Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop wird unsere Sicht auf die Anfänge des Universums genauer, doch eine kürzliche Beobachtung widerspricht einigen Erwartungen: In den frühen kosmischen Epochen scheinen kleine Galaxien seltsam selten zu sein.
Un der Leitung von Xuheng Ma von der University of Wisconsin analysierte ein Team Daten aus dem UNCOVER-Programm des James-Webb-Teleskops. Um diese sehr weit entfernten Objekte zu untersuchen, nutzten die Forscher den Galaxienhaufen Abell 2744 als natürliche Linse. Dabei machten sie sich den Gravitationslinseneffekt zunutze, der Licht aus fernen Hintergrundregionen verstärkt.
Ein Tiefenaufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops, die einige der ältesten und entferntesten jemals beobachteten Galaxien zeigt.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, and STScI
Bei der Analyse konzentrierten sich die Astronomen auf die Leuchtkraftfunktion, ein statistisches Werkzeug, das Galaxien nach ihrer Helligkeit erfasst. Normalerweise sollten lichtschwache Galaxien am häufigsten vorkommen. Doch die Daten offenbaren ein Phänomen: Unterhalb einer bestimmten Schwelle geringer Helligkeit beginnt die Anzahl der Galaxien zu sinken, anstatt zu steigen.
Diese Seltenheit könnte ihre Ursache in den unwirtlichen Bedingungen des jungen Universums haben. Die intensive Strahlung der ersten massereichen Sterne hätte nämlich das umgebende Gas aufgeheizt, wodurch kleine, massearme Galaxien es nicht festhalten konnten. Ohne diesen Rohstoff konnten sie nicht genügend Sterne bilden und blieben zu lichtschwach, um von unseren Instrumenten erfasst zu werden.
Diese Beobachtungen stellen unsere Modellierung der Reionisationsepoche in Frage, jener Periode, in der das Universum von einem undurchsichtigen in einen durchsichtigen Zustand überging. Wenn extrem schwache Galaxien seltener sind als erwartet, können sie nicht die Hauptakteure dieser Verwandlung gewesen sein. Stattdessen müssten größere und bereits gut entwickelte Galaxien für diesen kosmischen Übergang verantwortlich sein.
Die aktuellen Interpretationen stützen sich auf Modelle des Gravitationslinseneffekts, die verfeinert werden könnten. Um diesen Trend zu bestätigen, sind ergänzende Beobachtungen mit anderen Galaxienhaufen und zukünftigen großen Himmelsdurchmusterungen unerlässlich. Das James-Webb-Teleskop setzt seine Erkundung fort und lässt neue Entdeckungen über die Entwicklung von Galaxien erahnen.
Quelle: arXiv