Im jungen Universum verbergen mysteriöse rote Punkte tatsächlich kleine Galaxien um ihr sehr helles Zentrum.
Das James-Webb-Weltraumteleskop beobachtet diese Objekte seit seinen ersten Beobachtungskampagnen. Auf den Bildern sehen sie oft wie einfache rote Punkte aus, daher ihr Spitzname „little red dots“. Sie existierten während der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall.
Die Stapelmethode offenbart eine ausgedehnte Emission
Eine Einschränkung verhinderte bisher, die Materie um diese leuchtenden Punkte genau zu erfassen. Sie sind extrem klein und weit entfernt.
Das Team umging diese Schwierigkeit, indem es die Bilder von 217 kleinen roten Punkten aus der COSMOS-Web-Durchmusterung kombinierte. Das Prinzip ist einfach: Wenn man zahlreiche vergleichbare Objekte übereinanderlegt, lassen sich gemeinsame und sehr schwache Merkmale leichter erkennen. Die Forschenden nutzten vier Infrarotbänder der NIRCam von James-Webb.
Eine schwache ausgedehnte Lichtemission erscheint dann um das Zentrum im längsten untersuchten Infrarotband. Sie entspricht einer Galaxie mit einer charakteristischen Größe von etwa 200 Parsec, also rund 650 Lichtjahren. Das ist äußerst kompakt.
Die Forschenden schätzten außerdem die Gesamtmasse. Im Durchschnitt maßen sie etwa eine Milliarde Sonnenmassen. Diese Zahl entspricht der durchschnittlichen Galaxie, die durch die Stapelung der 217 Objekte sichtbar wurde.
Warum ist diese Messung wichtig? Viele kleine rote Punkte scheinen äußerst aktive Schwarze Löcher zu beherbergen. Um ihr schnelles Auftreten zu verstehen, muss man wissen, welche Galaxie sie umgibt. Bisher verdeckte das Licht des Zentrums diese Information weitgehend. Der neue Nachweis liefert eine direkte Messung der Sterne, die diese Objekte im jungen Universum begleiteten.
Die Autoren verfügen nun über eine Möglichkeit, das Wachstum der Galaxien mit dem ihrer Schwarzen Löcher während der ersten Milliarde Jahre zu vergleichen. Ihre Methode beruht allerdings auf einem Mittelwert: Sie enthüllt noch nicht die genaue Form und Masse jeder einzelnen Galaxie. Tiefere Beobachtungen müssen zeigen, wie stark sich diese Wirtsgalaxien von einem kleinen roten Punkt zum anderen unterscheiden.