Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) verändert unser Verständnis der chemischen Evolution des Universums, indem es ein Schlüsselelement für das Leben in den frühen Stadien des Universums entdeckt. Diese Entdeckung verspricht, die Theorien über die Entstehung der ersten Galaxien und die Bildung der Elemente neu zu schreiben.
Das derzeitige Wissen über die Bildung von Metallen im Universum basiert auf der Idee, dass Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind und von den Astronomen als Metalle bezeichnet werden, in Sternen gebildet und durch Supernova-Explosionen verstreut wurden. Es wurde allgemein angenommen, dass dieser Prozess mehrere Generationen von Sternen benötigte, damit diese Metalle in Hülle und Fülle vorhanden waren.
Die jüngste Entdeckung des James-Webb-Weltraumteleskops stellt diese Vorstellung in Frage. Indem sie eine ferne Galaxie so beobachteten, wie sie 350 Millionen Jahre nach dem Urknall erschien, identifizierten die Wissenschaftler eine Wolke aus Kohlenstoff. Dies ist der früheste Nachweis eines anderen Elements als Wasserstoff im jungen Universum. Diese Beobachtung wurde durch das Nahinfrarotspektrograf des James-Webb-Weltraumteleskops ermöglicht, das das alte Licht aufspaltete und die chemische Zusammensetzung dieser primitiven Galaxie, GS-z12, entzifferte.
Diese neue Entdeckung steht in starkem Kontrast zu früheren Theorien. Roberto Maiolino, Professor am Kavli-Institut für Kosmologie, erklärt, dass frühere Forschungen darauf hindeuteten, dass der Kohlenstoff etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall in großen Mengen zu entstehen begann. Doch die vom James-Webb-Weltraumteleskop nachgewiesene Kohlenstoffpräsenz zeigt, dass dieses Element viel früher gebildet wurde und unsere Vorstellungen über die ersten Metalle des Universums in Frage stellt.
Die Auswirkungen dieser Entdeckung auf die Wissenschaft sind weitreichend. Sie deutet darauf hin, dass der Kohlenstoffanreicherungsprozess im primitiven Universum viel schneller ablaufen konnte als bisher angenommen. Dies stellt unser Verständnis der Entstehung von Galaxien und Sternen in Frage und eröffnet neue Perspektiven dafür, wie die für das Leben notwendigen Elemente im Universum verbreitet wurden.
Ein Deep-Field-Bild des JWST, das den Beginn des Universums zeigt.
Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)
Zukünftig wirft diese Entdeckung viele Fragen auf. Wie konnte sich der Kohlenstoff so früh bilden? Welche Eigenschaften hatten die ersten Sterne? Die Forscher hoffen, dass zukünftige Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop und anderen Teleskopen diese Fragen beantworten und unser Verständnis des primitiven Universums vertiefen werden.
Quelle: arXiv