JWST entdeckt frühe Galaxien, die bis zu viermal massereicher sind als gedacht

Die massereichsten Galaxien im frühen Universum enthalten weitaus mehr kleine, lichtschwache Sterne als bisher angenommen, was sie bis zu viermal schwerer macht als frühere Schätzungen nahelegten. Die am Montag in Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse vertiefen ein ohnehin schon komplexes Rätsel darüber, wie Galaxien so kurz nach dem Urknall so schnell so groß werden konnten.phys+1 ## Verborgene Sterne hinter kosmischen Wolkenkratzern Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern der Leiden University nutzte ultratiefe Spektren des NIRSpec-Instruments des James Webb Space Telescope in Kombination mit bodengestützten Daten der LEGA-C-Durchmusterung des Very Large Telescope, um neun massereiche, inaktive Galaxien bei einer Rotverschiebung von etwa 0,7 zu untersuchen. Zum ersten Mal gelang es dem Team, in solch großen Entfernungen das Verhältnis von massearmen Sternen zu ihren helleren, massereicheren Gegenstücken zuverlässig zu bestimmen.arxiv+1 Die Ergebnisse zeigen, dass diese Galaxien einen deutlich größeren Anteil an massearmen Sternen beherbergen als weniger massereiche Galaxien wie unsere Milchstraße – ein Phänomen, das als "bodenlastige" Anfangsmassenfunktion (Initial Mass Function, IMF) bezeichnet wird. Die IMF ist das statistische Werkzeug, mit dem Astronomen aus dem kollektiven Licht einer Galaxie, das von den hellsten Sternen dominiert wird, auf die gesamte Sternpopulation schließen.universetoday+1 "Wäre eine Galaxie eine Stadt, wären die hellsten Sterne die Wolkenkratzer, die einem aus der Ferne sofort ins Auge fallen", sagt die Hauptautorin Chloe Cheng, die kürzlich an der Leiden University promovierte. "Unsere Modelle zeigen, dass eine weitaus zahlreichere Population massearmer Sterne von diesen seltenen, hellen Sternen verdeckt wird, wie Häuser, die zwischen Wolkenkratzern versteckt sind."phys ## Ein Problem mit dem Faktor Vier Die Auswirkungen sind gravierend für die ohnehin "unmöglich frühen" Galaxien des. Bei den beiden ältesten Galaxien der Stichprobe – direkte Nachfahren dieser rätselhaften Objekte – erhöhen die bodenlastigen IMFs die geschätzten Sternmassen um den Faktor drei bis vier. Eine Galaxie, die wahrscheinlich weniger als 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall entstand, könnte viermal massereicher sein als bisher angenommen.universiteitleiden+1 Seit dem Start des JWST kämpfen Astronomen mit der Entdeckung überraschend massereicher und reifer Galaxien, die bereits etwa 500 Millionen Jahre nach dem Urknall existierten – Objekte, die mit Standardmodellen der Galaxienentstehung nur schwer zu erklären waren. Diese neuen Messungen verstärken diese Spannung nur noch weiter.nature+1 ## Breitere Konsequenzen Die Forschung hat Auswirkungen, die über die Galaxienentwicklung hinausgehen. "Viel mehr Masse als bisher angenommen ist in massearmen Sternen verborgen", sagt Mariska Kriek von der Leiden University, die die Studie leitete. "Da viele Planeten massearme Sterne umkreisen, könnte dies sogar darauf hindeuten, dass im frühen Universum mehr Planeten entstanden sind, als wir bisher angenommen hatten."phys+1 Das Team plant, seine Methoden in den kommenden Jahren auf noch frühere Galaxien anzuwenden, um der Ära, in der die ersten Sterngenerationen entstanden, näher zu kommen.