Dank des James-Webb-Weltraumteleskops hat ein Astronomenteam 83 kleine Galaxien in der Phase der Sternentstehung identifiziert. Diese Galaxien, obwohl von bescheidener Größe, emittieren eine beträchtliche Menge an ultravioletter Strahlung, was auf eine Schlüsselrolle bei der Reionisation des frühen Universums hindeutet.
Weiße rautenförmige Symbole markieren die Position von 20 der 83 neu entdeckten jungen und massearmen Galaxien. Obwohl klein, sind diese Galaxien starke Quellen ultravioletter Strahlung.
Quelle: NASA/ESA/CSA/Bezanson et al. 2024 und Wold et al. 2025
Die Studie konzentrierte sich auf den Galaxienhaufen Abell 2744, auch bekannt als Pandora-Cluster. Die extreme Gravitation dieses Haufens wirkt wie eine natürliche Linse und verstärkt das Licht der dahinter liegenden fernen Galaxien. Diese Technik ermöglichte es den Forschern, bis zu 800 Millionen Jahre nach dem Urknall zurückzublicken.
Die Instrumente des JWST, insbesondere die NIRCam-Kamera und der NIRSpec-Spektrograf, waren entscheidend für den Nachweis der Signatur von doppelt ionisiertem Sauerstoff. Diese Signatur ist ein klarer Indikator für intensive Sternentstehung und bestätigt, dass diese Zwerggalaxien eine Hauptrolle bei der Aufhellung des Universums spielten.
Eine Animation, die die Identifizierung der Zwerggalaxien im Pandora-Cluster zeigt.
Quelle: NASA Die in
Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse legen nahe, dass diese Galaxien, obwohl klein, zahlreich und leistungsstark genug waren, um das neutrale Wasserstoffgas des jungen Universums zu ionisieren. Diese Entdeckung stellt frühere Theorien in Frage, die diese Rolle massereicheren Galaxien oder Quasaren zuschrieben.
Heute sind ähnliche Galaxien wie die „grünen Erbsen“ selten, aber für ihre starke ultraviolette Strahlung bekannt. Wenn die frühen Galaxien ähnlich funktionierten, könnten sie die gesamte Energie geliefert haben, die nötig war, um das Universum für Licht durchlässig zu machen.
Wie konnten Zwerggalaxien das junge Universum beeinflussen?
Zwerggalaxien, obwohl klein, waren im jungen Universum extrem zahlreich. Ihre große Anzahl kombiniert mit ihrer intensiven Sternentstehungsaktivität ermöglichte es ihnen, eine signifikante Menge an ultravioletter Strahlung abzugeben.
Diese Strahlung war stark genug, um den neutralen Wasserstoff, der das Universum zu dieser Zeit erfüllte, zu ionisieren. Dieser Prozess, bekannt als Reionisation, ermöglichte es dem Licht, sich frei durch den Raum auszubreiten, und beendete so das „dunkle Zeitalter“.
Die Beobachtungen des James-Webb-Teleskops bestätigten, dass diese kleinen Galaxien pro Masseneinheit mehr ultraviolette Strahlung produzieren konnten als größere Galaxien. Das machte sie besonders effektiv bei der Mitwirkung an der Reionisation.
Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis der Entwicklung des Universums und der Rolle verschiedener Galaxienpopulationen in dieser Entwicklung.
Quelle: NASA