JWST entdeckt uralten Staub, der von frühesten Supernovae stammen könnte

Staub klingt vielleicht nicht nach dem interessantesten Thema, aber für eine bestimmte Gruppe von Astronomen ist es spannend. Forscher haben kürzlich mit dem James-Webb-Weltraumteleskop Staubkörner aus dem frühen Universum identifiziert, die von den frühesten Supernovae erzeugt worden sein könnten.

James Webb ist ein leistungsstarkes Werkzeug, weil es Forschern ermöglicht, extrem weit entfernte und daher extrem alte Galaxien zu identifizieren. Mithilfe von Webb lassen sich diese frühen Galaxien nicht nur identifizieren, sondern auch Spektren von ihnen aufnehmen, die Aufschluss über ihre chemische Zusammensetzung geben können, indem man sieht, welche Lichtwellenlängen sie absorbieren. Im Rahmen einer Umfrage namens JWST Advanced Deep Extragalactic Survey oder JADES hat Webbs NIRCam-Instrument dieses Bild einer Himmelsregion namens GOODS-South aufgenommen. In diesem Bild untersuchten die Forscher mit Webbs NIRSpec-Instrument die Spektren früher Galaxien wie JADES-GS-z6.

Mithilfe des Spektrographen fanden die Forscher Hinweise auf kohlenstoffreiche Körner in Staubwolken. Dies scheint den Ergebnissen von Verbindungen zu ähneln, die als polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) bezeichnet werden. Es wäre jedoch nicht möglich gewesen, dass sich diese komplexen Verbindungen so früh gebildet hätten Universum.

Dies ist kompliziert, da die Spektren verschiedener Chemikalien ähnlich aussehen können. In diesem Fall könnte es sein, dass die von den Forschern festgestellte winzige Varianz signifikant ist: ihre Das Merkmal war bei 226,3 Nanometern am deutlichsten, während PAKs typischerweise bei 217,5 Nanometern am deutlichsten sind Nanometer. Das ist eine sehr kleine Diskrepanz, aber sie könnte auf eine Mischung von im Staub vorhandenen Partikeln zurückzuführen sein.

„Diese leichte Verschiebung der Wellenlänge dort, wo die Absorption am stärksten ist, deutet darauf hin, dass wir möglicherweise eine andere Mischung von Körnern sehen, z Beispielsweise Graphit- oder diamantähnliche Körner“, sagte der Hauptautor der Studie, Joris Witstok von der University of Cambridge, in einem Stellungnahme. Witstok erklärte weiter, dass diese Mischung durch frühe Supernovae oder sogenannte große Sterne entstanden sein könnte Wolf-Rayet-Stars: „Dies könnte möglicherweise auch in kurzer Zeit durch Wolf-Rayet-Sterne oder Supernova-Auswurf erzeugt werden.“

Seit Beginn der Arbeit mit Webb im letzten Jahr haben Astronomen festgestellt, dass frühe Galaxien deutlich zahlreicher und massereicher zu sein scheinen als irgendjemand hatte es vorhergesagt, was zusammen mit Beweisen wie dieser Entdeckung dazu führt, dass sie ihre Annahmen über die Frühzeit überdenken Universum.

„Diese Entdeckung impliziert, dass sich junge Galaxien im frühen Universum viel schneller entwickeln, als wir jemals erwartet hatten“, sagte Forscher Renske Smit von der Liverpool John Moores University. „Webb zeigt uns eine Komplexität der frühesten Geburtsorte von Sternen (und Planeten), die Modelle noch erklären müssen.“

Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

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