Sie explodierten wie Popcorn in einem Topf, Supernovae im Uruniversum. Zumindest nach den Beobachtungen von Webb, der bisher zehnmal so viele zählte wie bisher bekannt. Dieses kosmische Feuerwerk würde durch den Vergleich von Bildern entstehen, die im Abstand von einem Jahr aufgenommen wurden und dank des Phänomens im Infrarotbereich sichtbar sind Rotverschiebung kosmologisch. Die Ergebnisse wurden auf einer Pressekonferenz während des 244. Treffens der American Astronomical Society in Madison, Wisconsin, vorgestellt.
Webb-Bild, das etwa 80 Objekte (grün eingekreist) zeigt, deren Helligkeit sich im Laufe der Zeit geändert hat. Die meisten dieser als Transienten bezeichneten Objekte sind das Ergebnis explodierender Sterne oder Supernovae im frühen Universum.
Bildnachweis: NASA, ESA, Csa, Stsci, Jades Collaboration
Die verglichenen Bilder wurden im Rahmen des JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES)-Programms gesammelt, das die Tatsache ausnutzt, dass das von der Explosion einer Supernova im frühen Universum emittierte Licht auf infrarote Wellenlängen „gestreckt“ wird – die von Webb gesehenen – aufgrund der Expansion des Universums, einem Phänomen, das als bekannt ist Rotverschiebung kosmologisch.
Vor Webbs Start wurden oben nur eine Handvoll Supernovae gefunden Rotverschiebung 2, eine Entfernung, die einem Alter des Universums von nur 3,3 Milliarden Jahren entspricht. Nun enthält die Jade-Probe jedoch viele Supernovae, die bereits explodierten, als das Universum weniger als 2 Milliarden Jahre alt war. Der älteste befindet sich in Rotverschiebung 3.6: Sein Vorläuferstern explodierte, als das Universum erst 1,8 Milliarden Jahre alt war. Insgesamt hat das Jades-Team 80 Objekte identifiziert, die Sie im Bild rechts grün eingekreist sehen können. Sie alle sind „flüchtige“ Objekte, deren Helligkeit sich im Laufe der Zeit verändert hat, und viele davon sind auf die Explosion eines Supernova-Sterns zurückzuführen.
„Die Tatsache, dass das Webb-Weltraumteleskop eine große Anzahl von Supernovae findet, war zu erwarten“, kommentiert er Andrea Pastorello, Forscher am INAF in Padua, Experte für Supernovae und nicht am Jades-Programm beteiligt. „Die Effizienz des Tools ermöglicht es Ihnen, etwas zu erreichen Rotverschiebung extrem hoch und erfasst daher ein beträchtliches Volumen des Universums. Der Effekt von Rotverschiebung Es verschiebt die Emission von Supernovae vom optischen in den infraroten Bereich und macht dieses Teleskop ideal für ihre Entdeckung.“
Es gibt verschiedene Arten von Supernovae, und aus kosmologischer Sicht sind die Typ-Ia-Supernovae die interessantesten. Dabei handelt es sich um besondere Objekte, denn während der Explosion erreichen sie immer die gleiche Spitzenhelligkeit. Im Fachjargon heißt es, dass sie es sind Standard-Zündkerzen: Diese Eigenschaft wird tatsächlich verwendet, um die Entfernung zu entfernten Galaxien zu messen, wo sie explodieren, und um die Expansionsrate des Universums zu berechnen.
Webb hat mindestens eine Supernova vom Typ Ia bei a identifiziert Rotverschiebung von 2,9: Dies bedeutet, dass das Licht dieser Explosion vor 11,5 Milliarden Jahren begann, auf uns zuzuwandern, als das Universum gerade einmal 2,3 Milliarden Jahre alt war. Der bisherige Entfernungsrekord für eine spektroskopisch bestätigte Typ-Ia-Supernova lag bei einer Rotverschiebung von 1,95, als das Universum 3,4 Milliarden Jahre alt war.
Angesichts dieser neuen Explosionen stellt sich die Frage: War ihre Helligkeit bisher zeitlich und räumlich unterschiedlich, als das Universum jünger war? Wenn die Antwort „Ja“ war und ihre Helligkeit mit dem variierte Rotverschiebung, würde bedeuten, dass sie keine zuverlässigen Marker zur Messung von Entfernungen und damit der Expansionsrate des Universums wären. Nun, die Analyse dieser Supernova vom Typ Ia ergab eine Rotverschiebung 2,9 scheint keine Änderung der Helligkeit anzuzeigen. Weitere Daten sind erforderlich, aber vorerst sind die auf diesen explosiven Quellen basierenden Theorien sicher.
„Die Entdeckung ursprünglicher Supernovae und die Möglichkeit, sie auch in der Spektroskopie zu beobachten, ermöglicht es uns zu verstehen, wie sich die Eigenschaften der verschiedenen Arten von Supernovae mit der Zeit unterscheiden.“ Rotverschiebung» erklärt Pastorello. „Dies hat offensichtliche Konsequenzen für den Einsatz als Distanzindikatoren.“ Darüber hinaus ist die Bestimmung, wie sich die Zusammensetzung des von entfernten Supernovae ausgestoßenen Materials im Vergleich zu „lokalen“ unterscheidet, hilfreich, um zu verstehen, wie die chemische Zusammensetzung der Vorläufer (d. h. der Sterne, von denen sie stammen) ihren Entwicklungspfad bestimmt. Dies hilft uns, die Mechanismen zu verstehen, die verschiedenen Arten von Sternexplosionen zugrunde liegen.“
