Einfach wunderschön! Ein Jahr nachdem das Webb-Teleskop seinen Betrieb aufnahm, machte es diese hochauflösenden Fotos des Universums!

Erinnern Sie sich an das Webb-Weltraumteleskop im Wert von mehreren zehn Milliarden Dollar?

Im Juli 2022 gaben Wissenschaftler die ersten von Webb aufgenommenen Farbfotos bekannt und ebneten damit den Weg für wissenschaftliche Beobachtungen mit einer neuen Generation von Weltraumteleskopen.

Jetzt, ein ganzes Jahr später, hat das Webb-Team ein brandneues Foto veröffentlicht, um den Abschluss seines ersten Jahres wissenschaftlicher Operationen zu feiern.

Teil des Rho-Ophiuchi-Nebelkomplexes | NASA, ESA, CSA

Dies ist eine kleine Sternentstehungsregion im Rho-Ophiuchi-Nebelkomplex , etwa 390 Lichtjahre von der Erde entfernt, die etwa 50 junge Sterne enthält. Die Masse dieser Sterne ist alle ähnlich oder kleiner als die unserer Sonne.

Die dunkelsten Bereiche im Bild sind die Bereiche mit der größten Materialdichte und dicken Staubhüllen, in denen sich noch immer Protosterne bilden.

Oben rechts ist ein massiver roter bipolarer Jet aus molekularem Wasserstoff zu sehen, ein relativistischer Materieausfluss, der von einem jungen Stern in den Weltraum geschleudert wird, als dieser sich zum ersten Mal von seiner Hülle aus kosmischem Staub löst.

Und in der unteren Hälfte des Bildes hat ein Stern namens S1 mit seinem Licht ein helles Loch in den Staub gegraben. Dies ist der einzige Stern im Bild, der deutlich massereicher ist als unsere Sonne.

Und dies ist nur ein winziger Bereich der sogenannten „Himmelsfarbenscheibe“, die Astronomen im Sommer in der Nähe der Milchstraße sehr vertraut ist.

Position des obigen Webb-Farbbildes am Nachthimmel | NASA

Seit der Veröffentlichung der ersten Farbbilder im vergangenen Juli hat Webb sein ursprüngliches Versprechen eingelöst und uns nicht nur atemberaubende Infrarotbilder des Universums, sondern auch klare Spektren geliefert, die für Wissenschaftler von echtem Interesse sind.

Mithilfe der Spektralanalyse hat Webb die am weitesten entfernten Galaxien bestätigt, die jemals beobachtet wurden, und die frühesten und am weitesten entfernten supermassiven Schwarzen Löcher entdeckt. Darüber hinaus wurde die atmosphärische Zusammensetzung von Exoplaneten in beispiellosem Detailgrad ermittelt, die chemische Zusammensetzung von Sternkinderstuben und protoplanetaren Scheiben enthüllt, Wasser und organische Verbindungen nachgewiesen und vieles mehr.

Nachfolgend haben wir eine Reihe wunderschöner Bilder ausgewählt, die vom Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurden. Jedes von ihnen zeigt uns eine Seite des Universums, die noch nie zuvor gesehen wurde.

Das Universum, die ferne Morgendämmerung

Wissenschaftler des Space Telescope Science Institute erstellten eine dreidimensionale Visualisierung von etwa 5.000 Galaxien basierend auf Daten der CEERS-Umfrage des Webb-Teleskops.

Flug zur Maisie-Galaxie | Frank Summers (STScI), Greg Bacon (STScI), Joseph DePasquale (STScI), Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Im obigen Video bewegt sich die Kameraperspektive mit einer Geschwindigkeit von 200 Millionen Lichtjahren pro Sekunde zurück in die Ferne und bleibt schließlich auf einer alten Galaxie namens Maisie stehen. Diese Galaxie existierte vor etwa 13,4 Milliarden Jahren, nur 390 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Einige der interessanten Galaxien, die von der CEERS-Umfrage erfasst wurden | Phantom_D-J

Das CEERS-Durchmusterungsprojekt, kurz für „Cosmic Evolution Early Release Science Survey“, zielt darauf ab, mithilfe des Webb-Teleskops eine Fläche von 100 Quadratbogenminuten abzudecken. Dieser Himmelsbereich befindet sich in der Nähe des Deichsel des nördlichen Wagens und wird als EGS-Bereich bezeichnet. Das Hubble-Teleskop hat hier detaillierte Beobachtungen durchgeführt und mehr als 50.000 Galaxien fotografiert.

Das Webb-Teleskop hat mehr Galaxien erfasst als je zuvor, darunter das am weitesten entfernte aktive supermassive Schwarze Loch, das bisher bestätigt wurde. Dieses Schwarze Loch befindet sich in der Galaxie CEERS 1019, hat eine Masse, die etwa 9 Millionen Mal so groß ist wie die der Sonne, und existierte im frühen Universum, nur 570 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Die drei hellen Flecken, die in der Mitte des Bildes dicht beieinander liegen, sind die Galaxie CEERS 1019, Heimat des am weitesten entfernten aktiven supermassiven Schwarzen Lochs, das jemals bestätigt wurde | NASA, ESA, CSA, Steve Finkelstein (UT Austin), Micaela Bagley (UT Austin), Rebecca Larson (UT Austin).

Galaxien, eine Kollision aller Art

Es handelt sich um die irreguläre Galaxie NGC 3256 , die etwa so groß ist wie die Milchstraße. Er befindet sich im südlichen Sternbild Vela, etwa 120 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, und ist Mitglied des Hydra-Centaurus-Superhaufens.

Irreguläre Galaxie NGC 3256 | ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. Evans

NGC 3256 mag mit seinen eng ineinander verwobenen Spiralarmen, die in einen dunstigen Dunst aus Sternenlicht gehüllt sind, friedlich aussehen, doch die hier abgebildete Galaxie ist in Wirklichkeit das Ergebnis einer uralten kosmischen Kollision. Diese verzerrte Galaxie ist der Überrest einer Frontalkollision zwischen zwei Spiralgalaxien gleicher Masse, die sich nach Schätzungen der Astronomen vor etwa 500 Millionen Jahren ereignete.

Arp 220 | NASA, ESA, CSA, K. Pontoppidan (STScI), A. Pagan (STScI)

Dies ist Arp 220, ein Paar verschmelzender Spiralgalaxien, die sich etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlangenträger befinden. Es leuchtet im Infrarotbereich extrem hell und überstrahlt eine Billion Sonnen. Im Vergleich dazu verblasst unsere eigene Milchstraße, sie ist nur so hell wie hundert Milliarden Sonnen.

Die Kollision zwischen diesen beiden Spiralgalaxien begann vor etwa 700 Millionen Jahren. Dies löste einen massiven Ausbruch der Sternentstehung aus.

Etwa 200 riesige Sternhaufen sind in einem kleinen, staubgefüllten Gebiet von etwa 5.000 Lichtjahren Durchmesser zusammengepfercht, das nur 1/20 des Durchmessers der Milchstraße entspricht. Die Gesamtmenge an Gas, die es enthält, entspricht jedoch der Gesamtmenge an Gas in der gesamten Milchstraße.

IC 1623 | ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus & A. Evans

Dies ist IC 1623, ein Paar verschränkter Galaxien, die sich etwa 270 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Walfisch befinden.

Die beiden Galaxien sind gerade dabei zu verschmelzen, wobei eine Galaxie kopfüber in die andere stürzt. Diese Kollision löste einen Sternentstehungsrausch aus, einen sogenannten „Starburst“, bei dem neue Sterne mit einer 20-mal höheren Rate entstehen als in der Milchstraße.

Nebel, Geburt und Tod von Sternen

Unten ist der berühmte Orionnebel zu sehen, genauer gesagt ein sehr kleiner Teil des Orionnebels, der Orionbalken genannt wird und im Wesentlichen eine Gaswand im Orionnebel ist (links).

Teil des Orionnebels | ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) und das PDRs4All ERS-Team

Webb entdeckte in der protoplanetaren Scheibe eines dieser jungen Sterne (unten rechts) ein organisches Molekül namens Methylkation (CH3+), das eine wichtige Rolle bei der Bildung komplexerer kohlenstoffbasierter Moleküle spielt.

Kohlenstoffverbindungen sind die Grundlage allen bekannten Lebens. Das Webb-Teleskop eröffnet neue Wege zur Erforschung der interstellaren organischen Chemie, einem Bereich, der für viele Astronomen von großem Interesse ist.

Kassiopeia A | NASA, ESA, CSA, D. Milisavljevic (Purdue University), T. Temim (Princeton University), I. De Looze (UGent), J. DePasquale (STScI)

Dies ist Cassiopeia A , ein Supernova-Überrest mit einem Durchmesser von etwa 10 Lichtjahren und einer Entfernung von 11.000 Lichtjahren, der vom Mittelinfrarot-Instrument des Webb-Teleskops erfasst wurde.

Supernovae sind Explosionen, die beim Tod massereicher Sterne auftreten und oft die Leuchtkraft ganzer Galaxien überstrahlen können. Das Licht der Supernova, die diesen Überrest hinterließ, hätte in den 1690er Jahren hell am Nachthimmel der Erde geleuchtet. Bei einer Supernova in der Milchstraße sollte es leicht sein, dass sie zum hellsten Stern am Nachthimmel wird und sogar tagsüber gut sichtbar ist.

Das Merkwürdige ist jedoch, dass weder in China noch im Ausland jemals in Aufzeichnungen über eine Supernova dieser Art in der Antike oder der Neuzeit aufgetaucht ist.

Die derzeit vorherrschende Meinung ist, dass diese Supernova bereits vor ihrer Explosion eine große Menge Materie ausgestoßen hatte und dass diese Materie das Licht der Supernova selbst blockierte, sodass sie damals von den Menschen auf der Erde nicht gesehen wurde.

Die Beobachtungen von Cassiopeia A durch das Webb-Teleskop helfen bei der Beantwortung der wissenschaftlichen Frage: Woher kommt der kosmische Staub?

Chamäleon I Molekülwolke | NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Dies ist ein besonders kalter, dichter und dunkler Bereich in der 500 Lichtjahre entfernten Molekülwolke Chamaeleon I. Das Webb-Teleskop nutzte mehrere Instrumente, um detaillierte spektrale Beobachtungen durchzuführen.

Webbs Beobachtungen ergaben, dass sich auf den Staubkörnern in diesem Sternentstehungsgebiet nicht nur Wassereis aus gefrorenem Wasser befand, sondern auch Trockeneis aus gefrorenem Kohlendioxid sowie Eis aus gefrorenen Molekülen wie Carbonylsulfid, Ammoniak und Methan. Dies sind wichtige Bestandteile der Planetenatmosphäre sowie Zucker, Alkohole und einfache Aminosäuremoleküle.

Bei der Entstehung von Sternen und Sternensystemen sammeln sich diese Staubkörner in protoplanetaren Scheiben und bilden Planeten. Die Entdeckung ist der erste Beweis dafür, dass sich diese komplexen Moleküle tief in den Eisschichten der Molekülwolken gebildet haben, lange bevor Planeten oder sogar Sterne geboren wurden.

Mit anderen Worten: Präbiotische Moleküle, die für die Entstehung von Leben wichtig sind, kommen im Universum weitaus häufiger vor als Sterne und Planeten.

Dunkler Nebel L1527 | NASA, ESA, CSA, STScI

Dies ist die Umgebung eines Protosterns im Dunkelnebel L1527 , der sich in der Sternentstehungsregion des Sternbilds Stier befindet. Diese heißen Wolken sind nur in Infrarotwellenlängen sichtbar und die Details, die dieses von der Nahinfrarotkamera des Webb-Teleskops aufgenommene Bild zeigt, können uns helfen zu verstehen, wie ein neugeborener Stern sein Leben beginnt.

Der Protostern selbst ist im Hals dieser „Sanduhr“ verborgen. Wenn Sie genau hinsehen, können Sie in der Mitte des Halses eine dunkle Linie erkennen. Dabei handelt es sich um die protoplanetare Scheibe um den Protostern, die uns seitlich zugewandt ist. Das Licht des Protosterns scheint durch diese Scheibe aus Materie über und unter ihm und beleuchtet Löcher im umgebenden Gas und Staub.

Dieser Protostern ist ein Protostern der Klasse 0, befindet sich im frühesten Stadium der Sternentstehung, ist noch von einer dunklen Wolke aus Staub und Gas umhüllt und hat noch einen langen Weg vor sich, bevor er sich zu einem erwachsenen Stern entwickeln kann.

Der Blick von L1527 bietet ein Fenster in die Frühzeit unserer Sonne und unseres Sonnensystems.

Tarantelnebel | NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Produktionsteam

Dies ist 30 Doradus , der aufgrund seiner Ähnlichkeit mit einer Vogelspinne auf früheren Fotos den Spitznamen Tarantelnebel trägt. Es ist eine beliebte Region für Astronomen, die die Sternentstehung erforschen.

Der Tarantelnebel ist etwa 161.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es befindet sich in der Großen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie der Milchstraße. Es handelt sich um die größte und hellste Sternentstehungsregion in der Lokalen Galaxiengruppe.

Auf diesem Bild, das mit dem Webb-Teleskop aufgenommen wurde, sieht das gesamte Gebiet wie ein mit seiner eigenen Seide ausgekleidetes Wolfsspinnennest aus. Der Tarantelnebel beherbergt Tausende von Sternen, die gerade entstanden sind oder sich noch in der Entstehung befinden. Viele von ihnen werden zum ersten Mal vom Webb-Teleskop entdeckt.

Säulen der Schöpfung im Adlernebel | NASA, ESA, CSA, STScI; J. DePasquale, A. Koekemoer, A. Pagan (STScI)

Die Säulen der Schöpfung befinden sich 6.500 Lichtjahre von der Erde entfernt im Zentrum des Adlernebels M16. Die drei riesigen Säulen sehen aus wie majestätische Felsformationen, bestehen aber tatsächlich aus abgekühltem interstellarem Gas und Staub, der im nahen Infrarotbereich etwas durchscheinend erscheint. In dichten Wolken aus Gas und Staub entstehen neue Sterne.

Das Hubble-Teleskop wurde über Nacht berühmt, als es die Welt mit seiner Fotografie der Säulen der Schöpfung in Erstaunen versetzte. Das Webb-Teleskop veröffentlichte ein Infrarotbild desselben Ziels, von dem man sagen kann, dass es sich um einen frontalen „harten Kampf“ handelt.

Die Säulen der Schöpfung, abgebildet vom Mittelinfrarotinstrument | NASA, ESA, CSA, STScI, J. DePasquale (STScI), A. Pagan (STScI)

Das Webb-Teleskop beobachtete dasselbe Ziel auch mit einem Instrument im mittleren Infrarotbereich. Instrumente im mittleren Infrarotbereich sind äußerst empfindlich bei der Erkennung von Staub, einem Hauptbestandteil von Sternentstehungsgebieten.

Anders als bei Nahinfrarotbildern verschwinden in diesem Himmelsbereich Tausende von Sternen aus dem Blickfeld und endloses Gas und Staub scheinen zum visuellen Mittelpunkt des Bildes zu werden.

In diesen dichten blaugrauen Staubsäulen bilden sich aktiv viele Sterne. Wenn sich in diesen Regionen Knoten aus Gas und Staub mit ausreichender Masse bilden, beginnen sie unter ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren, erhitzen sich langsam und bilden schließlich neue Sterne.

Verschiedene Planeten im Sonnensystem

Das Webb-Teleskop führt auch Nahinfrarotbeobachtungen der Planeten in unserem Sonnensystem durch. Bei diesen Wellenlängen erscheinen die Planeten anders als zuvor.

Webbs Ansicht der Planeten des Sonnensystems: Jupiter (oben links), Saturn (oben rechts), Uranus (unten links) und Neptun (unten rechts) und ihre Ringe | NASA, ESA, CSA, STScI

Nehmen wir zum Beispiel Saturn. Im Nahinfrarotlicht erscheint Saturn selbst sehr dunkel, da Methangas fast das gesamte Sonnenlicht absorbiert. Aber die Eisringe des Saturn sind relativ hell.

Ebenso hat das Webb-Teleskop die Mehrfachringe von Uranus und Neptun deutlich erfasst. Zuvor konnten derartige Details nur von den Voyager-Sonden erkannt werden, die in geringer Entfernung vorbeiflogen.

Jupiter aus der Sicht von Webb | NASA, ESA, Jupiter-ERS-Team; Bildbearbeitung von Judy Schmidt

Die vom Webb-Teleskop mit einer Nahinfrarotkamera aufgenommenen Bilder des Jupiters zeigen die Polarlichter über dem Nord- und Südpol des Jupiters (im Bild oben rot dargestellt) sowie den Nebel um die Pole (gelbgrün dargestellt).

Der bekannte Große Rote Fleck auf dem Jupiter erscheint auf diesem von Webb aufgenommenen Bild weiß, weil er viel Sonnenlicht reflektiert.

Neptun „schwebt“ im Sternenmeer | NASA, ESA, CSA und STScI

Dank seiner starken Lichtsammelfähigkeit konnte das Webb-Teleskop nicht nur Neptun beobachten, sondern auch unzählige weiter entfernte Galaxien dahinter erfassen. Neptun „schwebt“ mit seinen Ringen ruhig im Sternenmeer. Diese traumhafte Szene demonstriert anschaulich die Fähigkeiten des Webb-Teleskops – es kann nicht nur tief in die Morgendämmerung im tiefsten Teil des fernen Universums vordringen, sondern auch die klarsten Details der Himmelskörper des Sonnensystems enthüllen, die sich „direkt vor uns“ befinden.

Aufbauend auf dem aufregenden und alle Erwartungen übertreffenden ersten Jahr des Webb-Teleskops wurden die Pläne für ein zweites Beobachtungsjahr fertiggestellt. Für dieses Milliarden-Dollar-Weltraumteleskop hat Webbs wissenschaftliche Mission zur Erforschung des Universums gerade erst begonnen.

Planung und Produktion

Quelle: Guokr

Autor: Steed, Starfotograf und Schöpfer astronomischer Wissenschaften

Herausgeber: Cui Yinghao

Einige der Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

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