Seit Jahrzehnten versuchen Astronomen, so weit wie möglich in das tiefe Universum zu sehen. Durch die Beobachtung des Kosmos kurz nach dem Urknall hoffen Astrophysiker und Kosmologen, alles über die frühe Entstehung des Universums und seine anschließende Entwicklung zu erfahren. Dank Instrumenten wie dem Hubble-WeltraumteleskopAstronomen konnten Teile des Universums sehen, die zuvor nicht zugänglich waren.
Aber selbst der ehrwürdige Hubble ist nicht in der Lage, alles zu sehen, was im frühen Universum geschah. Mit der kombinierten Kraft einiger der neuesten astronomischen Observatorien aus der ganzen Welt beobachtete ein Team internationaler Astronomen unter der Leitung des Instituts für Astronomie der Universität Tokio 39 bisher unentdeckte antike Galaxien, ein Fund, der erhebliche Auswirkungen auf die Astronomie und Kosmologie haben könnte.
Das Team hinter der Entdeckung bestand aus Mitgliedern des Instituts für Astronomie der Universität Tokio, des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS), der Anhui Normal University in China, der Universität Ludwig-Maximilians in München, der National Astronomical Observatories of China und der Academia Sinica Institut für Astronomie und Astrophysik (ASIAA) in Taiwan. Ihre Forschung erschien in der 7. August Ausgabe von Natur.
Das Unsichtbare entdecken
Einfach ausgedrückt sind die frühestmöglichen Galaxien im Universum bisher unsichtbar geblieben, da ihr Licht sehr schwach ist und bei langen Wellenlängen auftritt, die von Hubble nicht erkannt werden können. Die Mannschaft
Die daraus resultierende Entdeckung war nicht nur beispiellos, sondern die Entdeckung dieser vielen Galaxien dieses Typs widerspricht aktuellen kosmologischen Modellen. Wie Tao Wang, ein Forscher der AISAA und Mitautor der Studie, erklärte:
„Dies ist das erste Mal, dass eine so große Population massereicher Galaxien in den ersten 2 Milliarden Jahren des 13,7 Milliarden Jahre dauernden Lebens des Universums bestätigt wurde. Diese waren bisher für uns unsichtbar. Dieser Befund widerspricht den aktuellen Modellen für diese Periode der kosmischen Evolution und wird dazu beitragen, einige Details hinzuzufügen, die bisher fehlten. “
Diese Galaxien waren, obwohl sie zu dieser Zeit die größten waren, immer noch sehr schwer zu erkennen. Ein Großteil des Grundes hat damit zu tun, inwieweit ihr Licht durch die Expansion des Universums gedehnt wurde. In der alltäglichen Astronomie
Auf diese Weise können Astronomen nicht nur feststellen, wie weit ein Objekt entfernt ist, sondern auch, wie dieses Objekt in der Vergangenheit ausgesehen hat. Wenn man jedoch auf die früheste Epoche des Universums (vor über 13 Milliarden Jahren) blickt, dehnt die immense Entfernung die Wellenlänge des sichtbaren Lichts bis zu dem Punkt aus, an dem es nicht mehr im Bereich des sichtbaren Lichts liegt und infrarot wird.
Ein weiterer Grund, warum diese Galaxien schwer zu erkennen sind, besteht darin, dass größere Galaxien dazu neigen, in Staub gehüllt zu sein, insbesondere wenn sie sich noch in den frühen Teilen ihrer Bildung befinden. Dies neigt dazu, sie mehr zu verschleiern als ihre kleineren galaktischen Gegenstücke. Aus diesen Gründen bestand der Verdacht, dass diese Galaxien nicht so alt waren, wie das Team vorgeschlagen hatte. Wie Wang anzeigte:
„Es war schwer, unsere Kollegen davon zu überzeugen, dass diese Galaxien so alt waren, wie wir es vermutet hatten. Unser anfänglicher Verdacht auf ihre Existenz kam von den Infrarotdaten des Spitzer-Weltraumteleskops. Aber ALMA hat scharfe Augen und enthüllte Details bei Wellenlängen im Submillimeterbereich, der besten Wellenlänge, um durch den im frühen Universum vorhandenen Staub zu blicken. Trotzdem brauchten wir weitere Daten des fantasievoll benannten Very Large Telescope in Chile, um wirklich zu beweisen, dass wir alte massive Galaxien gesehen haben, in denen noch keine zuvor gesehen worden waren. “
Was bedeutet das für die Astronomie?
Da die Entdeckung dieser Galaxien unseren aktuellen kosmologischen Modellen widerspricht, haben die Ergebnisse des Teams natürlich einige bedeutende Auswirkungen auf Astronomen. Wie Kotaro Kohno, Professor am Institut für Astronomie und Mitautor der Studie, erklärte:
„Je massereicher eine Galaxie ist, desto massiver ist das supermassereiche Schwarze Loch in ihrem Herzen. Das Studium dieser Galaxien und ihrer Entwicklung wird uns also auch mehr über die Entwicklung supermassiver Schwarzer Löcher erzählen “, fügte Kohno hinzu. „Massive Galaxien sind auch eng mit der Verteilung unsichtbarer dunkler Materie verbunden. Dies spielt eine Rolle bei der Gestaltung der Struktur und Verteilung von Galaxien. Theoretische Forscher müssen ihre Theorien jetzt aktualisieren. “
Ein weiterer interessanter Fund war die Art und Weise, in der sich diese 39 alten Galaxien von unseren unterscheiden. Für den Anfang hatten diese Galaxien eine höhere Dichte an Sternen als die Milchstraße heute; Das heißt, wenn unsere Galaxie ähnlich wäre, würden Sterngucker etwas ganz anderes sehen, wenn sie zum Nachthimmel aufblicken.
„Zum einen würde der Nachthimmel viel majestätischer erscheinen. Die größere Dichte der Sterne bedeutet, dass es viel mehr Sterne in der Nähe geben würde, wenn sie größer und heller erscheinen würden “, sagte Wang. "Umgekehrt bedeutet die große Staubmenge, dass weiter entfernte Sterne weitaus weniger sichtbar sind, sodass der Hintergrund dieser hellen, nahen Sterne eine riesige dunkle Leere sein könnte."
Da dies das erste Mal ist, dass eine solche galaktische Population entdeckt wurde, freuen sich Astronomen auf das, was sie sonst noch finden könnten. Derzeit ist selbst ALMA nicht hoch genug, um die chemischen Zusammensetzungen und Sternpopulationen dieser Galaxien zu untersuchen. Observatorien der nächsten Generation werden jedoch den Beschluss für Astrnomere haben, diese Studien durchzuführen.
Dazu gehört das James Webb-Weltraumteleskop, dessen Start derzeit für 2021 geplant ist. Bodengestützte Observatorien wie das Extrem Large Telescope (ELT) der ESO, das 30-Meter-Teleskop (TMT) und das Giant Magellan Telescope (GMT) dürften dies ebenfalls tun spielen eine wichtige Rolle.
Es ist eine aufregende Zeit für Astronomen und Kosmologen. Ganz langsam ziehen sie eine weitere Schicht des Universums zurück, um zu sehen, welche Geheimnisse darunter lauern!
