März 31, 2023

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Die Entdeckung des James-Webb-Weltraumteleskops könnte ändern, wie die Wissenschaft die Erschaffung des Universums versteht

Dieses von der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation bereitgestellte Bild zeigt Bilder von sechs massereichen Galaxien, die zwischen 500 und 800 Millionen Jahre nach dem Urknall zu sehen waren. (NASA über AP)

Los Massive Galaxien Sie sind ein Haufen mit einer Masse (meist Dunkle Materie) von etwa 100 Milliarden Sternen. Jetzt haben neue Forschungen sechs massive Galaxien im frühen Universum identifiziert, die das ändern, was Wissenschaftler bisher über die Ursprünge des Universums wussten.

„Diese Objekte sind viel größer, als irgendjemand erwartet hatte. Wir erwarteten, zu diesem Zeitpunkt kleine, junge Babygalaxien zu finden, aber die Galaxien, die einst Dawn genannt wurden, sind so ausgereift wie unsere. UniversumJoel Leja, Assistenzprofessor für Astronomie und Astrophysik an der Penn State, der das Licht dieser Galaxien modelliert hat, erklärte.

Unter Verwendung des ersten veröffentlichten Datensatzes Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASAEin internationales Team von Wissenschaftlern entdeckte das ausgereifte Material Milchstraße Etwa 500 bis 700 Millionen Jahre später, als das Universum nur 3 % seines heutigen Alters hatte Urknall.

Das Teleskop ist mit Infrarotdetektoren ausgestattet, die in der Lage sind, das von alten Sternen und Galaxien emittierte Licht zu erfassen. „Im Wesentlichen ermöglicht das Teleskop Wissenschaftlern, fast 13,5 Milliarden Jahre zurück zu blicken, in die Nähe des Beginns des Universums, wie wir es kennen“, erklärte Leja.

Eine massereiche Galaxie ist eine Ansammlung von über 100 Billionen Sternen (hauptsächlich dunkle Materie).

In einem Artikel veröffentlicht in NaturDie Forscher zeigten Beweise dafür, dass sechs Galaxien viel größer sind als erwartet, und stellten in Frage, was Wissenschaftler bisher über die Galaxienbildung im frühen Universum wussten.

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„Dies ist bisher unser erster Blick, daher ist es wichtig, offen zu bleiben für das, was wir sehen. Obwohl die Daten darauf hindeuten, dass es sich wahrscheinlich um Galaxien handelt, denke ich, dass es eine echte Chance gibt, dass sich einige davon als Objekte herausstellen könnten. Schwarze Löcher Versteckte Supermassive. Unabhängig davon ist die Größe dessen, was wir entdeckt haben, die größte bekannte Masse von Sternen in diesem Zeitraum unseres Universums 100 Mal mehr als wir bisher dachten. „Selbst wenn wir die Probe halbieren, ist das immer noch eine erstaunliche Veränderung“, argumentierte Leija.

Innovationen fordern etablierte Konzepte heraus. „Die Enthüllung, dass die Entstehung massiver Galaxien sehr früh in der Geschichte des Universums begann, stellt das auf den Kopf, was viele von uns dachten. Wir nennen diese Objekte informell das Universum erschütternde Objekte, und bisher machen sie ihrem Namen alle Ehre“, sagte Leja.

Bilder des James Webb Space Infrared Telescope wurden Anfang dieses Monats veröffentlicht.

Der Wissenschaftler erklärte, dass die vom Team entdeckten Galaxien so massiv sind, dass sie unter Spannung stehen 99% Kosmologische Modelle. Die Berechnung einer so großen Masse würde eine Änderung kosmologischer Modelle oder eine Überarbeitung des wissenschaftlichen Verständnisses der Galaxienentstehung im frühen Universum erfordern: Galaxien begannen als kleine Wolken aus Sternen und Staub und wurden im Laufe der Zeit immer größer.

„Jedes Szenario erfordert eine grundlegende Änderung unseres Verständnisses der Entstehung des Universums. Wir sehen so viel vom Universum Alt Das erste Mal und wir wussten nicht, was wir finden würden. Es stellt sich heraus, dass wir es mit etwas so Unerwartetem zu tun haben, dass es tatsächlich Probleme für die Wissenschaft schafft. Dies lässt das Gesamtbild der frühen Galaxienentstehung in Zweifel ziehen“, fügte der Experte hinzu.

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Am 12. Juli veröffentlichte die NASA die ersten Vollfarbbilder und spektroskopischen Daten des James-Webb-Weltraumteleskops. Das größte Infrarotteleskop im Weltraum wurde entwickelt, um die Ursprünge des Kosmos zu untersuchen. Seine hohe Auflösung ermöglicht es dem Hubble-Weltraumteleskop, Objekte zu sehen, die zu alt, weit entfernt oder schwach sind.

Das James-Webb-Teleskop, das in dieser Forschung verwendet wurde, hatte zuvor atemberaubende Fotos von alten Galaxien (NASA) gezeigt.

„Sobald wir die Daten erhalten hatten, begannen alle mit ihrer Analyse Diese massiven Objekte tauchten sehr schnell auf. Wir fingen an zu modellieren und versuchten herauszufinden, was sie waren, weil sie so groß und glänzend waren. Mein erster Gedanke war, dass wir einen Fehler gemacht hatten, wir würden es herausfinden und ohne wesentliche Änderungen weitermachen. Aber wir müssen diesen Fehler noch finden, was uns trotz vieler Versuche nicht gelungen ist“, sagte Leja.

Leja erklärte, dass eine Möglichkeit, die Ergebnisse des Teams zu bestätigen und verbleibende Bedenken auszuräumen, darin besteht, das Spektrum massereicher Galaxien abzubilden. Dadurch erhält das Team Daten über die tatsächlichen Entfernungen und die Gase und andere Elemente, aus denen die Galaxien entstanden sind. Das Team kann die Daten dann verwenden, um ein klareres Bild davon zu erstellen, wie Galaxien aussahen und wie groß sie wirklich sind.

„Ein Geist wird uns sofort sagen, ob diese Dinger existieren real, Oder nicht. Dies wird uns zeigen, wie groß sie sind und wie weit sie entfernt sind. Das Lustige ist, wir haben all diese Dinge, die wir von James Webb lernen wollen, und es steht bei weitem nicht ganz oben auf der Liste. „Wir haben etwas entdeckt, was wir das Universum nicht fragen wollten“, sagte Leja

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Weitere Co-Autoren der Veröffentlichung sind Elijah Matthews und Bingji Wang von der Penn State, Ivo Lab der Swinburne Technical University, Peter Van Dokham von der Yale University, Erica Nelson von der University of Colorado, Rachel Besanson von der University of Pittsburgh, Catharine. A von der University of California und der Stanford University. Suess, Gabriel Brammer von der Universität Kopenhagen, Kathryn Whittaker von der University of Massachusetts und der University of Copenhagen und Mauro Stefanon von der Università de Valencia.

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