Astronomen, die das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) der NASA nutzen, haben die detaillierteste Karte des kosmischen Netzes erstellt – der riesigen, skelettartigen Struktur, die Galaxien im Universum verbindet. Unter der Leitung von Forschern der University of California, Riverside, verfolgte das Team dieses intergalaktische Gerüst bis zu einer Zeit zurück, als das Universum ein munteres Milliardenjahr alt war – ein Beweis dafür, dass selbst kosmische Architektur von einer guten Renovierung profitiert.

Das kosmische Netz ist für Uneingeweihte das strukturelle Rückgrat des Universums: Filamente und Schichten aus dunkler Materie und Gas, die riesige, meist leere Hohlräume umgeben. Stellen Sie es sich als die Version eines Spinnennetzes des Universums vor, nur dass die Spinnen Galaxien sind und die Seide unsichtbare dunkle Materie. Die im Astrophysical Journal veröffentlichten Ergebnisse stützen sich auf COSMOS-Web, die bisher größte JWST-Durchmusterung, die untersuchte, wie sich Galaxien im Laufe von 13,7 Milliarden Jahren kosmischer Geschichte in diesem Netz angeordnet haben.

Seit seinem Start im Jahr 2021 zeigt das JWST seine infraroten Muskeln und entdeckt schwache Galaxien, von denen frühere Teleskope nur träumen konnten. Die COSMOS-Web-Durchmusterung deckt einen Himmelsausschnitt von der Größe von etwa drei Vollmonden ab und wurde speziell entwickelt, um das kosmische Netz in seiner ganzen Pracht abzubilden. „JWST hat unsere Sicht auf das Universum völlig verändert“, sagte Hossein Hatamnia, ein Doktorand an der UCR und Hauptautor, und fügte hinzu, dass wir zum ersten Mal die Galaxienentwicklung von der Zeit, als das Universum eine Milliarde Jahre alt war, bis zum nahen Universum – innerhalb von etwa einer Milliarde Lichtjahre von der Erde – untersuchen können. (Ein Lichtjahr entspricht, zur Erinnerung, etwa 9,46 Billionen Kilometern, also ungefähr der Strecke, die Sie zurücklegen würden, wenn Sie eine Milliarde Jahre lang ununterbrochen fahren.)

Bahram Mobasher, ein angesehener Professor an der UCR und Hatamnias Betreuer, merkte an, dass die Karte des JWST weit mehr zeigt als frühere Hubble-Beobachtungen derselben Region. „Was früher wie eine einzelne Struktur aussah, löst sich nun in viele auf“, sagte Mobasher und deutete an, dass Hubble im Grunde eine Lesebrille benutzte, während JWST eine vollständige augenärztliche Untersuchung durchführt. Die doppelten Stärken des Teleskops – mehr schwache Galaxien zu erkennen und Entfernungen viel genauer zu messen – ermöglichen es, jede Galaxie in die richtige kosmische Zeitscheibe einzuordnen und so die Auflösung der Karte zu schärfen.

In einem seltenen Akt wissenschaftlicher Großzügigkeit hat das Team die Karten der großräumigen Struktur der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, darunter einen Katalog von 164.000 Galaxien, ihre kosmische Dichte und ein Video, das die Entwicklung des kosmischen Netzes über Milliarden von Jahren zeigt. Das Papier mit dem Titel „Large-Scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey“ umfasst Forscher aus den USA, Dänemark, Chile, Frankreich, Finnland, der Schweiz, Japan, China, Deutschland und Italien. Die Finanzierung erfolgte durch das Horizon-2020-Programm der Europäischen Union, denn selbst die Struktur des Universums braucht EU-Zuschüsse, um richtig kartiert zu werden.