"Der Start und der anschließende Betrieb des James-Webb-Weltraumteleskops (Webb oder JWST) ist eines der aufregendsten wissenschaftlichen Ereignisse seit Jahrzehnten. Doch obwohl dieses erste Betriebsjahr erst der Anfang des Teleskops ist, hat es bereits zu vielen wissenschaftlichen Entdeckungen beigetragen.
1. JWST GRÖSSTER WISSENSCHAFTLICHER DURCHBRUCH DES JAHRES 2022
Als Webb am Weihnachtstag 2021 startete, war dies der Höhepunkt jahrzehntelanger Arbeit von NASA-Wissenschaftlern und -Ingenieuren. Der Start verlief reibungslos, ebenso wie die zahlreichen Schritte des Teleskopeinsatzes in den folgenden Monaten. Mitte Juli veröffentlichte Webb seine atemberaubenden ersten Bilder. Das Infrarotteleskop wird uns helfen, fast jeden Teil unseres Universums detaillierter zu sehen, einschließlich der entferntesten Galaxien, und uns einen Blick in die Vergangenheit ermöglichen.
„Innerhalb weniger Tage, nachdem [das Teleskop] Ende Juni 2022 online ging, begannen Forscher, Tausende neuer Galaxien zu entdecken, die weiter entfernt und älter waren als alle zuvor dokumentierten – einige vielleicht mehr als 150 Millionen Jahre älter als die ältesten, die je von Hubble identifiziert wurden“, so schrieben die Herausgeber der Zeitschrift Science. Die Zeitschrift nannte Webb den wissenschaftlichen Durchbruch des Jahres 2022 und die Zeitschrift Nature wählte Jane Rigby, die Wissenschaftlerin des Betriebsprojekts von Web aus, um sie in ihre Liste „10 Personen, die an der Gestaltung von Wissenschaftsgeschichten mitgewirkt haben“ für 2022 aufzunehmen.
„Darüber hinaus ist das Teleskop in der Lage, genug Licht von astronomischen Objekten zu sammeln – von Geburtssternen bis hin zu Exoplaneten – um zu enthüllen, woraus sie bestehen und wie sie sich durch den Weltraum bewegen“, schrieben die Herausgeber von Science. „Diese Daten haben bereits damit begonnen, die atmosphärische Zusammensetzung von Planeten, die Hunderte von Lichtjahren von der Erde entfernt sind, sehr detailliert aufzudecken und Hinweise auf mögliches Leben, wie wir es kennen, zu geben.“
2. STARS BORN IN THE PILLARS OF CREATION
Die Säulen der Schöpfung im Adlernebel sind seit langem eines der bekanntesten Bilder des Hubble-Weltraumteleskops. Aber obwohl das Teleskop, das hauptsächlich sichtbares Licht erkennt, die beeindruckenden Wolken der Struktur einfing, blieb die „Schöpfung“, die in ihnen stattfand, verborgen. Jetzt ist es Webbs Infrarotbildgebung gelungen, ihn in Form zahlreicher Protosterne einzufangen. Diese Staub- und Gasansammlungen, die um ein Vielfaches größer sind als unser Sonnensystem, erscheinen als winzige rote Punkte vor dem rauchigen Hintergrund der Säulen und sind Sterne, die geboren werden.
„Diese jungen Sterne, die wir auf dem Bild sehen, verbrennen noch keinen Wasserstoff“, sagte Derek Ward-Thompson, Leiter der Fakultät für Naturwissenschaften an der University of Central Lancashire in Großbritannien, im Oktober gegenüber Space.com. „Aber allmählich, wenn immer mehr Material hineinfällt, wird die Mitte dichter und dichter, und dann wird sie plötzlich so dicht, dass die Wasserstoffverbrennung einschaltet, und dann steigt ihre Temperatur plötzlich auf etwa 2 Millionen Grad Celsius [3,5 Millionen Grad F]."
Das Bild wurde mit verschiedenen Farben erstellt, um größtenteils unsichtbare Infrarotwellenlängen darzustellen, sagte Anton Koekemoer, ein Forschungsastronom am Space Telescope Science Institute in Baltimore, der das Bild mit Webbs Daten zusammensetzte, gegenüber Space.com im Oktober.
Die einzigen sichtbaren Teile des Bildes erscheinen blau – diese würden für uns rot aussehen. Mit zunehmender Wellenlänge der Strahlung nehmen auch die Wellenlängen der Farben zu, wobei rote Teile des Bildes, wie die Protosterne, Strahlung emittieren, die etwa das Sechsfache der Wellenlänge beträgt, die ein menschliches Auge sehen kann. Bilder wie dieses zeigen nicht nur Webbs Fähigkeiten als Infrarotteleskop, sagte Ward-Thompson, sondern könnten uns auch helfen zu verstehen, wie Sterne entstehen, einschließlich unserer Sonne.
3. WEBB'S ERSTES DIREKTES BILD EINES EXOPLANETEN
Wissenschaftler entdeckten die ersten Exoplaneten in den 1990er Jahren, und heute gibt es über 3.000 bekannte Welten, die ferne Sterne umkreisen. Dennoch wurden nur etwa zwei Dutzend davon direkt abgebildet. Die meisten Exoplaneten sind so weit entfernt, dass sie nur durch eine Senke im Licht des Sterns, den sie umkreisen, entdeckt werden können, wenn dieser Planet vor seinem Wirtsstern vorbeizieht. Aber Webb könnte das ändern. Im September nahm es sein erstes direktes Bild eines Exoplaneten auf.
„Dies ist ein transformativer Moment, nicht nur für Webb, sondern auch für die Astronomie im Allgemeinen“, sagte Sasha Hinkley, eine Astronomin an der University of Exeter in Großbritannien, die diese Beobachtungen leitete, im September.
Der Planet namens HIP 65426 b wurde 2017 entdeckt. Um ihn zu sehen, verwendeten Wissenschaftler zwei von Webbs Kameras, mehrere Filter und die Koronographen des Teleskops, Werkzeuge, die das Licht des Zentralsterns blockierten. Neben der außergewöhnlichen Empfindlichkeit des Teleskops hat der Planet mehrere Merkmale, die seine Beobachtung erleichtern. Mit der 100-fachen Entfernung von unserer Sonne zur Erde ist dieser Planet viel weiter von seinem Mutterstern entfernt als jeder andere Planet in unserem Sonnensystem (im Gegensatz dazu ist Pluto nur 40-mal so weit von unserer Sonne entfernt wie Erde). Ein kolossaler Gasriese, der auch außergewöhnlich groß ist – etwa 12 Mal so groß wie Jupiter.
4. NEUAUFNAHME DER PHANTOMGALAXIE
Obwohl die Phantomgalaxie am Nachthimmel schwer zu finden ist, ist ihre Brillanz alles andere als unsichtbar, insbesondere wenn sie mit Webb im Infrarot aufgenommen wird. Hubbles optisches Bild der Galaxie, auch M74 genannt, zeigt die perfekte Spiralstruktur der Galaxie und ihre Verteilung von Sternen, Arme, die sich von einem strahlenden Zentrum nach außen erstrecken. Aber das neue Webb-Bild zeigt faserartige Strukturen aus wärmeemittierendem Staub und Gas, die von einem hellen Zentrum ausgehen, das in lebhaftem elektrischem Blau wiedergegeben wird. Das neue Bild wird (Infrarot-)Licht auf sternbildende Regionen werfen, die zwischen den Spiralarmen der Galaxie verstreut sind.
Ein faszinierendes zusammengesetztes Bild, das das Hubble-Weltraumteleskop und Webb-Bilder kombiniert, zeigt Aspekte sowohl optischer als auch infraroter Beobachtungen der Galaxie. Forscher der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) halfen bei der Erstellung des zusammengesetzten Bildes im Rahmen eines internationalen Projekts namens PHANGS, so die ESA, das Webb, Hubble und mehrere bodengestützte Teleskope nutzt, um 19 nahe gelegene sternbildende Galaxien einzufangen das Infrarot. Die ESA veröffentlichte im August ein Video, um die drei Bilder zu zeigen und sie nebeneinander zu vergleichen.
„Das Hinzufügen von kristallklaren Webb-Beobachtungen bei längeren Wellenlängen wird es Astronomen ermöglichen, Sternentstehungsregionen in den Galaxien zu lokalisieren, die Massen und das Alter von Sternhaufen genau zu messen und Einblicke in die Natur der kleinen Staubkörner zu gewinnen, die im Interstellaren treiben Weltraum", sagte die ESA.
https://www.eurekalert.org/news-releases/974100?
NASA’s Webb Takes Its First-Ever Direct Image of Distant World – James Webb Space Telescope
Webb, Keck Telescopes Team Up to Track Clouds on Saturn’s Moon Titan – James Webb Space Telescope
