Von Kosmischen Klippen bis Gravitationslinsen: Die ersten Fotos vom James Webb Teleskop sind da. Es ist wohl das Astronomie-Ereignis des Jahres. Und die Fotos sind mehr als beeindruckend.
Die letzten Tage waren aufregend. Es wurden endlich die Bilder veröffentlicht, auf die wir alle seit Monaten warten. Seit Dezember befindet sich das James Webb Teleskop, das beste jemals von Menschen gebaute Weltraumteleskop, im All und nun, mehr als ein halbes Jahr später haben wir endlich die ersten richtigen Aufnahmen vorliegen, die ihr euch hier im Detail angucken könnt.
Bild 1: Analyse der Atmosphäre eines Exoplaneten
Starten wir mal mit dieser Aufnahme hier. Es handelt sich nicht um ein wirkliches Bild, sondern um die Analyse der Atmosphäre des Exoplaneten WASP-96b, ein sogenannter Super Hot Jupiter, also ein Gasplanet, der größer als der Jupiter, aber aufgrund der Nähe zu seinem Stern sehr viel heißer ist. Auf den ersten Blick ist er ein ziemlicher Höllenplanet, auf dem ultra erhitzte Gasschichten apokalyptische Stürme bilden. Was James Webb hier entdeckt hat, ist absolut unerwartet: Das detaillierte Foto zeigt die eindeutige Signatur von Wasser sowie Hinweise auf Dunst und Wolken, die bei früheren Untersuchungen dieses Planeten nicht entdeckt wurden. Wenn es selbst auf solch einem Höllenplaneten verdunstetes Wasser in der Atmosphäre gibt, spricht viel dafür, dass überall in unserer Galaxis Wasser vorhanden ist. Mit dem ersten Nachweis von Wasser in der Atmosphäre eines Exoplaneten soll James Webb nun Hunderte von anderen Systemen untersuchen – wir dürfen also gespannt sein, was wir in der Atmosphäre anderer erdähnlicher Exoplaneten finden werden. Es kann gut sein, dass die Entdeckung von Biosignaturen, also organischen Stoffen auf einem fremden Planeten, nicht mehr in weiter Ferne liegt.
Bild 2: Der südliche Ringnebel
Diese Aufnahme ist unfassbar beeindruckend. Wir sehen hier den südlichen Ringnebel, ein klassischer planetarischer Nebel. Es handelt sich um eine sich ausdehnende Gaswolke in 2.000 Lichtjahren Entfernung, die einen sterbenden Stern umgibt. Planetarische Nebel stellen das Ende von durchschnittlich großen Sternen wie unserer Sonne da. Diese Sterne blähen sich zum Roten Riesen auf, verlieren dabei Gas und implodieren dann zum Weißen Zwerg. Zurück bleibt ein schön symmetrischer Gasnebel. Die leistungsstarken Infrarot-Augen von James Webb zeigen uns hier zum ersten Mal einen zweiten sterbenden Stern, der vorher noch völlig unbekannt war. Unten seht Ihr einen Vergleich zwischen den Aufnahmen des südlichen Ringnebels links durch Hubble und rechts durch James Webb. Was für ein unglaublicher Unterschied!
Bild 3: Foto von Stephans Quintett
Dann haben wir diese Wahnsinnsaufnahme von Stephans Quintett, eine Gruppe von Galaxien, die gravitativ aneinander gebunden sind. Durch James Webb können wir in noch nie dagewesenem Ausmaße die Wechselwirkung zwischen diesen Galaxien sehen. Sterne entstehen aus Gas, vor allem Wasserstoff, und wenn zwei Galaxien miteinander verschmelzen, dann kommt es zu massiver Entstehung neuer Sterne. Der Blick von James Webb auf Stephans Quintett wird uns helfen, die Sternentstehung durch wechselwirkende Galaxien so gut zu verstehen wie noch nie zuvor. Man muss sich mal klar machen, was wir hier sehen: Funkelnde Sternhaufen mit Millionen jungen Sternen und Starburst-Regionen, in denen neue Sterne entstehen. Schwungvolle Schweife aus Gas, Staub und Sternen werden aufgrund gravitativer Wechselwirkungen von mehreren der Galaxien weggezogen. Wir sehen hier nichts anderes als das Schicksal, das auch unserer Galaxis, der Milchstraße, in mehreren Milliarden Jahren blühen wird, wenn sie mit der Andromeda-Galaxie kollidieren wird. Dann werden wir auch in eine Starburst-Ära, also in eine Zeit intensiver neuer Sternentstehung eintreten.
Bild 4: James Webb fotografiert Carina-Nebel
Als nächstes kommen wir zu einem echten Highlight-Foto: Der Aufnahme der sogenannten Kosmischen Klippen am Rande des Carina-Nebels. Der Carina-Nebel war schon immer eins der populärsten Beobachtungsobjekte im Weltraum, doch diese Details übertreffen alles. Unten wieder der Vergleich zwischen der Hubble-Aufnahme und der von James Webb.
Der Blick von Webb auf die diese Kosmischen Klippen im Carina-Nebel enthüllt die frühesten, schnellen Phasen der Sternentstehung, die bisher verborgen waren. Im oberen Bereich des Bilds sehen wir hunderte vorher unbekannte Sterne, die noch relativ jung sind, also erst einige Millionen Jahre alt – für Sterne quasi noch Kindesalter. Diese jungen Sterne drücken durch ihre Strahlung den Rest des Nebels zusammen, wodurch diese deutliche Zweiteilung des Bildes entsteht. Was wir hier sehen, ist nicht weniger als das kosmische Material, aus dem auch wir bestehen. All die Elemente unseres Körpers wurden irgendwann mal im Weltraum erbrütet, auch wenn es kitschig klingt: Wir sind alle Sternenstaub.
Bild 5: Das James Webb Deep Field
Und schließlich das wohl bedeutsamste Bild, das schon den Namen James Webb Deep Field bekommen hat: Das bisher schärfste und tiefste Infrarotbild des Universums überhaupt. Wir sehen hier den Galaxienhaufen SMACS0723, dessen Licht 4,6 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Wie unvorstellbar dieses Bild ist, seht Ihr auch an diesem Vergleich.
Oben links derselbe Galaxienhaufen, fotografiert vom Hubble-Weltraum-Teleskop, das dafür mehrere Wochen benötigte, und daneben das Bild von James Webb, das in nur zwölf einhalb Stunden entstanden ist. Das ist wirklich ein enormer Qualitätssprung, so ein wenig wie der Sprung von DVD auf Blue-Ray oder so. Und noch etwas Unglaubliches: Das Bild von James Webb deckt einen Himmelsausschnitt ab, der nur etwa so groß ist wie ein Sandkorn, das jemand auf der Erde mit ausgestrecktem Arm Richtung Himmel hält. In einem solch winzigen Teil des Himmels verbirgt sich so etwas Unglaubliches: Unmengen von Galaxien mit Milliarden Planeten und Sternen. Unfassbar. Das wirklich faszinierende an dem Bild ist aber, dass der Galaxienhaufen nur Mittel zum Zweck ist. Er wird als Gravitationslinse genutzt, um einige der am weitesten entfernten Galaxien zu finden, die jemals entdeckt wurden. Schwerkraft krümmt Raum, Zeit und sogar das Licht und dadurch können wir schwere Objekte nutzen, um noch tiefer in den Weltraum zu schauen. Diesen Effekt nennt man Gravitationslinse und das James Webb Teleskop nutzt den Galaxienhaufen als gigantische Gravitationslinse, um den tiefsten Blick in den Weltraum vorzunehmen, den wir jemals gewagt haben.
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Allerdings kratzt dieses Bild nur an der Oberfläche der Fähigkeiten von James Webb bei der Untersuchung des ganz frühen Universums. Wir können uns in Zukunft auf noch spektakulärere Deep Fields, auf noch tiefere Blicke in die Zeit kurz nach dem Urknall freuen. Nur zu Erinnerung: Das James Webb Teleskop soll mindestens 20 Jahre in Betrieb sein, diese ersten Bilder hier sind wirklich nur die Spitze des Eisbergs. Uns stehen wissenschaftlich gesehen fantastische Zeiten bevor.
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