Dieses erstaunliche Bild des Webb-Teleskops enthüllt Dinge, die Wissenschaftler nicht erklären können

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat es Astronomen ermöglicht, Dinge zu sehen, die sie nicht erklären können.

Zumindest jetzt noch nicht.

im Neuen Forschung(Öffnet in einem neuen Tab) Von Webb aus – dem leistungsstärksten Weltraumobservatorium, das jemals gebaut wurde – haben Astronomen 50 Stunden damit verbracht, in das tiefste Universum zu blicken und einige der ersten Galaxien zu entdecken, die vor mehr als 13 Milliarden Jahren entstanden sind. Eine so reiche kosmische Landschaft mit den kleinsten Objekten, die die Menschheit je gesehen hat, einzufangen, ist eine erstaunliche Leistung. Die Daten zeigen aber auch, dass diese Urgalaxien eine riesige Menge Energie in den Weltraum freigesetzt haben – 10 mal Mehr als Wissenschaftler erwartet hatten.

Die „Hauptfrage“ ist Wie Diese jungen Galaxien haben genau das erreicht, sagte Pablo J. Perez Gonzalez, Astrophysiker am Zentrum für Astrobiologie in Spanien, in einer Erklärung. Seltsame schwarze Löcher? lebende Sterne? Pérez-González ist der Autor der Studie, die in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde Astrophysikalische Tagebuchbriefe.

Das Webb-Teleskop ist ein sehr empfindliches Instrument mit der Fähigkeit, einige der am weitesten entfernten Lichtstrahlen im Weltraum einzufangen. Dies liegt daran, dass Webb eine Art von Licht sieht, das wir nicht sehen können, nämlich Infrarot, das sich bei längeren Wellenlängen ausbreitet als sichtbares Licht. Entscheidend ist, dass sich das alte Licht mit der Ausdehnung des Universums ausdehnt, was bedeutet, dass es sich verändert und „rotverschoben“ hat.

Somit kann der mächtige Webb die Energie sehen, die die frühen Galaxien erzeugten. Wählen Sie Astronomen aus Wahrscheinlich entstanden in den ersten 500 Millionen Lebensjahren des Universums 44 Galaxien. Ursprünglich wurde diese Energie als ultraviolettes Licht abgestrahlt, sie erstreckte sich aber auch ins Infrarote.

Im Bild unten, das von den Forschern veröffentlicht wurde, sehen Sie:

• Links: Eine Tiefenfeldansicht des Universums mit lebhaften Spiralgalaxien im Vordergrund und einer großen Anzahl älterer Galaxien in der Ferne. Fast alle dieser Objekte sind Galaxien.

• Rechts: Vergrößerte Ansichten von drei stark rotverschobenen Galaxien, die unerwartete Energiemengen freisetzen. „Sie entstanden in den ersten 200 bis 500 Millionen Jahren nach dem Urknall, als das Universum 1–5 Prozent des heutigen Alters hatte.“ [age]Eine Erklärung zur Forschung erklärt.

Antike Galaxien, aufgenommen vom MIRI Deep Imaging Survey des James Webb Space Telescope.
Bildnachweis: Pierluigi Rinaldi / Rafael Navarro Carrera / Pablo J. Perez Gonzalez

Das elektromagnetische Spektrum zeigt alle Wellenlängen des Lichts, wie sichtbares Licht, Infrarot, Ultraviolett und darüber hinaus.
Bildnachweis: NASA

Astronomen haben mithilfe fortschrittlicher Computer simuliert, wie sich das Universum über Milliarden von Jahren entwickelt hat, angefangen bei der Entstehung der ersten Sterne und Galaxien bis hin zur Entstehung der für das Leben wesentlichen organischen Materialien. Aber keine Simulation hat solch intensive Emissionen ultravioletter Energie vorhergesagt. Was könnte das erklären?

Es könnte sich um Sterne handeln, die jung und energiegeladen sind, heißer als unsere durchschnittlich große Sonne und große Energiemengen in den Weltraum abgeben. oder, Es ist möglich, dass dieses uralte Licht von supermassiven Schwarzen Löchern erzeugt wurde, die Hunderttausende bis Milliarden Mal so groß sind wie die Masse der Sonne und normalerweise in den Zentren von Galaxien wie unserer eigenen Milchstraße zu finden sind.

Aber das wirft eine andere Frage auf: „Woher kamen diese supermassiven Schwarzen Löcher?“ fragte Perez Gonzalez.

„Derzeit liefert uns JWST viel mehr Fragen als Antworten, aber diese neuen Forschungsrichtungen sind aufregend.“

Er fragt sich, wie solche gigantischen Objekte – mit einer so starken Schwerkraft, dass nicht einmal Licht entkommen kann – so schnell und so früh in der Geschichte des Universums entstanden sind. Die meisten Schwarzen Löcher entstehen aus explodierenden Sternen, aber könnten diese Schwarzen Löcher auch auf andere Weise entstanden sein? viele Fragen.

„Derzeit liefert uns JWST viel mehr Fragen als Antworten, aber diese neuen Forschungsrichtungen sind aufregend“, sagten die Forscher.

Bleiben Sie dran für weitere Antworten und Fragen zu Webb.

Künstlerische Illustration des James Webb-Weltraumteleskops, das eine Million Meilen von der Erde entfernt die Sonne umkreist.
Bildnachweis: NASA

Die leistungsstarken Fähigkeiten des Webb-Teleskops

Das Webb-Teleskop – eine wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der Kanadischen Weltraumorganisation – soll in das tiefste Universum vordringen und beispiellose Einblicke in das frühe Universum liefern. Aber auch interessante Planeten in unserer Galaxie und sogar Planeten in unserem Sonnensystem sind im Visier.

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So erreicht Webb Dinge wie kein anderer und wird dies wahrscheinlich über Jahrzehnte tun:

• Riesenspiegel: Webbs Spiegel, der das Licht einfängt, hat einen Durchmesser von mehr als 21 Fuß. Das ist zweieinhalb Mal größer als der Spiegel des Hubble-Weltraumteleskops. Durch das Einfangen von mehr Licht kann Webb ältere, entferntere Objekte sehen. Wie oben gezeigt, blickt das Teleskop auf Sterne und Galaxien, die vor mehr als 13 Milliarden Jahren entstanden sind, nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.

  „Wir werden die ersten Sterne und Galaxien sehen, die jemals entstanden sind“, sagte Jean Creighton, Astronomin und Direktorin des Manfred Olson Planetariums an der University of Wisconsin-Milwaukee, gegenüber Mashable im Jahr 2021.

• Infrarotansicht: Im Gegensatz zu Hubble, das größtenteils für uns sichtbares Licht sieht, ist Webb in erster Linie ein Infrarotteleskop, das heißt, es sieht Licht im Infrarotspektrum. Dadurch können wir mehr vom Universum sehen. Infrarot ist länger Wellenlängen(Öffnet in einem neuen Tab) des sichtbaren Lichts, und so gleiten die Lichtwellen effizienter durch kosmische Wolken; Licht kollidiert selten mit diesen dichten Teilchen und wird gestreut. Letztendlich kann Webbs Infrarotsicht Orte durchdringen, die Hubble nicht erreichen kann.

  „Es lüftet den Schleier“, sagte Creighton.

• Blick auf entfernte Exoplaneten: Webb-Teleskop Er trägt eine spezielle Ausrüstung, ein sogenanntes Spektrophotometer(Öffnet in einem neuen Tab) Es würde unser Verständnis dieser fernen Welten revolutionieren. Die Instrumente können Moleküle (wie Wasser, Kohlendioxid und Methan) entschlüsseln, die in der Atmosphäre entfernter Exoplaneten vorhanden sind – egal, ob es sich um Gasriesen oder kleinere, felsige Welten handelt. Webb wird Exoplaneten in der Milchstraße untersuchen. Wer weiß, was wir finden werden.

  „Vielleicht lernen wir Dinge, über die wir nie nachgedacht haben“, sagte Mercedes Lopez-Morales, Exoplanetenforscherin und Astrophysikerin an der University of California in San Francisco. Zentrum für Astrophysik – Harvard und Smithsonian(Öffnet in einem neuen Tab)für Mashable im Jahr 2021.

  Astronomen ist es bereits gelungen, interessante chemische Reaktionen auf einem 700 Lichtjahre entfernten Planeten zu finden, und das Observatorium hat mit der Suche nach einem der am meisten erwarteten Orte im Universum begonnen: den erdgroßen Gesteinsplaneten im TRAPPIST-Sonnensystem.