Neue JWST-Beobachtungen massearmer Galaxien könnten dazu beitragen, die wissenschaftliche Debatte über die Ursprünge des frühen Universums beizulegen.
Beitrag: Medienmitteilung Swinburne University of Technology
Internationale Forscher haben einen großen astronomischen Durchbruch erzielt und enthüllt, dass kleine Galaxien sehr wahrscheinlich der Ursprung der Reionisierung sind – einer entscheidenden Phase im frühen Universum, in der sich neutraler Wasserstoff in ionisiertes Gas verwandelte.
Ein in Nature veröffentlichter Artikel hat das James Webb Space Telescope (JWST) genutzt, um weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall die ersten Spektren von Galaxien mit sehr geringer Masse zu erhalten.
Ihre Beobachtungen könnten dazu beitragen, eine langjährige wissenschaftliche Debatte über die Treiber der Reionisierung beizulegen, und könnten für das Verständnis der Entstehung der allerersten Galaxien von entscheidender Bedeutung sein. Die Swinburne University of Technology ist die einzige australische Universität im Rahmen der internationalen Zusammenarbeit unter der Leitung von Associate Professor Ivo Labbe.
Co-Autor, JWST Australian Data Centre Senior Scientist und Swinburne Laureate Postdoctoral Research Associate für Galaxienspektralmodellierung Dr. Themiya Nanayakkara sagt, er sei begeistert von den Ergebnissen dieser globalen Forschung, an der das Pariser Institut für Astrophysik (Sorbonne-Universität/CNRS) und Universitäten in Pittsburgh und Texas beteiligt sind.
«Diese Arbeit ist ein starkes Argument dafür, dass kleinere Galaxien die treibende Kraft hinter der Reionisierung des Universums sind. Während die Zahl der von diesen kleinen Galaxien erzeugten energiereichen Photonen für viele schockierend sein mag, sind die kosmologischen Auswirkungen auch tiefgreifend.»
Die Reionisierung, die etwa 500 bis 900 Millionen Jahre nach dem Urknall stattfand, markiert einen entscheidenden Zeitraum in der Geschichte des Universums. Es stellt die Umwandlung von neutralem Wasserstoff – der im Universum vorherrschte – in ionisiertes Gas dar und markiert das Ende des «dunklen Zeitalters» in der kosmischen Geschichte.
Wissenschaftler streiten seit langem darüber, was die Reionisierung des Universums vorangetrieben hat. Die Bestätigung der Hypothese bezüglich massearmer Galaxien erwies sich aufgrund ihrer geringen Leuchtkraft als besonders schwierig. Die Studie erreichte diese technologische Leistung durch die einzigartige Kombination aus JWST-Empfindlichkeit und dem Gravitationslinseneffekt des Abell 2744-Clusters, wodurch nahegelegene Galaxien wie kosmische Vergrößerungsgläser wirken, den Raum verzerren und das Licht von Hintergrundgalaxien verstärken.
Das Team möchte diese Studie auf einen grösseren Massstab ausweiten, um zu bestätigen, dass dieser Ort repräsentativ für die durchschnittliche Verteilung von Galaxien im Universum ist.
«Mit dem JWST haben wir jetzt Neuland betreten», sagt Dr. Nanayakkara. «Diese Arbeit wirft weitere spannende Fragen auf, die wir bei unseren Bemühungen, die Evolutionsgeschichte unserer Anfänge aufzuzeichnen, beantworten müssen.»