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Der Rekord für die am weitesten entfernte Galaxie wurde gerade wieder gebrochen, jetzt nur 250 Millionen Jahre nach dem Urknall

Donnan et al. (2022)‚ width=“580″ Höhe =“82″> Briefmarkenbilder von CEERS-93316 von ihren jeweiligen JWST NIRCam (Nahinfrarotkamera)-Filtern (F115W, F150W, F200W, F277W, F356W und F444W). Bildnachweis: Donnan et al. (2022)

In einer kürzlich bei Monthly Notices of the Royal Astronomical Society eingereichten Studie hat ein kooperatives Forschungsteam den ersten Datensatz des James Webb Space Telescope (JWST) verwendet und einen Galaxienkandidaten, CEERS-93316, entdeckt, der sich etwa 250 Millionen Jahre später gebildet hat der Bing Bang, der mit z = 16,7 ebenfalls einen neuen Rotverschiebungsrekord aufstellte. Dieses Ergebnis ist äußerst faszinierend, da es die Leistungsfähigkeit von JWST demonstriert, das erst vor einigen Wochen damit begann, seinen ersten Datensatz zurückzusenden. CEERS steht für Cosmic Evolution Early Release Science Survey und wurde speziell für die Bildgebung mit JWST entwickelt.

„Die letzten paar Wochen waren surreal, als ich sah, wie all die Rekorde, die mit Hubble lange Zeit bestanden, von JWST gebrochen wurden,“ sagt Dr. Rebecca Bowler, Ernest Rutherford Fellow an der University of Manchester und Co-Autorin der Studie. „Einen Galaxienkandidaten von z = 16,7 zu ​​finden, ist ein erstaunliches Gefühl – es war nicht etwas, was wir von den frühen Daten erwartet hatten.“

Diese neue Studie bezieht sich auf ein Dutzend früherer Studien, in denen Objekte bis zu Rotverschiebungen von z ~ 10 gemessen wurden, wobei eine Mischung aus bodengestützten Beobachtungen und mit dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Spitzer-Weltraumteleskop verwendet wurde.

„Es ist erstaunlich, bereits mit Webb einen so weit entfernten Galaxienkandidaten gefunden zu haben, wenn man bedenkt, dass dies nur der erste Datensatz ist.“ sagt Callum Donnan, ein Ph.D. Student an der University of Edinburgh und Hauptautor der Studie. „Es ist wichtig zu beachten, dass die Galaxie Folgebeobachtungen mittels Spektroskopie benötigt, um sich der Rotverschiebung sicher zu sein. Deshalb bezeichnen wir es als Galaxienkandidat.“

Die Studie ergab, dass CEERS-93316 kein massearmer Stern oder ungehinderter aktiver galaktischer Kern sein kann, basierend auf Bilddaten von NIRCam (Near Infrared Camera), dem primären Imager von JWST. Da CEERS-93316 nur 250 Millionen Jahre alt sein könnte, besteht ein Ziel der Kosmologen darin, zu wissen, was in so jungen Galaxien und so kurz nach dem Urknall vor sich geht.

„Nach dem Urknall trat das Universum in eine Zeit ein, die als dunkles Zeitalter bekannt ist, eine Zeit, bevor irgendwelche Sterne geboren wurden,“ erklärt Dr. Bowler. „Die Beobachtungen dieser Galaxie drängen die Beobachtungen zurück in die Zeit, als wir glauben, dass die ersten Galaxien, die jemals existierten, gebildet wurden. Wir haben bereits mehr Galaxien im sehr frühen Universum gefunden, als Computersimulationen vorhergesagt haben, also gibt es eindeutig viele offene Fragen darüber, wie und wann die ersten Sterne und Galaxien entstanden sind.“

Angesichts dieses unglaublichen Befunds in nur dem ersten Datensatz von JWST ist es faszinierend, darüber nachzudenken, wie viel Vater im Universum dieses rekordverdächtige Weltraumteleskop sehen kann und ob es den Urknall selbst sehen kann.

„Im Prinzip kann JWST Galaxien bei Rotverschiebungen von mehr als 20 erkennen, weniger als 200 Millionen Jahre nach dem Urknall.“ erklärt Bowler. „Diese Galaxien werden wahrscheinlich extrem schwer zu finden sein, aber die Entdeckung von CERRS 93316 gibt uns Hoffnung, dass sie existieren könnten. Beobachten Sie diesen Raum!“

„Das am weitesten entfernte beobachtete Phänomen ist der kosmische Mikrowellenhintergrund (CMB), der das „Nachglühen“ des Urknalls darstellt.“ erklärt Donnan. „Das Licht des CMB stammt ungefähr 400.000 Jahre nach dem Urknall und wurde im Laufe der Jahre von verschiedenen Instrumenten beobachtet – vor allem vom Planck-Satelliten, der 2009 gestartet wurde. Webb wird nicht in der Lage sein, so weit zurück zu sehen, aber es ist in der Lage, die frühesten Stadien der Galaxienentstehung zu untersuchen.“

Während Donnan und Bowler beide erklärten, dass keine weiteren Beobachtungen für CEERS-93316 geplant sind, sind sie zuversichtlich, dass dies in Zukunft der Fall sein wird.

Die Rotverschiebung ist Teil des sogenannten Doppler-Effekts, den Astronomen nutzen, um Entfernungen im Universum zu messen. Ein häufiges Beispiel zur Veranschaulichung des Doppler-Effekts ist die Änderung der Tonhöhe der Schallwelle, wenn ein lautes Objekt auf Sie zufährt und dann von Ihnen wegfährt, oft durch einen Krankenwagen oder ein anderes Ersthelferfahrzeug. Die Schallwellen, wenn sich das Objekt auf Sie zubewegt, werden als Blauverschiebung bezeichnet, während das Gegenteil als Rotverschiebung bezeichnet wird. Diese neue Studie, die einen neuen Rotverschiebungsrekord aufstellt, bedeutet, dass Wissenschaftler das bisher am weitesten entfernte Objekt im Universum gemessen haben.



Zitat: Der Rekord für die am weitesten entfernte Galaxie wurde gerade wieder gebrochen, jetzt nur noch 250 Millionen Jahre nach dem Urknall (2022, 3. August) vom 4. August 2022 abgerufen

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