Das James-Webb-Weltraumteleskop entdeckt die ältesten organischen Moleküle im bekannten Universum, 12 Milliarden Licht

Astronomen entdeckten mithilfe des James-Webb-Weltraumteleskops Hinweise auf komplexe organische Moleküle in einer Galaxie, die 12,3 Milliarden Lichtjahre entfernt ist – die am weitesten entfernte und älteste, die jemals entdeckt wurde.

Wissenschaftler haben mit dem James Webb Space Telescope (JWST) eine Wolke aus komplizierten organischen Molekülen in einer 12,3 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie entdeckt – die am weitesten von der Erde entfernte Galaxie, in der Moleküle dieser Art jemals entdeckt wurden. Die Entdeckung, die am 5. Juni in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, könnte Astronomen dabei helfen, sich ein klareres Bild davon zu machen, wie sich Galaxien entwickeln.

„Das haben wir nicht erwartet“, sagte Joaquin Vieira, Astronom an der University of Illinois Urbana-Champaign und Mitautor der neuen Studie, in einer Pressemitteilung. „Der Nachweis dieser komplexen organischen Moleküle aus so großer Entfernung ist bahnbrechend.“

Die betreffenden komplexen Moleküle werden als polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) bezeichnet. Auf der Erde kommen PAKs häufig im Rauch von Waldbränden und in Autoabgasen vor. Im Weltraum könnten sie eine entscheidende Rolle bei der Sternentstehung spielen. Wissenschaftler vermuten, dass sie dabei helfen, die Temperatur von Gaswolken in Sternentstehungsgebieten zu regulieren und so zu steuern, wann und wo sich Sterne entwickeln, berichtete Nature.

Forscher entdeckten die Galaxie mit dem Namen SPT0418-47 erstmals im Jahr 2020 mit dem bodengestützten Südpolteleskop der National Science Foundation. Die ferne Sternenmasse war nur dank eines physikalischen Tricks sichtbar, der als Gravitationslinseneffekt bekannt ist. Dieser Effekt tritt auf, wenn Licht von einem weit entfernten Objekt aufgrund der Schwerkraft des näheren Objekts um ein massives, nahe gelegenes Objekt herum gebogen wird. Dabei wird das Fernlicht verzerrt und vergrößert; im Fall von SPT0418-47 erschien es 30-mal heller.

Das Team untersuchte dieses Licht und seine erste Analyse ergab, dass SPT0418-47 reich an schweren Elementen war. Mit dem Südpol-Teleskop konnten die Wissenschaftler jedoch keinen genauen Blick auf die organischen, kohlenstoffhaltigen Bestandteile werfen, da das Licht nicht die richtige Wellenlänge auffängt.

JWST kann jedoch genau in den richtigen Infrarotbereich blicken, um PAKs zu erkennen. Als das Team letzten August das weltraumgestützte Teleskop auf die Galaxie richtete, fiel tatsächlich ein Durcheinander komplexer organischer Moleküle auf.

„Überall, wo wir die Moleküle sehen, bilden sich Sterne“, sagte Justin Spilker, Astronom an der Texas A&M University und Mitautor der Studie, gegenüber Nature. Dies stützt die Hypothese, dass organische Moleküle bei der Geburt von Sternen helfen.

Aber seltsamerweise gab es auch Flecken in der Galaxie, in denen es keine PAH-Wolken gab – und das Team beobachtete auch an diesen Stellen die Entstehung von Sternen. „Das ist der Teil, den wir noch nicht verstehen“, sagte Spilker. Um zu verstehen, warum und wie in diesen Regionen Sterne entstehen und wie sie mit organischen Molekülen interagieren, müssen weitere Untersuchungen durchgeführt werden.

„Diese Arbeit ist nur der erste Schritt“, sagte Vieira. „Wir sind sehr gespannt, wie sich das entwickelt.“

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Joanna Thompson ist Wissenschaftsjournalistin und Läuferin und lebt in New York. Sie hat einen BS in Zoologie und einen BA in kreativem Schreiben von der North Carolina State University sowie einen Master in Wissenschaftsjournalismus vom Science, Health and Environmental Reporting Program der NYU. Weitere Arbeiten von ihr finden Sie in Scientific American, The Daily Beast, Atlas Obscura oder dem Audubon Magazine.

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