NASA’s Webb rückt Grenzen des beobachtbaren Universums näher an den Urknall

Originalveröffentlichung am 28.01.2026 zu finden unter: https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Zusammenfassung: Die Galaxie MoM-z14 hat nicht nur einen neuen Entfernungsrekord aufgestellt, sondern gehört auch zu einer neuen Gruppe von Galaxien, die unerwartet hell, kompakt und chemisch angereichert sind

Es ist eine aufregende Zeit für Astronomen, die sich mit den Ursprüngen des Universums beschäftigen. Wie sind wir hierhergekommen? Das ist eine der größten Fragen der Menschheit, und das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA ermöglicht es, dieser Frage auf völlig neue Weise nachzugehen und Galaxien zu entdecken, die näher am Urknall liegen als alles, was wir bisher gesehen haben.

Webb’s derzeit am weitesten entfernte Galaxie, MoM-z14, existierte nur 280 Millionen Jahre nach dem Beginn des Universums im Urknall. Die Anzahl und der Inhalt heller Galaxien im frühen Universum widersprechen den Erwartungen und erfordern neue Theorien darüber, wie diese Periode der kosmischen Geschichte aussah und wie sie zu uns geführt hat.

Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat sich wieder einmal selbst übertroffen und sein Versprechen eingelöst, die Grenzen des beobachtbaren Universums näher an den kosmischen Ursprung heranzurücken, indem es eine helle Galaxie bestätigt hat, die 280 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte. Mittlerweile steht fest, daß Webb praktisch alle Maßstäbe, die es in diesen ersten Jahren gesetzt hat, irgendwann übertreffen wird, allein die neu bestätigte Galaxie MoM-z14 liefert faszinierende Hinweise auf die historische Zeitachse des Universums und darauf, wie sehr sich das frühe Universum von den Erwartungen der Astronomen unterschied.

„Mit Webb sind wir in der Lage, weiter sehen als jemals zuvor, und es sieht ganz anders aus, als wir vorhergesagt hatten, was sowohl herausfordernd als auch spannend ist“, sagte Rohan Naidu vom Kavli Institute for Astrophysics and Space Research des Massachusetts Institute of Technology (MIT), Hauptautor einer im Open Journal of Astrophysics veröffentlichten Arbeit über die Galaxie MoM-z14.

Aufgrund der Expansion des Universums, die durch Dunkle Energie angetrieben wird, wird die Diskussion über physikalische Entfernungen und „vor Jahren“ schwierig, wenn man so weit in die Vergangenheit blickt. Mithilfe von Webb’s NIRSpec-Instrument (Near-Infrared Spectrograph) bestätigten Astronomen, daß MoM-z14 eine kosmologische Rotverschiebung von 14,44 aufweist, was bedeutet, daß ihr Licht etwa 13,5 der geschätzten 13,8 Milliarden Jahre des Universums durch den (sich ausdehnenden) Raum gereist ist, dabei gedehnt und zu längeren, rötlicheren Wellenlängen „verschoben“ wurde.

„Wir können die Entfernung von Galaxien anhand von Bildern schätzen, aber es ist wirklich wichtig, dies mit detaillierteren spektroskopischen Untersuchungen weiter zu verfolgen und zu bestätigen, damit wir genau wissen, was wir sehen und wann“, sagte Pascal Oesch von der Universität Genf und Ko-Projektleiter der Untersuchung.

Faszinierende Eigenschaften

MoM-z14 gehört zu einer wachsenden Gruppe überraschend heller Galaxien im frühen Universum – laut dem Forschungsteam 100-mal heller, als theoretische Studien vor dem Start von Webb vorhergesagt hatten.

„Es gibt eine wachsende Kluft zwischen Theorie und Beobachtung in Bezug auf das frühe Universum, was spannende Fragen aufwirft, die es in Zukunft zu erforschen gilt“, sagte Jacob Shen, Postdoktorand am MIT und Mitglied des Forschungsteams.

Ein Ort, an dem Forscher und Theoretiker nach Antworten suchen können, ist die älteste Population von Sternen in der Galaxis. Ein kleiner Prozentsatz dieser Sterne weist einen hohen Stickstoffgehalt auf, der auch in einigen Beobachtungen von Webb zu frühen Galaxien, darunter MoM-z14, zu finden ist.

„Wir können uns ein Beispiel an der Archäologie nehmen und diese alten Sterne in unserer eigenen Galaxis wie Fossilien aus dem frühen Universum betrachten, nur daß wir in der Astronomie das Glück haben, daß Webb so weit sehen kann, daß wir auch direkte Informationen über Galaxien aus dieser Zeit haben. Es stellt sich heraus, daß wir einige der gleichen Merkmale sehen, wie zum Beispiel diese ungewöhnliche Stickstoffanreicherung“, sagte Naidu.

Da die Galaxie MoM-z14 nur 280 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte, blieb nicht genügend Zeit, damit Generationen von Sternen so große Mengen Stickstoff produzieren konnten, wie es Astronomen erwarten würden. Eine Theorie, auf die die Forscher hinweisen, besagt, daß die dichte Umgebung des frühen Universums zu supermassereichen Sternen führte, die mehr Stickstoff produzieren konnten als alle Sterne, die im lokalen Universum beobachtet wurden.

Die Galaxie MoM-z14 zeigt auch Anzeichen dafür, daß sie den dichten, urzeitlichen Wasserstoffnebel des frühen Universums im Raum um sich herum ausgeräumt hat. Einer der Gründe, warum Webb ursprünglich gebaut wurde, war die Zeitachse für diese „Aufklärungsphase” der kosmischen Geschichte einzugrenzen, die Astronomen als Reionisierung bezeichnen. Zu diesem Zeitpunkt produzierten die frühen Sterne Licht mit einer Energie, die hoch genug war, um durch das dichte Wasserstoffgas des frühen Universums zu brechen und sich durch den Weltraum zu bewegen, bis es schließlich Webb und uns erreichte. Die Galaxie MoM-z14 liefert einen weiteren Hinweis für die Kartierung des Zeitrahmens der Reionisierung, eine Arbeit, die erst möglich wurde, als Webb den Schleier über dieser Ära des Universums lüftete.

Das Erbe der Entdeckungen lebt weiter

Schon vor dem Start von Webb gab es Hinweise darauf, daß im frühen Universum etwas völlig Unerwartetes passiert war, als das Hubble-Weltraumteleskop der NASA die helle Galaxie GN-z11, 400 Millionen Jahre nach dem Urknall, entdeckte. Webb bestätigte die Entfernung der Galaxie – zu diesem Zeitpunkt die fernste, die jemals entdeckt worden war. Seitdem ist Webb immer weiter in Raum und Zeit vorgedrungen und hat weitere überraschend helle Galaxien wie GN-z11 gefunden.

Da Webb immer mehr dieser unerwartet leuchtkräftigen Galaxien entdeckt, wird klar, daß die ersten Galaxien dieser Art keine Zufallsentdeckung waren. Astronomen erwarten gespannt, daß NASA’s kommende Nancy Grace Roman Space Telescope mit seiner Kombination aus hochauflösender Infrarotbildgebung und extrem großem Sichtfeld die Zahl dieser hellen, kompakten, chemisch angereicherten frühen Galaxien auf Tausende erhöhen wird.

„Um herauszufinden, was im frühen Universum vor sich ging, brauchen wir wirklich mehr Informationen – detailliertere Beobachtungen mit Webb und mehr Galaxien, um zu sehen, wo die gemeinsamen Merkmale liegen, die Roman liefern kann“, sagte Yijia Li, Doktorandin an der Pennsylvania State University und ein Mitglied des Forschungsteams. „Es ist eine unglaublich spannende Zeit, in der Webb das frühe Universum wie nie zuvor offenbart und uns zeigt, wie viel es noch zu entdecken gibt.“

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisation).

Galaxie MoM-z14 im COSMOS-Feld (NIRCam Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): MoM-z14 im COSMOS Legacy Field
• Objektbeschreibung: Galaxie mit hoher Rotverschiebung
• Rektaszension: 10:00:22.45
• Deklination: +02:16:23.70
• Sternbild: Sextans
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 16 Bogenminuten
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F090W, F115W, F150W, F200W, F250M, F277W, F335M, F356W, F410M, F444W
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammensetzung aus einzelnen Belichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung unterschiedlicher Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das mit einem einzelnen Filter verbunden ist. In diesem Fall wurden folgende Farben zugewiesen:
• Blau: F090W Cyan: F115W Blaugrün: F150W Grün: F200W Gelb: F250M Gelb-orange: F277W Orange: F335M Orangerot: F356W Rot: F410M Rot: F444W

Über das Bild: Die Galaxie mit der Bezeichnung MoM-z14 ist derzeit die am weitesten entfernte Galaxie, die jemals entdeckt wurde. Sie wurde von der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA entdeckt und mit dessen NIRSpec-Instrument (Nahinfrarotspektrograph) spektroskopisch bestätigt.

Durch Webb sehen wir diese Galaxie so, wie sie in der fernen Vergangenheit aussah, nur 280 Millionen Jahre nach dem Urknall, dem Beginn des Universums. Ihr Licht ist mehr als 13 Milliarden Jahre durch den Weltraum gereist, um uns zu erreichen.

Wie einige andere Galaxien, die Webb im frühen Universum entdeckt hat, ist MoM-z14 heller, kompakter und chemisch angereicherter, als Astronomen in dieser frühen Ära erwartet hätten. Auch wenn sie als entfernteste Galaxie vielleicht schnell aus den Rekordbüchern verschwinden wird, wird MoM-z14 dennoch eine wichtige Rolle dabei spielen, Astronomen und Theoretikern zu neuen Erkenntnissen über die frühesten Kapitel in der Geschichte des Universums zu verhelfen.

Galaxie MoM-z14 im COSMOS-Feld (NIRCam Kompass-Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): MoM-z14 im COSMOS Legacy Field
• Objektbeschreibung: Galaxie mit hoher Rotverschiebung
• Rektaszension: 10:00:22.45
• Deklination: +02:16:23.70
• Sternbild: Sextans
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 16 Bogenminuten
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F090W, F115W, F150W, F200W, F250M, F277W, F335M, F356W, F410M, F444W
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammensetzung aus einzelnen Belichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung unterschiedlicher Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das mit einem einzelnen Filter verbunden ist. In diesem Fall wurden folgende Farben zugewiesen:
• Blau: F090W Cyan: F115W Blaugrün: F150W Grün: F200W Gelb: F250M Gelb-orange: F277W Orange: F335M Orangerot: F356W Rot: F410M Rot: F444W

Über das Bild: Dieses Bild des COSMOS Legacy Field, aufgenommen von Webb’s NIRCam (Nahinfrarotkamera), zeigt die Galaxie MoM-z14 mit Kompasspfeilen und Farblegende als Referenz. MoM-z14 ist derzeit die am weitesten entfernte Galaxie, die Webb entdeckt hat.

Die Kompasspfeile nach Norden und Osten zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel. Beachten Sie, daß die Beziehung zwischen Norden und Osten am Himmel (von unten gesehen) im Verhältnis zu den Richtungspfeilen auf einer Karte der Erde (von oben gesehen) umgekehrt ist.

Dieses Bild zeigt Lichtwellenlängen im nahen Infrarotbereich, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Die Farblegende zeigt, welche NIRCam-Filter verwendet wurden. Die Farbe jedes Filternamens ist die Farbe des sichtbaren Lichts, die verwendet wird, um das Infrarotlicht darzustellen, das durch diesen Filter hindurchgeht.