Am 8. Januar 2022 entfaltete das James Webb Telescope zum ersten Mal seinen Spiegel. Zwei Jahre später hat es uns Dinge im Universum gezeigt, die wir noch nie zuvor gesehen hatten.
Unser bloßes Auge wäre niemals in der Lage, das zu sehen, was das Teleskop sieht: Auf seiner Reise durch Licht und Raum kann James Webb von der NASA die Ursprünge des Universums sehen – etwas, das unser Verstand kaum begreifen kann.
Dieses leistungsstarke Teleskop funktioniert wie eine Zeitmaschine und hat uns weit entfernte Galaxien, den Tod von Sternen und die Atmosphäre von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems gezeigt und Wissenschaftlern und der gesamten Menschheit neue atemberaubende Bilder aus dem Weltraum beschert.
Am Samstag, den 8. Januar 2022, öffnete das neue James Webb-Weltraumteleskop der NASA erstmals seinen riesigen Spiegel.
Es war der letzte Schritt bei der Entfaltung des Observatoriums, das 1,6 Millionen Kilometer von der Erde entfernt positioniert ist.
Der letzte Teil des 6,5-Meter-Spiegels schwang sich auf Befehl des Fluglotsen an seinen Platz und vollendete die Entfaltung des Teleskops.
Seitdem hat James Webb unsere Sicht auf den Kosmos verändert. Dies sind einige der atemberaubendsten Bilder, die bisher veröffentlicht wurden, und was sie uns über das Universum gelehrt haben, das bisher unerreichbar blieb.
Ein tieferer Blick auf die Säulen der Schöpfung
Das James-Webb-Teleskop hat eine sehr detaillierte Aufnahme der ikonischen Säulen der Schöpfung gemacht – erstmals berühmt geworden durch Bilder des Hubble-Teleskops der NASA aus dem Jahr 1995 – wo sich in dichten Wolken aus Gas und Staub neue Sterne 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 zeitweise halbtransparent erscheinen.
Aufbauend auf Bildern aus den Jahren 1995 und 2014 wird Webbs neuer Blick auf die Säulen der Schöpfung Forschern dabei helfen, ihre Modelle der Sternentstehung zu überarbeiten, indem er weitaus genauere Zahlen neu gebildeter Sterne sowie die Mengen an Gas und Staub in der Region ermittelt.
Mit der Zeit werden sie ein klareres Verständnis darüber entwickeln, wie im Laufe von Millionen von Jahren Sterne entstehen und aus diesen Staubwolken hervorbrechen.
Am 28. Oktober 2022 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 diese außergewöhnlich staubige Darstellung es sowohl düster als auch „erschreckend“.
Das liegt daran, dass Licht im mittleren Infrarotbereich zwar auf die genaue Lokalisierung von Staub spezialisiert ist, bei diesen Wellenlängen die meisten umgebenden Sterne jedoch nicht hell genug sind, um sichtbar zu sein.
„Stattdessen glänzen diese drohenden, bleifarbenen Gas- und Staubsäulen an ihren Rändern und deuten auf die Aktivität im Inneren hin.“ Die NASA erklärte.
Tausende neue Sterne im Tarantelnebel
Auf Bildern, die die NASA im September 2022 veröffentlichte, 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 der Großen Magellanschen Wolke. Seinen Namen verdankt es den langen, staubigen Fäden, die auf älteren Bildern an Spinnenbeine erinnern.
Das James-Webb-Teleskop fängt die Sternentstehung jedoch in neuer Klarheit ein und zeigt Zehntausende noch nie zuvor gesehene junge Sterne, die zuvor in kosmischen Staub gehüllt waren.
Ikonische Phantomgalaxie
Dieses atemberaubende Bild zeigt die sogenannte Phantomgalaxie (M74). Webbs Fähigkeit, längerwelliges Licht aufzufangen, ermöglicht es Wissenschaftlern, Sternentstehungsregionen in Galaxien wie dieser zu lokalisieren.
Dieses Bild zeigt Gas- und Staubmassen in den Armen der Galaxie und eine dichte Ansammlung von Sternen in ihrem Kern.
Erstes direktes Bild eines fernen Exoplaneten
Die NASA veröffentlichte beispiellose Beobachtungen eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems und nutzte dabei 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 außerhalb des Sonnensystems aufgenommen hat.
„Dies ist ein transformativer Moment, nicht nur für Webb, sondern für die Astronomie im Allgemeinen“, sagte Sasha Hinkley, außerordentliche Professorin für Physik und Astronomie an der University of Exeter im Vereinigten Königreich, die diese Beobachtungen leitete.
Laut NASA ist es eine Herausforderung, direkte Bilder von Exoplaneten zu machen, weil Sterne so viel heller sind als Planeten.
HIP 65426 b liegt 355 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist im Vergleich zu unserer 4,5 Milliarden Jahre alten Erde etwa 15 bis 20 Millionen Jahre alt.
Er ist 100-mal weiter von seinem Mutterstern entfernt als die Erde von der Sonne, sodass er weit genug vom Stern entfernt ist, dass Webb den Planeten im Bild problemlos vom Stern trennen kann. Allerdings ist er im nahen Infrarot auch mehr als 10.000 Mal schwächer als sein Mutterstern und im mittleren Infrarot einige tausend Mal schwächer.
„Die Aufnahme 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 veröffentlichten außerdem neue Aufnahmen des größten Planeten des Sonnensystems und bezeichneten die Ergebnisse als „ziemlich unglaublich“.
Das James-Webb-Teleskop machte die Fotos bereits im Juli 2022 und fing beispiellose Ansichten der Nord- und Südlichter des Jupiter sowie des wirbelnden Poldunstes ein. Jupiters Großer Roter Fleck, ein Sturm, der groß genug ist, um die Erde zu verschlucken, sticht neben unzähligen kleineren Stürmen deutlich hervor.
Ein Weitwinkelbild 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 bei der Leitung der Beobachtungen mitgewirkt hat.
„Um ehrlich zu sein, hatten wir nicht wirklich damit gerechnet, dass es so gut wird“, fügte sie in einer Erklärung hinzu.
Die Infrarotbilder wurden nach Angaben des amerikanisch-französischen Forschungsteams künstlich in den Farben Blau, Weiß, Grün, Gelb und Orange eingefärbt, um die Merkmale hervorzuheben.
Weitere Entdeckungen: Wie sich die Cartwheel-Galaxie verändert
Nur wenige Wochen nachdem uns eine weitere Reihe von Bildern, die das Team von James Webb aufgenommen hatte, die Cartwheel-Galaxie detaillierter zeigten, brachten uns neue Bilder von Webb einen weiteren Schritt in unserem Verständnis des Universums, indem sie uns zeigten, 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 einen Eindruck davon, wie sich die Cartwheel-Galaxie verändert, nachdem sie vor Milliarden von Jahren mit einer anderen kleineren Galaxie zusammengestoßen war.
Wissenschaftler glauben, dass die Cartwheel-Galaxie, eine über 500 Millionen Lichtjahre von unserem Planeten entfernte Ringgalaxie, die ihren Namen ihrem hellen Innenring und farbenfrohen Außenring verdankt, einst Teil einer großen Spirale wie die Milchstraße war, bevor eine andere Galaxie durch sie hindurchschlug.
Das gesamte Aussehen der Galaxie, das Wissenschaftler an das Rad eines Wagens erinnerte, ist laut NASA auf diese Hochgeschwindigkeitskollision zurückzuführen. Vom Zentrum der Kollision aus haben sich die beiden Ringe der Galaxie nach außen ausgedehnt und so diese seltene Ringform geschaffen.
Noch nie war es Wissenschaftlern gelungen, das Chaos der Cartwheel-Galaxie klar zu erkennen und einen Sinn daraus zu ziehen.
Das Hubble-Weltraumteleskop hatte bereits einen Blick in die Galaxie geworfen, aber die Menge an Staub, die die Cartwheel-Galaxie umgibt, verhinderte, dass das Teleskop die Phänomene beobachten konnte, die innerhalb der Galaxie stattfanden.
Dank der Infrarotkameras des James Webb Telescope können Wissenschaftler nun in das helle Zentrum der Galaxie blicken.
Dazu wird ein Bild durch die Kombination von Webbs Nahinfrarotkamera (NIRCam) und Mittelinfrarotinstrument (MIRI) erstellt, die in der Lage sind, durch den Staub zu sehen und Lichtwellenlängen sichtbar zu machen, die bei sichtbarem Licht nicht beobachtet werden können.
Das erhaltene Bild zeigt die Entstehung von Sternen nach der Kollision der Galaxien – ein Prozess, der noch nicht vollständig verstanden ist.
Der helle Kern im Zentrum der Galaxie enthält heißen Staub, sagt die NASA, wobei die hellsten Bereiche die Heimat gigantischer junger Sternhaufen sind.
Was man hingegen am äußeren Ring beobachten kann, ist die Entstehung neuer Sterne.
Die Cartwheel-Galaxie unterliegt immer noch Veränderungen und wird sich weiter verändern und verspricht, weitere Geheimnisse über die Entwicklung von Galaxien zu enthüllen, auch wenn dies Milliarden von Jahren dauern könnte.