Webb-Teleskop und „Renaissance-Simulation“ enthüllen frühes Universum

Forscher haben ein Modell des frühen Universums erstellt, das den Beobachtungen besser entspricht.

Forscher haben eine neue Computersimulation des frühen Universums entwickelt, die den Beobachtungen des Universums sehr nahe kommt James Webb-Weltraumteleskop (JWST).

Erste Beobachtungen von JWST deuteten darauf hin, dass etwas mit unserem Verständnis der frühen Galaxienentstehung nicht stimmt. Die ersten vom James Webb-Weltraumteleskop untersuchten Galaxien erschienen heller und massereicher als theoretisch erwartet.

Renaissance-Simulation

Interessante Ergebnisse, kürzlich veröffentlicht in Offenes Journal für AstrophysikForscher der Maynooth University in Irland und Mitarbeiter von Georgia Tech zeigen, dass Beobachtungen des James Webb-Weltraumteleskops nicht im Widerspruch zu theoretischen Vorhersagen stehen. Bei der sogenannten „Renaissance-Simulation“, die das Team verwendet, handelt es sich um eine Reihe hochentwickelter Computersimulationen der Galaxienentstehung im frühen Universum.

Forscher haben eine neue Computersimulation des frühen Universums entwickelt, die den Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST) sehr nahe kommt. Bildquelle: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) und das HUDF-Team

Die Simulationen können sehr kleine Klumpen dunkler Materie auflösen und diese Klumpen verfolgen, während sie koagulieren und sich zu Halos aus dunkler Materie ansammeln, die dann die Arten von Galaxien beherbergen, die wir beobachten. Die Simulationen können auch die Zusammensetzung der ersten Sterne modellieren, die sich in unserem Universum bildeten – Sterne der Gruppe III –, von denen erwartet wird, dass sie massereicher und heller sind als die heutigen Sterne.

Konsistenz mit bestehenden Modellen

Die vom MU-Team verwendeten Simulationen zeigten, dass diese Galaxien zu Modellen passen, die die Physik kosmologischer Simulationen bestimmen.

Zu den Ergebnissen sagte Hauptautor Joe M. McCaffrey, ein Doktorand in der Abteilung für Theoretische Physik in Maynooth: „Wir haben gezeigt, dass diese Simulationen für das Verständnis unseres Ursprungs im Universum von wesentlicher Bedeutung sind. Wir hoffen, dass dies auch in Zukunft der Fall sein wird.“ Verwenden Sie dieselben Simulationen, um das Wachstum massiver Schwarzer Löcher am Anfang des Universums zu untersuchen.

Die Kraft von JWST

Zu der Forschung und der zukünftigen Ausrichtung seines Forschungsteams sagte Dr. John Regan, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Theoretische Physik in Maynooth: „Das James Webb-Weltraumteleskop hat unser Verständnis des frühen Universums revolutioniert.“ Dank seiner unglaublichen Kraft sind wir heute in der Lage, einen Blick auf das Universum zu werfen, wie es vor ein paar hundert Millionen Jahren existierte die große Explosion – Die Zeit, als das Universum weniger als 1 % seines heutigen Alters hatte.

„Was uns das James-Webb-Weltraumteleskop zeigt, ist, dass das junge Universum voller massiver Sternentstehung und einer sich entwickelnden Population massereicher Schwarzer Löcher war. Die nächsten Schritte werden darin bestehen, diese Beobachtungen als Leitfaden für unsere theoretischen Modelle zu nutzen, was bis vor Kurzem der Fall war.“ war einfach unmöglich.“

Referenz: „Kein Jitter: JWST-Galaxien bei z>10 stimmen mit kosmologischen Simulationen überein“ von Joe McCaffrey, Samantha Hardin, John H. Wise und John A. Regan, 27. September 2023, Offenes Journal für Astrophysik.
doi: 10.21105/astro.2304.13755