James-Webb-Teleskop meldet unbekanntes Signal aus vermeintlich leerem Himmelsareal

Ein US-Forschungsteam um den Astrophysiker Mason Huberty von der University of Minnesota hat im Datenmaterial des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) eine Lichtquelle im Sternbild Fornax, auch Chemischer Ofen genannt, aufgespürt, die auf keiner früheren Aufnahme zu sehen war. Die Untersuchung ist in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal erschienen; in Österreich berichteten Der Standard und Futurezone darüber.

Ein Blick in eine bestkartierte Himmelsregion

Der Fund stammt aus dem Hubble Ultra Deep Field (HUDF), einem Ausschnitt des Südhimmels, der kaum ein Zehntel so breit ist wie der Vollmond. Hubble hat diesen Fleck mehr als 270 Stunden lang abgetastet und darin rund 10.000 Galaxien gefunden. Der Bereich zählt damit zu den gründlichsten je untersuchten Stellen des Himmels – ein Fleck, an dem neue Objekte eigentlich kaum zu erwarten sind.

Sieben Signale in zwei Beobachtungsfenstern

Das Team richtete JWST zweimal auf die Region: einmal im August 2023, dann 88 Tage später im November 2023. Ziel war, sehr lichtschwache, weit entfernte Objekte zu finden. Statt einzelne bekannte Galaxien anzufliegen, came ein Verfahren namens MOCSS (Multiobject Coronagraphy for Slitless Spectroscopy) zum Einsatz: Fast alle Mikroverschlüsse des Nahinfrarot-Spektrografen NIRSpec wurden geöffnet, und nur bekannte Vordergrundgalaxien wurden ausgeblendet.

NIRSpec detektierte in beiden Fenstern sieben Signale. Sechs ließen sich bereits bekannten, entfernten Galaxien zuordnen. Das siebte war eine einzelne helle Emissionslinie im Nahinfrarotbereich bei etwa 1,6 Mikrometern. Sie trat in allen vier Beobachtungsreihen auf, die sowohl zeitlich getrennt als auch aus unterschiedlichen Winkeln aufgenommen waren.

Warum es kein Messfehler sein soll

Ein zufälliger Instrumentenfehler konnte laut Team ausgeschlossen werden. Der Vergleich mit älteren Hubble- und JWST-Daten ergab: Das Signal war dort nicht vorhanden, obwohl es hell genug gewesen wäre, um aufzufallen. Bei einer Webb-Beobachtung desselben Bereichs im Oktober 2022 wäre es kaum unbemerkt geblieben. Die Forscher gehen deshalb davon aus, dass es sich um ein kurzzeitiges oder neu entstandenes Phänomen handelt.

Vier Erklärungen, keine davon passt vollständig

Huberty und sein Team sehen vier Möglichkeiten: eine Galaxie aus der Frühzeit des Universums, eine jüngere Galaxie, eine Supernova oder die Zerstörung eines Sterns durch ein Schwarzes Loch.

• Eine sehr alte Galaxie hätte das neutrale Wasserstoffgas des frühen Universums nur schwer durchdringen können und wäre zudem in den älteren Aufnahmen aufgefallen.
• Eine jüngere Galaxie hätte weitere Spektrallinien erzeugt – die fehlen.
• Dasselbe gilt für eine Supernova.
• Für die Zerstörung eines Sterns durch ein Schwarzes Loch fehlt bislang jeder weitere Hinweis.

Das Team schreibt im Astrophysical Journal, das Objekt sei sehr ungewöhnlich und gebe Hinweise auf extreme physikalische Bedingungen (sinngemäß übersetzt).

Warum das offen bleibt

Grundsätzlich bleibt offen, ob das energiereiche Licht aus sehr großer Entfernung stammt oder weniger energiereiches aus deutlich geringerer Nähe. Allein anhand der Wellenlänge lässt sich das nicht entscheiden.

Was als Nächstes ansteht

Die Forschenden halten weitere spektroskopische Beobachtungen für nötig, um Rotverschiebung und physikalischen Ursprung der Emission zu bestimmen.