Spiralgalaxien sind eines der spektakulärsten Merkmale in unserem Universum. Unter ihnen enthalten Spiralgalaxien im fernen Universum wichtige Informationen über ihren Ursprung und ihre Entwicklung. Wir haben jedoch ein begrenztes Verständnis dieser Galaxien, da sie zu weit entfernt sind, um sie im Detail zu untersuchen.
„Während diese Galaxien bereits bei früheren Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA entdeckt wurden, erlaubte uns ihre begrenzte räumliche Auflösung und/oder Empfindlichkeit nicht, ihre detaillierten Formen und Eigenschaften zu untersuchen“, erklärt Junior Researcher Yoshinobu Fudamoto von der Waseda University in Japan, der die Entwicklung von Galaxien erforscht.
Jetzt hat das James Webb Space Telescope (JWST) der NASA die Dinge auf die nächste Stufe gebracht. Bei seiner allerersten Abbildung des Galaxienhaufens, SMACS J0723.3-7327, ist es JWST gelungen, Infrarotbilder einer Population roter Spiralgalaxien mit einer beispiellosen Auflösung aufzunehmen und ihre Morphologie im Detail zu enthüllen!
Vor diesem Hintergrund wird in einem kürzlich erschienenen Artikel in Die Briefe des astrophysikalischen Journalshat ein Forscherteam, bestehend aus Junior Researcher Yoshinobu Fudamoto, Prof. Akio K. Inoue und Dr. Yuma Sugahara von der Waseda University, Japan, überraschende Einblicke in diese roten Spiralgalaxien gewonnen.
Unter den mehreren entdeckten roten Spiralgalaxien konzentrierten sich die Forscher auf die zwei extremsten roten Galaxien, RS13 und RS14. Unter Verwendung der Analyse der spektralen Energieverteilung (SED) maßen die Forscher die Energieverteilung über einen breiten Wellenlängenbereich für diese Galaxien. Die SED-Analyse ergab, dass diese roten Spiralgalaxien zum frühen Universum aus einer Periode gehören, die als „kosmischer Mittag“ (vor 8-10 Milliarden Jahren) bekannt ist und auf den Urknall und die „kosmische Morgendämmerung“ folgte.
Bemerkenswerterweise gehören diese bis heute zu den am weitesten entfernten bekannten Spiralgalaxien.
Seltene, rote Spiralgalaxien machen nur 2 % der Galaxien im lokalen Universum aus. Diese Entdeckung roter Spiralgalaxien im frühen Universum aus der JWST-Beobachtung, die nur einen unbedeutenden Bruchteil des Weltraums abdeckt, legt nahe, dass solche Spiralgalaxien im frühen Universum in großer Zahl existierten.
Die Forscher entdeckten ferner, dass eine der roten Spiralgalaxien, RS14, eine „passive“ (keine Sterne bildende) Spiralgalaxie ist, entgegen der intuitiven Erwartung, dass Galaxien im frühen Universum aktiv Sterne bilden würden. Dieser Nachweis einer passiven Spiralgalaxie im begrenzten Sichtfeld des JWST ist besonders überraschend, da er darauf hindeutet, dass solche passiven Spiralgalaxien auch im frühen Universum in großer Zahl existieren könnten.
Insgesamt erweitern die Ergebnisse dieser Studie unser Wissen über rote Spiralgalaxien und das Universum als Ganzes erheblich. „Unsere Studie hat zum ersten Mal gezeigt, dass passive Spiralgalaxien im frühen Universum reichlich vorhanden sein könnten. Während dieses Papier eine Pilotstudie über Spiralgalaxien im frühen Universum ist, würde die Bestätigung und Erweiterung dieser Studie unser Verständnis der Entstehung und des Universums stark beeinflussen Evolution galaktischer Morphologien“, schließt Fudamoto.
Mehr Informationen:
Yoshinobu Fudamoto et al, Red Spiral Galaxies at Cosmic Noon Unveiled in the First JWST Image, Die Briefe des astrophysikalischen Journals (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac982b