge sollten zusammenwachsen, so dachten wir zumindest“.
UNGLAUBLICH KLEINE GRÖSSEN
Die Forscher waren auch verblüfft über die unglaublich geringe Größe dieser Systeme, nur wenige hundert Lichtjahre im Durchmesser, etwa 1.000 Mal kleiner als unsere eigene Milchstraße. Die Sterne sind ungefähr so zahlreich wie in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, mit zwischen 10 Milliarden und 1 Billion Sternen. aber in einem Volumen enthalten, das tausendmal kleiner ist als das der Milchstraße.
Leja erklärte, wenn wir die Milchstraße nehmen und sie auf die Größe der von ihnen gefundenen Galaxien komprimieren würden, läge der nächste Stern fast in unserem Sonnensystem. Das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, etwa 26.000 Lichtjahre entfernt, wäre nur etwa 26 Lichtjahre von der Erde entfernt und wäre am Himmel als riesige Lichtsäule sichtbar.
