Schlagwort: Webb

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Der Löwenkopfnebel auf Bildern des JWST

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Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Bildbearbeitung: Alyssa Pagan (STScI); Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Blicken wir auf die Zukunft unserer Sonne? Das James Webb Weltraumteleskop hat unser heutiges Bild des Löwenkopfnebels (NGC 2392) aufgenommen. Es besteht aus Aufnahmen der Instrumente NIRCam und MIRI. Der Löwenkopfnebel ist das Überbleibsel eines sonnenähnlichen Sterns. Der Stern konnte die Kernfusion in seinem Inneren nicht mehr aufrechterhalten und wurde dadurch instabil. Er begann seine äußeren Schichten aus Gas und Staub in den Weltraum hinaus zu schleudern. So ist dieser planetarische Nebel entstanden. Der extrem heiße Kern des Sterns blieb zurück: ein weißer Zwerg. Er ist in der Nase des Löwen zu sehen. Bitte die Nase nicht anstupsen! Die starke Strahlung des weißen Zwergs bringt das Gas zum Leuchten. Es dehnt sich aus und erzeugt so die unregelmäßigen Blasen, die das Gesicht des Löwen bilden. Eine leuchtende Gaswolke und dichte Staubklumpen, die die Strahlung des weißen Zwergs überlebt haben, bilden die Löwenmähne. Dieser neue und sehr detaillierte Blick auf den Nebel hilft uns, ihn besser zu verstehen. Wir lernen daraus, wie das Gas und der Staub miteinander und mit dem Licht des weißen Zwergs wechselwirken.

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Kometenartige Knoten im Helixnebel

Das Bild zeigt Knoten aus Staub und Gas im Helixnebel so detailreich wie nie zuvor. Die Knoten erinnern entfernt an Kometen oder kleine, braune Blasen mit Schweifen, die nach unten gerichtet sind.
Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, JWST; Bearbeitung: A. Pagan (STScI)

Wie entstehen die ungewöhnlichen Knoten aus Gas und Staub in planetarischen Nebeln? Solche Knoten findet man auch im Ringnebel, im Hantelnebel und in NGC 2392. Sie wurden zunächst nicht vorhergesagt. Wir verstehen ihre Entstehung noch nicht gut.

Das Bild zeigt einen Teil des Helixnebels. Es entstand mit dem Weltraumteleskop James Webb im Infrarotlicht und zeigt viele Details. Die Knoten erinnern an Kometen. Sie haben circa dieselbe Masse wie die Erde. Doch sie sind typischerweise mehrere Male größer als Plutos Umlaufbahn.

Es gibt eine Hypothese, wie die Knoten entstanden sind und wie sie zerteilt wurden. Sie besagt, dass der Stern, der im Zentrum vergeht, einen sehr energiereichen Sternenwind mit geringer Dichte verströmt. Dieser Wind treibt dichteres Gas, das schon zuvor da war, nach außen.

Der Helixnebel ist ein Beispiel eines planetarischen Nebels in unserer Nähe. So ein Nebel entsteht, wenn die Existenz eines sonnenähnlichen Sterns zu Ende geht. Der Helixnebel hat die Katalogbezeichnung NGC 7293. Er ist etwa 650 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Wassermann (Aquarius).

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Die Galaxie M82 hat einen supergalaktischen Wind

Aus einer waagrechten, weiß schimmernden Wolke strömen nach oben und unten ein stark strukturierte Wolkenfetzen. Nahe beim weißen Nebel sind sie gelblich gefärbt, weit oben und unten rötlich.
Bildcredit: NASA, ESA, CSA, A. Smercina (STScI, Tufts), T. Williams (U. Manchester); Bildbearbeitung: A. Pagan (STScI)

Warum stößt die Zigarren-Galaxie roten Rauch aus? Diese Sternbildungs-Galaxie wird auch M82 genannt. Die große Spiralgalaxie M81 näherte sich ihr kürzlich und wühlte sie auf. Dies erklärt jedoch nicht ganz den Ursprung der rot leuchtenden Gas- und Staubwolken, die aus ihr hinausströmen.

Es gibt Hinweise, dass kombinierte Teilchenwinde dieses Gas und den Staub hinaustreiben. Die Winde gehen von vielen Sternen aus. Zusammen bilden sie einen galaktischen Superwind. Man nimmt an, dass die Staubteilchen aus dem Medium zwischen den Sternen von M82 stammen. Und sie sind sogar ähnlich groß wie Teilchen in Zigarrenrauch.

Das Fotomosaik kombiniert die Daten verschiedener Teleskope. Bilder im sichtbaren Licht stammen vom Weltraumteleskop Hubble. Aufnahmen im Infrarotlicht lieferte das Weltraumteleskop James Webb. Das Bild zeigt die helle Zentralgalaxie fast von der Seite. Gewaltige orangefarbene und rote Fasern aus Gas und Staub strömen nach oben und unten. Die Filamente sind über mehr als 10.000 Lichtjahre verteilt.

Die Zigarren-Galaxie ist 12 Millionen Lichtjahre entfernt. Im Infrarotlicht ist sie die hellste Galaxie am Himmel. Man kann sie schon mit einem kleinen Teleskop im sichtbaren Licht beobachten. M82 und das Sternbild Große Bärin (Ursa Major) sind zirkumpolar. Das bedeutet, dass sie in Mitteleuropa immer über dem Horizont stehen.

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Planetarischer Nebel mit kosmischen Fullerenen

Der Nebel Tc1 wurde vom JWST fotografiert. In diesem Nebel entdeckte man 2010 die ersten Buckminsterfullerene. Sie befinden sich in einer Hülle um den orangefarbenen Teil des Nebels im Inneren.
Bildcredit: NASA/ESA/CSA/J. Cami (Western University); Bildbearbeitung: K. Beecroft; Text: Jan Cami (Western University) und Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Was passiert in diesem ungewöhnlichen Nebel? Das Bild stammt vom Weltraumteleskop James Webb. Es zeigt viele Details im planetarischen Nebel Tc1. Dort entdeckte man 2010 die ersten außerirdischen Fullerene! Der offizielle Name lautet Buckminsterfulleren. Das ist ein Molekül aus 60 Kohlenstoffatomen (C60) und sieht aus wie ein Fußball. Das Molekül wurde nach dem Architekten Buckminster Fuller benannt, der geodätische Kuppeln baute. Das Molekül erinnert an diese Kuppeln.

Mit dieser neuen Aufnahme des Webb Teleskops können wir nun die Fullerene im Nebel lokalisieren: Sie bevölkern hauptsächlich eine dünne Kugelschale um den Zentralstern. Im Bild ist die Schale die helle Grenze des orange gefärbten inneren Bereichs. Wenn man sich den Zentralbereich noch genauer anschaut, so entdeckt man eine noch verblüffendere Struktur: Der Nebel formt hier ein filigranes Fragezeichen, das auf den Kopf gestellt ist. Es steht für all die Fragen, die dieser Nebel noch aufwirft!

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Eine fast volle Rotation des Uranus

Videocredit: ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, P. Tiranti, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb); Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Zum ersten Mal sind wir Zeugen, wie der äußere Planet Uranus die Bühne betritt und eine Pirouette vollführt. Uranus ist einer der seltsamsten Planeten im Sonnensystem, weil er auf der Seite liegt und sich wie ein Huhn am Spieß dreht.

Das Video entstand aus mehr als 1000 Spektren. Sie wurden in über 15 Stunden ständiger Beobachtung aufgenommen, während Uranus rotierte. Dazu diente das Instrument NIRSpec des JWST. Die Daten zeigen, wie sich die Ionosphäre von Uranus verhält. Das ist die ionisierte Schicht der Atmosphäre eines Planeten, die stark mit dem Magnetfeld des Planeten wechselwirkt.

Das rosige Leuchten des Polarlichts zeigt das komplexe Zusammenspiel, das sich aus der gekippten Rotationsachse des Uranus und seiner Magnetachse ergibt. Wolken sehen wir als helle Punkte, die über den Eisriesen wandern. Die Farben von Blau bis Rot zeigen geringe bis große Höhen. So bekommen wir eine brandneue dreidimensionale Ansicht davon, wie Energie über die Atmosphäre des Planeten verteilt wird. Im linken Bild rahmen die Ringe des Uranus alles ein. Es ist der detaillierteste Blick in die Atmosphäre von Uranus, der bisher gelang!

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Webb zeigt den Cranium-Nebel

Ein Sternenfeld umgibt einen Nebel, der an ein Gehirn erinnert. Im Inneren des blauen äußeren Ovals liegt eine helle Nebelwolke.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Bearbeitung: J. DePasquale (STScI)

Was geht diesem Nebel durch den Kopf? Er heißt Cranium-Nebel, weil er einem menschlichen Gehirn ähnelt. Seine Entstehung ist ein Rätsel. Der Cranium-Nebel trägt auch die Bezeichnung PMR 1.

Einer Idee nach ist er ein planetarischer Nebel um einen Weißen Zwerg. Der einst sonnenähnliche Stern stieß demnach seine äußere Atmosphäre ab. Das geschah, als ihm der Brennstoff für die Kernfusion ausging und der Stern in sich zusammenfiel. Eine andere Theorie besagt, dass der zentrale Stern viel mehr Masse hat. Vielleicht ist er ein Wolf-Rayet-Stern. Dieser stößt mit seinen turbulenten Sternwinden Gas und Staub aus. Die dunkle, vertikale Teilung und die dünne äußere Hülle aus Gas machen all das noch mysteriöser.

Das Webb-Weltraumteleskop nahm dieses Bild im mittleren Infrarotbereich auf. Das zweite Bild, das ihr als Rollover seht, entstand im nahen Infrarot. Das System erinnert an ein Hirn. Es wird weiterhin beobachtet. Das könnte klären, ob es still und leise verschwindet oder ob es in vielen Jahren als Supernova explodiert.

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Webb und Hubble zeigen IC 5332

Die Galaxie IC 5332 wurde vom Weltraumteleskop James Webb abgebildet. Das Bild ist von einer alternativen Ansicht in sichtbarem Licht überlagert. Man sieht sie, wenn man den Mauspfeil über das Bild schiebt. (Smartphones: Link im Text)

Bildcredit: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Lee und die Teams PHANGS-JWST und PHANGS-HST; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Wie sieht das Universum durch eine Infrarot-Brille aus? Unsere Augen nehmen nur sichtbares Licht wahr. Doch Astronom*innen wollen mehr sehen. Das heutige APOD zeigt die Spiralgalaxie IC 5332. Sie wurde von zwei NASA-Weltraumteleskopen aufgenommen: Webb zeigt sie im mittleren Infrarotbereich, Hubble bildete sie im ultravioletten und sichtbaren Licht ab. Schiebt den Mauspfeil über das Bild (oder folgt diesem Link), dann könnt ihr die beiden Ansichten aus dem Weltraum vergleichen.

An Bord von Webb befindet sich das Mid InfraRed Instrument (MIRI). Es muss bei einer extrem frostigen Temperatur von -266 °C betrieben werden, sonst würde es die Infrarotstrahlung messen, die das Teleskop selbst abstrahlt.

Das Hubble-Bild betont die Spiralarme der Galaxie. Sie sind durch dunkle Regionen voneinander getrennt. Das Webb-Bild offenbart dagegen eine feinere, stärker verflochtene Struktur. Interstellarer Staub streut und absorbiert das Licht der Sterne in der Galaxie. Das führt zu den dunklen Staubspuren im Hubble-Bild. Doch derselbe Staub strahlt Wärme im Infrarotlicht ab. Daher leuchtet er auf dem Bild von Webb.

Astronom*innen kombinieren die Beobachtungen der beiden Teleskope. Damit bringen sie die „kleinen Maßstäbe“ von Gas und Sternen in Beziehung mit den wirklich großen Dimensionen der Struktur und der Entwicklung von Galaxien.

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Webb zeigt den planetarischen Nebel der roten Spinne

Hinter dicht verteilten Sternen, die sehr unterschiedlich hell leuchten, breitet sich ein Nebel aus, der nicht nur faszinierend geformt ist, sondern auch interessant gefärbt. In der Mitte leuchtet er gelb-rot, die Fortsätze außen sind leuchtend blau.

Bildcredit: ESA/Webb, NASA und CSA, J. H. Kastner (RIT)

Oh welch ein verworren Netz ein planetarischer Nebel weben kann! Der planetarische Nebel der Rote Spinne hat eine komplexe Struktur. Sie entsteht, weil ein gewöhnlicher Stern seine äußere Gashülle abstößt und zu einem Weißen Zwerg wird. Der Nebel ist als NGC 6537 bekannt. Er ist einer der bipolaren planetarischen Nebel. Diese haben zwei helle Flügel, die meist symmetrisch sind. Der Weiße Zwerg im Zentrum zählt zu den heißesten, die je beobachtet wurden. Wahrscheinlich ist er Teil eines Doppelsternsystems.

Von den Sternen im Zentrum strömen Winde aus, deren Geschwindigkeit mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde beträgt. Diese Winde strömen die Nebelwände entlang. Dabei stoßen Wellen aus heißem Gas auf Staub. Das führt dazu, dass sich der Nebel immer mehr weitet. Die Atome in den Stoßwellen strahlen Licht ab, wie man auf diesem Bild in Falschfarben-Infrarot des James-Webb-Weltraumteleskops sieht.

Der Rote-Spinne-Nebel befindet sich im Sternbild Schütze (Sagittarius). Seine Entfernung ist nicht genau bekannt. Sie wird auf 4000 Lichtjahre geschätzt.

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