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Astronomen rätseln über von James Webb entdecktes Infrarotsignal
Das Hubble Ultra Deep Field gilt als gut erforschte Himmelsregion. Ein neu entdecktes Signal gibt Astronomen Rätsel auf.
Das Hubble Ultra Deep Field: mehr als 270 Stunden Beobachtung durch Hubble
Ein Signal aus einem leeren Teil des Himmels: US-Astronomen haben in den Daten des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) ein Signal entdeckt, das aus einem Teil des Sternbilds Fornax, auch Chemischer Ofen genannt, stammt, der bisher als leer gilt.
Das Team um den Astrophysiker Mason Huberty richtete das JWST zweimal auf den Bereich in Fornax, einmal im August 2023 und noch einmal 88 Tage später, im November, um weit entfernte und deshalb sehr lichtschwache Objekte zu finden, die bisher eventuell nicht entdeckt wurden. Der beobachtete Bereich gehört in das Hubble Ultra Deep Field (HUDF) und ist gut erforscht – allein das Hubble-Weltraumteleskop hat ihn mehr als 270 Stunden lang durchforstet.
Dabei detektierte das Instrument Nah-Infrarot Spectograph (NIRSpec) beide Male sieben Signale. Sechs davon stammten von entfernten Galaxien und waren bereits bekannt. Das siebte jedoch war ungewöhnlich: eine einzelne helle Emissionslinie im Nahinfrarotbereich bei etwa 1,6 Mikrometern. Sie tauchten in allen vier Beobachtungsreihen auf, die nicht nur in zeitlichem Abstand aufgenommen wurden, sondern auch aus verschiedenen Winkeln, um Fehler auszuschließen.
Einen Messefehler konnte das Team als ausschließen. Anschließend verglich es seinen Fund mit Vergleiche mit früheren Daten von Hubble und JWST. Darauf war das Signal nicht zu sehen, obwohl es recht hell war. Einer Beobachtung von JWST im Oktober 2022 wäre es kaum entgangen. Es liegt also nahe, dass das Signal zu dem Zeitpunkt noch nicht vorhanden war.
Seinen Ursprung zu ermitteln, ist schwierig: Entweder handelt es sich um energiereiches Licht aus sehr großer Entfernung oder weniger energiereiches aus viel geringerer Entfernung. Um das zu bestimmen, sind mehr Daten nötig als nur die Wellenlänge.
Das Team um Huberty hat vier mögliche Erklärungen für das Signal: eine Galaxie aus der Frühzeit des Universums, eine jüngere Galaxie, eine Supernova oder die Zerstörung eines Sterns in einem Schwarzen Loch.
Alle vier passen aber nur eingeschränkt: Sowohl die sehr alte als auch die jüngere Galaxie hätten bei früheren Beobachtungen auffallen müssen. Bei der sehr alten Galaxie gibt es zudem das Problem, dass das Signal den neutralen Wasserstoff des frühen Universums nur schwer hätte durchdringen können. Eine jüngere Galaxie hätte neben der nicht eine Spektrallinien erzeugt. Das gilt auch für eine Supernova. Für ein Schwarzes Loch reichen die Beweise nicht aus.
Dieses Objekt sei sehr ungewöhnlich und gebe Hinweise auf extreme physikalische Bedingungen, schreibt das Team in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal. Um die Rotverschiebung und den physikalischen Ursprung der Emission zu bestimmen, seien weitere Beobachtungen notwendig.