Das Webb-Teleskop entdeckt die am weitesten entfernten organischen Moleküle des Universums

Jan 20, 2024

Ein internationales Team von Astronomenhat komplexe organische Moleküle entdecktin der bisher entferntesten Galaxie mit dem James Webb-Weltraumteleskop der NASA.

Die Entdeckung der Moleküle, die auf der Erde in Rauch, Ruß und Smog bekannt sind, zeigt die Fähigkeit von Webb, dabei zu helfen, die komplexe Chemie zu verstehen, die bereits in den frühesten Perioden der Erde mit der Geburt neuer Sterne einhergeht Geschichte des Universums. Zumindest für Galaxien lassen die neuen Erkenntnisse Zweifel an dem alten Sprichwort aufkommen, dass dort, wo Rauch ist, auch Feuer ist.

Mit dem Webb-Teleskop fanden der Astronom Justin Spilker von der Texas A&M University und seine Mitarbeiter die organischen Moleküle in einer Galaxie, die mehr als 12 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Aufgrund seiner extremen Entfernung begann das von den Astronomen entdeckte Licht seine Reise, als das Universum weniger als 1,5 Milliarden Jahre alt war – etwa 10 Prozent seines heutigen Alters. Die Galaxie wurde erstmals 2013 vom Südpolteleskop der National Science Foundation entdeckt und seitdem von vielen Observatorien untersucht, darunter dem Radioteleskop ALMA und dem Hubble-Weltraumteleskop.

Spilker weist darauf hin, dass die Entdeckung, über die diese Woche in der Zeitschrift Nature berichtet wurde, durch die vereinten Kräfte von Webb und dem Schicksal ermöglicht wurde, mit ein wenig Hilfe eines Phänomens namens Gravitationslinseneffekt. Die Linsenbildung, die ursprünglich von Albert Einsteins Relativitätstheorie vorhergesagt wurde, tritt auf, wenn zwei Galaxien aus unserer Sicht auf der Erde nahezu perfekt ausgerichtet sind. Das Licht der Hintergrundgalaxie wird von der Vordergrundgalaxie gestreckt und vergrößert, sodass eine ringartige Form entsteht, die als Einstein-Ring bekannt ist.

„Durch die Kombination von Webbs erstaunlichen Fähigkeiten mit einer natürlichen ‚kosmischen Lupe‘ konnten wir noch mehr Details sehen, als wir es sonst könnten“, sagte Spilker, Assistenzprofessor am Texas A&M Department of Physics and Astronomy und Mitglied der George P. und Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy. „Diese Vergrößerungsstufe hat unser Interesse daran geweckt, diese Galaxie mit Webb zu betrachten, denn sie lässt uns wirklich all die reichen Details dessen sehen, was eine Galaxie im frühen Universum ausmacht, was wir sonst nie sehen könnten.“ "

Die Daten von Webb fanden die verräterische Signatur großer organischer Moleküle, die Smog und Rauch ähneln – Bausteine ​​derselben krebserregenden Kohlenwasserstoffemissionen auf der Erde, die maßgeblich zur Luftverschmutzung beitragen. Spilker sagt jedoch, dass die Auswirkungen galaktischer Rauchsignale für ihre kosmischen Ökosysteme weitaus weniger katastrophal seien.

„Diese großen Moleküle kommen im Weltraum tatsächlich ziemlich häufig vor“, erklärte Spilker. „Früher dachten Astronomen, sie seien ein gutes Zeichen dafür, dass sich neue Sterne bilden. Überall, wo man diese Moleküle sah, flammten auch Babysterne auf.“

Die neuen Ergebnisse von Webb zeigen laut Spilker, dass diese Idee im frühen Universum möglicherweise nicht ganz zutrifft.

„Dank der hochauflösenden Bilder von Webb haben wir viele Regionen mit Rauch, aber ohne Sternentstehung gefunden, und andere, in denen sich neue Sterne bilden, aber ohne Rauch“, fügte Spilker hinzu.

Kedar Phadke, Absolvent der University of Illinois Urbana-Champaign, der die technische Entwicklung der Webb-Beobachtungen des Teams leitete, stellte fest, dass Astronomen Webb nutzen, um Verbindungen über die Weiten des Weltraums mit beispiellosem Potenzial herzustellen.

„Entdeckungen wie diese sind genau das, wofür Webb geschaffen wurde: die frühesten Stadien des Universums auf neue und aufregende Weise zu verstehen“, sagte Phadke. „Es ist erstaunlich, dass wir Milliarden von Lichtjahren entfernte Moleküle identifizieren können, mit denen wir hier auf der Erde vertraut sind, auch wenn sie auf eine Weise auftauchen, die uns nicht gefällt, wie Smog und Rauch. Es ist auch eine kraftvolle Aussage über das Erstaunliche.“ Fähigkeiten von Webb, die wir noch nie zuvor hatten.“

Zu der Leitung des Teams gehören außerdem die Astronomin Jane Rigby vom Goddard Space Flight Center der NASA, Joaquin Vieira, Professor an der University of Illinois, und Dutzende Astronomen auf der ganzen Welt.

Die Entdeckung ist Webbs erster Nachweis komplexer Moleküle im frühen Universum – ein Meilenstein, den Spilker eher als Anfang denn als Ende ansieht.

„Das Webb-Teleskop steckt noch in den Kinderschuhen, daher sind die Astronomen gespannt darauf, all die neuen Dinge zu sehen, die es für uns tun kann“, sagte Spilker. „Rauch in einer Galaxie zu einem frühen Zeitpunkt in der Geschichte des Universums entdecken? Webb lässt das einfach aussehen. Nachdem wir nun zum ersten Mal gezeigt haben, dass dies möglich ist, freuen wir uns darauf, zu verstehen, ob es wirklich wahr ist, wo es Rauch gibt.“ Rauch, da ist Feuer. Vielleicht können wir sogar Galaxien finden, die so jung sind, dass komplexe Moleküle wie diese noch keine Zeit hatten, sich im Vakuum des Weltraums zu bilden, also sind Galaxien alle Feuer und kein Rauch. Der einzige Weg Um es sicher zu wissen, muss man mehr Galaxien betrachten, hoffentlich sogar weiter entfernt als diese.

– Diese Pressemitteilung wurde ursprünglich auf der Website der Texas A&M University veröffentlicht