Der Forscher von James Webb enthüllt, wie er das frühe Universum untersuchen wird

Sobald das James-Webb-Weltraumteleskop in diesem Sommer den wissenschaftlichen Betrieb aufnimmt, wird es das leistungsstärkste Weltraumteleskop der Welt sein und neue Wege für die astronomische Forschung eröffnen. Einer der Forscher, der mit James Webb zusammenarbeiten wird, Massimo Stiavelli, Leiter des Webb Mission Office am Space Telescope Science Institute, hat weitere Informationen darüber geteilt, wie Webb einige der frühesten Sterne und Galaxien in der Zeit zurückblicken wird.

Da Licht Zeit braucht, um zu reisen, sehen wir umso früher in der Entwicklung des Universums, je weiter wir von der Erde wegblicken. Webb wird in der Lage sein, weiter entfernte Galaxien als je zuvor zu sehen, was den Forschern einen Einblick in die frühen Stadien des Universums ermöglicht. Anhand der Zusammensetzung dieser sehr frühen Sterne und Galaxien können sich Forscher ein Bild davon machen, was in den wenigen Minuten nach dem Urknall geschah.

„Die chemische Zusammensetzung des frühen Universums kurz nach dem Urknall ist das Produkt der nuklearen Prozesse, die in den ersten paar Minuten der Existenz des Universums stattfanden“, sagte Stiavelli, wie in einem NASA- Blogbeitrag geteilt. „Diese Prozesse sind als ‚primordiale Nukleosynthese' bekannt. Eine der Vorhersagen dieses Modells ist, dass die chemische Zusammensetzung des frühen Universums hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Es gab nur Spuren von schwereren Elementen, die sich später in Sternen bildeten. Diese Vorhersagen sind mit Beobachtungen vereinbar und sind tatsächlich einer der wichtigsten Beweise, die das Modell des heißen Urknalls stützen.“

Webb wird nach Beispielen dieser sehr alten Sterne suchen, um zu sehen, ob sie aktuelle Theorien über den Urknall stützen. „Die frühesten Sterne bildeten sich aus Material mit dieser ursprünglichen Zusammensetzung“, sagte Stiavelli. „Das Auffinden dieser Sterne, die allgemein als ‚Erste Sterne‘ oder ‚Population III-Sterne‘ bezeichnet werden, ist eine wichtige Bestätigung unseres kosmologischen Modells und liegt in Reichweite des James-Webb-Weltraumteleskops. Webb ist möglicherweise nicht in der Lage, einzelne Sterne aus den Anfängen des Universums zu entdecken, aber es kann einige der ersten Galaxien entdecken, die diese Sterne enthalten.“

Stiavellis Projekt besteht darin, mit Webb eine der am weitesten entfernten Galaxien, die bisher entdeckt wurden, namens MACS1149-JD1, zu untersuchen. Das Team wird mit einem Instrument namens Spektrograph messen, wie viel der Galaxie aus schwereren Elementen besteht, damit sie bestätigen können, ob sie aus diesen sehr frühen Sternen besteht. Das Projekt wird Teil von Webbs erstem Jahr des wissenschaftlichen Betriebs sein.