6 neue „Kandidaten“-Galaxien entdeckt! Bestehende kosmologische Theorien könnten in Frage gestellt werden

Nachrichtenagentur Xinhua, Peking, 23. Februar (Xinhua) In einem am 22. Februar in der renommierten britischen Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel heißt es, das James Webb-Weltraumteleskop habe sechs „Kandidatengalaxien“ entdeckt. Sie erschienen kurz nach dem Urknall und ihre Entstehungsgeschwindigkeit lässt sich mit bestehenden astronomischen Theorien nur schwer erklären.

Die Forscher warten nun darauf, die Identität dieser Objekte weiter zu bestätigen, da sie davon ausgehen, dass es sich bei einigen von ihnen wahrscheinlich um massereiche Galaxien handelt. Sobald ihre Existenz bestätigt ist, wird sie das bisherige Verständnis der wissenschaftlichen Gemeinschaft vom frühen Universum auf den Kopf stellen und einige grundlegende Regeln der Kosmologie müssen möglicherweise überarbeitet werden.

Am 11. Juli 2022 veröffentlichte die US-Regierung das erste farbige Bild des Universums aus den Tiefen des Weltraums, das vom James Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurde und den Galaxienhaufen „SMACS 0723“ erfasste. Laut NASA handelt es sich dabei um das bislang am weitesten entfernte und klarste Infrarotbild des Universums. Nachrichtenagentur Xinhua

„Ein Baby, das weniger als 7 Zentimeter groß ist und 70 Kilogramm wiegt“

Die Beobachtungsdaten stammen aus der ersten Reihe von Datensätzen, die vom Webb-Teleskop veröffentlicht wurden. Als ein spezielles Forscherteam aus Australien, den USA, Dänemark und Spanien die Daten analysierte, fanden sie in einem unauffälligen Bereich in der Nähe des Großen Wagens einige „unscharfe Punkte“, die ungewöhnlich hell und ungewöhnlich rot waren.

In der Astronomie steht Rot für „älter“. Während sich das Universum weiter ausdehnt, bewegte sich das ultraviolette und sichtbare Licht, das von frühen leuchtenden Objekten ausgestrahlt wurde, in Richtung des roten Endes des Spektrums und erreichte schließlich heute in Form von Infrarotlicht den erdnahen Weltraum. Dieses Phänomen wird „Rotverschiebung“ genannt. Als „Nachfolger“ des Hubble-Weltraumteleskops liegen die Beobachtungswellenlängen des Webb-Teleskops hauptsächlich im Infrarotbereich, was Wissenschaftlern helfen wird, „den Ursprung aller Dinge aus größerer Entfernung zu erkennen“. Im Gegensatz dazu beobachtet Hubble hauptsächlich im sichtbaren und ultravioletten Licht.

Nach der Analyse glauben die Forscher, dass es sich bei den sechs roten Punkten, die sie gefunden haben, um Galaxien handeln könnte, die etwa 500 bis 700 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind, als das Alter des Universums etwa 3 % seines heutigen Alters betrug. Zwei der Galaxien waren bereits auf Bildern des Hubble-Teleskops zu sehen, waren jedoch so schwach, dass sie damals unbemerkt blieben, berichtete AFP.

Dies ist ein Bild des Universums, das vom James Webb-Weltraumteleskop aufgenommen und von der NASA am 12. Juli 2022 veröffentlicht wurde. Nachrichtenagentur Xinhua

Auf Grundlage der Daten berechneten die Forscher, dass die Gesamtmasse der Sterne in diesen „Kandidatengalaxien“ 10 bis 100 Milliarden Sonnen entspricht. Eine der Galaxien scheint eine mit der Milchstraße vergleichbare Masse zu haben, ist jedoch 30-mal dichter und sieht grundsätzlich anders aus als die derzeit im Universum vorhandenen Galaxien.

Reuters zitierte Ivo Rabe, Astrophysiker an der Swinburne University of Technology in Australien und Erstautor der Studie, mit den Worten: „Wenn die Milchstraße ein normalgroßer Erwachsener ist, 1,75 Meter hoch und 70 Kilogramm schwer, dann sind diese Galaxien wie einjährige Babys, die ungefähr gleich viel wiegen (wie Erwachsene) und weniger als sieben Zentimeter groß sind. Das frühe Universum war voller Merkwürdigkeiten.“

Den Forschern zufolge entstanden diese Himmelskörper im frühen Universum. Bestehende astronomische Theorien gingen davon aus, dass „zu dieser Zeit nur einige winzige, junge ‚Baby‘-Galaxien existieren konnten“. Unerwarteterweise existierten so reife Galaxien wie die Milchstraße schon so früh. Wissen Sie, es hat mehr als 13 Milliarden Jahre gedauert, bis die Milchstraße ihre heutige Größe erreicht hat.

Darüber hinaus sind die Massen dieser „Kandidatengalaxien“ viel größer als die vom Standardmodell der Kosmologie vorhergesagten, mit einer Differenz von bis zu 100 Mal. Zählt man die darin enthaltenen Sterne zusammen, „übersteigt dies die Gesamtmasse der Materie, die zu dieser Zeit im Universum existierte.“

Dies ist ein Bild des Universums, das vom James Webb-Weltraumteleskop aufgenommen und von der NASA am 12. Juli 2022 veröffentlicht wurde. Nachrichtenagentur Xinhua

Dies widerspricht den aktuellen kosmologischen Modellen

Rabe sagte, dass die Wachstumsrate einer jungen Galaxie etwa 20 Mal so hoch sein müsse wie die der Milchstraße, damit sie innerhalb von 700 Millionen Jahren auf die Größe der Milchstraße „anwachsen“ könne. Die Existenz solch massereicher Galaxien so kurz nach dem Urknall widerspricht den aktuellen kosmologischen Modellen, die das beste wissenschaftliche Verständnis der Funktionsweise des Universums darstellen. Eine mögliche Erklärung für diesen Widerspruch besteht darin, dass es andere Möglichkeiten der Galaxienbildung gibt, die der Menschheit derzeit unbekannt sind. „Es scheint, als gäbe es einen Kanal, der eine Überholspur ist, und die Überholspur schafft Monster.“

Der derzeit vorherrschenden kosmologischen Theorie zufolge entstand das Universum durch einen Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren. Zwischen 380.000 und etwa 150 Millionen Jahren nach dem Urknall erlebte es ein „dunkles Zeitalter“ ohne leuchtende Himmelskörper. Am Ende des „dunklen Zeitalters“ entstand unter dem Gravitationseinfluss der dunklen Materie die großräumige Struktur des Universums und die erste Generation von Sternen und Galaxien wurde geboren.

Dunkle Materie ist eine Art unsichtbarer Materie, die theoretisch existieren könnte. Wissenschaftler haben bei astronomischen Beobachtungen viele Phänomene entdeckt, die scheinbar gegen Newtons Gravitationsgesetz verstoßen. Diese Phänomene lassen sich jedoch gut erklären, wenn man von der Existenz dunkler Materie ausgeht. Nach Berechnungen der Wissenschaftler macht gewöhnliche Materie etwa 15 % der gesamten Materiemasse im Universum aus, die restlichen 85 % sind dunkle Materie.

Dies ist ein Bild des Universums, das vom James Webb-Weltraumteleskop aufgenommen und von der NASA am 12. Juli 2022 veröffentlicht wurde. Nachrichtenagentur Xinhua

Emma Chapman, Astrophysikerin an der Universität Nottingham in Großbritannien, erklärte dem Guardian, wenn eine so große Galaxie kurz nach dem Urknall entstanden sein könnte, bedeute dies, dass „das dunkle Zeitalter vielleicht doch nicht so dunkel war und dass eine große Zahl von Sternen im Universum viel früher entstanden sein könnte, als wir dachten“.

Laut der Website der britischen Vierteljahresschrift Science Letters gab Emma Curtis-Lake, Astronomin an der University of Hertfordshire in Großbritannien, eine andere Erklärung: Einige der neu entdeckten Galaxien hätten in ihren Kernen supermassereiche Schwarze Löcher, und was wie Sternenlicht aussieht, könnte Licht sein, das von dem Gas und Staub ausgestrahlt wird, das von dem Schwarzen Loch verschluckt wird. Das Webb-Teleskop hat zuvor ein aktives supermassives „Kandidaten“-Schwarzes Loch fotografiert. Analysen zeigten, dass sie früher entstanden ist als die oben erwähnte „Kandidatengalaxie“. Allerdings fällt es Wissenschaftlern derzeit schwer zu erklären, warum sich nach dem Urknall so schnell ein supermassereiches Schwarzes Loch gebildet hat.

Curtis-Lake sagte, um die „Identität“ neu entdeckter Himmelskörper zu bestätigen, müssten Astronomen deren Entfernung, Masse, Spektralinformationen usw. weiter bestätigen.

Rabe sagte, das Webb-Teleskop habe bereits Spektren einiger Galaxien aufgenommen und „mit etwas Glück werden wir in einem Jahr mehr wissen.“ (Wang Xinfang)