MAC0647: Webbs Gravitationslinsen im frühen Universum

Webbs neue Ansicht des Objekts MACS0647-JD zeigt bisher unbekannte Details. Beschreibung im Text.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI), Rebecca Larson (UT), Yu-Yang Hsiao (JHU); Bearbeitung: Alyssa Pagan (STScI); Text: Michael Rutkowski (Minn. St. U. Mankato)

Dieses lebhafte neue Vielfarben-Infrarotbild des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) zeigt die Gravitationslinse des Galaxienhaufens MACS0647. Der massereiche Vordergrundhaufen verzerrt und bricht das Licht der dahinter liegenden fernen Galaxien in derselben Sichtlinie. So wird die Hintergrundquelle MACS0647-JD vom Haufen offenbar dreifach vergrößert.

Als MACS0647-JD erstmals mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachtet wurde, sah man sie als amorphen Klecks. Mit Webb entpuppt sich diese einzelne Quelle jedoch als Paar oder kleine Galaxiengruppe. Auch die Farben der MACS0647-JD-Objekte sind unterschiedlich – ein möglicher Hinweis auf Unterschiede im Alter oder im Staubgehalt dieser Galaxien.

Diese neuen Bilder liefern seltene Beispiele an Galaxien aus einer Zeit von wenigen 100 Millionen Jahren nach dem Urknall.

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M16: Webb zeigt eine Säule mit Sternbildung

Das Bild zeigt eine Staubsäule im Adlernebel, auch M16, im Sternbild Schlange.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Bearbeitung und Bildrechte: Mehmet Hakan Özsaraç

Was passiert im Inneren dieses interstellaren Berges? Es entstehen Sterne. Der Berg ist eigentlich eine Säule aus Gas und Staub im malerischen Adlernebel (M16). Eine Säule wie diese hat eine so geringe Dichte, dass man leicht durch sie hindurch fliegen könnte – sie erscheint nur wegen ihres hohen Staubanteils und der großen Tiefe so kompakt.

Neu entstandene Sterne beleuchten die hellen Bereiche von innen heraus. Diese Regionen leuchten in rotem und infrarotem Licht, da der dazwischenliegende interstellare Staub das blaue Licht streut.

Dieses Bild stammt vom James-Webb-Weltraumteleskop (JWST), das Ende des letzten Jahres startete. Es wurde kürzlich beispiellos detailreich in nahem Infrarotlicht aufgenommen. Energiereiches Licht, heftige Winde und finale Supernovae dieser jungen Sterne zerstören in den nächsten 100.000 Jahren langsam diese Sterngeburtssäule.

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Der Protostern in L1527

Das Bild zeigt Protostern in der dunklen Wolke L1527 mit sanduhrförmigen Flügeln, es stammt vom James-Webb-Weltraumteleskop.

Bildcredit: ForschungNASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam; Bearbeitung – Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Der Protostern in der dunklen Wolke L1527 ist gerade einmal 100.000 Jahre alt und noch in die Wolke aus Gas und Staub eingebettet, die sein Wachstum ermöglicht. Das Bild stammt von der NIRCam des Weltraumteleskops James Webb. Das dunkle Band am Hals des Infrarot-Nebels ist eine dicke Scheibe um das junge stellare Objekt. Diese Scheibe ist etwas größer als unser Sonnensystem und fast genau von der Seite zu sehen. Sie versorgt den Protostern mit Material und verbirgt ihn vor Webbs direkten Infrarotblick.

Der Nebel selbst ist jedoch atemberaubend detailreich abgebildet. Die sanduhrförmigen Hohlräume des Nebels werden vom Infrarotlicht des Protosterns beleuchtet. Sie entstehen durch Materie, die beim Sternbildungsprozess ausgeworfen wird und durch das umgebende Medium pflügt. Wenn der Protostern an Masse gewinnt, wird er schlussendlich ein vollwertiger Stern, der kollabiert, sodass in seinem Inneren die Kernfusion zündet.

Der Protostern in der dunklen Wolke L1527 ist wahrscheinlich ein Analogon zu einem frühen Stadium unserer Sonne und dem Sonnensystem. Er ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und liegt in der Taurus-Sternbildungsregion. Webbs NIRCam-Bild umfasst einen Bereich von ungefähr 0,3 Lichtjahre.

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Weitwinkel-Kokonnebel

Der Kokonnebel IC 5146 mit Emissions- und Reflexionsnebeln im Sternbild Schwan sieht wie ein Komet aus.

Bildcredit und Bildrechte: Andy Ermolli

Wann sieht ein Nebel wie ein Komet aus? Dieses dicht besetzte Sternenfeld zeigt mehr als zwei Grad im hoch fliegenden Sternbild Schwan (Cygnus). Der Blick wird zum Kokonnebel gelenkt. Der kosmische Kokon ist eine kompakte Sternbildungsregion. Links leuchtet ein heller Nebel mit Emissionen und Reflexionen, rechts zieht sich eine langen Spur aus interstellaren Staubwolken. Dadurch wirkt der ganze Komplex ein bisschen wie ein Komet.

Der zentrale helle Kopf des Nebels ist als IC 5146 katalogisiert und umfasst etwa 10 Lichtjahre. Der dunkle staubige Schweif ist fast 100 Lichtjahre lang. Beide Nebel sind ungefähr 2500 Lichtjahre entfernt.

Der helle Stern nahe der hellen Nebelmitte ist wahrscheinlich nur wenige Hunderttausend Jahre alt. Er liefert die Energie für das Leuchten des Nebels und schafft einen Hohlraum im Staub und Gas der Molekülwolke, in der Sterne entstehen. Die langen, staubigen Filamente des Schweifs sind zwar auf diesem Bild in sichtbarem Licht dunkel, doch sie verbergen neu entstehende Sterne, die man in Infrarotwellenlängen sehen kann.

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Die Säulen der Schöpfung

Das James-Webb-Weltraumteleskop zeigt neue Aufnahmen der Säulen der Schöpfung, die durch Bilder des Weltraumteleskops Hubble berühmt wurden.

Bildcredit: ForschungNASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam; Bearbeitung – Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Ein Bild des Weltraumteleskops Hubble, das inzwischen berühmt ist, zeigt diese sternbildenden Säulen aus kaltem Gas und Staub im Inneren des Adlernebels M16, die mehrere Lichtjahre lang sind. Sie werden als die Säulen der Schöpfung bezeichnet.

Dieses NIRCam-Bild des James-Webb-Weltraumteleskops erweitert Hubbles Erforschung dieser Region im Inneren des kultigen Sternentstehungsgebietes mit mehr Details und Tiefe. Besonders beeindruckend an Webbs Ansichten im nahen Infrarot ist die markante rötliche Emission von Materialknoten, die durch Gravitation kollabieren und im Inneren der Entstehungswolken Sterne bilden.

Der Adlernebel ist etwa 6500 Lichtjahre entfernt. Der größere, helle Emissionsnebel ist ein einfaches Ziel für Fernglas oder kleine Teleskope. M16 liegt in der Ebene unserer Milchstraße in einem nebelreichen Teil des Himmels im geteilten Sternbild Serpens Cauda (Hinterteil der Schlange).

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Supernova-Kanone stößt Pulsar J0002 aus

Die Illustration zeigt einen Supernova-Überrest mit einer Linie, die sich nach rechts unten erstreckt und die Spur eines Neutronensterns darstellt.

Bildcredit: F. Schinzel et al. (NRAO, NSF), Kanadische Vermessung der galaktischen Ebene (DRAO), NASA (IRAS); Komposition: Jayanne English (U. Manitoba)

Was kann einen Neutronenstern wie eine Kanonenkugel hinausschießen? Eine Supernova. Vor etwa 10.000 Jahren zerstörte die Supernova, die den nebeligen Überrest CTB 1 erzeugte, nicht nur einen massereichen Stern, sondern schleuderte außerdem den neu entstandenen Neutronensternkern – einen Pulsar – in die Milchstraße hinaus.

Der Pulsar rotiert 8,7 Mal pro Sekunde. Er wurde mithilfe der zum Download angebotenen Software Einstein@Home entdeckt. Diese Software durchsucht die Daten des Gammastrahlenobservatoriums Fermi der NASA im Weltraum.

Der Pulsar PSR J0002+6216 (kurz J0002) rast mit mehr als 1000 km pro Sekunde durchs All. Er hat den Supernovaüberrest CTB 1 bereits hinter sich und ist sogar schnell genug, um die Galaxis zu verlassen. Auf diesem Bild ist die Spur des Pulsars gut erkennbar, sie führt vom Supernovaüberrest nach links unten.

Das Bild ist eine Kombination aus Radiobildern der Radioobservatorien VLA und DRAO sowie Archivdaten des Infrarot-Weltraumobservatoriums IRAS der NASA. Wir wissen, dass Supernovae wie Kanonen agieren können, und auch, dass sich Pulsare wie Kanonenkugeln verhalten können – doch wir wissen nicht, wie Supernovae das zustande bringen.

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Der Pferdekopfnebel in Infrarot von Hubble

Das Bild zeigt den normalerweise dunklen Pferdekopfnebel in hell leuchtendem Infrarotlicht.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung: Alexandra Nachman

Während diese prächtige interstellare Staubwolke durch den Kosmos trieb, wurde sie von den Winden und der Strahlung von Sternen geformt, bis sie eine erkennbare Form annahm. Passenderweise wird sie Pferdekopfnebel genannt und ist in den riesigen, komplexen Orionnebel M42 eingebettet. Das Objekt ist lohnend, aber mit einem kleinen Teleskop schwierig zu beobachten. Dieses prachtvolle, detailreiche Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble in Infrarotlicht fotografiert.

Die dunkle Molekülwolke ist ungefähr 1500 Lichtjahre entfernt und als Barnard 33 katalogisiert. Sie ist oben vorwiegend deshalb zu sehen, weil sie der nahe massereiche Stern Sigma Orionis von hinten beleuchtet. Die Erscheinung des Pferdekopfnebels ändert sich langsam im Lauf der nächsten Millionen Jahre, bis er schlussendlich vom energiereichen Sternenlicht zerstört wird.

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Tarantel-Sterne R136 von Webb

Das Bild zeigt den Sternhaufen R136 im Infrarotlicht, aufgenommen mit dem Weltraumteleskop Webb. Das vordere Bild ist im nahen Infrarotlicht, während das darüber gelegte Bild im mittleren Infrarotlicht aufgenommen wurde.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb-ERO-Produktionsteam

Mitten in einer nahen Sternbildungsregion liegt ein massereicher Haufen, der einige der größten und heißesten Sterne enthält, die wir kennen. Diese Sterne sind kollektiv als Sternhaufen NGC 2070 bekannt und Teil des gewaltigen Tarantelnebels. Sie wurden vom neuen Weltraumteleskop Webb in zwei Arten von Infrarotlicht aufgenommen.

Das Hauptbild zeigt die Sternengruppe im Zentrum von NGC 2070, die als R136 bekannt ist, in nahem Infrarot – das ist Licht, das für die Augen von Menschen nur ein bisschen zu rötlich ist. Im Gegensatz dazu zeigt das überlagerte Bild das Haufenzentrum im mittleren Infrarotlicht, das näher am Radiowellenspektrum liegt. Da die hellsten Sterne in R136 einen größeren Teil ihres Lichtes im nahen Infrarot abstrahlen, leuchten sie auf diesem Bild viel heller. Die massereichen Sterne dieses GMW-Haufens emittieren Teilchenwinde und energiereiches Licht, beides verdampft die Gaswolke, in der sie entstanden sind.

Die gestern veröffentlichten Webb-Bilder zeigen Details von R136 und seiner Umgebung, die nie zuvor zu sehen waren. Diese Details helfen der Menschheit, besser zu verstehen, wie alle Sterne entstehen, sich entwickeln und erlöschen.

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Weltraumteleskop Webb zeigt Carinas Klippen

Das Weltraumteleskop James Webb zeigt einen Wolkenrand im Carinanebel im Sternbild Schiffskiel

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

Sterne haben diese Klippen geschaffen. Genauer gesagt: Die zerstörerischen Winde und das energiereiche Licht der Sterne im offenen Haufen NGC 3324 haben Teile eines Berges aus dunklem, interstellarem Staub im nördlichen Teil des Carinanebels abgetragen. Mehrere dieser Sterne leuchten am oberen Rand dieses sehr detailreichen Bildes, das kürzlich mit dem James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurde. Es ist das größte astronomische Teleskop, das je gestartet wurde.

Webb besitzt einen sehr großen Spiegel und kann in Infrarotlicht sehen, das Staub durchdringen kann. Daher konnte es faszinierende Details im Staub abbilden, Hunderte zuvor verborgene Sterne und sogar einige weit entfernte Galaxien darstellen. Die zerklüfteten Klippen im Bild befinden sich in einem Teil von Carina, der als Gabriela-Mistral-Nebel bekannt ist. Wenn man das Bild dreht und einen größeren Ausschnitt betrachtet, sieht er ähnlich aus wie das Profil der berühmten chilenischen Dichterin.

Die Nebelklippen liegen etwa 7600 Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Schiffskiel (Carina).

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Das Weltraumteleskop Webb zeigt Jupiter

Das Bild zeigt Jupiter in Infrarotlicht, aufgenommen vom Weltraumteleskop James Webb. Jupiters Wolken sind ungewöhnlich dunkel, darunter leuchtet der Große Rote Fleck, ein Ring, mehrere Monde und ein helles Polarlicht.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Jupiter-ERS-Team; Bearbeitung: Ricardo Hueso (UPV/EHU) und Judy Schmidt

Dieser neue Blick auf Jupiter ist erhellend. Hoch aufgelöste Infrarotbilder des neuen James-Webb-Weltraumteleskops (Webb) von Jupiter zeigen beispielsweise zuvor unbekannte Unterschiede zwischen hoch schwebenden hellen Wolken wie dem großen Roten Fleck und tief liegenden dunklen Wolken.

Dieses Bild von Webb zeigt auch Jupiters Staubring, helle Polarlichter an den Polen und Jupiters Monde Amalthea und Adrastea. Das Magnetfeld des großen vulkanischen Mondes Io lenkt beim südlichen Polarlicht geladene Teilchen auf Jupiter. Manche Objekte sind so hell, dass das Licht an Webbs Optik merklich gebeugt wird und Streifen bildet.

Webb umrundet die Sonne in der Nähe der Erde und besitzt einen mehr als sechs Meter großen Spiegel. Damit ist es das größte astronomische Teleskop, das je gestartet wurde – mit 15 Mal mehr Lichtsammelfläche als Hubble.

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SOFIAs Südlichter

Das Stratosphären-Infrarotobservatorium SOFIA zeigt Südlichter über Neuseeland

Bildcredit und Bildrechte: Ian Griffin (Otago Museum)

SOFIA, das Stratosphären-Observatorium für Infrarotastronomie, ist eine Boeing 747SP. Dieses Flugzeug wurde so umgebaut, dass es ein großes Spiegelteleskop in die Stratosphäre bringen kann. Da das Flugzeug auf über 99 Prozent der infrarotundurchlässigen Erdatmosphäre aufsteigen kann, können Forschende von fast überall auf der Erde aus beobachten.

Der Astronom Ian Griffin, Direktor des Otago-Museums in Neuseeland, flog bei einer Wissenschaftsmission tief in das südliche Polarlichtoval und fotografierte am 17. Juli diesen Blick von der nach Süden gerichteten Steuerbordseite des Observatoriums. Der helle Stern Kanopus leuchtet in der südlichen Nacht über Schleiern der Aurora Australis, den Südlichtern. Das Flugzeug befand sich zu dieser Zeit weit südlich von Neuseeland auf etwa 62 Grad südlicher Breite.

Leider wurde SOFIA nach einer Landung in Christchurch durch ein Unwetter beschädigt und musste repariert werden. Der Rest des letzten Einsatzes auf der Südhalbkugel fiel daher aus.

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