Eine neue Computersimulation stimmt mit den Beobachtungen des James Web Space Telescope über das frühe Universum überein und stellt die Entstehung früher Galaxien und die ersten Sterne des Universums genau dar.
Forscher haben ein Modell des frühen Universums erstellt, das den Beobachtungen besser entspricht.
Forscher haben eine neue Computersimulation des frühen Universums entwickelt, die eng mit den Beobachtungen des frühen Universums übereinstimmt James Webb-Weltraumteleskop (JWST).
Erste JWST-Beobachtungen deuteten darauf hin, dass in unserem Verständnis der frühen Galaxienentstehung möglicherweise etwas nicht stimmt. Die ersten vom JWST untersuchten Galaxien schienen heller und massereicher zu sein als theoretisch erwartet.
Die Renaissance-Simulationen
Die faszinierenden Ergebnisse wurden kürzlich in veröffentlicht Das Open Journal of Astrophysics, von Forschern der Maynooth University, Irland, zusammen mit Mitarbeitern des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), zeigen, dass die Beobachtungen des JWST nicht im Widerspruch zu den theoretischen Erwartungen stehen. Bei den sogenannten „Renaissance-Simulationen“, die das Team verwendet, handelt es sich um eine Reihe hochentwickelter Computersimulationen der Galaxienentstehung im frühen Universum.
Forscher haben eine neue Computersimulation des frühen Universums entwickelt, die eng mit Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST) übereinstimmt. Bildnachweis: NASA, ESA und S. Beckwith (STScI) und das HUDF-Team
Die Simulation kann sehr kleine Klumpen dunkler Materie auflösen und diese Klumpen verfolgen, während sie koagulieren und sich zu Halos aus dunkler Materie aufbauen, die dann die Arten von Galaxien beherbergen, die wir beobachten. Die Simulationen können auch die Entstehung der allerersten Sterne modellieren, die in unserem Universum entstehen – Sterne der Population III –, von denen erwartet wird, dass sie viel massereicher und heller sind als heutige Sterne.
Konsistenz mit aktuellen Modellen
Die vom MU-Team verwendeten Simulationen zeigten, dass diese Galaxien mit den Modellen übereinstimmen, die die Physik der kosmologischen Simulationen bestimmen.
Zu den Ergebnissen sagte Hauptautor Joe M. McCaffrey, Doktorand am Department of Theoretical Physics in Maynooth: „Wir haben gezeigt, dass diese Simulationen für das Verständnis unseres Ursprungs im Universum von entscheidender Bedeutung sind.“ Wir hoffen, dass wir in Zukunft dieselben Simulationen nutzen können, um das Wachstum massereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum zu untersuchen.“
Die Kraft von JWST
Zur Forschung und zukünftigen Ausrichtung seines Forschungsteams sagte Dr. John Regan, außerordentlicher Professor an der Abteilung für Theoretische Physik in Maynooth: „Das JWST hat unser Verständnis des frühen Universums revolutioniert.“ Dank seiner unglaublichen Kraft sind wir nun in der Lage, einen Blick auf das Universum zu werfen, wie es nur ein paar hundert Millionen Jahre nach dem Universum aussah Urknall – eine Zeit, in der das Universum weniger als 1 % seines heutigen Alters hatte.
„Was JWST uns zeigt, ist, dass das junge Universum voller massiver Sternentstehung und einer sich entwickelnden Population massiver Schwarzer Löcher war. Die nächsten Schritte werden darin bestehen, diese Beobachtungen als Leitfaden für unsere theoretischen Modelle zu nutzen – etwas, das bis vor Kurzem schlicht unmöglich war.“
Referenz: „No Tension: JWST Galaxies at z>10 Consistent with Cosmological Simulations“ von Joe McCaffrey, Samantha Hardin, John H. Wise und John A. Regan, 27. September 2023, Das Open Journal of Astrophysics.
DOI: 10.21105/astro.2304.13755