Noch nie zuvor konnten wir das Universum so betrachten, wie es uns jetzt das James-Webb-Weltraumteleskop zeigt.
Unser bloßes Auge könnte niemals sehen, was das Teleskop sieht: James Webb reist durch Licht und Weltraum und kann die Ursprünge des Universums sehen – etwas, das unser Verstand kaum zu begreifen vermag.
Wie eine Zeitmaschine arbeitend, zeigten uns die ersten Bilder, die dieses leistungsstarke Teleskop am 12. Juli teilte, weit entfernte Galaxien, den Tod von Sternen und die Atmosphäre von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.
Ein tieferer Blick auf die Säulen der Schöpfung
Das James-Webb-Teleskop hat eine hochdetaillierte Darstellung der ikonischen Säulen der Schöpfung aufgenommen – die erstmals 1995 durch Bilder des Hubble-Teleskops der NASA berühmt wurden – wo sich neue Sterne in dichten Gas- und Staubwolken bilden.
Die dreidimensionalen Säulen sehen aus wie Felsformationen, sind aber weitaus durchlässiger. Diese Säulen bestehen aus kühlem interstellarem Gas und Staub, die im nahen Infrarotlicht manchmal halbtransparent erscheinen.
Aufbauend auf Bildern, die 1995 und 2014 aufgenommen wurden, wird Webbs neue Ansicht der Säulen der Schöpfung den Forschern helfen, ihre Modelle der Sternentstehung zu überarbeiten, indem sie weitaus genauere Zahlen neu gebildeter Sterne sowie die Mengen an Gas und Staub in der Region identifizieren.
Im Laufe der Zeit werden sie beginnen, ein klareres Verständnis dafür aufzubauen, wie Sterne über Millionen von Jahren entstehen und aus diesen staubigen Wolken hervorbrechen.
Am 28. Oktober veröffentlichte die NASA ein zweites Bild der Säulen der Schöpfung, dieses Mal aus der Sicht von Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI). Und es ist eindringlich – in den Worten der NASA macht dieses außergewöhnlich staubige Rendering es sowohl düster als auch „erschreckend“.
Das liegt daran, dass das Licht im mittleren Infrarotbereich darauf spezialisiert ist, genau zu zeigen, wo sich Staub befindet, aber bei diesen Wellenlängen sind die meisten der umgebenden Sterne nicht hell genug, um zu erscheinen.
„Stattdessen glänzen diese drohenden, bleiernen Gas- und Staubsäulen an ihren Rändern und deuten auf die Aktivität im Inneren hin.“ Die NASA erklärte.
Tausende neuer Sterne im Tarantelnebel
Auf Bildern, die im September von der NASA veröffentlicht wurden, ist der Nebel 30 Doradus in seiner ganzen Pracht zu sehen.
Er trägt den Spitznamen Tarantelnebel und ist ein Favorit von Astronomen, die sich mit der Sternentstehung befassen, da er eine der größten und hellsten Sternentstehungsregionen in den Galaxien ist, die unserer Milchstraße am nächsten liegen.
Der Tarantelnebel liegt 161.000 Lichtjahre entfernt in der Galaxie Große Magellansche Wolke. Es hat seinen Namen von den langen staubigen Fäden, die auf älteren Bildern an Spinnenbeine erinnern.
Das James-Webb-Teleskop hingegen fängt die Sternentstehungsstätte in einer neuen Klarheit ein und zeigt Zehntausende von nie zuvor gesehenen jungen Sternen, die zuvor in kosmischen Staub gehüllt waren.
Ikonische Phantomgalaxie
Dieses atemberaubende Bild zeigt die sogenannte Phantomgalaxie (M74). Webbs Fähigkeit, Licht mit längeren Wellenlängen aufzunehmen, ermöglicht es Wissenschaftlern, Sternentstehungsregionen in Galaxien wie dieser zu lokalisieren.
Dieses Bild zeigt Gas- und Staubmassen in den Armen der Galaxie und einen dichten Sternenhaufen in ihrem Kern.
Erste direkte Aufnahme eines fernen Exoplaneten
Die NASA hat auch beispiellose Beobachtungen eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems veröffentlicht und nutzte den leistungsstarken Infrarotblick des James Webb-Weltraumteleskops, um neue Details zu enthüllen, die bodengestützte Teleskope nicht erkennen könnten.
Das Bild des Exoplaneten HIP 65426 b, eines Gasriesen mit etwa der sechs- bis zwölffachen Masse des Jupiter, ist das erste Mal, dass das Webb-Teleskop ein direktes Bild eines Planeten jenseits des Sonnensystems gemacht hat.
„Dies ist ein transformativer Moment, nicht nur für Webb, sondern auch für die Astronomie im Allgemeinen“, sagte Sasha Hinkley, außerordentliche Professorin für Physik und Astronomie an der Universität von Exeter im Vereinigten Königreich, die diese Beobachtungen leitete.
Das Aufnehmen direkter Bilder von Exoplaneten ist eine Herausforderung, da Sterne so viel heller sind als Planeten, sagt die NASA.
HIP 65426 b liegt 355 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist etwa 15 bis 20 Millionen Jahre alt, verglichen mit unserer 4,5 Milliarden Jahre alten Erde.
Er ist 100-mal weiter von seinem Mutterstern entfernt als die Erde von der Sonne, also so weit vom Stern entfernt, dass Webb den Planeten auf dem Bild leicht vom Stern trennen kann. Aber er ist auch im nahen Infrarot mehr als 10.000 Mal schwächer als sein Mutterstern und im mittleren Infrarot einige tausend Mal schwächer.
„Das Erhalten dieses Bildes fühlte sich an, als würde man nach Weltraumschätzen graben“, sagte Aarynn Carter, Postdoktorandin an der University of California in Santa Cruz, die die Analyse der Bilder leitete.
„Zuerst konnte ich nur das Licht des Sterns sehen, aber mit sorgfältiger Bildverarbeitung konnte ich dieses Licht entfernen und den Planeten freilegen.“
Jupiter und seine Monde, wie Sie sie noch nie zuvor gesehen haben
NASA-Wissenschaftler haben auch neue Aufnahmen des größten Planeten des Sonnensystems veröffentlicht und die Ergebnisse als „ziemlich unglaublich“ beschrieben.
Das James-Webb-Teleskop nahm die Fotos im Juli auf und fing beispiellose Ansichten von Jupiters Nord- und Südlicht und wirbelndem Polardunst ein. Jupiters großer roter Fleck, ein Sturm, der groß genug ist, um die Erde zu verschlingen, hebt sich hell neben unzähligen kleineren Stürmen ab.
Ein Weitfeldbild ist besonders dramatisch und zeigt die schwachen Ringe um den Planeten sowie zwei winzige Monde vor einem glitzernden Hintergrund aus Galaxien.
„So haben wir Jupiter noch nie gesehen. Es ist alles ziemlich unglaublich“, sagte die Planetenastronomin Imke de Pater von der University of California in Berkeley, die an der Leitung der Beobachtungen beteiligt war.
„Ehrlich gesagt hatten wir nicht erwartet, dass es so gut wird“, fügte sie in einer Erklärung hinzu.
Die Infrarotbilder wurden laut dem amerikanisch-französischen Forschungsteam künstlich in Blau, Weiß, Grün, Gelb und Orange eingefärbt, um die Merkmale hervorzuheben.
Andere Entdeckungen: Wie sich die Cartwheel Galaxy verändert
Die neuesten Bilder kommen nur wenige Wochen, nachdem uns eine weitere Reihe von Bildern, die vom James-Webb-Team aufgenommen wurden, die Cartwheel-Galaxie genauer gezeigt und uns einen weiteren Schritt in unserem Verständnis des Universums gebracht haben, indem sie uns zeigen, was passiert, nachdem zwei Galaxien kollidieren.
Das Teleskop blickte mit seinen Infrarotkameras durch den kosmischen Staub, der durch die Kollision entstanden war, und gab uns eine Aufnahme davon, wie sich die Wagenradgalaxie verändert, nachdem sie vor Milliarden von Jahren mit einer anderen kleineren Galaxie zusammengestoßen war.
Wissenschaftler glauben, dass die Cartwheel-Galaxie, eine Ringgalaxie, die über 500 Millionen Lichtjahre von unserem Planeten entfernt ist und ihren Namen ihrem hellen inneren Ring und ihrem farbenfrohen äußeren Ring verdankt, einst Teil einer großen Spirale wie der Milchstraße war, bevor eine andere Galaxie sie durchbrach .
Das gesamte Aussehen der Galaxie, das Wissenschaftler an das Rad eines Wagens erinnerte, ist laut NASA auf diese Hochgeschwindigkeitskollision zurückzuführen. Vom Kollisionszentrum aus haben sich die beiden Ringe der Galaxie nach außen ausgedehnt und diese seltene ringförmige Form geschaffen.
Wissenschaftler waren noch nie zuvor in der Lage, klar in das Chaos der Cartwheel Galaxy zu sehen und es zu verstehen.
Das Hubble-Weltraumteleskop hatte bereits in die Galaxie gespäht, aber die Staubmenge, die die Wagenradgalaxie umgab, hinderte das Teleskop daran, die Phänomene zu beobachten, die sich in der Galaxie abspielten.
Aber dank der Infrarotkameras des James-Webb-Teleskops können Wissenschaftler jetzt in das helle Zentrum der Galaxie blicken.
Dazu wird ein Bild erstellt, indem die Nahinfrarotkamera (NIRCam) und das Mittelinfrarotinstrument (MIRI) von Webb kombiniert werden, die in der Lage sind, durch den Staub zu sehen und Wellenlängen des Lichts zu enthüllen, die unter Bedingungen mit sichtbarem Licht nicht zu beobachten sind.
Das erhaltene Bild zeigt die Sternentstehung nach der Kollision der Galaxien – ein Prozess, der noch nicht vollständig verstanden ist.
Der helle Kern im Zentrum der Galaxie enthält laut NASA heißen Staub, wobei die hellsten Bereiche riesige junge Sternhaufen beherbergen.
Was man dagegen am äußeren Ring sieht, ist die Entstehung neuer Sterne.
Die Cartwheel Galaxy durchläuft immer noch Veränderungen und wird sich weiter verändern, was verspricht, mehr Geheimnisse darüber zu enthüllen, wie sich Galaxien im Laufe der Zeit entwickeln, auch wenn dies Milliarden von Jahren dauern könnte.
Der 10 Milliarden Dollar teure Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation ESA ist Ende letzten Jahres in die Ferne geschossen und beobachtet seit dem Sommer den Kosmos im Infraroten.
Wissenschaftler hoffen, mit Webb die Anfänge des Universums zu sehen und dabei bis in die Zeit zurückblicken zu können, als sich vor 13,7 Milliarden Jahren die ersten Sterne und Galaxien bildeten.
Das Observatorium befindet sich 1,6 Millionen Kilometer von der Erde entfernt.