Wie das James-Webb-Teleskop die vielleicht älteste Galaxie entdeckt hat

Vergangene Woche wurden alle bisher aufgenommenen Daten des neuen James Webb Teleskops für Forschende zugänglich gemacht. Wissenschaftler*innen auf der ganzen Welt haben sich sofort ans Werk gemacht. 2 Teams haben dabei eine besonders vielversprechende Entdeckung gemacht: GLASS-z13 könnte mit 13,5 Milliarden Jahren die älteste bisher gefundene Galaxie sein. 

Als die Galaxie ungefähr 300 Millionen Jahre nach dem Urknall entstand, betrug die Distanz zwischen dem Ort, an dem wir uns jetzt befinden und der Galaxie nur 3 Milliarden Lichtjahre. Durch die Expansion des Universums ist sie inzwischen 33 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, weshalb ihr Licht 13,4 Milliarden Jahre brauchte, um auf der Erde beobachtet zu werden. 

20 Stunden Beobachtungszeit

Die am weitesten entfernte Galaxie, die tatsächlich bestätigt wurde, ist GN-z11. Sie ist 13,4 Milliarden Jahre alt und wurde 2016 entdeckt. Damit wäre sie 100 Millionen Jahre jünger als GLASS-z13. Gefunden wurde sie noch mit Hubble.

"Hubble kann GLASS-z13 wegen der starken Rotverschiebung nicht sehen", erklärt Pascal Oesch von der Universität Genf der futurezone. Er war an einem der beiden Paper beteiligt (hier gehts zum PDF). Gefunden wurde die Galaxie mit Webbs NIRCam. Beobachtet wurde 20 Stunden lang mit 7 verschiedenen Filtern, erklärt Oesch. Jeder Filter nimmt das Licht in einer anderen Wellenlänge auf. 

Rotverschiebung verrät das Alter

Anhand der Rotverschiebung messen die Forscher*innen das Alter eines Objekts im Universum. Je weiter es weg ist, desto langwelliger ist das Licht, das bei uns ankommt. Hinzu kommt, dass sich durch die Expansion des Universums der Abstand zwischen uns und der Galaxie vergrößert. In einem Spektrum sind diese Lichtwellen rot. Würde sich die Galaxie auf uns zu bewegen, wäre das Licht blau, das nennt sich dann Blauverschiebung.

Je größer die Rotverschiebung eines Objekts, desto weiter ist es von uns entfernt. Der Wert wird mit der Variable "z" angegeben, der sich aus dem Verhältnis der Beobachteten Wellenlänge zur ursprünglichen Wellenlänge errechnet. Die Rotverschiebung von Gn-z11 wird mit z = 11,1 angegeben. GLASS-z13 könnte, wie der Name schon sagt, eine Rotverschiebung von ungefähr z = 13 haben. 

Die neu gefundene Galaxie könnte sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen mit HD1 liefern. Die im April entdeckte Galaxie ist ebenfalls ein Kandidat für die älteste bisher entdeckte Galaxie, mit einer Rotverschiebung von z=13,3. Sie wurde mit dem Bodenteleskop ALMA gefunden. Allerdings sind viele Wissenschaftler*innen skeptisch, ob die Messungen wirklich korrekt sind. Das werden künftige Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop zeigen.

Zuversicht

Auch Oesch und seine Kollegen werden nun mit ihrer Entdeckung um Beobachtungszeit mit James Webb ansuchen. Die Plätze werden einmal im Jahr für internationale Forscher*innen vergeben. Dann soll GLASS-z13 mit einer Spektralanalyse genauer bestimmt werden.

Oesch ist aber zuversichtlich, dass die Entdeckung echt ist. Eine Bestätigung sieht er darin, dass gleichzeitig ein anderes Forscher*innen-Team zur gleichen Konklusion gekommen ist. Auch ihr Paper (zum PDF) muss noch geprüft werden.

Der NASA-Wissenschaftschef Thomas Zurbuchen hat die Entdeckung ebenfalls auf Twitter geteilt. "Ich juble eigentlich erst, wenn wissenschaftliche Ergebnisse bestätigt sind. Aber das sieht sehr vielversprechend aus!", schreibt er. Was die Auswertung des allerersten Datensatz vor allem zeigt, ist wie leistungsstark das neue Teleskop ist. "Da wird noch so viel auf uns zukommen", sagt Oesch.