Abell 370 zeigt mehrere Lichtbögen, darunter den „Drachenbogen“. (Bildnachweis: NASA)
Neues Jahr, neuer Meilenstein: Eine kosmische Laune der Natur hat es dem James Webb Space Telescope (JWST) ermöglicht, Bilder von 44 einzelnen Sternen in einer Galaxie auf halbem Weg durch das beobachtbare Universum aufzunehmen – diese Region ist so weit entfernt, dass Astronomen es einst für unmöglich hielten, einzelne Sterne darin zu identifizieren, so als würde man ein Fernglas benutzen, um Staubkörner in Kratern auf dem Mond zu erkennen.
„Ich hätte mir nie träumen lassen, dass Webb sie in so großer Zahl sehen würde“, sagte Rogier Windhorst, ein Astronom an der Arizona State University, der zum Entdeckungsteam gehörte, in einer Erklärung. „Und jetzt beobachten wir, wie diese Sterne in den Bildern, die im Abstand von nur einem Jahr aufgenommen wurden, auftauchen und wieder verschwinden, wie Glühwürmchen in der Nacht. Webb versetzt uns alle immer wieder in Erstaunen.“
Die Entdeckung ist nicht nur eine technologische Meisterleistung, sondern bietet auch die Möglichkeit, das schwer fassbare Verhalten der dunklen Materie zu untersuchen, so die Forscher.
Die neu entdeckten 44 Sterne – die größte Ansammlung von Sternen, die jemals im fernen Universum beobachtet wurde – gehören zu einer weit entfernten, verborgenen Galaxie, deren Licht zu der auffallend langen Ranke in der linken Bildmitte verzerrt wurde, die den Spitznamen „Drache“ trägt. Das Licht aus der Heimatgalaxie des Drachen begann seine Reise durch den Weltraum vor etwa 6,5 Milliarden Jahren, als das Universum nur halb so alt war wie heute. Aus der Analyse der Farben jedes der neu entdeckten Sterne im Drachen schlossen die Forscher, dass es sich um rote Überriesen in der Endphase ihres Lebens handelt, wie die bekannte – vielleicht bald explodierende – Beteigeuze auf der rechten Schulter des Sternbilds Orion.
Abell 370, ein Galaxienhaufen, der fast 4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist, weist mehrere Lichtbögen auf, darunter den „Drachenbogen“ (unten links in der Mitte). Diese Bögen werden durch Gravitationslinsen verursacht: Das Licht von weit entfernten Galaxien, die sich weit hinter dem massiven Galaxienhaufen befinden und auf die Erde zukommen, wird durch die massive Schwerkraft des Haufens um Abell 370 herum gebeugt, was zu verzerrten Bildern führt. (Bildnachweis: NASA)
Der Drache ist in Wirklichkeit ein Mischmasch aus mehreren duplizierten Bildern einer einzigen Spiralgalaxie im Hintergrund, die durch ihre zufällige Ausrichtung hinter dem Galaxienhaufen Abell 370 verblüffende kosmische Luftspiegelungen erzeugt. Abell 370 selbst ist die überfüllte Heimat einer erstaunlichen Ansammlung von mehreren hundert Galaxien, die etwa 4 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Cetus durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Etwa hundert weitere, weit entfernte, unsichtbare Galaxien erscheinen als schwache Lichtfetzen, die sich innerhalb des Galaxienhaufens verfangen, der wie eine massive, dazwischenliegende kosmische Linse wirkt, die das Licht dieser Hintergrundgalaxien vergrößert und verzerrt und sie mit leistungsstarken Teleskopen wie dem JWST auffindbar macht. Die Untersuchung dieser Lichtbögen ermöglicht es den Astronomen, weit entfernte Galaxien viel detaillierter zu untersuchen, als es sonst möglich wäre.
Fengwu Sun, Postdoktorand am Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian und Mitautor der Studie, stolperte über den Sternenhaufen, als er auf Bildern des Drachen, die das JWST in den Jahren 2022 und 2023 aufgenommen hatte, nach einer gravitativ gelinsene Hintergrundgalaxie suchte. „Als wir die Daten verarbeiteten, stellten wir fest, dass es eine Menge einzelner Sternpunkte zu geben schien“, sagte er in der Erklärung. „Es war ein aufregender Fund, denn es war das erste Mal, dass wir so viele einzelne Sterne so weit entfernt sehen konnten.“
Aber selbst das mächtige JWST hätte Schwierigkeiten, eine so große Anzahl heller Sterne zu identifizieren, wenn es nicht die zufällige Hilfe von schwebenden Sternen innerhalb von Abell 370 gäbe, die sich zufällig kurz mit Sternen in der verborgenen Galaxie im Hintergrund in einer Linie befanden und sie durch die Gravitation weiter vergrößerten, so Sun und seine Kollegen in einer am Montag (6. Januar) in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlichten Arbeit.
Durch subtile Variationen, die diese Ereignisse in der Gravitationslinsenlandschaft verursachten, änderte sich die Helligkeit der Sterne im Laufe der Zeit, so dass sie „von Bild zu Bild wie ein glitzernder Weihnachtsbaum auftauchten und wieder verschwanden“, sagte Studienmitautor Nicholas Foo von der Arizona State University in der Erklärung.
Eine Studie über diese Ergebnisse wurde am 6. Januar in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
