Wenn wir die Sterne betrachten, vergessen wir oft, dass wir auch in die Vergangenheit blicken. Je weiter wir blicken, desto weiter reisen wir in Milliarden von Jahren zurück. Aber was passiert, wenn uns diese Zeitreise mit dem Unmöglichen konfrontiert? Genau das geschah, als das Teleskop James Webb hat das Bild aufgenommen von Zhulong, eine uralte Galaxie aus einer Zeit, als das Universum gerade einmal eine Milliarde Jahre alt war. Das Problem? Zhúlóng ist eine perfekte Spiralgalaxie mit klar definierten Armen, einer zentralen Ausbuchtung und einer ausgedehnten Scheibe aus Sternen: praktisch eine exakte Kopie unserer Milchstraße.
Nach allen Modellen der Galaxienentstehung ist eine solche reife und geordnete Struktur So „kurz“ nach dem Urknall dürfte es nicht existieren. Frühe Galaxien sollten klein, chaotisch und formlos sein. Und doch ist er da, mit seiner Scheibe, die sich über 60.000 Lichtjahre erstreckt, und einer Sternmasse von über 100 Milliarden Sonnen. Ein kosmischer Drache, der unsere astronomischen Gewissheiten verbrennt.
Die Entdeckung, die alles auf den Kopf stellt
Traditionelle astronomische Theorien gingen immer davon aus, dass die Entstehung großer, strukturierter Galaxien wie der Milchstraße Milliarden von Jahren dauerte. Zuerst kleine irreguläre Galaxien, dann kosmische Verschmelzungen und erst nach einem langen Prozess des Wachstums und der Evolution die Bildung der eleganten Spiralen, die das heutige Universum übersäen.
Doch Zhúlóng beschloss, sich nicht an das Drehbuch zu halten. Diese uralte Galaxie wurde bei einer Rotverschiebung von 5.2 entdeckt, was bedeutet, dass sie sich knapp eine Milliarde Jahre nach dem Urknall befindet. Dennoch weist sie Merkmale auf, die eigentlich nur in viel reiferen Galaxien auftreten sollten.
Das Bild von Zhúlóng zeigt seine Spiralarme, eine alte zentrale Ausbuchtung und eine große Sternentstehungsscheibe, die der Milchstraße ähnelt.
Ich frage mich, was die Astronomen des PANORAMIC-Programms dachten (Das Papier finden Sie hier), als sie diese Daten zum ersten Mal sahen. Sie rieben sich wahrscheinlich ungläubig die Augen und dachten, es handele sich um einen Beobachtungsfehler.
Die alte Zhúlóng-Galaxie, ein Sonnendrache in der Kosmologie
Mengyuan Xiao, Postdoktorand am Institut für Astronomie der Fakultät für Naturwissenschaften derUniversität Genf und Hauptautor der Studie, erklärt den Ursprung des Namens:
Wir haben diese Galaxie Zhúlóng genannt, was in der chinesischen Mythologie „Fackeldrache“ bedeutet. Der Mythologie zufolge ist Zhúlóng ein mächtiger roter Sonnendrache, der durch das Öffnen und Schließen seiner Augen Tag und Nacht erschafft und damit Licht und kosmische Zeit symbolisiert.
Die Namenswahl könnte nicht passender sein. Wie der mythische Drache, der mit der Zeit spielt, zwingt diese uralte Galaxie die Astronomen, ihr Verständnis der kosmischen Zeitlinie zu überdenken.
Was Zhúlóng so besonders macht, ist seine große Ähnlichkeit mit unserer eigenen Galaxie in Form, Größe und Sternmasse. Seine Scheibe erstreckt sich über 60.000 Lichtjahre, vergleichbar mit der Milchstraße, und enthält Sterne mit mehr als 100 Milliarden Sonnenmassen. Ein echter kosmischer Zwilling.
Eine glückliche Entdeckung
Zhúlóng wurde durch das PANORAMIC-Programm des JWST identifiziert, ein Projekt unter der Leitung von Christina Williams (NOIRLab) und Pascal Oesch (Unige). PANORAMIC verwendet den „rein parallelen“ Modus des JWST, der die Aufnahme hochwertiger Bilder ermöglicht, während das Hauptinstrument des Teleskops Daten zu einem anderen Ziel sammelt.
Dadurch kann JWST große Bereiche des Himmels kartieren, was für die Entdeckung massereicher Galaxien von entscheidender Bedeutung ist, da diese unglaublich selten sind.
Es ist faszinierend, wie die wichtigsten Entdeckungen manchmal fast zufällig passieren, während man etwas anderes beobachtet. Pascal Oesch, außerordentlicher Professor an derUniversität Genf, bekannt als:
Diese Entdeckung zeigt, wie das JWST unsere Sicht auf das frühe Universum grundlegend verändert.
Es ist nicht das erste Mal dass das James-Webb-Teleskop unser Verständnis des Kosmos neu gestaltet. Seit seiner Inbetriebnahme hat es massereiche, gut strukturierte Galaxien entdeckt, die viel früher entstanden sind, als man bislang für möglich gehalten hatte.
Mit zukünftigen Beobachtungen von JWST und von 'Atacama Large Millimeter Array (SEELE)hoffen die Astronomen, die Eigenschaften von Zhúlóng weiter zu bestätigen und mehr über seine Entstehungsgeschichte herauszufinden. In der Zwischenzeit erwarten wir, dass wir im Zuge der Fortsetzung der neuen groß angelegten Untersuchungen des JWST weitere solcher Galaxien finden werden, die neue Einblicke in die komplexen Prozesse bieten, die Galaxien im frühen Universum formen.
Und vielleicht werden wir in einigen Jahren auf diese Entdeckung zurückblicken und uns fragen, wie wir denken konnten, das junge Universum sei bloß ein chaotischer und unordentlicher Ort, während es in Wirklichkeit bereits voller eleganter und geordneter Strukturen wie Zhúlóng war.
