James-Webb-Teleskop enthüllt das verborgene kosmische Netz in atemberaubender Detailtreue

Es besteht aus massiven Fäden und Blättern aus Dunkler Materie und Gas, die riesige, nahezu leere Regionen des Raums, sogenannte Voids, umgeben. Gemeinsam bilden diese Strukturen die großräumige Architektur des Kosmos und verbinden Galaxien sowie Galaxienhaufen über immense Distanzen hinweg.

Die in The Astrophysical Journal veröffentlichte Forschung stützte sich auf die bisher größte jemals durchgeführte JWST-Erhebung, COSMOS-Web. Wissenschaftler nutzten die Umfrage, um zu untersuchen, wie sich Galaxien innerhalb dieses vernetzten Gefüges über 13,7 Milliarden Jahre kosmischer Geschichte gebildet und entwickelt haben. Das James-Webb-Weltraumteleskop erweitert unseren Blick auf das Universum.

Seit seinem Start im Jahr 2021 hat das JWST die Astronomie durch seine außergewöhnliche Empfindlichkeit und Bildschärfe revolutioniert. Seine Infrarotinstrumente können schwache, weit entfernte Galaxien erfassen, die frühere Teleskope nicht beobachten konnten, sodass Wissenschaftler weiter in die Vergangenheit blicken und durch Wolken aus kosmischem Staub hindurchsehen können.

Um diese Fähigkeiten optimal zu nutzen,

Um diese Fähigkeiten optimal zu nutzen, entwickelte ein internationales Team COSMOS-Web, das größte General-Observer (GO)-Programm, das für das JWST ausgewählt wurde. Das GO-Programm ist das Hauptsystem, mit dem Astronomen Beobachtungszeit am Teleskop beantragen.

Die Umfrage erfasst einen zusammenhängenden Himmelsbereich, der etwa der Größe, und wurde speziell entwickelt, um das kosmische Netz zu kartieren. „Das JWST hat unsere Sicht auf das Universum grundlegend verändert, und COSMOS-Web wurde, um uns die breite und tiefe Perspektive zu geben, die wir benötigen, um das kosmische Netz zu erfassen", sagte Hossein Hatamnia, ein Doktorand an der UCR und den Carnegie Observatories sowie leitender Autor der Studie. „Zum ersten Mal können wir die Entwicklung fadenförmigen Strukturen über die kosmische Zeit hinweg untersuchen –, als das Universum ein Milliarden Jahre alt war, bis hin zum nahen Universum." Mit dem nahen Universum wird der Bereich innerhalb Lichtjahr entspricht ungefähr 5,88 Billionen Meilen und misst die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt.

Kosmische Netz-Karte enthüllt verborgene Strukturen. Bahram Mobasher, ein auszeichnender Professor für Physik und Astronomie an der UCR und Hatamnias Betreuer, sagte, die neuen JWST-Daten bieten ein weitaus detaillierteres Bild großskaliger kosmischer Strukturen als frühere Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops.

Moegliche Anwendungen

Der direkte Vergleich der beiden Datensätze zeigt, dass viele zuvor verschwimmend ineinander übergehende Strukturen nun klar voneinander getrennt und in deutlich feinerem Detail untersucht werden können. „Der Sprung in Tiefe und Auflösung ist wirklich erheblich, und wir können das kosmische Netz nun zu einer Zeit betrachten, als das Universum nur wenige hundert Millionen Jahre alt war – eine Epoche, die mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) im Wesentlichen erstmals zugänglich ist," sagte Mobasher. „Was früher wie eine einzelne Struktur wirkte, löst sich nun in viele auf, und Details, die zuvor verwischt wurden, sind jetzt deutlich sichtbar." Hatamnia erläuterte, dass diese Verbesserung auf zwei Schlüsselaspekte des JWST zurückzuführen ist, die zusammenwirken: „Das Teleskop erfasst in derselben Himmelsregion viele mehr schwache Galaxien, und die Entfernungen zu diesen Galaxien werden weitaus präziser gemessen," sagte er. „Jede Galaxie kann daher in die richtige Schicht der kosmischen Zeit eingeordnet werden, was die Auflösung der Karte schärft." Öffentliche Veröffentlichung der COSMOS-Web-Daten Im Anschluss an die Tradition der offenen Wissenschaft des COSMOS-Maßstabs stellt das Forschungsteam die Karten der großräumigen Struktur der Öffentlichkeit zur Verfügung. „Die Pipeline zur Erstellung der Karte, der Katalog mit 164.000 Galaxien und ihrer kosmischen Dichte sowie ein Video, das die Entwicklung des kosmischen Netzes über Milliarden, wurden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht", sagte Mobasher.

Referenz: „Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey", Bahram Mobasher, Sina Taamoli, Jeyhan S. Kartaltepe, Caitlin M. Casey, Hollis B. Akins, Malte Brinch, Nima Chartab, Nicole E. Drakos, Andreas L. Faisst, Steven L.

Finkelstein, Maximilien Franco, Finn Giddings, Ghassem Gozaliasl, Ali Hadi, Aryana Haghjoo, Santosh Harish, Olivier Ilbert, Pascale L. Jablonka, Shuowen Jin, Ali Ahmad Khostovan, Anton M. Koekemoer, Ronaldo Laishram, Daizhong Liu, Matteo Maturi, Henry Joy McCracken, Crystal L. Martin, Lauro Moscardini, Diana Scognamiglio, Marko Shuntov, Greta Toni, Alexander de la Vega, John R. Weaver und Lilan Yang, 6.

Mai 2026, The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ae5bac. Wissenschaftler aus den USA, Dänemark, Chile, Frankreich, Finnland, der Schweiz, Japan, China, Deutschland und Italien haben ebenfalls zur Studie beigetragen. Die Forschung wurde durch Fördergelder des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon 2020" der Europäischen Union unterstützt.