James Webb: Weltraumteleskop entdeckt Universumsbrecher

Das James-Webb-Teleskop hat sechs massereiche Galaxien entdeckt, die es so nicht geben darf. Sie sind kurz nach dem Urknall entstanden.

Artikel veröffentlicht am 24. Februar 2023, 11:15 Uhr, Patrick Klapetz

Bilder von sechs Kandidaten für massereiche Galaxien, aufgenommen 500-800 Millionen Jahre nach dem Urknall: Eine der Quellen (unten links) könnte so viele Sterne enthalten wie unsere heutige Milchstraße, ist aber 30-mal kompakter. (Bild: NASA, ESA, CSA, I. LABBE (SWINBURNE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY), G. BRAMMER (NIELS BOHR INSTITUTE'S COSMIC DAWN CENTER AT THE UNIVERSITY OF COPENHAGEN))

Ein Forschungsteam zeigt in seiner am 22. Februar 2023 veröffentlichten Studie sechs Galaxien, die bereits kurz nach dem Urknall so massereich wie die heutige Milchstraße waren. Dabei darf es dies nach bisherigem Verständnis nicht geben. Die ersten Sterne sollen sich ungefähr 400 Millionen Jahre nach dem Urknall - dem Anbeginn von Raum, Zeit und Materie - gebildet haben. Die ersten großen Galaxien haben sich nach gängigen Theorien um die eine Milliarde Jahre nach dem Big Bang geformt.

Doch die von dem James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommenen Galaxien sind in einer Zeit von etwa 500 bis 700 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums zu großen Galaxien herangewachsen. "Man erwartet einfach nicht, dass das frühe Universum in der Lage war, sich so schnell zu organisieren. Diese Galaxien sollten keine Zeit gehabt haben, sich zu bilden", erklärt Erica Nelson in einer Veröffentlichung auf Eurekalert. Sie ist Assistenzprofessorin für Astrophysik an der University of Colorado Boulder und Mitautoren der Studie.

Frühe Galaxien-Entstehung

Es ist nicht das erste Mal, dass mit den Daten von James Webb junge Galaxien zu einer Zeit entdeckt wurden, wo es eigentlich noch keine Galaxien geben durfte. Letztes Jahr entdeckte ein anderes Team von Wissenschaftlern vier Galaxien, die wahrscheinlich 350 Millionen Jahre nach dem Urknall aus Gas zusammengewachsen sind. Doch diese Objekte waren vergleichsweise schrumpelig und enthielten nur ein Vielfaches an Masse aus Sternen.

Die jetzigen sechs entdeckten Galaxien sind dagegen von anderer Relevanz. Denn die Entdeckung steht mit 99 Prozent der kosmologischen Modelle im Konflikt. Galaxien sollen nach bisherigen Annahmen als kleine Wolken aus Sternen und Staub entstanden sein, die im Laufe der Zeit allmählich größer wurden. Zwar hofft das Forschungsteam auf weitere Beobachtungen, jedoch scheint es für sie so zu sein, dass die bisherigen Annahmen zur Entstehung von Galaxien falsch sind oder dass die kosmologischen Modelle überarbeitet werden müssen.

Vielleicht hat das Forschungsteam auch etwas anderes entdeckt, erklärt Joel Leja. Er ist Assistenzprofessor für Astronomie und Astrophysik an der Penn State University und modellierte das eingefangene Licht dieser Galaxien: "Die Daten deuten zwar darauf hin, dass es sich wahrscheinlich um Galaxien handelt, aber ich halte es auch für möglich, dass sich einige dieser Objekte als verdeckte supermassereiche schwarze Löcher entpuppen."

Um das Rätsel zu lösen, müssen weitere Beobachtungen und Untersuchungen folgen. Jedoch ist es das erste Mal, dass Wissenschaftler so weit in die Vergangenheit des Universums schauen können. Entsprechend können die bisherigen Modelle tatsächlich fehlerhaft sein.

Zur Studie

Die vorgestellte Studie wurde am 22. Februar 2023 in der Fachzeitschrift Nature unter dem Titel A population of red candidate massive galaxies ~600 Myr after the Big Bang (Eine Population roter Kandidaten-Galaxien ~600 Millionen Jahre nach dem Urknall) veröffentlicht.