James Webb Teleskop: Diese Bilder sind atemberaubend

Foto vom James Webb Teleskop

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.

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Erledigt! Sie sind auf der Liste.

Bild 1: Analyse der Atmosphäre eines Exoplaneten

Foto von der Nasa: Analyse von WASP-96 b

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

Der südliche Ringnebel: Fotografiert vom James Webb Teleskop

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

Stephans Quintett, fotografiert vom James Webb Teleskop

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

Die Kosmischen Klippen im 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. 

Vergleich zwischen dem Hubble-Foto und dem James Webb Foto: Der Carina Nebel

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

Das wohl beste Foto: 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. 

Vergleich des Deep Field zwischen Hubble und James Webb

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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Blick in Sternregion: Neue Fotos vom James Webb-Teleskop

Neues Foto vom James Webb Teleskop

Die Inbetriebnahme des James-Webb-Weltraumteleskops geht in die Schlussphase. Es gibt brandneue Bilder, die zeigen, wie unfassbar leistungsstark das James Webb ist. In diesem Beitrag schauen wir uns die neuen Fotos an.

Der Bau und Start des James Webb-Teleskops ist wirklich eine unendliche Geschichte. Nachdem der Start mehrfach verschoben wurde, gelang er endlich im Dezember 2021 und seitdem laufen die Vorbereitungen auf Hochtouren, damit das James Webb-Teleskop im Juni in den normalen Betrieb übergehen kann. In dieser Vorbereitungszeit schießt es aber schon Testfotos. Eines davon wurde vor wenigen Wochen veröffentlicht. 

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Erledigt! Sie sind auf der Liste.

Das war das erste Testfoto mit allen 18 Spiegelelementen des James Webb. In der Bildmitte sehen wir einen Stern, der über 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Aber viel interessanter sind die roten Pünktchen im Hintergrund. Das sind keine Sterne, sondern weit entfernte, Milliarden Jahre alte Galaxien. Gigantische Sterneninseln, die kurz nach dem Urknall entstanden sind und Milliarden Sterne und Planeten beherbergen. Schon auf diesem Testfoto schauen wir unfassbar weit in die Vergangenheit des Kosmos.

Erster Test von James Webb – Wow!

Das James Webb-Teleskop hat weitere Fotos geschossen und dafür die große Magellansche Wolke ins Visier genommen. Das ist eine Nachbarzwerggalaxie unserer Milchstraße, also eine Mini-Galaxie, die nicht aus mehreren 100 Milliarden Sternen, sondern “nur” aus 15 Milliarden Sternen besteht und gravitativ an die Milchstraße gebunden ist. Die Große und die Kleine Magellansche Wolke sind sogar mit bloßem Auge von der Südhalbkugel der Erde sichtbar. Wenn Ihr mal in Südafrika, Australien oder Neuseeland unterwegs seid, haltet also mal die Augen offen. 

So gut wie James Webb werdet ihr die Magellanschen Wolken jedoch nicht sehen können. Unten seht ihr den Blick des Infrarot-Weltraumteleskops in eine dichte Sternenregion innerhalb der großen Magellanschen Wolke:

Neues Foto von James Webb

Die einzelnen Bilder und Bezeichnungen stehen für unterschiedliche Instrumente des James Webb-Teleskops. NIRCAM steht beispielsweise für Near Infrared Camera und ist das Hauptinstrument von James Webb, um den Weltraum im Infrarotbereich zu erkunden. Was jedes Instrument einzigartig macht, ist seine spezifische Kombination von Komponenten, Beobachtungsmodi, Wellenlängenbereich, Sichtfeld und Auflösung. Durch die Kombination von allen Instrumenten und die Beobachtung einer Region in verschiedenen Infrarotwellenlängen erhält man am meisten Details. 

Um die Leistungsstärke des James Webb besser zu verstehen, vergleicht man die Bilder am besten mit Aufnahmen derselben Himmelsregion von anderen Teleskopen. 

Oben seht ihr einen Vergleich der Sterneregion in der Großen Magellanschane Wolke rechts aufgenommen von James Webb und links daneben von den Infrarot-Teleskopen WISE und Spitzer. Lee Feinberg vom Goddard Space Flight Center der NASA sagt: „Die Testbilder zeigen, was Menschen aus allen Ländern und Kontinenten mit einer kühnen Vision zur Erforschung des Universums gemeinsam erreichen können.” Und Mark McCaughrean von der ESA fügt hinzu: “James Webb hat die Gesetze der Physik nicht gebrochen, liegt aber dank der außerordentlichen Anstrengungen vieler Menschen über Jahrzehnte hinweg am oberen Ende der Möglichkeiten.” 

Was wird das James Webb-Teleskop erforschen?

Was werden wir mit dem James Webb Teleskop entdecken? Welche Geheimnisse des Kosmos werden wir lüften? Ich persönlich denke, dass wir vor allem Durchbrüche hinsichtlich zwei Themen machen werden: Die Untersuchung der Zeit kurz nach dem Urknall und die Suche nach außerirdischem Leben auf Exoplaneten. Das James Webb Teleskop kann den Kosmos vor allem im Infrarotbereich in noch nie dagewesenen Ausmaß beobachten. Das hilft uns immens, die ersten paar Millionen Jahre nach dem Urknall zu studieren. 

Meteorit
Ein echter Meteorit fürs Wohnzimmer!

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien.

Vor knapp 13,8 Milliarden Jahren entstand das Universum nach allgemein anerkannter Ansicht im Urknall. Danach hat es aber noch einige 100 Millionen Jahre gedauert, bis die ersten Galaxien entstanden sind – und dieser Zeitraum der ersten Galaxienbildung ist im optischen Bereich kaum zu beobachten. Das James Webb-Teleskop kann im Infrarotbereich die Geheimnisse des frühen Kosmos lüften und uns mehr darüber verraten, wie die allerersten Galaxien des Kosmos aussahen. Haben sich dort zuerst Sterne gebildet und dann supermassive Schwarze Löcher im Zentrum? Oder waren zuerst die Schwarzen Löcher da und dann haben sich die Sterne gebildet? Wie sahen die ersten Sterne des Kosmos überhaupt aus? Hatten sie eine ähnliche Zusammensetzung wie die Sterne, die wir aus unserer Galaxis kennen oder waren sie völlig fremdartig? All diese Fragen können wir hoffentlich bald beantworten.

Wird das James Webb-Teleskop außerirdisches Leben finden?

Und noch gespannter bin ich darauf, ob das Webb Teleskop seine zweite Mission erfüllen wird: Zumindest ein Indiz auf Lebensfreundlichkeit von Exoplaneten zu liefern. Mit der 100mal stärkeren Auflösung des James Webb-Teleskops im Vergleich zu Hubble werden wir Exoplaneten, also Planeten in fremden Sternsystemen so gut beobachten können wie noch nie. Derzeit macht man sich die sogenannte Transitmethode zu nutze. Immer wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, blockt er das Licht ab, so dass wir ihn entdecken können. Mit dem James Webb-Teleskop werden wir hoffentlich viel mehr Details aus solchen Transits ziehen können. 

Das James Webb ist aber auch so leistungsstark, dass es Exoplaneten ganz ohne einen solchen Transit ausfindig machen kann. Und das eröffnet natürlich ganz neue Chancen, denn wir sind dann nicht mehr darauf angewiesen, dass ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, damit wir ihn entdecken können. Und der Jackpot wäre doch, wenn man irgendwann mit dem Webb-Teleskop bei einem solchen Exoplanetenfund feststellen könnte: Da ist Wasser in der Atmosphäre. Oder andere sogenannte Biosignaturen. Denn das wäre schon ein starker Hinweis darauf, dass auf einem solchen Planeten auch Leben existieren könnte. 

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