Riesige junge Galaxien, die von JWST gesehen werden, könnten unsere Modelle des Universums auf den Kopf stellen

Galaxien, die vom James-Webb-Weltraumteleskop entdeckt wurden, scheinen viel zu massereich zu sein, um sich so früh in der Geschichte des Universums gebildet zu haben, was ein Problem für unsere Vorstellungen von der Entstehung von Galaxien sein könnte

Von Lea Kran Und Alex Wilkin

Viele Galaxien im frühen Universum scheinen viel massiver zu sein als erwartet. Forscher entdeckten mit dem James Webb Space Telescope (JWST) Galaxien mit bis zu 100 Milliarden Sonnenmassen, die sich schneller gebildet haben müssen, als aktuelle Modelle erklären können.

Ivo Labbé von der Swinburne University of Technology in Australien und seine Kollegen haben die Entfernungen zu sechs massereichen Galaxien mithilfe eines Phänomens namens Rotverschiebung gemessen. Objekte, die weiter von der Erde entfernt sind, bewegen sich schneller von uns weg, wodurch sie roter erscheinen als Objekte in der Nähe. Sie fanden heraus, dass diese Galaxien alle etwa 30 Milliarden Lichtjahre entfernt waren, was bedeutet, dass sie sich innerhalb von 700 Millionen Jahren nach dem Urknall gebildet haben.

„Ich hätte vermutet, dass solche Galaxien so früh im Universum noch nicht existieren würden“, sagt Pieter van Dokkum von der Yale University in Connecticut, der zum Forschungsteam gehört. Das liegt daran, dass die Galaxien alle Massen hatten, die mindestens 10 Milliarden Mal so groß waren wie die Masse der Sonne, wobei eine Galaxie 100 Milliarden Sonnenmassen wiegt. Nach Modellen der galaktischen Entwicklung würden wir erwarten, dass so junge Galaxien wie diese relativ massearm sind, ohne viele Sterne, und dann im Laufe der Zeit wachsen, bis sie unserer eigenen Milchstraße mit einer Masse von etwa 1,5 ähneln Billionen Sonnenmassen.

Diese jungen Galaxien sind zwar massereich, aber auch überraschend kompakt. „Was passieren könnte, ist, dass sich die Zentren von Galaxien sehr früh bilden, früher als wir dachten, dann baut sich der Rest der Galaxie um sie herum auf“, sagt van Dokkum. „Ich vermute, dass wir hier keine fertigen Produkte sehen, sondern Anfänge, die sehr schnell passiert sind.“

Der genaue Mechanismus hinter dieser „schnellen“ Galaxienbildung – oder galaktischen Kernbildung, wie es auch sein mag – bleibt abzuwarten. „Wenn all dies weiteren Untersuchungen standhält, müssen wir einige Teile der Frühgeschichte der Galaxienentstehung überdenken“, sagt Andrew Pontzen vom University College London.

Weitere Untersuchungen seien jedoch von entscheidender Bedeutung, sagen Pontzen und die Forscher. Dieses Follow-up wird aus detaillierten Beobachtungen und Analysen der Lichtspektren der Galaxien mit JWST bestehen, was laut van Dokkum etwa ein Jahr dauern könnte.

Wenn diese Ergebnisse Bestand haben, könnte dies ein Problem für unser allgemeines Verständnis des Universums sein, nicht nur für die Entstehung von Galaxien. „Nachdem wir das Papier eingereicht hatten, wurden wir darauf hingewiesen, dass es zu diesem Zeitpunkt nicht genug Gas im Universum gab, um sich zu bilden [as many massive galaxies as this study suggests] – und das war ein kleiner Schock“, sagt Labbé. “Wenn Sie diese Monster bilden und sie mehr Sterne enthalten als das verfügbare Gas im Universum, ist das ein kleines Problem.” Das kann bedeuten, dass wir unsere Modelle des frühen Universums und seiner Inhalte genau unter die Lupe nehmen müssen.