Es wurde ins Leben gerufen, um einen Blick zurück zum Anfang der Zeit zu werfen und Fotos davon zu machen die allerersten Sterne, die im Weltraum leuchten.
Nun hat das James Webb Space Telescope (JWST) bei seiner jüngsten seiner vielen aufregenden Entdeckungen eine der ältesten Galaxien im Universum entdeckt.
Sie entstand nur 390 Millionen Jahre nach dem Urknall und wurde nach der Tochter des Astronomen, der sie an ihrem Geburtstag zum ersten Mal sah, Maisies Galaxie genannt.
Wissenschaftler sagen, dass es sich um eine der vier frühesten bestätigten Galaxien handelt, die jemals gesehen wurden – obwohl sie derzeit etwa zehn weitere auswerten, die möglicherweise aus einer Zeit stammen, die noch früher als die von Maisie liegt.
„Das Aufregende an Maisies Galaxie ist, dass sie eine der ersten entfernten Galaxien war, die vom JWST identifiziert wurden, und von dieser Gruppe ist sie die erste, die tatsächlich spektroskopisch bestätigt wurde“, sagte Steven Finkelstein, der die von der University of Texas geleitete Forschung leitete in Austin.
Beginn der Zeit: Das James Webb Telescope der NASA hat eine der ältesten Galaxien im Universum entdeckt. Sie wurde Maisies Galaxie genannt, nach der Tochter des Astronomen, der sie entdeckte
Die Art und Weise, wie Astronomen das Alter einer Galaxie bestimmen, ist kompliziert.
Dabei wird ermittelt, wann Licht ein Objekt verlässt, was durch Messung der Rotverschiebung der Galaxie berechnet wird.
Dies ist das um wie viel sich seine Farbe aufgrund der Bewegung weg von der Erde verändert hat.
Da wir in einem expandierenden Universum leben, gilt: Je höher die Rotverschiebung eines Objekts, desto älter ist es.
Als es darum ging, das Alter der Maisie-Galaxie abzuschätzen, stützten sich Finkelstein und sein Team zunächst auf die Rotverschiebung auf Photometrie Helligkeit des Lichts in Bildern mithilfe einer kleinen Anzahl von Breitfrequenzfiltern.
Dies gab ihnen eine ungefähre Vorstellung, aber um eine genauere Schätzung zu erhalten, mussten sie neue Messungen mit dem spektroskopischen Instrument NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph) des JWST beantragen.
Dadurch wird das Licht eines Objekts in viele verschiedene schmale Frequenzen aufgeteilt, um dessen chemische Zusammensetzung, Wärmeabgabe, Eigenhelligkeit und Relativbewegung genauer zu bestimmen.
Laut dieser neuesten spektroskopischen Analyse weist Maisies Galaxie eine Rotverschiebung von z=11,4 auf.
Die Forscher untersuchten auch eine Galaxie namens CEERS-93316, von der ursprünglich geschätzt wurde, dass sie sich nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall gebildet hat.
Die Forscher untersuchten auch eine Galaxie namens CEERS-93316 (im Bild), die ursprünglich schätzungsweise nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall entstand. Später stellte sich jedoch heraus, dass Wissenschaftler von seinem Blaustich überrascht waren – und dass er sich tatsächlich eine Milliarde Jahre nach der Entstehung des Universums bildete
Nach Durchführung der Folgeanalyse stellte sich jedoch heraus, dass dies der Fall war CEERS-93316 hatte eine bescheidenere Rotverschiebung von z=4,9, was etwa einer Milliarde Jahre nach der Entstehung des Universums entspricht.
Der Grund dafür, dass die ursprüngliche Berechnung falsch war, lag darin, dass Wissenschaftler später entdeckten, dass heißes Gas in CEERS-93316 strahlte so viel Licht in einigen schmalen Frequenzbändern im Zusammenhang mit Sauerstoff und Wasserstoff aus, dass die Galaxie dadurch viel blauer erschien, als sie tatsächlich war.
Dieser blauere Farbton ahmte die Signatur nach, die Astronomen in sehr frühen Galaxien erwartet hatten.
Allerdings handelt es sich tatsächlich um eine Eigenart der photometrischen Methode, die nur für Objekte mit einer Rotverschiebung von etwa 4,9 gilt.
„Das war ein seltsamer Fall“, sagte Finkelstein.
„Von den vielen Dutzend Kandidaten mit hoher Rotverschiebung, die spektroskopisch beobachtet wurden, ist dies der einzige Fall, bei dem die tatsächliche Rotverschiebung viel geringer ist als unsere ursprüngliche Vermutung.“
Die Galaxie hatte nicht nur ein unnatürlich blaues Aussehen, sondern war auch viel heller, als aktuelle Modelle für Galaxien vorhersagen, die so früh im Universum entstanden sind.
„Es wäre wirklich schwierig gewesen zu erklären, wie das Universum so schnell eine so massereiche Galaxie erschaffen konnte“, sagte Finkelstein.
„Ich denke also, dass dies wahrscheinlich immer das wahrscheinlichste Ergebnis war, weil es so extrem, so hell und bei einer offensichtlich hohen Rotverschiebung war.“
Der Bau des JWST kostete 10 Milliarden US-Dollar (7,4 Milliarden Pfund) und wurde im Dezember 2021 vom europäischen Weltraumbahnhof in der Nähe von Kourou, Französisch-Guayana, gestartet.
Sein ultimatives Ziel ist es, 13,5 Milliarden Jahre tiefer in die Vergangenheit zu blicken, bis zu einem Punkt, der nur 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall liegt.
Die Entdeckung der Maisie-Galaxie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Das James-Webb-Teleskop: Das 10-Milliarden-Dollar-Teleskop der NASA soll das Licht der frühesten Sterne und Galaxien erfassen
Das James-Webb-Teleskop wurde als „Zeitmaschine“ beschrieben, die dabei helfen könnte, die Geheimnisse unseres Universums zu entschlüsseln.
Das Teleskop wird dazu dienen, einen Blick zurück auf die ersten Galaxien zu werfen, die vor mehr als 13,5 Milliarden Jahren im frühen Universum entstanden sind, und die Entstehung von Sternen, Exoplaneten und sogar den Monden und Planeten unseres Sonnensystems zu beobachten.
Das riesige Teleskop, das bereits mehr als 7 Milliarden US-Dollar (5 Milliarden Pfund) gekostet hat, gilt als Nachfolger des umlaufenden Hubble-Weltraumteleskops
Das James-Webb-Teleskop und die meisten seiner Instrumente haben eine Betriebstemperatur von etwa 40 Kelvin – etwa minus 387 Fahrenheit (minus 233 Grad Celsius).
Es ist das größte und leistungsstärkste orbitale Weltraumteleskop der Welt und kann 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall zurückblicken.
Das umlaufende Infrarot-Observatorium soll etwa 100-mal leistungsstärker sein als sein Vorgänger, das Hubble-Weltraumteleskop.
Die NASA betrachtet James Webb eher als Nachfolger als als Ersatz für Hubble, da beide noch eine Weile zusammenarbeiten werden.
Das Hubble-Teleskop wurde am 24. April 1990 mit der Raumfähre Discovery vom Kennedy Space Center in Florida gestartet.
Es umkreist die Erde mit einer Geschwindigkeit von etwa 17.000 Meilen pro Stunde (27.300 km/h) in einer niedrigen Erdumlaufbahn in einer Höhe von etwa 340 Meilen.