Der Spiderweb-Protohaufen, wie er vom James Webb-Weltraumteleskop und seinem NIRCam-Instrument gesehen wird (Bildnachweis: ESA/Webb, NASA & CSA, H. Dannerbauer )
Astronomen haben mit dem James Webb Space Telescope (JWST) die Stränge des Spiderweb-Protoclusters erforscht. Das 10 Milliarden Dollar teure Weltraumteleskop hat zwar keine gruselige kosmische Spinne im Herzen dieses intergalaktischen Netzes gefunden, aber es hat einige Überraschungen entdeckt.
Dazu gehören neue Galaxien in diesem Protocluster (ein Galaxienhaufen in den frühen Stadien seiner Entstehung), der etwa 100 bekannte Galaxien enthält und 10 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das bedeutet, dass das JWST den Spiderweb-Protocluster so sieht, wie er etwa 4 Milliarden Jahre nach dem Urknall war.
Astronomen können riesige „kosmische Städte“ wie diese, die die frühe Ansammlung von Galaxien darstellen, nutzen, um das Wachstum und die Entwicklung des Universums zu verstehen.
„Wir beobachten den Aufbau einer der größten Strukturen im Universum, eine Stadt aus Galaxien im Bau“, sagte Teammitglied Jose M. Pérez-Martínez vom Instituto de Astrofísica de Canarias in einer Erklärung. „Wir wissen, dass die meisten Galaxien in lokalen Galaxienhaufen, den größten Metropolen des Universums, alt und nicht sehr aktiv sind, während wir in dieser Arbeit diese Objekte in ihrer Jugendzeit betrachten.
„Wenn diese Stadt im Bau wächst, werden auch ihre physikalischen Eigenschaften beeinflusst. Das JWST gibt uns nun zum ersten Mal neue Einblicke in den Aufbau solcher Strukturen.“
Spinnennetze und Geheimnisse
Auch wenn der Spiderweb-Protocluster bereits gut untersucht wurde, konnte das Team durch die Beobachtung mit dem JWST Details aufdecken, die zuvor verborgen waren.
Das liegt daran, dass das kosmische Gas und der Staub, die diese Ansammlung von frühen Galaxien umhüllen, sichtbares Licht sehr effektiv absorbieren und streuen.
Allerdings kann langwelliges Infrarotlicht dieser Materiehülle einen Strich durch die Rechnung machen und das empfindliche Infrarotauge des JWST erreichen. Dies hat dazu beigetragen, bisher verborgene Regionen des Spiderweb-Protohaufens zu enthüllen.
Der Spiderweb-Protohaufen, wie er vom JWST gesehen wird, wobei die einzelnen Galaxien hervorgehoben und nummeriert sind. (Bildnachweis: ESA/Webb, NASA & CSA, H. Dannerbauer)
Das JWST ermöglichte es den Forschern, Wasserstoffgas zu beobachten und es auf eine Weise zu verfolgen, die für bodengestützte Instrumente nicht möglich ist. Dadurch wurden Galaxien im Spiderweb-Protohaufen entdeckt, die normalerweise sehr stark verdeckt wären.
Die beeindruckenden Ergebnisse des Teams, die in nur 3,5 Stunden Beobachtungszeit erzielt wurden, zeigen die unglaubliche Leistungsfähigkeit des JWST.
„Wie erwartet, haben wir neue Galaxienhaufen gefunden, aber wir waren überrascht, dass wir mehr gefunden haben als erwartet“, erklärte Teammitglied Rhythm Shimakawa von der Waseda Universität. „Wir haben festgestellt, dass bereits bekannte Galaxienmitglieder, die den typischen sternbildenden Galaxien wie unserer Milchstraße ähneln, nicht so verdeckt oder mit Staub gefüllt sind wie erwartet, was ebenfalls eine Überraschung war.“
Teammitglied Helmut Dannerbauer vom Instituto de Astrofísica de Canarias erklärte, dass dies darauf zurückzuführen sein könnte, dass das Wachstum dieser typischen Galaxien nicht in erster Linie durch Galaxienwechselwirkungen oder Verschmelzungen ausgelöst wird, die die Sternentstehung auslösen.
„Wir vermuten, dass dies stattdessen durch die Sternentstehung erklärt werden kann, die durch die Ansammlung von Gas an verschiedenen Stellen der großräumigen Struktur des Objekts ausgelöst wird“, schloss Dannerbauer.
