Es gibt mal wieder Neuigkeiten vom James-Webb-Teleskop – es hat so tief und so detailreich in den Orion-Nebel hineingeschaut wie noch kein Teleskop jemals zuvor. Was sich dort zwischen den geheimnisvollen Nebelschwaden bloß befindet?
Wir leben in einer aufregenden Zeit, in der wir dank des James-Webb-Teleskops den Kosmos in so einer atemberaubenden Weise beobachten können, wie noch niemals zuvor. Nehmt beispielsweise mal diese Aufnahme des südlichen Ringnebels, die vom Hubble-Teleskop gemacht wurde. Schon ziemlich schön und beeindruckend. Aber daneben seht ihr die James-Webb-Aufnahme – ein echter Qualitätssprung, oder? Vor allem die Details, die verschiedenen Gasschichten dieses planetarischen Nebels, sehen wir viel deutlicher.
Dazu muss man sagen, dass Hubble den Kosmos im optischen Bereich beobachtet, also in dem Bereich des Lichts, den auch unsere Augen wahrnehmen können. James Webb ist hingegen ein Infrarot-Teleskop, aber eine gewisse Vergleichbarkeit gibt es zwischen den Bildern natürlich trotzdem.
James Webb fotografiert den Orion-Nebel
Und nun hat das James-Webb-Teleskop eine der schönsten Regionen der Milchstraße ins Visier genommen, den Orion-Nebel. Eine riesige Ansammlung von interstellarem Gas, das Licht in verschiedenen Farben ausstrahlt. Man nennt solche Gebilde Emmisionsnebel und der Orion-Nebel ist der einzige Emmissionsnebel, der mit bloßem Auge sichtbar ist. Man muss allerdings schon gute Augen haben, um den Nebel am Himmel etwas unter den drei Gürtelsternen des Sternbilds Orions zu finden. Der Gedanke, dass wir mit bloßem Auge diese wunderschöne Struktur sehen können, ist einfach faszinierend.
Der Orion-Nebel ist 1350 Lichtjahre von uns entfernt, was in kosmischen Maßstäben nicht viel ist. Er besteht aus dichten interstellaren Gaswolken, vor allem Wasserstoff und Helium und er ist eins der am besten untersuchten Sternentstehungsgebiete. Er ist quasi eine Art Sternenkindergarten. Denn Sterne sind nichts anderes als jede Menge Wasserstoff zusammengequetscht. Diese jungen, neu entstandenen Sterne strahlen heiß und hell und versorgen das umliegende Gas mit Energie. Man spricht auch von Ionisation, derselbe Effekt, der uns auf der Erde übrigens Polarlichter beschert, da der energiereiche Sonnenwind die Erdatmosphäre ionisiert.
Theta2 Orionis im Visier der Teleskopen
Im Falle des Orion-Nebels führt das dazu, dass der gesamte Gasnebel in den schönsten Farben leuchtet. Im Herzen des Orion-Nebels befinden sich einige unglaublich helle Sterne, wie beispielsweise das System Theta2 Orionis. Es handelt sich um ein Dreifachsternsystem, also drei Sterne, die umeinander orbitieren und das Zentrum eines Systems bilden. Das ist gar nicht mal so selten, wie man meinen könnte. Nach neuesten Schätzungen sind rund die Hälfte aller Systeme in der Milchstraße solche Mehrfachsternsysteme. Und der hellste Stern dieses Systems ist – und jetzt haltet euch fest – 100.000 mal leuchtstärker als unsere Sonne. Wow.
Und genau diese Region um Theta2 Orionis haben sich sowohl Hubble als auch jetzt James Webb angeschaut. Starten wir mal mit der Aufnahme von Hubble. Der helle Punkt im unteren Teil des Bilds ist Theta Orionis A, der gerade erwähnte Stern. Wieder eine ganz schöne Aufnahme, aber nicht so richtig das, was man erwartet, wenn man einen bunten energetisierten Nebel mit einem super heißen Stern sehen will, oder?
Da schafft James Webb Abhilfe. Das Bild daneben sieht schon besser aus, oder? Hier können wir im Detail die dichten Schichten aus interstellarem Gas bewundern und sehen ganz genau, wie unfassbar leuchtstark Theta Orionis A ist und vor allem auch, wie sehr dieser Stern die umliegenden Wasserstoff-Schwaden ionisiert. Hier kann niemand mehr bestreiten, dass das James Webb Teleskop ein riesiger technologischer Sprung nach vorne ist.
Mehr Verständnis über Sternengeburten durch James Webb
Das Ganze ist natürlich nicht nur schön, sondern auch wissenschaftlich sehr wertvoll. Die Astrophysikerin Els Peeters von der Western University in Kanadasagt: “Diese Beobachtungen ermöglichen es, besser zu verstehen, wie Sterne die Gas- und Staubwolke, in der sie geboren werden, umwandeln. Junge Sterne emittieren ultraviolette Strahlung direkt in die sie noch umgebende Wolke, und dies verändert die physikalische Form der Wolke ebenso wie ihre chemische Zusammensetzung.”
Nichts verstanden? Was genau nicht?
Die Antwort lässt sich aus dem Tafelbild eigentlich leicht herleiten. Hol dir jetzt das nerdige T-Shirt!
Das erinnert ein wenig an ein Insekt in einem Kokon, das während seiner Entwicklung von diesem Kokon zehrt, aber genau durch diese Entwicklung letztlich den Kokon auch zerreißt und verändert. Genau so zehren die jungen Sterne anfangs von dem Gasnebel, nur um ihn dann durch ihre Energieausbrüche in Mitleidenschaft zu ziehen. Und ein Aspekt ist auf der Aufnahme besonders zu erwähnen und zwar dieser neblige Querbalken direkt über Theta Orionis A. Es handelt sich um eine Struktur namens Orion-Balken, die aus noch dichterem Gas besteht. Das Licht eines Haufens junger, heißer Sterne, des so genannten Trapezium-Haufens, beleuchtet die Szene von der oberen rechten Ecke aus; dieses grelle, ionisierende ultraviolette Licht sorgt dafür, dass der Balken langsam abgetragen wird.
James Webb zeigt Foto des Orion-Balkens
Diesen Orion-Balken kann man auf der Hubble-Aufnahme auch erahnen, aber auf dem James-Webb-Bild sehen wir ihn wesentlich besser und das liegt am Infrarot-Licht. Die längeren Wellenlängen des infraroten Lichts – der Bereich, in dem James Webb das Universum betrachtet – sind in der Lage, den Staub zu durchdringen, was uns einen Blick in Regionen ermöglicht, die mit kürzeren Wellenlängen, wie dem sichtbaren Spektrum, unmöglich zu sehen sind. Und das erlaubt uns, ganz neue Vorgänge in kosmischen Regionen wahrzunehmen. Die Astronomin Emilie Habart sagt: “Wir waren noch nie in der Lage, die feinen Details zu sehen, wie interstellare Materie in dieser Umgebung strukturiert ist, und herauszufinden, wie sich Planetensysteme in Gegenwart dieser harten Strahlung bilden können.” Alleine der Gedanke an potentielle Planeten dort ist super faszinierend.
Stellt euch mal vor, eine außerirdische Zivilisation entsteht auf einem Planeten inmitten dieser bunten, dichten Gaswolken. Was für einen unglaublichen Nachthimmel müsste man dort haben? Die Daten von James Webb werden derzeit noch ausgewertet und die Chancen stehen sehr gut, dass wir dort Exoplaneten entdecken werden. Schaut euch mal diesen Teil der Aufnahme hier an, für mich eine der spektakulärsten Entdeckungen von James Webb bisher überhaupt.
Hier sehen wir einen ganz jungen Stern, der sich tatsächlich wie eine Raupe in so einer Art Kokon befindet. Und mitten in dem Kokon sehen wir eine Akkretionsscheibe, also eine Ansammlung von Staub und Gas, die um den jungen Stern herum wirbelt. Und genau so haben auch die Planeten in unserem Sonnensystem vor vier bis fünf Milliarden Jahren begonnen, zumindest die inneren vier Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars. Um die junge Sonne wirbelten in einer Akkretionsscheibe Staub, Steinchen, Eisklumpen und Gas und aus diesem ganzen Zeug entstanden letztlich die Planeten. Wir stehen gerade auf einem Produkt der Akkretionsscheibe. Und genau diesen Prozess hat James Webb hier eingefangen. Ein junger Stern, der in einen Kokon aus interstellarem Gas gebettet ist und um den herum gerade Planeten, Monde und Zwergplaneten entstehen. Bis dann dort wirklich Planeten und vielleicht sogar Leben entsteht, werden noch einige hundert Millionen oder Milliarden Jahre vergehen.
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