Das James Webb Space Telescope (JWST) hat zum ersten Mal organische Moleküle in einer fernen Galaxie entdeckt, deren Licht seit 12 Milliarden Jahren zur Erde wandert. Über die Entdeckung wird in einem Artikel berichtet, der in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.

Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of Illinois hat Beobachtungen der Galaxie SPT0418-47 gemacht, die aufgrund ihrer großen Entfernung zu ihr den Anschein erweckt, als ob das Alter des Universums weniger als 1,5 Milliarden Jahre betragen hätte. Es ist aufgrund des Phänomens der Gravitationslinse deutlich sichtbar, wenn ein großes Objekt (z. B. eine massereiche Galaxie in unserer Nähe) das Licht eines Hintergrundobjekts beugt und verstärkt. In diesem Fall vergrößert die Linse SPT0418-47 um etwa das 30- bis 35-fache, verbiegt es jedoch in Form des sogenannten Einstein-Rings.

SPT0418-47, erstmals vom South Pole Telescope der National Science Foundation entdeckt, ist in kosmischen Staub gehüllt und daher nur im Infrarotspektrum sichtbar, da die großen Partikel ultraviolette Strahlung von Sternen absorbieren und Energie in Form von elektromagnetischen Infrarotwellen aussenden. Aufgrund der Abgelegenheit der Galaxie ist es nahezu unmöglich, sie mit bodengestützten Instrumenten zu beobachten, da diese nicht in der Lage sind, die Sterne in der Staubwolke zu erkennen.

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Von JWST erhaltene spektroskopische Daten zeigen, dass das interstellare Gas in SPT0418-47 mit schweren Elementen angereichert ist. Dies bedeutet, dass es mehreren Generationen von Sternen gelang, sich zu verändern, da die allerersten Sterne zunächst nur aus Wasserstoff und Helium bestehen konnten, nach und nach jedoch entweder durch thermonukleare Reaktionen in der Tiefe oder durch Supernova-Explosionen schwerere Elemente produzierten.

Wie die Autoren anmerken, ermöglicht die hohe Empfindlichkeit des JWST die Beobachtung der atomaren und molekularen Zusammensetzung entfernter Galaxien und liefert Wissenschaftlern Informationen über deren Entstehung, Lebenszyklus und Entwicklung. So wurden im Infrarotspektrum der Galaxie Merkmale festgestellt, die auf die Existenz polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) hinweisen. Das gesamte von PAH-Molekülen reemittierte Licht entspricht dem Vorherrschen der Sternentstehung (anstelle der Akkretion um Schwarze Löcher) in der Infrarotemission der gesamten Galaxie.

Darüber hinaus unterscheidet sich das Licht von PAH-Molekülen, heißem Staub sowie großen Staubkörnern und Sternen räumlich. Dies deutet entweder darauf hin, dass sich kleine und große Staubkörner innerhalb der Galaxie nicht zusammen befinden, oder dass es große Unterschiede in der Erwärmung der Staubkörner durch lokale UV-Strahlung gibt. Weitere Beobachtungen mit dem JWST sollten helfen, die Frage zu beantworten, ob solche räumlichen Verschiebungen ein gemeinsames Merkmal von Galaxien mit hoher Rotverschiebung sind.