James-Teleskop Webb entdeckte Hunderte von antiken Galaxien, die zu den ersten im Universum gehören könnten. Dies ist ein bedeutender Fortschritt im Vergleich zu den wenigen, von denen bekannt war, dass sie existierten. Bereits 600 Millionen Jahre nach dem Urknall zeigten junge Galaxien komplexe Strukturen.
Neu Forschung sammelte Beobachtungen von zwei winzigen Himmelsflecken: einer im Sternbild Ursa Minor und der andere in Richtung des Fornax-Haufens. In dieser Region wurden mehr als 700 junge Galaxien entdeckt, die zeigen, wie der Kosmos in seinen Anfängen aussah. „Wenn man das gesamte Universum auf einen zweistündigen Film reduziert, dann sind das die ersten fünf Minuten“, sagen Wissenschaftler.
Die neuen Erkenntnisse geben Aufschluss darüber, wie die ersten Galaxien und Sterne entstanden. In nur diesen fünf Minuten, die dem Alter des Universums von 370 bis 650 Millionen Jahren entsprechen, entdeckten Wissenschaftler 717 junge Galaxien, die sich über Tausende von Lichtjahren erstrecken, eine komplexe Struktur aufweisen und in zahlreichen Clustern Sterne hervorbringen. „Früher sahen die ältesten Galaxien, die wir sehen konnten, wie kleine Flecken aus. Und doch stellen diese Flecken Millionen oder sogar Milliarden Sterne am Anfang des Universums dar, sagen Wissenschaftler. „Jetzt sehen wir, dass es sich bei einigen davon tatsächlich um ausgedehnte Objekte mit sichtbarer Struktur handelt.“
Zusammen heißen die beiden in dieser Studie verwendeten Regionen GOODS-South (ein Akronym für The Great Observatories Origins Deep Survey) und wurden von fast jedem großen Weltraumteleskop, einschließlich Hubble, dem Chandra-Röntgenobservatorium und dem NASA-Weltraumteleskop, ausführlich untersucht.Spitzer". Trotz sorgfältiger Untersuchung waren 93 % der vom Webb-Teleskop neu entdeckten Galaxien noch nie zuvor gesehen worden.
Wie genau diese chaotische, staubige Umgebung in einen transparenten Raum verwandelt wurde, wird seit langem diskutiert. Die führende Theorie besagt, dass diese Phase der Entwicklung des Universums, das sogenannte Zeitalter der Reionisierung, etwa 400 Jahre nach dem Urknall stattfand, als sich die erste Generation von Sternen bildete, die vermutlich das 30- bis 300-fache der Masse unserer Sonne hatten und Millionen waren mal heller.
Ihr ultraviolettes Sternenlicht reionisierte sich UniversumDabei wurden Wasserstoffatome in Protonen und Elektronen gespalten, ein Prozess, der bis zu einer Milliarde Jahre nach dem Urknall andauerte. Einige Astronomen glauben, dass Ausflüsse aus supermassiven Schwarzen Löchern, wie dem im Zentrum der Milchstraße, die Emission ultravioletter Strahlung von Galaxien ausgelöst haben könnten und auch eine wichtige Rolle in der kosmischen Entwicklung spielten.
Nun glaubt ein zweites Wissenschaftlerteam, das Galaxien untersucht, die zwischen 500 und 850 Millionen Jahre nach dem Urknall existierten, oder zwischen der fünften und achten Minute eines Films, der das Universum beschreibt, und glaubt, dass es eine Antwort auf eine uralte Frage gibt. „In diesem nächsten Stadium des Universums beginnen wir, den Einfluss der Galaxienbildung auf die Zusammensetzung des Universums zu erkennen“, sagen die Forscher. „Galaxien im sehr frühen Universum waren in der Art und Weise, wie sie Sterne bildeten, chaotischer.“
Wissenschaftler untersuchten die Anzeichen der Sternentstehung in diesen frühen Sternen Galaxien, was es ermöglichte zu verstehen, wie Sternenlicht das Gas ionisierte. Das Team fand heraus, dass damals eine von sechs Galaxien extreme Emissionslinien in den Spektren der Galaxie aufwies – ein Merkmal, das von Atomen emittiert wird, die durch Sternenlicht ionisiert werden, wenn sie abkühlen und sich mit anderen Molekülen verbinden.
Diese Emissionslinien weisen darauf hin, dass die frühen Galaxien aktiv Sterne hervorbrachten, die dann „Ströme ultravioletter Photonen“ in die entsprechenden Galaxien pumpten. So wurden die frühen Sterne des Universums zu den Hauptantriebskräften der kosmischen Reionisierung. Aus den Emissionslinien schlossen Wissenschaftler, dass Galaxien im frühen Universum in kurzen Ausbrüchen, gefolgt von Ruhephasen, Sterne hervorbrachten.
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