Das gaben Wissenschaftler gerade bekannt dass sie entdeckt haben, was einige der frühesten Galaxien sein könnten, die im Universum entstehen, eine verlockende Entdeckung, die dank des neuen Flaggschiffs der NASA, James Webb Space Telescope, gemacht wurde.
„Dies ist die erste große Stichprobe von Kandidatengalaxien außerhalb der Reichweite des Hubble-Weltraumteleskops“, sagte der Astronom Haojing Yan gestern auf einer Pressekonferenz beim Treffen der American Astronomical Society in Seattle. Yan, der an der University of Missouri ist, leitete die neu veröffentlichte Studie. Da der empfindlichere JWST weiter in den Weltraum blicken kann als sein Vorgänger Hubble, sieht er im Wesentlichen weiter in die Vergangenheit. In dem neuen Katalog von 87 Galaxien, die Astronomen entdeckt haben, könnten einige bis vor etwa 13,6 Milliarden Jahren zurückreichen, nur 200 Millionen Jahre nach dem Urknall. Damals strahlten die Galaxien das Licht aus, das wir heute sehen – obwohl sich diese Systeme aus Sternen, Gas und Staub seitdem dramatisch verändert hätten, falls sie überhaupt noch existieren.
Während Wissenschaftler andere weit entfernte Galaxien untersucht haben, die aus der Zeit stammen, als das Universum noch jung war, könnten die Entdeckungen von Yan und seinen Kollegen diese Rekorde um einige hundert Millionen Jahre oder so brechen. Aber zu diesem Zeitpunkt gelten sie alle noch als „Kandidatengalaxien“, was bedeutet, dass ihre Geburtsdaten noch bestätigt werden müssen.
Die Datierung einer Galaxie kann eine herausfordernde Angelegenheit sein: Sie beinhaltet die Messung ihrer „Rotverschiebung“, wie stark das von ihr emittierte Licht in Richtung längerer roter Wellenlängen gestreckt wird, was den Astronomen sagt, wie schnell sich die Galaxie in dem schnell expandierenden Universum von uns entfernt. Das wiederum sagt den Astronomen die Entfernung der Galaxie von der Erde – oder genauer gesagt, die Entfernung, die die Photonen ihrer Sterne mit Lichtgeschwindigkeit zurücklegen mussten, bevor sie ein erdnahes Weltraumteleskop wie das JWST erreichten. Licht von Sternen in der entferntesten Galaxie in dieser Sammlung wurde möglicherweise vor 13,6 Milliarden Jahren emittiert, wahrscheinlich ziemlich bald, nachdem die junge Galaxie zusammenkam.
Diese neu geschätzten Entfernungen müssen mit Spektren bestätigt werden, was bedeutet, das Licht zu messen, das die Galaxien über das elektromagnetische Spektrum aussenden, und seine einzigartigen Signaturen zu bestimmen. Trotzdem geht Yan davon aus, dass viele von ihnen korrekt in die frühen Tage des Kosmos datiert werden: „Ich wette 20 Dollar und ein großes Bier, dass die Erfolgsquote höher als 50 Prozent sein wird“, sagte er.
Yans Team hat diese Galaxien mit der NIRCam von JWST bei sechs Wellenlängen im nahen Infrarot abgebildet. Um ihre Entfernungen abzuschätzen, verwendeten die Astronomen eine standardmäßige „Dropout“-Technik: Wasserstoffgas, das Galaxien umgibt, absorbiert Licht bei einer bestimmten Wellenlänge, sodass die Wellenlängen, bei denen ein Objekt sichtbar oder nicht sichtbar ist, eine Grenze dafür setzen, wie weit es wahrscheinlich entfernt ist sein. Diese 87 Kandidatengalaxien sehen größtenteils aus wie Blobs, die nur in den längeren (und daher röteren) Nahinfrarot-Wellenlängen erkannt werden können, die von NIRCam erkannt werden können, was bedeuten könnte, dass sie sehr weit entfernt und daher sehr alt sind.
Es ist jedoch möglich, dass einige von ihnen viel näher sind als erwartet – was bedeuten würde, dass sie doch nicht so alt sind. Es könnte beispielsweise sein, dass ihr Licht bei einigen Wellenlängen einfach zu schwach ist, um erkannt zu werden. Bis Yan detailliertere Daten sammeln kann, wird er es nicht sicher wissen.