Mit dem James Webb Space Telescope (JWST) hat ein internationales Team von Astronomen eine neue ruhende Galaxie entdeckt. Die Galaxie mit der Bezeichnung JADES-GS+53.15508-27.80178 wurde bei einer hohen Rotverschiebung gefunden und hat eine relativ geringe Masse. Das Ergebnis wird in einem am 27. Februar auf dem Pre-Print-Server veröffentlichten Papier gemeldet arXiv.
Viele massereiche Galaxien befinden sich im Ruhezustand und zeigen daher selbst bei hohen Rotverschiebungen kaum Anzeichen einer fortschreitenden Sternentstehung, und sie sind bekanntermaßen physikalisch kompakt. Bisher wurden nur sehr wenige spektroskopisch bestätigte ruhende Galaxien mit hoher Rotverschiebung (bis zu einer Rotverschiebung von 5,0) nachgewiesen. Das Auffinden neuer Galaxien dieser Art ist für Astronomen von großer Bedeutung, da diese Objekte unser Verständnis über die frühen Stadien des Universums verbessern könnten.
Jetzt meldet ein Team von Astronomen unter der Leitung von Tobias J. Looser von der Universität Cambridge, Großbritannien, die Entdeckung einer solchen Galaxie jenseits der Rotverschiebung von 5,0. Die Entdeckung wurde mit der Near Infrared Camera (NIRCam) von JWST im Rahmen des JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) gemacht.
„Hier berichten wir über die Entdeckung einer ruhenden Galaxie bei z=7,3, als das Universum nur 700 Millionen Jahre alt war – etwa 5 % seines heutigen Alters“, schrieben die Forscher in der Zeitung.
JADES-GS+53.15508-27.80178 (oder kurz JADES-GS-z7-01-QU) wurde erstmals 2010 als Lyman-Bruchgalaxie identifiziert. Neue NIRCam-Daten deuten darauf hin, dass es sich um eine ruhige Galaxie handelt, die vor etwa 10 bis 20 Millionen Jahren einen kurzen und intensiven Ausbruch der Sternentstehung gefolgt von einem schnellen Erlöschen erlebte.
Insbesondere fand die Studie heraus, dass die Sternentstehungsrate (SFR) von JADES-GS-z7-01-QU vor etwa 80 Millionen Jahren signifikant anstieg. Nach diesem letzten Ausbruch, der etwa 50 Millionen Jahre andauerte, erlosch die Galaxie innerhalb kurzer Zeit.
Die Ergebnisse zeigen, dass JADES-GS-z7-01-QU keine Nebelemissionslinien aufweist, während der Balmer-Bruch und der Lyman-Alpha-Abfall eindeutig erkannt werden. Diese Ergebnisse bestätigen, dass JADES-GS-z7-01-QU eine Post-Starburst-Galaxie ist, die vor kurzem aufgehört hat, Sterne zu bilden.
Wenn es um die Morphologie von JADES-GS-z7-01-QU geht, scheint es sich um eine kompakte Scheibengalaxie mit einem Halblichtradius von etwa 650 Lichtjahren zu handeln. Die Bilder zeigen auch eine deutliche schwache Quelle östlich von JADES-GS-z7-01-QU in einer Entfernung von etwa 2.300 Lichtjahren vom Zentrum der Galaxie. Die Natur dieser Quelle ist unbekannt, die Astronomen gehen jedoch davon aus, dass es sich um einen Klumpen oder eine Satellitengalaxie handeln könnte.
Die Autoren der Veröffentlichung fassten die Ergebnisse zusammen und stellten fest, dass ihre Entdeckung beweist, wie wichtig JWST für die Entdeckung und Untersuchung von ruhenden Galaxien mit hoher Rotverschiebung ist.
„Wir schließen mit der Betonung, dass die Entdeckung und spektroskopische Analyse einer ruhenden Galaxie bei Rotverschiebung z = 7,3 durch unsere JADES-Kollaboration die Ära einläutet, in der wir theoretische Feedback-Modelle durch direkte Beobachtungen des ursprünglichen Universums einschränken können. Dies ist jedoch nur der Anfang Punkt für die JWST-Mission: Anstehende und zukünftige Beobachtungen werden den Übergang von der ‚Entdeckung‘-Phase zur statistischen Charakterisierung der Eigenschaften der ersten ruhenden Galaxien einleiten“, erklärten die Forscher.
Mehr Informationen:
Tobias J. Looser et al, Entdeckung einer ruhenden Galaxie bei z=7.3, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2302.14155
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