Weltraumteleskop des Namens James Webb ist eine neue Ära in der modernen Astronomie. Es wurde am 25. Dezember letzten Jahres gestartet und ist seit Juli voll funktionsfähig. Es ermöglicht Wissenschaftlern nun einen Einblick in das Universum, das zuvor unzugänglich war. Wie Hubble befindet sich Webb im Weltraum, sodass es Bilder mit atemberaubenden Details aufnehmen kann.
Allerdings während Hubble befindet sich in einer Höhe von 540 km in einer Umlaufbahn um die Erde, Webb befindet sich in einer Entfernung von 1,5 Millionen km weit hinter dem Mond. Von dieser Position aus kann es Licht aus dem gesamten Universum im infraroten Teil des Spektrums sammeln. Diese Fähigkeit, zusammen mit einem größeren Spiegel, hochmodernen Detektoren und vielen anderen Instrumenten, ermöglicht es Astronomen, in die frühesten Zeitalter des Universums zu blicken. Webb ist in der Lage, Lichtquellen bis in die früheste Zeit vor fast 14 Milliarden Jahren zu untersuchen.
Hubble ist nach wie vor ein großartiges wissenschaftliches Instrument und kann bei optischen Wellenlängen sehen. Aber Webb-Teleskop kann viel weiter im Infraroten mit größerer Empfindlichkeit und Klarheit sehen. Und dank der folgenden Bilder beweist er seine erstaunlichen Fähigkeiten.
Spitzer gegen MIRI
Dieses Bild zeigt einen Teil der Säulen der Schöpfung im Infrarot. Links ist ein Bild, das mit dem Teleskop aufgenommen wurde Spitzer, rechts - Webbs Arbeit. Der Kontrast in Tiefe und Auflösung ist beeindruckend.
Dieses frühe Bild, das aufgenommen wurde, während alle Kameras fokussiert waren, zeigt deutlich die Veränderung der Datenqualität, die Webb im Vergleich zu seinen Vorgängern bietet.
Das erste Bild eines Galaxienhaufens
Der Galaxienhaufen mit dem prosaischen Namen SMACS J0723.3-7327 war eine gute Wahl für die ersten von Webb veröffentlichten Farbbilder. Das Feld ist voll von Galaxien in allen Formen und Farben. Die kombinierte Masse dieses riesigen Galaxienhaufens, der mehr als 4 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, verzerrt den Raum so, dass Licht von entfernten Hintergrundquellen gestreckt und verstärkt wird, ein Effekt, der als Gravitationslinseneffekt bekannt ist.
Hintergrundgalaxien können als Linien und Bögen gesehen werden. Sie sind auch auf den Hubble-Bildern (links) beeindruckend, aber das Nahinfrarotbild von Webb (rechts) zeigt eine Fülle zusätzlicher Details, darunter Hunderte entfernter Galaxien.
Stefans Quintett
Diese Bilder zeigen eine spektakuläre Gruppe von Galaxien, die als „Stefan Quintett“ bekannt ist. Diese Gruppe ist seit langem von Interesse für Astronomen, die die Gravitationswechselwirkung kollidierender Galaxien untersuchen. Links ist ein Hubble-Bild und rechts ein Bild Webb im mittleren Infrarotbereich.
Auf dem Hubble-Bild können wir einige helle Sternentstehungsregionen sehen, aber nur mit Webbs Hilfe offenbart sich die vollständige Struktur der Galaxien.
Säulen der Schöpfung
Dies ist eines der berühmtesten Bilder der gesamten Astronomie, aufgenommen von Hubble im Jahr 1995. Es demonstrierte die außergewöhnlichen Fähigkeiten des Weltraumteleskops.
Es zeigt Bereich im Adlernebel, wo interstellares Gas und Staub den Hintergrund für die Entstehung neuer Sterne bilden. Aber das Bild rechts wurde mit Webbs Near Infrared Camera (NIRCam) aufgenommen und zeigt einen weiteren Vorteil der Technologie – die Fähigkeit, durch Staub zu blicken und zu sehen, was sich darin und dahinter befindet.
Bildung eines Protosterns
Wir haben bereits früher über dieses Ereignis gesprochen gesagt. Das Foto zeigt den Akt der galaktischen Schöpfung innerhalb der Milchstraße. Diese sanduhrförmige Struktur ist eine Wolke aus Staub und Gas, die einen Stern im Entstehungsprozess umgibt, einen Protostern namens L1527.
Eine nur im Infraroten sichtbare "Akkretionsscheibe" aus einfallender Materie (schwarzer Balken in der Mitte) wird es dem Protostern schließlich ermöglichen, genug Masse zu gewinnen, um die Wasserstofffusion zu starten, und dann wird ein neuer Stern geboren. Währenddessen beleuchtet das Licht des sich noch bildenden Sterns das Gas über und unter der Scheibe und verleiht ihr die Form einer Sanduhr.
Jupiter im Infrarotbereich
Webbs Mission ist es, die entferntesten Galaxien vom Anfang des Universums abzubilden, aber er kann auch entfernte Teile unseres Sonnensystems betrachten. Zum Beispiel ist dieses Nahinfrarotbild von Jupiter ein großartiges Beispiel dafür, wie wir in die Wolkenstruktur des Gasriesen blicken und die Polarlichter am Nord- und Südpol sehen.
Ein solches Bild war wegen Jupiters schneller Bewegung über den Himmel relativ zu den Sternen und wegen seiner schnellen Rotation schwierig zu erreichen. Dieser Erfolg bewies die Fähigkeit des Webb-Teleskops, komplexe astronomische Objekte sehr gut zu verfolgen.
Phantomgalaxie
Diese Bilder der sog Phantomgalaxieoder M74 demonstrieren die Fähigkeiten von Webb nicht nur als neuestes und bestes astronomisches Instrument, sondern auch als wertvolle Ergänzung zu anderen Instrumenten. Das Bild in der Mitte kombiniert sichtbares Licht von Hubble mit Infrarot von Webb und zeigt, wie sich Sternenlicht, Gas und Staub zu dieser großartigen Galaxie verbinden. Viele der wissenschaftlichen Daten von Webb sollen mit optischen Daten von Hubble und anderen Bildern kombiniert werden, um dieses Prinzip auszunutzen.
Webbs Errungenschaften enden hier nicht, sie fangen gerade erst an. Vermutlich erlaubt uns die Fähigkeit dieses Teleskops, so weit ins Universum zu blicken, die Frage zu beantworten, wie wir entstanden sind. Es werden also noch viele weitere Entdeckungen und Bilder folgen, die sicherlich spannend sein werden.
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