Der Weltraum ist gerade so heiß. Die unbemannte Artemis-I-Mission ist auf dem Weg in die Mondumlaufbahn, die erste einer Reihe von Missionen, die bis Ende des Jahrzehnts Menschen zum Mond zurückbringen sollen. Ein Weltraumspaziergang im Die Internationale Raumstation ist diese Woche abgestürzt und wurde live übertragen. Wir hauen Asteroiden Scheiße, um zu beweisen, dass wir es können. Und unser neuer Freund, das James-Webb-Weltraumteleskop, tut einfach sein Ding und überholt stillschweigend unser gesamtes Verständnis davon, wie das Universum funktioniert.
Das JWST schwebt eine Million Meilen von der Erde entfernt und sendet Bilder zurück, die das Hubble wie ein echtes Stück Scheiße aussehen lassen. Verständlicherweise sind die Bilder von Webb, die Schlagzeilen machen, die überwältigenden – die Fotos, die besonders schön oder großartig sind und Ehrfurcht erwecken. Webb nimmt immer noch viele davon. Aber diese künstlerischeren Bilder sind in gewisser Weise das Teleskop, das PR betreibt, um seine Existenz gegenüber der breiten Öffentlichkeit zu rechtfertigen. Die eigentliche Wissenschaft findet in der Analyse der weniger sexy Daten statt: Daten, die nicht einmal im sichtbaren Spektrum liegen, oder in der genauen Analyse relativ unspektakulärer Fotos. Die großen Neuigkeiten von gestern kommen von diesen alltäglichen Bildern.
Mir ist klar, dass ich riskiere, das zu unterbieten, also: Na sicher Diese Bilder sind spektakulär, auch wenn sie keine Säulen der Schöpfung sind. Und was sie zeigen – nämlich das, was in Abbildung 2 unten in der Mitte in die Luft gesprengt ist – ist ein hirnschmelzender Superlativ. Es ist die Galaxie GLASS-z12, und es wird angenommen, dass sie 13,45 Milliarden Jahre alt ist oder nur 350 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums im Urknall. Es ist das am weitesten entfernte Sternenlicht, das wir je gesehen haben.
Aber es ist nicht die Existenz der Galaxie, die Wissenschaftler so begeistert – wir wussten schon damals, dass es Galaxien geben würde, und wir wussten, dass die überlegene Bildgebung des JWST sie enthüllen würde. Was unerwartet war, war, wie leicht es zu finden war.
„Basierend auf all den Vorhersagen dachten wir, wir müssten ein viel größeres Volumen des Weltraums durchsuchen, um solche Galaxien zu finden“, sagte Marco Castellano vom Nationalen Institut für Astrophysik in Rom, der eine von zwei Forschungsarbeiten leitete, die am Donnerstag veröffentlicht wurden Die Briefe des astrophysikalischen Journals. Wissenschaftler hatten ein Modell, basierend auf aktuellen Erkenntnissen, dafür, wie viele dieser hellen, vollständig geformten Galaxien in den sehr frühen Tagen des Universums dort draußen sein würden. Dieses Modell sagte voraus, dass ein Stück Himmel, das etwa zehnmal größer ist als das, was Webb eingefangen hat, erforderlich wäre, um sie zu finden. Stattdessen überblickte Webb schnell zwei solche Galaxien, die Wissenschaftler innerhalb weniger Tage nach Freigabe der Daten zur Untersuchung entdeckten.
Was dies impliziert ist dass unsere Modelle falsch waren und dass helle, bevölkerungsreiche Galaxien nach dem Ende des stellaren dunklen Zeitalters möglicherweise schneller und häufiger entstanden sind – etwa 100 Millionen Jahre nach dem Urknall, als die Bedingungen im frühen Universum endlich den Beginn der Schwerkraftbildung ermöglichten Sterne – als wir uns jemals vorgestellt hatten.
Wir lagen falsch! Das ist so cool! Zu lernen, dass wir falsch lagen, ist sozusagen der ganze Sinn der Wissenschaft! Das Wissen, dass unsere Modelle und Vorhersagen ungenau waren, ermöglicht es uns, neue zu erstellen, um die Beobachtungen besser zu erklären, und bringt uns dem Recht immer näher. Die Wissenschaft ist iterativ, und diese kleinen Entdeckungen anstelle der großen, spritzigen Bilder helfen uns, die frühe Geschichte unseres Universums zu schreiben und neu zu schreiben.
„Diese Beobachtungen lassen einen einfach explodieren“, sagte Paola Santini, Co-Autorin des Castellano et al. Papier. „Dies ist ein ganz neues Kapitel in der Astronomie. Es ist wie eine archäologische Ausgrabung, und plötzlich findet man eine verlorene Stadt oder etwas, von dem man nichts wusste. Es ist einfach umwerfend.“
Diese beiden neuen, jungen Galaxien liefern bereits einige faszinierende Beobachtungen. Das sind sie nämlich viel heller, als wir erwartet hatten, und heller als alles andere, was wir näher an der Erde haben. „Ihre extreme Helligkeit ist ein echtes Rätsel“, sagt Pascal Oesch, Co-Autor des heute veröffentlichten zweiten Papers. Aber es gibt eine attraktive Möglichkeit. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass Sterne im sehr frühen Universum nur aus Wasserstoff und Helium bestanden hätten, einfach weil sie noch keine Zeit hatten, schwerere Elemente durch Kernfusion zu produzieren. Diese sogenannten Population-III-Sterne wären unglaublich heiß und unglaublich hell, und obwohl es lange Theorien über sie gibt, wurden sie nie beobachtet. Bis vielleicht jetzt.
Das ist in jeder Hinsicht heiße Scheiße. Danke Webb.