JWST enthüllt versteckte Sterne, die frühe Galaxien 3- bis 4-mal massiver machen als gedacht

Astronomen haben mit dem James Webb Space Telescope entdeckt, dass einige der größten Galaxien im frühen Universum viel mehr kleine, schwache Sterne enthielten, als Wissenschaftler zuvor annahmen – sie waren drei- bis viermal massiver als frühere Schätzungen suggerierten.

Die in Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse eines internationalen Teams mit Forschern der Penn State University und der Universität Leiden erhöhen den Druck auf bestehende Theorien darüber, wie die ersten Galaxien innerhalb einer Milliarde Jahre nach dem Big Bang entstanden und sich entwickelten.

Das Team untersuchte neun massive, reife Galaxien, die bereits Milliarden von Jahren aufgehört hatten, neue Sterne zu erzeugen. Durch die Kombination von JWST-Beobachtungen mit bodengestützten Daten des Very Large Telescope konnten sie das Licht jeder Galaxie in ein Spektrum zerlegen und erstmals in dieser Entfernung zuverlässig das Verhältnis kleiner zu großer Sterne schätzen.

Wenn eine Galaxie eine Stadt wäre, wären die hellsten Sterne die Wolkenkratzer, die einem aus der Ferne sofort ins Auge fallen, erklärte Erstautorin Chloe Cheng von der Universität Leiden. Unsere Modelle zeigen, dass eine viel zahlreichere Population massearmer Sterne von diesen seltenen, hellen Sternen verborgen wird – wie Häuser zwischen Wolkenkrатzern.

Eine Galaxie ragte heraus: Sie entstand wahrscheinlich weniger als 1,5 Milliarden Jahre nach dem Big Bang und könnte bis zu viermal massiver sein als bisherige Berechnungen nahelegten.

Die Entdeckung verschärft ein Problem, das Kosmologen seit Beginn der JWST-Beobachtungen beschäftigt. Das Teleskop hat wiederholt unerwartet massive und reife Galaxien gefunden, die weit früher existierten, als es Modelle vorhersagten. Wenn diese Galaxien auch verborgene Populationen massearmer Sterne beherbergten – die frühere Techniken nicht nachweisen konnten – wird das Zeitleisten-Rätsel noch akuter.

Diese Entdeckung hat entscheidende Implikationen für unser Verständnis des frühen Universums, sagte Mitautor Joel Leja von Penn State. Das Hinzufügen von bis zu viermal mehr Sternen zu diesen massiven, früh entstandenen Galaxien verschärft diese Spannungen weiter.

Da viele Planeten massearme Sterne umkreisen, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass planetare Systeme im frühen Universum häufiger gewesen sein könnten als bisher angenommen – was spannende Fragen darüber aufwirft, wann die Bedingungen für Leben erstmals entstanden.

Die Forscher planen, die Methode auf noch frühere Galaxien auszudehnen und näher an die Epoche heranzukommen, in der die ersten Sternengenerationen des Universums entstanden.