JWST entdeckt die am weitesten entfernte Balkenspiralgalaxie, die je gesehen wurde

Ein internationales Astronomenteam hat eine massereiche Balkenspiralgalaxie bei einer Rotverschiebung von 5,1 identifiziert. Dies macht sie zur am weitesten entfernten Struktur dieser Art, die jemals beobachtet wurde, und verschiebt den Zeitrahmen für die Entstehung organisierter Galaxien nach dem Urknall weiter nach hinten.

Eine Galaxie, die es eigentlich noch nicht geben dürfte

Die Galaxie mit der Bezeichnung M1149-BSG-z5 wurde mithilfe des James Webb Space Telescope im parallelen Feld des Galaxienhaufens MACS J1149+2223 entdeckt. Die Ergebnisse, geleitet von Xiaohan Wang von der Tsinghua-Universität in Peking, wurden am 23. Juni auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht.themoonlight+1

Bei einer Rotverschiebung von 5,102 existierte M1149-BSG-z5, als das Universum etwa eine Milliarde Jahre alt war – eine Periode, die als Epoche der Reionisierung bekannt ist, in der die Bildung von Balkenstrukturen durch die turbulente kosmische Umgebung eigentlich als unterdrückt gilt. Die Galaxie beherbergt einen stellaren Balken von etwa 14.700 Lichtjahren Länge, Spiralarme, die sich auf etwa 17.900 Lichtjahre erstrecken, und eine stellare Masse von etwa 28 Milliarden Sonnenmassen.phys+2

Strukturelle Reife in einem jungen Universum

Die Entdeckung ist bemerkenswert, da M1149-BSG-z5 Merkmale aufweist, die normalerweise mit weitaus entwickelteren Systemen assoziiert werden. Ihre Sternentstehungsrate wurde auf etwa 144 Sonnenmassen pro Jahr gemessen, und spektroskopische Analysen bestätigten das Vorhandensein eines aktiven galaktischen Kerns mit einer breiten Linienkomponente. Die Metallizität der Galaxie – etwa 50 Prozent derjenigen der Sonne – deutet darauf hin, dass sie chemisch ausgereift ist, eine Eigenschaft, die so früh in der kosmischen Geschichte nicht erwartet wurde.themoonlight+1

Frühere JWST-Beobachtungen hatten Balkengalaxien bereits bei einer Rotverschiebung von etwa 4,0 gefunden, mit beobachteten Anteilen von nur 3 bis 7 Prozent bei einer Rotverschiebung von 3,5. M1149-BSG-z5 erweitert diese Grenze weiter und ist größer als typische Galaxien bei vergleichbaren Rotverschiebungen.phys+1

Hinweise zur Balkenbildung

Die Forscher stellten fest, dass eine Begleitgalaxie etwa 69.000 Lichtjahre von M1149-BSG-z5 entfernt liegt, was darauf hindeutet, dass Gezeitenwechselwirkungen eine Rolle bei der Auslösung der Balkenbildung gespielt haben könnten. Alternativ könnte der baryonendominierte, gasreiche Zustand der Galaxie eine schnelle Balkenentwicklung durch gravitative Instabilität begünstigt haben, was mit aktuellen kosmologischen Simulationen übereinstimmt.linkedin+2

Die Entdeckung ergänzt eine wachsende Zahl von JWST-Ergebnissen, die darauf hindeuten, dass das frühe Universum strukturierter war als bisher angenommen. Vor dem JWST war die früheste bekannte Balkengalaxie ceers-2112, die etwa 11,7 Milliarden Jahre zurückreicht. M1149-BSG-z5 verschiebt diesen Rekord um mehrere hundert Millionen Jahre nach hinten.nature