Nasa-PräsentationDas sind die neusten Aufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskops
Ferne Galaxien, Gasplanet und der Carinanebel: Die US-Raumfahrtbehörde hat heute weitere neue Bilder des leistungsfähigsten Weltraumteleskops der Geschichte gezeigt. Die Fotos und die Hintergrundinformationen.
Nachdem US-Präsident Joe Biden in der Nacht auf Dienstag gemeinsam mit dessen Vize Kamala Harris voller Stolz das erste Bild des James-Webb-Teleskops der Weltöffentlichkeit präsentiert hat, zeigte die Nasa am Dienstag aus Greenbelt im US-Bundesstaat Maryland weitere Bilder des «Hubble»-Nachfolgers. Gezeigt wurden neben fernen Galaxien auch WASP-96b, ein 2013 entdeckter Gasplanet und der Carinanebel, eine 7600 Lichtjahre entfernte Wolke aus kosmischem Staub und Gas, wie die Nasa vorab bekannt gegeben hat.
SMACS 0723
Das erste Bild: Ein Blick in die Tiefe des Weltalls. Was auf den ersten Blick aussieht wie zahllose Sterne, sind in Wahrheit tausende weit von uns entfernte Galaxien. Jede Galaxie dürfte wiederum aus vielen Milliarden Sternen bestehen, von denen wiederum viele von Exoplaneten umkreist werden. Dabei zeigt das Bild nur einen winzigen Ausschnitt des Himmels: dieser entspricht der Grösse eines Sandkorns, das man in Armeslänge von sich entfernt hält. Somit zeigt das Bild auch, wie unvorstellbar gross das Universum ist.
US-Präsident Joe Biden hat diese Aufnahme bereits in der vergangenen Nacht präsentiert. Für die Aufnahmen hat das James-Webb-Weltraumteleskop seinen Fokus auf einen riesigen Galaxienhaufen gelegt, genannt SMACS 0723. Das Bild zeigt, wie er vor 4,6 Milliarden Jahren aussah – und noch mehr. Denn der Galaxienhaufen wirkt wie eine Linse: Seine Schwerkraft bündelt das Licht von schwach leuchtenden Galaxien, die sich in noch grösserer Entfernung befinden und die schon vor mehr als 13 Milliarden Jahren aufleuchteten, nur wenige Hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.
Die Galaxien des Clusters SMACS 0723 sind weiss im Vordergrund. Die Galaxien weiter entfernt sind orange oder rot. Um die geht es.
«Was wir auf dem Bild sehen, ist einer der tiefsten Blicke ins Universum, aber noch kein Weltrekord», sagt Adrian Glauser von der ETH Zürich, der den Schweizer Beitrag zum Webb verantwortet. «Das Alter der sichtbaren Galaxien ist in etwa vergleichbar mit jenen auf dem Hubble Ultra Deep Field. Aber das Bild ist unglaublich. Wir sehen Galaxien wie Sand am Meer.» Der grosse Vorteil des Webb sei, dass die Aufnahme in kürzerer Zeit entstand als das Ultra Deep Field von Hubble. Man sehe auch viel mehr Galaxien und könne diese schärfer abbilden. «Das lässt hoffen, dass wir mit dem Webb noch deutlich tiefer blicken können», sagt Glauser.
WASP-96b
WASP-96b ist ein 2013 entdeckter Gasplanet, etwa halb so gross wie Jupiter. Er befindet sich ausserhalb unseres Sonnensystems in einer Entfernung von rund 1120 Lichtjahren. Der Planet umrundet seinen Mutterstern alle 3,4 Tage.
Eine erste zentrale Frage lautet: Besitzen Exoplaneten wie WASP-96b eine Atmosphäre? Und wenn dem so ist: Aus welchen Molekülen besteht diese Atmosphäre und in welcher relativen Häufigkeit treten sie auf? Denn daraus lässt sich einiges über die Eigenschaften der Planeten ableiten.
Nun präsentiert die Nasa das erste sogenannte Spektrum, das von Webb aufgenommen wurde. Ein Spektrum nimmt das Licht des Planeten und fächert es auf zu einer Art Regenbogen. Die Berge und Täler im Spektrum geben Aufschluss über die Komposition des Planeten und dessen Atmosphäre. Besonders interessant ist hierbei das Infrarotlicht, das vom Webb gemessen wird.
Auf dem Spektrum sieht man den chemischen Fingerabdruck von Wasserdampf in der Atmosphäre von WASP-96b.
Südlicher Ringnebel, ein toter Stern
Der Südliche Ringnebel (NGC 3132) wurde bereits am 2. März 1835 vom britischen Astronomen John Herschel entdeckt. Dabei handelt es sich um einen sogenannten planetarischen Nebel.
Anders als der Name es suggeriert, hat das nichts mit einem Planeten zu tun. Die irreführende Bezeichnung ist historisch bedingt – zunächst hielt man die kugelförmigen Objekte für grosse Gasplaneten. Tatsächlich handelt es sich um eine expandierende Gaswolke, die einen sterbenden Stern umgibt. Der Südliche Ringnebel hat einen Durchmesser von rund einem halben Lichtjahr und befindet sich in einer Entfernung von 2000 Lichtjahren von der Erde am Südsternhimmel.
Zwei verschiedene Kameras haben den Südlichen Ringnebel aufgenommen: Die Near-Infrared Camera (NIRCam) (Bild links) und das Mid-Infrared Instrument (Miri) (Bild rechts). Das Bild von Miri zeigt erstmals, dass der zweite Stern im Zentrum des Ringnebels von Staub umgeben ist. Der hellere der beiden Sterne im Zentrum befindet sich in einem früheren Stadium der Sternentwicklung und wird wohl in Zukunft einen eigenen planetaren Nebel emittieren.
Stephans Quintett
Es sollte besser Stephans Quartett heissen. Zwar hat der französische Astronom Édouard Jean-Marie Stephan am 22. September 1877 fünf nah beieinander gelegene Galaxien entdeckt. Aber nur vier von ihnen tanzen in rund 290 Millionen Lichtjahren Entfernung im Sternbild Pegasus eng umeinander. Die fünfte hat sich quasi aufs Bild geschmuggelt, sie ist viel näher.
Die gegenseitige gravitative Anziehungskraft hat die Spiralarme einiger Galaxien verformt. Und vor allem in den beiden zentralen Galaxien entstehen viele neue Sterne. Die Sternentstehung ist eines der Themen, die Forschende mit dem James Webb genauer unter die Lupe nehmen möchten.
Das Webb hat Stephans Quintett mit dem Mid-Infrared Instrument (Miri) (erstes Bild) und dem Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) (zweites Bild) aufgenommen.
Die helle Galaxie oben im Bild von Miri besitzt ein aktives Schwarzes Loch im Zentrum. In der Nähe des Schwarzen Loch hat Webb heisses Gas ausgemacht, das nach aussen fliesst. Dieses vom Schwarzen Loch nach aussen beschleunigte Gas hat das Teleskop in bisher unerreichter Genauigkeit gesehen.
Sternentstehung: Der Carinanebel
Nebel sind Regionen, in denen viele Sterne entstehen. Der Carinanebel, auch Eta-Carinae-Nebel, ist eine der grössten und hellsten solcher Regionen am Himmel. Dort findet sich auch der instabile blaue Riesenstern Eta Carinae, ein veränderlicher, sehr massereicher Doppelstern. Der grössere der beiden ist so schwer wie 100 bis 200 Sonnen, der kleinere Partner so schwer wie 30 bis 80 Sonnen. Eta Carinae strahlt in etwa mit der vier- bis fünfmillionenfachen Leuchtkraft der Sonne und befindet sich in einer Entfernung von rund 7500 Lichtjahren.
Aufgenommen wurde das Bild von der Near-Infrared Camera (NIRCam). Es zeigt eine Region im Carinanebel, die als kosmische Kliffs bezeichnet wird. NIRCam hat hunderte bisher unbekannte Sterne und ebenso zahlreiche Galaxien im Hintergrund sichtbar gemacht.
Die kosmischen Kliffs bilden den Rand eines grossen «Hohlraums», der sich oberhalb des Bilds erstreckt. Dieser Hohlraum entstand durch das intensive ultraviolette Licht junger Sterne, die sich oberhalb des Bildausschnitts befinden.
Der Dampf, der vom dunklen Kliff aufzusteigen scheint, besteht aus heissem, ionisiertem Gas und heissem Staub, der sich vom Nebel wegbewegt.
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