Mithilfe neuer Daten des James-Webb-Weltraumteleskops haben Astronomen die Sauerstoffhäufigkeit im frühen Universum gemessen. Die Ergebnisse wurden zur Veröffentlichung angenommen in Die Ergänzungsreihe zum Astrophysikalischen Journal Und Gesendet zum arXiv Preprint-Server zeigen, dass die Menge an Sauerstoff in Galaxien innerhalb von 500–700 Millionen Jahren nach der Geburt des Universums rapide anstieg und seitdem so reichlich vorhanden ist, wie in modernen Galaxien beobachtet. Dieses frühe Auftreten von Sauerstoff weist darauf hin, dass die lebensnotwendigen Elemente früher als erwartet vorhanden waren.
Im frühen Universum, kurz nach dem Urknall, existierten nur leichte Elemente wie Wasserstoff, Helium und Lithium. Schwerere Elemente wie Sauerstoff wurden anschließend durch Kernfusionsreaktionen in Sternen gebildet und in Galaxien verteilt, vor allem durch Ereignisse wie Supernova-Explosionen. Dieser fortlaufende Prozess der Elementsynthese, der sich über die weite Ausdehnung der kosmischen Geschichte entfaltet, hat die vielfältigen Elemente geschaffen, aus denen die Welt und die lebenden Organismen um uns herum bestehen.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Kimihiko Nakajima am Nationalen Astronomischen Observatorium Japans nutzte Daten des James Webb Space Telescope (JWST), um den Sauerstoffgehalt in 138 Galaxien zu messen, die in den ersten 2 Milliarden Jahren des Universums existierten. Das Team stellte fest, dass die meisten Galaxien eine ähnliche Sauerstoffhäufigkeit wie moderne Galaxien aufwiesen. Aber von den sieben frühesten Galaxien in der Probe, die existierten, als das Universum erst 500–700 Millionen Jahre alt war, hatten sechs etwa die Hälfte des vorhergesagten Sauerstoffgehalts.
Dieser schnelle Anstieg des Sauerstoffgehalts erfolgte früher als von den Astronomen erwartet. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass Leben früher entstanden sein könnte als bisher angenommen, da die notwendigen Zutaten wie Sauerstoff bereits im frühen Universum leicht verfügbar waren.
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Kimihiko Nakajima et al., JWST-Zählung für die Massen-Metallizitäts-Sternenbildungsbeziehungen bei z=4-10 mit der selbstkonsistenten Flusskalibrierung und den richtigen Metallizitätskalibratoren, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2301.12825 10.3847/1538-4365/acd556