Webb-Teleskop deckt mysteriöse Galaxien auf, die sich wie Schnabeltiere verhalten

Einleitung

Astronomen, die Daten des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA durchforsten, haben eine Gruppe von Galaxien identifiziert, die eine noch nie dagewesene Kombination von Merkmalen aufweisen. Der leitende Forscher Haojing Yan von der University of Missouri vergleicht diese Entdeckung mit dem Schnabeltier in der Biologie, einem Tier, das sich aufgrund seiner einzigartigen Merkmalsmischung einer einfachen Kategorisierung entzieht. Diese neue Population von Galaxien wird als extrem winzig und kompakt beschrieben, fast wie eine Punktquelle erscheinend, aber ohne die erwarteten Signaturen eines Quasars, bei denen es sich typischerweise um aktive supermassereiche Schwarze Löcher handelt, die entfernte punktförmige Beobachtungen dominieren.

Die Forschung, die auf dem 247. Treffen der American Astronomical Society in Phoenix vorgestellt wurde, unterstreicht die Fähigkeit des Webb-Teleskops, unerwartete kosmische Phänomene aufzudecken. Vier der neun Galaxien in dieser neu identifizierten "Schnabeltier"-Stichprobe wurden ursprünglich in der Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) des Webb-Weltraumteleskops gefunden. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist ihr punktförmiges Erscheinungsbild, selbst wenn sie mit den beispiellosen Detailerfassungsmöglichkeiten des Webb-Weltraumteleskops beobachtet werden.

Nicht kategorisierbare kosmische Kuriositäten

Die anfängliche Reaktion des Teams auf diese Galaxien war von Überraschung geprägt, wobei Yan bemerkte, dass ihre koexistierenden Eigenschaften unwahrscheinlich erschienen, aber unverkennbar vorhanden waren. Die Forscher analysierten sorgfältig eine Stichprobe von 2.000 Quellen aus verschiedenen Webb-Studien und isolierten schließlich neun punktförmige Objekte, die 12 bis 12,6 Milliarden Jahre alt sind, also eine relativ frühe Phase in der 13,8 Milliarden Jahre alten Geschichte des Universums. Spektraldaten, die mehr Informationen liefern als reine Bilder, erwiesen sich als entscheidend. Für diese neun Quellen stimmten die Spektraldaten nicht mit bestehenden Klassifikationen überein. Sie waren zu weit entfernt, um Sterne in unserer eigenen Galaxie zu sein, und zu schwach, um Quasare zu sein, die für ihre immense Helligkeit bekannt sind, welche ihre Heimatgalaxien überstrahlt. Während ihre Spektren einige Ähnlichkeiten mit den weniger entfernten "grünen Erbsen"-Galaxien aufweisen, die 2009 entdeckt wurden, sind diese neu gefundenen Galaxien deutlich kompakter.

Yan zog erneut eine Parallele zum Schnabeltier und wies darauf hin, wie sein detaillierter genetischer Code seine ungewöhnliche Natur offenbart, indem er Merkmale mit Vögeln, Reptilien und Säugetieren teilt. In ähnlicher Weise deuten die kombinierten Bild- und Spektraldaten von Webb darauf hin, dass diese Galaxien eine unerwartete Ansammlung von Merkmalen aufweisen. Yan erklärte weiter, dass die charakteristischen Emissionslinien der Spektren typischer Quasare breite Basisspitzen aufweisen, die auf die hohe Geschwindigkeit des Gases hindeuten, das ihre supermassereichen Schwarzen Löcher umkreist. Im Gegensatz dazu sind die Spitzen, die in den Spektren dieser "Schnabeltier-Population" beobachtet werden, schmal und scharf, was auf langsamere Gasbewegungen hindeutet. Obwohl Schmalbandgalaxien mit aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern existieren, weisen sie nicht das punktförmige Erscheinungsbild der von Yan's Team identifizierten Stichprobe auf.

Signaturen der frühen Galaxienbildung?

Nachdem festgestellt wurde, dass diese Objekte nicht der Definition von Quasaren entsprachen, analysierte der Doktorand Bangzheng Sun die Daten, um Signaturen von Sternentstehungsgalaxien zu erkennen. Die verfügbaren Spektren mit geringer Auflösung konnten die Möglichkeit nicht ausschließen, dass diese neun Objekte tatsächlich Sternentstehungsgalaxien sind, eine Schlussfolgerung, die mit den Daten übereinstimmt. Der verwirrende Aspekt bleibt jedoch ihre außergewöhnlich geringe und kompakte Größe, insbesondere angesichts der Auflösungsfähigkeiten von Webb in solch großen Entfernungen.

Eine von dem Team vorgeschlagene Hypothese ist, dass Webb beispiellose Einblicke in frühere Stadien der Galaxienbildung und -entwicklung liefert. Die vorherrschende wissenschaftliche Meinung ist, dass große Galaxien, wie unsere Milchstraße, durch die Verschmelzung vieler kleinerer Galaxien wachsen. Yan wirft eine grundlegende Frage auf: Was geht der Entstehung dieser kleinen Galaxien voraus? Diese neue Forschung wirft eine Frage nach dem allerersten Beginn des Prozesses der Galaxienbildung auf. Könnten solche kleinen, grundlegenden Galaxien auf ruhige Weise entstehen, bevor chaotische Verschmelzungen beginnen, wie ihr punktförmiges Erscheinungsbild vermuten lässt?

Um diese Fragen zu beantworten und die Natur dieser kosmischen "Schnabeltiere" besser zu verstehen, benötigt das Team eine größere Stichprobe als die derzeitigen neun Objekte und muss Spektren mit höherer Auflösung analysieren. Yan erwähnte, dass diese neun Objekte nicht der Hauptfokus der ursprünglichen breiten Webb-Studien waren, sondern zufällig im Hintergrund entdeckt wurden. Die aktuelle Aufgabe besteht darin, die Implikationen dieser Entdeckung zu bedenken und Strategien zu entwickeln, um die Fähigkeiten von Webb für weitere Erkenntnisse zu nutzen. Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Weltraumforschungszentrum, das sich der Entschlüsselung von Geheimnissen in unserem Sonnensystem, der Erforschung entfernter Exoplaneten und der Untersuchung der Struktur und der Ursprünge des Universums widmet, einschließlich des Platzes der Menschheit darin. Webb ist eine internationale Zusammenarbeit unter Beteiligung der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Canadian Space Agency (CSA).

Original source: "https://science.nasa.gov/missions/webb/scientists-identify-astronomys-platypus-with-nasas-webb-telescope/"