Das Webb-Teleskop entdeckt organische Moleküle in einer fernen Galaxie

Anmerkung der Redaktion: Melden Sie sich für den Wissenschaftsnewsletter „Wonder Theory“ von CNN an. Entdecken Sie das Universum mit Neuigkeiten über faszinierende Entdeckungen, wissenschaftliche Fortschritte und mehr.

Astronomen haben mit dem James Webb-Weltraumteleskop die am weitesten entfernten bekannten organischen Moleküle im Universum entdeckt. Es ist das erste Mal, dass Webb komplexe Moleküle im fernen Universum entdeckt hat.

Die komplexen Moleküle wurden in einer Galaxie namens SPT0418-47 gefunden, die mehr als 12 Milliarden Lichtjahre entfernt liegt.

Die Entdeckung wirft Licht auf die chemischen Wechselwirkungen, die in den frühesten Galaxien im Universum auftraten, und wie sie mit der Sternentstehung zusammenhängen.

Auf der Erde kommen die Moleküle, sogenannte polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, in Rauch, Ruß, Smog, Motorabgasen und Waldbränden vor.

Die Basis der organischen Moleküle ist Kohlenstoff, der als einer der Bausteine ​​des Lebens gilt, da er ein Schlüsselelement in Aminosäuren ist, die Proteine ​​bilden.

Eine detaillierte Studie zu den Ergebnissen wurde am Montag in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Das Licht der staubigen Galaxie begann sich durch den Kosmos zu bewegen, als das Universum weniger als 1,5 Milliarden Jahre alt war, also gerade einmal 10 % seines heutigen Alters von 13,8 Milliarden Jahren. Die Galaxie wurde erstmals 2013 vom Südpolteleskop der National Science Foundation entdeckt. Andere Observatorien wie das Hubble-Weltraumteleskop und das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chile haben es seitdem beobachtet.

Aber die Infrarotfähigkeiten des Webb-Teleskops, das für das menschliche Auge unsichtbares Licht sehen und durch kosmischen Staub blicken kann, konnten neue Details über die Galaxie erfassen. Und das Weltraumobservatorium erhielt Hilfe durch ein Phänomen namens Gravitationslinseneffekt.

„Diese Vergrößerung geschieht, wenn zwei Galaxien aus der Sicht der Erde nahezu perfekt ausgerichtet sind und das Licht der Hintergrundgalaxie von der Vordergrundgalaxie verzerrt und vergrößert wird, sodass eine ringartige Form entsteht, die als Einstein-Ring bekannt ist“, sagte der Co-Autor der Studie, Joaquin Vieira, Professor für Astronomie und Physik an der University of Illinois Urbana-Champaign, in einer Erklärung.

Der Gravitationslinseneffekt wurde ursprünglich in Albert Einsteins Relativitätstheorie vorhergesagt.

„Durch die Kombination von Webbs erstaunlichen Fähigkeiten mit einer natürlichen ‚kosmischen Lupe‘ konnten wir noch mehr Details sehen, als wir es sonst könnten“, sagte erDer leitende Studienautor Justin Spilker, Assistenzprofessor für Physik und Astronomie an der Texas A&M University, in einer Erklärung.

„Diese Vergrößerungsstufe hat unser Interesse daran geweckt, diese Galaxie mit Webb zu betrachten, denn sie lässt uns wirklich all die reichen Details dessen sehen, was eine Galaxie im frühen Universum ausmacht, was wir sonst nie sehen könnten.“ " sagte Spilker, der auch Mitglied des George P. and Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy von Texas A&M ist.

Astronomen entdeckten die Signatur der organischen Moleküle bei einer sorgfältigen Analyse von Webbs Daten. Die Moleküle kommen im Weltraum häufig vor.

Hier auf der Erde sind sie Teil der krebserregenden Kohlenwasserstoffemissionen, die zur Luftverschmutzung des Planeten beitragen.

Bisher dachten Astronomen, dass polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe ein Zeichen der Sternentstehung seien, weil sie die großen Moleküle in der Nähe heller junger Sterne beobachtet hatten. Webbs Daten zeigten jedoch, dass das Vorhandensein dieser Moleküle möglicherweise kein Indikator für die Sternentstehung in den frühen Tagen des Universums war.

„Dank der hochauflösenden Bilder von Webb haben wir viele Regionen mit Rauch, aber ohne Sternentstehung gefunden, und andere, in denen sich neue Sterne bilden, aber ohne Rauch“, sagte Spilker.

Der unerwartete Befund hilft Astronomen dabei, Antworten auf einige der noch offenen Fragen zum Beginn des Universums zu finden.

Das Webb-Teleskop entdeckt eine gewaltige Wolke, die vom Saturnmond Enceladus ausbricht

„Entdeckungen wie diese sind genau das, wofür Webb geschaffen wurde: die frühesten Stadien des Universums auf neue und aufregende Weise zu verstehen“, sagte Studienkoautor Kedar Phadke, Doktorand der Astronomie an der University of Illinois Urbana-Champaign, in einer Erklärung . „Es ist erstaunlich, dass wir Milliarden von Lichtjahren entfernte Moleküle identifizieren können, mit denen wir hier auf der Erde vertraut sind, auch wenn sie auf eine Weise auftauchen, die uns nicht gefällt, wie Smog und Rauch. Es ist auch eine kraftvolle Aussage über das Erstaunliche.“ Fähigkeiten von Webb, die wir noch nie zuvor hatten.“

Die Forscher freuen sich darauf, Webbs Fähigkeiten in Zukunft bei der Suche nach noch weiter entfernten Galaxien noch stärker zu nutzen.

„Nachdem wir zum ersten Mal gezeigt haben, dass dies möglich ist, freuen wir uns darauf zu verstehen, ob es wirklich wahr ist, dass dort, wo Rauch ist, auch Feuer ist“, sagte Spilker. „Vielleicht können wir sogar Galaxien finden, die so jung sind, dass komplexe Moleküle wie diese noch keine Zeit hatten, sich im Vakuum des Weltraums zu bilden, sodass Galaxien alle aus Feuer und nicht aus Rauch bestehen. Der einzige Weg, dies sicher zu wissen.“ besteht darin, mehr Galaxien zu betrachten, hoffentlich sogar weiter entfernt als diese.