Im Dezember 2021 soll das neue "James-Webb-Weltraumteleskop" als "Hubble-Nachfolger" ins All starten

josef

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#1
NEUES WELTRAUMAUGE
Starttermin für James-Webb-Weltraumteleskop steht fest
Der Nachfolger des Hubble-Teleskops soll sich am 18. Dezember auf den Weg machen. Einmal abgeflogen, kann er nicht mehr repariert werden

Das Weltraumteleskop wird auf den Transport von Kalifornien nach Französisch-Guayana vorbereitet.
Foto: Chris Gunn/Nasa/AFP

Nach Jahrzehnten der Vertagungen könnte es Ende dieses Jahres endlich so weit sein: Das James-Webb-Weltraumteleskop soll am 18. Dezember vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana starten. Der erste geplante Start, der im Jahr 1997 verlautbart wurde, war für das Jahr 2007 angesetzt, zahlreiche Neubewertungen verschoben den designierten Abflug immer weiter. Bei einem solchen Projekt, wie es Esa, Nasa und die kanadische Weltraumbehörde CSA/ASC bisher gemeinsam zuwege gebracht haben, ist das auch gar nicht so verwunderlich: Ist das Webb-Teleskop erst einmal von der Erde abgehoben, kann es nicht mehr gewartet oder repariert werden.

Das Ziel des nun fertiggestellten Webb-Teleskops liegt in rund 1,5 Millionen Kilometern Entfernung außerhalb der Erdumlaufbahn, beim zweiten Lagrange-Punkt der Erde (L2), wo Objekte effektiv keinen Gravitationskräften ausgesetzt sind und ohne Antrieb die Sonne umkreisen. Dort waren bis 2013 auch das Herschel- sowie das Planck-Weltraumteleskop der Esa im Einsatz. L2 eignet sich für Teleskope, weil sie hier besser von der Sonnenstrahlung abgeschirmt sind als auf einer Erdumlaufbahn. Außerdem schützt es sich mit einer Sonnenblende. Die Positionierung in der Umlaufbahn um L2 bedeutet allerdings auch, dass es nicht repariert werden kann – im Gegensatz zum Hubble-Weltraumteleskop, das sich auf einer Erdumlaufbahn befindet und quasi seit Beginn seines Betriebs vor mehr als 30 Jahren immer wieder gewartet und angepasst wurde.


Am zweiten Lagrange-Punkt des Erde-Sonne-Systems soll das Webb-Teleskop in die Vergangenheit schauen.
Bild: Esa

Blick in die Urknall-Vergangenheit
Hat das neue Weltraumteleskop seinen Platz eingenommen, soll es uns einen völlig neuen Blick in den Kosmos gewähren. Da wir heute am Sternenhimmel Licht sehen, das bereits immens lang unterwegs ist, wenn sich die entsprechenden Sterne in extremer Entfernung zu uns befinden, schauen wir gewissermaßen stets auch in die Vergangenheit zurück. Das James-Webb-Teleskop soll es Fachleuten der Astronomie ermöglichen, so manche Sterne und Galaxien zu betrachten, die zu den ersten leuchtenden Objekten überhaupt zählen. Zum Urknall kam es wohl vor rund 13,8 Milliarden Jahren, so lange könnte ihr Licht also bereits auf dem Weg zu uns sein. Das Webb-Teleskop könnte bis in die Zeit 100 bis 250 Millionen Jahre nach dem Urknall schauen. Zum Vergleich: Die Erde dürfte seit etwa 4,6 Milliarden Jahren existieren. Daneben steht auch die Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten auf dem Programm.

"Das James-Webb-Weltraumteleskop wird das leistungsstärkste und komplexeste Teleskop sein, das je losgeschickt wurde", sagt die britische Weltraumwissenschafterin Caroline Harper. "Es wird unser Verständnis des Universums weiterbringen, indem es Forschenden erlaubt, nach der unbeobachteten Entstehung der ersten Galaxien zu suchen und in Staubwolken zu blicken, in denen sich heute Sterne und Planetensysteme bilden."

Geschütteltes Zehn-Milliarden-Dollar-Projekt
Dazu registriert das Teleskop Wellenlängen im Infrarotbereich – im Gegensatz zum bisher wohl berühmtesten Weltraumteleskop Hubble, das vom nahen infraroten Spektrum über das sichtbare bis hin zum nahen ultravioletten ein breiteres Feld abdeckt. Das Hubble-Teleskop, das schon seit 1990 im Einsatz ist, wird kurzfristig parallel zu Webb arbeiten und danach in den Ruhestand versetzt werden. Der Nachfolger Webb hat eine 100-mal höhere Empfindlichkeit.


Der Hauptspiegel des Teleskops ist aus 18 sechseckigen Bestandteilen zusammengesetzt und wird für den Transport in der Rakete zusammengefaltet.
Foto: Chris Gunn/Nasa/AFP

Dafür sind aufwendiges Know-how und die entsprechende Hardware erforderlich, die unter anderem auch kluge Köpfe aus Österreich lieferten. Gekostet hat das Teleskop rund zehn Milliarden US-Dollar. Sein Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 6,5 Metern und ist mit Gold bedampft; er besteht aus 18 wabenförmigen Segmenten und muss zusammengefaltet werden, um in die Ariane-5-Trägerrakete zu passen, die das Teleskop ins All schießt.

Dort muss sich alles nach Plan wieder entfalten, was voraussichtlich um die Weihnachtszeit herum geschehen wird. Das macht auch die schottische Astronomin Gillian Wright etwas nervös, die leitend in die Entwicklung und Konstruktion des Teleskops involviert ist: "Die rationale Seite von mir sagt, dass alles schon viele Male getestet wurde; ich habe alle Analysen gesehen. Da gibt es wirklich nichts, worüber man sich Sorgen machen müsste. Aber die weniger rationale Seite von mir sagt: 'Oh, mein Gott, sie werden dieses Teleskop auf eine Rakete setzen und sie in Stücke schütteln'."

Beobachtungen ab Juni 2022 möglich
Nach einer Reisezeit von etwa einem Monat soll das Teleskop im L2-Orbit ankommen. Dann dauert es weitere zwei bis drei Monate, bis die Instrumente eingeschaltet werden; nach vier bis sechs Monaten wird ihre Funktionsweise getestet. Wenn alles gut läuft, könnten etwa ab Juni die wissenschaftlichen Beobachtungen beginnen, für die die Fachleute bereits Schlange stehen.

Zuvor muss das Webb-Weltraumteleskop nun allerdings auf dem Seeweg von Kalifornien durch den Panamakanal zum Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana reisen, wo die Raketenteile aus Europa bereits angekommen sind. Dort werden letzte Routine-Checks durchgeführt, das Teleskop betankt und auf die Spitze der Rakete gehoben. Weitere Verschiebungen des Startzeitpunkts sollten nicht vorkommen – ganz ausgeschlossen sind sie aber nicht.
(sic, 10.9.2021)

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Starttermin für James-Webb-Weltraumteleskop steht fest
 

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#2
VOLLGETANKT UND STARTKLAR
„Hubble“-Nachfolger vor Entfaltung im All
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Mehr als 30 Jahre nach dem Start von „Hubble“ soll das „James Webb Space Teleskop“ (kurz „Webb“ bzw. „JWST“) nun auch „die verborgenen Teile unseres Universums sichtbar machen“. Gemeinsam mit der NASA und der kanadischen CSA verfolgt die Europäische Weltraumagentur (ESA) dieses Ziel an sich bereits seit Mitte der 90er Jahre. Nun steht „Webb“ reisefertig verpackt im Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana und soll – nach neuerlichen Verzögerungen – am 25. Dezember Richtung All abheben.
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Als nächstes großes Weltraumobservatorium werde „Webb“ in die Fußstapfen des ebenfalls gemeinsam mit der NASA betriebenen „Hubble“ treten, wie die ESA zu der unter dem Motto „weiter sehen“ laufenden Mission mitteilte. Das Teleskop ist bereits vollgetankt in der Spitze einer Ariane-5-Rakete verstaut – neben dem Bau von zwei der vier zentralen wissenschaftlichen Instrumente stellt die ESA somit auch die Startinfrastruktur. Insgesamt sind 14 Länder am Projekt beteiligt, darunter Österreich, das unter anderem mit dem in Wien sitzenden Unternehmen RUAG Space mehrere Bauteile beisteuerte.

Das sechs Tonnen schwere und mittlerweile umgerechnet rund zehn Milliarden Dollar (rund 8,9 Mrd. Euro) teure Weltraumobservatorium wurde im Oktober aus Kalifornien nach Französisch-Guyana gebracht. Dort laufen seitdem umfangreiche Tests und Startvorbereitungsarbeiten.


SCIENCE
Der Austro-Anteil am „James Webb“-Teleskop


Klemmband, Kommunikationsproblem und Wetter
Dabei sorgte zunächst ein gelöstes Klemmband für einen Schreckmoment und eine erste Verschiebung des ursprünglich für 18. Dezember geplanten Starts. Für eine weitere Verzögerung sorgte ein zwischen Observatorium und Trägersystem geortetes, schnell gelöstes „Kommunikationsproblem“. In der Folge wurde der Start zwar freigegeben, witterungsbedingt aber vom 24. auf den 25. Dezember verschoben.
Ausgehend eines anfangs zwischen 2007 und 2011 angepeilten Starts ging damit eine beachtliche Serie von Verzögerungen in die Verlängerung, weswegen etwa ein Twitter-User vor der letzten Verschiebung argwöhnisch anmerkte: „24. Dezember, aber in welchem Jahr?“ – gleichzeitig stand „Webb“ noch nie so nah an der nächsten großen und mit Spannung erwarteten Etappe wie jetzt, nämlich dem Start und der Entfaltung im All.
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„In Origamitechnik“ verpackt
Geht alles nach Plan, wird „Webb“ rund 30 Minuten nach dem Start von der Rakete abgetrennt – dann dauert es laut ESA noch rund einen Monat, bis das Weltraumteleskop seinen „exklusiven Beobachtungsplatz“, den in etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten zweiten Lagrange-Punkt (L2), erreicht. Auf dem Weg dorthin warten noch etliche, teils hochkomplexe Manöver. Konkret werde sich das „in Origamitechnik“ gefaltete Teleskop bis zur Inbetriebnahme noch „wie ein ‚Transformer‘ nach und nach entfalten“.

Im Fokus steht hier das laut ESA etwa tennisplatzgroße Sonnensegel. Dazu kommt der aus 18 sechseckigen Segmenten bestehende Hauptspiegel, der mit seinen 6,5 Metern Durchmesser künftig das schwache Licht weit entfernter Sterne und Galaxien einfangen soll – „und zwar mit einer Empfindlichkeit, die 100-mal größer ist als die von ‚Hubble‘“.

APA/AFP/Getty Images North America/Alex Wong
Der Primärspiegel besteht aus 18 Segmenten und hat einen Durchmesser von 6,5 Metern

Das im optischen und ultravioletten Bereich arbeitende Teleskop soll aber möglichst lange weiter im Einsatz bleiben. Zusammen mit dem im infraroten Bereich arbeitenden „Webb“ bekäme man dann "das gesamte Band des Regenbogens“, wie Günther Hasinger, Direktor für Wissenschaft der ESA, einmal dazu sagte.

Erste Bilder voraussichtlich im Juli
Nach einem „sehr, sehr komplizierten Spiel“ auf dem Weg zum Bestimmungsort, geht es jedenfalls auch für „Webb“ an die eigentliche Arbeit – die Suche nach „bahnbrechenden Entdeckungen in sämtlichen Feldern der Astronomie“. Bis zu ersten Untersuchungen werde es noch um die sieben Monate dauern, erste Bilder sollten dann voraussichtlich im kommenden Juli zu sehen sein, prognostiziert Hasinger.
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Die Stärke des Teleskops liege aber ohnehin in der Spektroskopie – also dass man von jedem Punkt am Himmel einen chemischen Fingerabdruck nehmen kann. „Ein Bild ist ja wunderschön anzuschauen. Was wir mit ‚James Webb‘ bekommen, ist eben, in jedem einzelnen Bildelement können wir auch noch 1.000 andere Informationen ablesen“
.
Mit dem Teleskop sind Hasinger zufolge eine Tiefendurchmusterung des frühen sich ausbreitenden Universums und auch eine Absuche der Sternenentstehungsgebiete geplant. „Aber dann wird auch ein Großteil an Beobachtungszeit an die extrasolaren Planeten gehen.“ Das Teleskop könne die Atmosphäre solcher Exoplaneten auf Moleküle untersuchen, die möglicherweise auf biologische Aktivität hinweisen. „Ob das gelingt oder nicht, hängt natürlich davon ab, ob wir die richtigen Planeten finden.“

„Suche nach dem Ende der Dunkelheit“
So wie NASA-Wissenschaftsdirektor Thomas Zurbuchen verwies zuletzt auch ESA-Chef Josef Aschenbacher auf die erhofften neuen Erkenntnisse rund um die ersten nach dem Urknall entstandenen Galaxien. „Webb“ soll demnach einen Blick in die Vergangenheit vor 13,5 Milliarden Jahren ermöglichen – um einiges weiter zurück als sein Vorgänger „Hubble“.

Reuters/NASA/Chris Gunn
Die Vorbereitungen für den Start laufen seit Wochen auf Hochtouren

„Wir denken, dass es Sterne, Galaxien oder schwarze Löcher vielleicht ab 100 Millionen Jahren nach dem Urknall geben sollte“, zitierte dazu die BBC den am „JWST“-Projekt maßgeblich beteiligten Nobelpreisträger John Mather. Und „wenn wir Glück haben“, werde „Webb“ diese sehen, so Mather über die „Suche nach dem Ende der Dunkelheit“, wie es die BBC formulierte.

„Wo kommen wir her und wo gehen wir hin?“
Für das nach dem früheren NASA-Chef James Edwin Webb benannte Teleskop rechnet die ESA mit einer Lebensdauer von zehn Jahren. Dann gehe ihm quasi der Treibstoff aus. Für das seit rund 25 Jahren entwickelte Projekt habe die NASA anfangs mit Kosten von rund 500 Millionen Dollar gerechnet. „Da haben sich die damaligen Wissenschafter und Ingenieure einfach sehr, sehr stark verschätzt“.

Der Nutzen des Zehn-Milliarden-Dollar-Projekts liegt für Hasinger dennoch auf der Hand. „Der Mensch als solcher ist ja neugierig und versucht immer, alles in seiner Umgebung zu verstehen.“ Es gehe um die Frage, wo kommen wir her und wo gehen wir hin, so Hasinger, dem zufolge „Webb“ hier so viel Neues zeigen werde, „dass wir mit den Ohren schlackern“ werden.
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„JWST“ werde „das größte und leistungsstärkste Teleskop sein, das jemals im Weltraum platziert wurde“, heißt es passend dazu von Aschenbacher. Der ESA-Generaldirektor spart via Twitter auch nicht mit weiteren Superlativen des Vorzeigeprojekts – nötig sei jetzt aber schönes Wetter, damit auch der Start möglich sei, „den #Webb sich verdient“.
22.12.2021, Peter Prantner, ORF.at/Agenturen

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Vollgetankt und startklar: „Hubble“-Nachfolger vor Entfaltung im All
 

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#3
LANGE REISE
Weltraumteleskop „Webb“ ins All gestartet
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Das Weltraumteleskop „James Webb“ ist am Samstag mit einer Ariane-5-Trägerrakete ins Weltall abgehoben. Es soll, wie es heißt, nach einer wochenlangen Reise einen Blick in die bisher „verborgenen Teile“ des Universums ermöglichen. „Webb“ ist größer und komplexer als sein Vorgänger „Hubble“ und kostete fast neun Mrd. Euro. Bis zum Start verlief nicht alles ganz so, wie es hätte sollen.
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Die Ariane-Rakete mit dem Weltraumteleskop im Gepäck hob am Samstag um 13.21 Uhr (MESZ) vom Weltraumbahnhof Kourou im französischen Überseedepartment Französisch-Guyana nahe des Äquators ab. Das Startdatum war mehrfach verschoben worden. Ursprünglich war der 18. Dezember vorgesehen gewesen.

Am Samstag hieß es dann vor dem Start im Livestream der Europäischen Weltraumagentur (ESA), diesmal seien die Vorbereitungen „extrem problemlos“ verlaufen. Auch das Wetter machte keine Probleme beim Start. Trotzdem war eine Portion Nervosität spürbar.

Mehr als 30 Jahre nach dem Start von „Hubble“
Mehr als 30 Jahre nach dem Start von „Hubble“ soll das „James Webb Space Teleskop“ (kurz „Webb“ bzw. „JWST“) nun auch „die verborgenen Teile unseres Universums sichtbar machen“, hieß es im Vorfeld des Starts. Gemeinsam mit der US-Weltraumbehörde (NASA) und der Canada Space Agency (CSA) verfolgt ESA dieses Ziel an sich bereits seit Mitte der 1990er Jahre.

Als nächstes großes Weltraumobservatorium werde „Webb“ in die Fußstapfen des ebenfalls gemeinsam mit der NASA betriebenen „Hubble“ treten, wie die ESA zu der unter dem Motto „weiter sehen“ laufenden Mission mitteilte. Neben dem Bau von zwei der vier zentralen wissenschaftlichen Instrumente stellte die ESA auch die Startinfrastruktur. Insgesamt sind 14 Länder am Projekt beteiligt, darunter Österreich, das unter anderem mit dem in Wien sitzenden Unternehmen RUAG Space mehrere Bauteile beisteuerte.

Reuters/NASA TV
Der Start sei erfolgt „wie im Bilderbuch“, hieß es im Livestream der ESA nach dem Abheben der Ariane-Trägerrakete

25.12.2021, red, ORF.at/Agenturen
Lange Reise: Weltraumteleskop „Webb“ ins All gestartet
 

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#4
MEILENSTEIN ERREICHT
Neues Weltraumteleskop James Webb hat sich vollständig entfaltet
Eine der wichtigsten Etappen für die baldigen ersten Beobachtung wurde erfolgreich absolviert

Im Juni sollen die ersten wissenschaftlichen Beobachtungen mit dem James Webb Telescope beginnen.
Illustr.: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

Das zu Weihnachten gestartete Weltraumteleskop James Webb hat mit dem Ausklappen einer letzten Spiegelplatte seine zweiwöchige Entfaltungsphase beendet und ist nun bald bereit für die Erforschung des Universums.

"Der letzte Flügel ist nun entfaltet", teilte die Nasa am Samstag bei Twitter mit. Das Team arbeite nun daran, "den Flügel an seinem Platz zu verankern", es handle sich dabei um einen mehrstündigen Prozess.

"Bevor wir feiern, haben wir noch einiges zu tun", erklärte die Nasa weiter. Erst wenn die letzte Verankerung geglückt sei, sei das Teleskop einsatzbereit.

Scharfer Blick zurück zum Beginn
Eine Ariane-5-Rakete hatte den Nachfolger des legendären Hubble-Teleskops am ersten Weihnachtstag vom Weltraumbahnhof in Kourou in Französisch-Guyana aus ins All gebracht. Das James-Webb-Teleskop soll unter anderem einen schärferen Blick in Frühzeit des Universums vor 13 Milliarden Jahren und damit nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall ermöglichen.


Grafik: Die Entfaltung des James Webb Telescope.
Grafik: Esa

Damit das riesige Teleskop in die Spitze der Ariane-5-Rakete passte, hatte es vor dem Start zusammengefaltet werden müssen. Das Entfalten im Weltraum war dann allerdings ein komplexer und riskanter Vorgang, der den Nasa-Verantwortlichen im Vorfeld viele Sorgen bereitet hatte.


Nach der erfolgreichen Entfaltung war der Jubel im James-Webb-Telescope-Missionszentrum der Nasa gewaltig.
Foto: AFP/Nasa

Gemeinschaftsprojekt
Das nach einem ehemaligen Direktor der US-Raumfahrtbehörde benannte Teleskop wurde gemeinsam von der Nasa, der europäischen Weltraumorganisation Esa und der kanadischen Weltraumagentur CSA entwickelt. Auch das Max-Planck-Institut für Astronomie, die Universität Köln sowie mehrere deutsche Unternehmen beteiligten sich.
(APA, 8.1.2022)

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Neues Weltraumteleskop James Webb hat sich vollständig entfaltet
 

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#5
Das seit mehr als 30 Jahren im Einsatz stehende Hubble-Teleskop erspähte den mit Abstand fernsten Stern
Das Licht des Sterns Earendel brauchte 12,9 Milliarden Jahre, um uns zu erreichen. Möglich wurde die Entdeckung durch ein kosmisches Vergrößerungsglas

Ferne Sichel mit Rekordstern: Earendel ist mit dem weißen Pfeil markiert.
Foto: NASA/ESA/B. Welch (JHU)/D. Coe (STScI)/A. Pagan (STScI)

Seit mehr als 30 Jahren ist das Hubble-Weltraumteleskop schon im Einsatz – und allen technischen Problemen zum Trotz liefert es nach wie vor wertvolle wissenschaftliche Daten. Nun ist Astronominnen und Astronomen mithilfe des altgedienten "Auges im All" wieder einmal ein wahrer Sensationsfund gelungen: Sie identifizierten einen einzelnen Stern in einer Entfernung, die ganze Galaxien mickrig aussehen lässt. Wie das internationale Forschungsteam im Fachblatt "Nature Astronomy" berichtet, ist das Earendel (Morgenstern) getaufte Objekt so weit weg, dass sein Licht 12,9 Milliarden Jahre brauchte, bis es uns erreichte.

Der Stern stammt somit aus einer Zeit, als das Universum noch nicht einmal eine Milliarde Jahre alt war. "Wir konnten es zuerst kaum glauben, denn er war so viel weiter entfernt als der bisher am weitesten entfernte Stern", sagte Brian Welch von der Johns Hopkins University in Baltimore, der Erstautor der Studie. Seine Entstehung so früh nach dem Urknall mache denkbar, dass er sich von den Sternen, die uns heute umgeben, unterscheidet, sagte Welch. "Die Erforschung von Earendel wird ein Fenster zu einer Ära des Universums sein, die wir nicht kennen, die aber zu alldem geführt hat, was wir heute wissen. Es ist, als würden wir ein wirklich interessantes Buch lesen, aber wir haben mit dem zweiten Kapitel begonnen – und jetzt haben wir die Chance zu sehen, wie alles angefangen hat."

Gekrümmte Raumzeit
Möglich wurde die Rekordentdeckung dank eines Phänomens, das Albert Einstein vorhergesagt hat. Aus seiner allgemeinen Relativitätstheorie ergibt sich, dass Masse die Raumzeit krümmt. Dieses universelle Phänomen lässt sich nicht nur eindrucksvoll nachweisen, für Astronominnen und Astronomen ist es sogar ein unverzichtbares Werkzeug – in Form sogenannter Gravitationslinsen. Der Effekt bewirkt, dass sehr massereiche Objekte, die näher am Beobachter liegen, das Licht von weiter entfernten Sternen, Galaxien oder Quasaren verzerren und dadurch verstärken können. Mithilfe solcher Gravitationslinsen können wir Ereignisse des jungen Universums sehen, die uns ansonsten gänzlich verborgen geblieben wären.

NASA Goddard

Genau das ermöglichte nun auch dem Hubble-Teleskop vom Erdorbit aus den Blick auf Earendel. "Normalerweise sehen in diesen Entfernungen ganze Galaxien wie kleine Flecken aus, in denen sich das Licht von Millionen von Sternen vermischt", erklärte Welch. "Die Galaxie, die diesen Stern beherbergt, wurde aber durch Gravitationslinsen vergrößert und zu einer langen Sichel verzerrt." Nähere Untersuchungen dieser Galaxie offenbarten, dass sich darin ein einzelner Stern befindet, der durch den Linseneffekt extrem vergrößert wird. Ein riesiger Galaxienhaufen namens WHL0137-08, der sich zwischen uns und Earendel befindet, wirkt als "Vergrößerungsglas".

Rasante Expansion
Das Forschungsteam schätzt, dass Earendel mindestens die 50-fache Masse unserer Sonne hat und millionenfach heller ist als die größten bekannten Sterne. "Wenn wir in den Kosmos blicken, sehen wir auch in die Vergangenheit. Diese Beobachtungen ermöglichen es uns, die Bausteine einiger der allerersten Galaxien zu verstehen", sagte Victoria Strait vom Cosmic Dawn Center in Kopenhagen, eine Ko-Autorin der Studie. "Als das Licht, das wir von Earendel sehen, ausgesandt wurde, hatte das Universum nur etwa sechs Prozent seines heutigen Alters. Damals war es vier Milliarden Lichtjahre von der Proto-Milchstraße entfernt, aber während der fast 13 Milliarden Jahre, die das Licht brauchte, um uns zu erreichen, hat sich das Universum so ausgedehnt, dass es jetzt erstaunliche 28 Milliarden Lichtjahre sind."

Wie? Eine Entfernung von 28 Milliarden Lichtjahren, wenn das Universum doch "nur" 13,8 Milliarden Jahre alt ist? Das scheinbare Paradoxon ist schnell aufgelöst: Wie wir inzwischen wissen, expandiert das Universum unaufhörlich – und das mit zunehmender Geschwindigkeit. Das Licht, das Hubble von diesem Objekt eingefangen hat, war 12,9 Milliarden Jahre zu uns unterwegs – in dieser Zeit hatte der Raum reichlich Gelegenheit, sich weiter auszudehnen.

Warten auf Webb
Nun wartet das Forschungsteam mit Spannung auf künftige Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop, das im Dezember gestartet ist und im Sommer seine wissenschaftliche Arbeit aufnehmen soll. Der Hubble-Nachfolger, der auf Beobachtungen im Infrarotbereich spezialisiert ist, soll noch weiter in die Vergangenheit des Universums zurückschauen. "Mit Webb werden wir vielleicht Sterne sehen, die noch weiter entfernt sind als Earendel, was unglaublich aufregend wäre", sagte Welch. "Ich würde mich freuen, wenn Webb den Entfernungsrekord von Earendel brechen würde." (David Rennert, 31.3.2022)

Studie
Nature Astronomy: "A highly magnified star at redshift 6.2"

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Wie das James-Webb-Weltraumteleskop die Astronomie verändern soll

Hubble-Weltraumteleskop nach Defekt wieder einmal gerettet

Hubble-Teleskop erspähte den mit Abstand fernsten Stern
 

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#6
FERTIG AUSGERICHTET
James-Webb-Teleskop liefert gestochen scharfe Bilder
Die Inbetriebnahme des nagelneuen Infrarot-Weltraumteleskops geht in die Schlussphase.

Viele können es kaum noch erwarten: In wenigen Wochen startet die wissenschaftliche Beobachtungsphase des James-Webb-Telescope.
Illustr.: ESA/ATG medialab

Das James Webb Space Telescope steht vor dem letzten Schritt zur vollen Einsatzbereitschaft. Das neue Superteleskop, das das Hubble-Weltraumteleskop beerben soll, ist laut einem Bericht der US-Raumfahrtbehörde Nasa vollständig fokussiert und ausgerichtet. Das Licht werde perfekt von seinen Spiegeln reflektiert, alle vier Instrumente erhalten gestochen scharfe Bilder, heißt es. Nach einer abschließenden Feinjustierungsphase steht den ersten wissenschaftlichen Beobachtungen also nichts mehr im Weg.

Zwei Monate
"Wir haben das Ende der Ausrichtungsphase erreicht. Das Ergebnis sind perfekt fokussierte Bilder bei allen wissenschaftlichen Instrumenten", erklärte Mark McCaughrean, leitender wissenschaftlicher Berater bei der Europäischen Weltraumorganisation Esa. In der abschließenden Phase wird man sich den einzelnen Instrumenten widmen. Spektrografen, Kameras und andere Bauteile werden überprüft und kalibriert. Das James-Webb-Team veranschlagt dafür etwa zwei Monate.


Die Sternenaufnahmen in hoher Schärfe belegen, dass das Teleskop vollständig ausgerichtet und fokussiert ist. Für den Test blickte Webb auf einen Sektor der Großen Magellanschen Wolke mit einem dichtes Sternenfeld. Das Teleskop besitzt drei bildgebende Instrumente: NIRCam, NIRISS und MIRI. NIRSpec ist eher ein Spektrograph als ein Imager, kann jedoch Bilder wie das hier gezeigte für Kalibrierungen und Zielerfassungen aufnehmen.
Fotos/Illustr.: NASA/STScI

Große Magellansche Wolke im Visier
Die Ausrichtung des Teleskops im Zusammenspiel aller Instrumente lässt sich an einer Reihe von Bildern nachvollziehen, die das gesamte Sichtfeld des James-Webb-Observatoriums wiedergeben. Für den Test war ein Teil der Großen Magellanschen Wolke ins Visier genommen worden. "Die Testbilder zeigen, was Menschen aus allen Ländern und Kontinenten mit einer kühnen Vision zur Erforschung des Universums gemeinsam erreichen können", sagte Lee Feinberg vom Goddard Space Flight Center der Nasa. Er ist für die optischen Komponenten des James-Webb-Teleskops zuständig.

Video: Die Ausrichtung des James-Webb-Telescope ist beendet.
James Webb Space Telescope (JWST)

Erwartungen übertroffen
Insgesamt übertrafen die optischen Leistung des Teleskops bisher selbst die optimistischsten Vorhersagen des Teams. Daher wird an der Optik nicht mehr viel herumgeschraubt. Ab jetzt wird es nur mehr im Rahmen von periodischen Anpassungen zu vereinzelten Veränderungen an den Spiegeln kommen, erklärte das James-Webb-Team.
(red, 2.5.2022)

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James-Webb-Teleskop liefert gestochen scharfe Bilder
 

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#7
SPEKTAKULÄRE AUFNAHME
US-Präsident Biden präsentierte erstes Bild des James-Webb-Weltraumteleskops
Die Infrarotaufnahme eines riesigen Galaxienhaufens erlaubt einen Blick in die Frühzeit des Universums. Am Dienstag wird die Nasa weitere Bilder veröffentlichen
Eine neue Ära in der Erforschung des Weltraums hat begonnen – und Joe Biden ließ es sich nicht nehmen, diese offiziell einzuläuten. In der Nacht auf Dienstag (MESZ) präsentierte der US-Präsident im Weißen Haus die erste wissenschaftliche Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops.


Diese Infrarotaufnahme des Webb-Teleskops zeigt den Galaxienhaufen SMACS 0723 und enthüllt Tausende Objekte. Viele davon waren bisher unsichtbar.
Foto: NASA/ESA/CSA/STScI

Es handelt sich dabei um das bisher tiefste und schärfste Infrarotbild des fernen Universums: Zu sehen ist der gigantische Galaxienhaufen SMACS 0723, der wie eine Linse auf dahinterliegende Objekte wirkt und dadurch ferne Galaxien sichtbar macht, die sonst im Verborgenen liegen würden. "Wir blicken 13 Milliarden Jahre zurück", sagte Nasa-Chef Bill Nelson bei der Präsentation der Aufnahme im Weißen Haus. "Und das ist erst der Anfang, wir werden noch viel weiter zurückgehen."

Rückblick in das frühe Universum
Das Bild zeige "nach nur zwölfeinhalb Stunden Belichtung im weiten Hintergrund bereits Galaxien in einem Zustand nur 600 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums vor ca. 13,8 Milliarden Jahren", sagte Das Bild gibt tiefe Einblicke in die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien des Universums", kommentierte Manuel Güdel von der Universität Wien die Veröffentlichung. Der Astrophysiker war an der Entwicklung eines Instruments des Teleskops beteiligt. "Das Bild gibt tiefe Einblicke in die Entstehung der ersten Sterne und Galaxien des Universums."

Die atemberaubende Aufnahme von SMACS 0723 ist der Auftakt der ersten Veröffentlichungsrunde. Am Dienstagnachmittag werden die US-Weltraumbehörde Nasa, die Europäische Weltraumorganisation Esa und die kanadische Weltraumagentur (CNSA) weitere Vollfarbenbilder und erste spektroskopische Daten des James-Webb-Weltraumteleskops veröffentlichen. Ab Mittwoch sollen dann auch die Rohdaten zu diesen Beobachtungen zur Verfügung stehen und damit Wissenschafterinnen und Wissenschaftern weltweit zugänglich sein.

Große Erwartungen an das neue Teleskop
Die Erwartungen an das nagelneue Teleskop sind hoch. Webb ist das bisher größte, leistungsstärkste und mit Gesamtkosten von rund acht Milliarden Euro auch das teuerste Instrument seiner Art. Es soll die wissenschaftliche Nachfolge des in die Jahre gekommenen Hubble-Weltraumteleskops antreten, das in seiner gut 30-jährigen Karriere alle Erwartungen übertroffen hat. "Wir erwarten, dass Webb das noch besser machen wird, die Möglichkeiten sind gigantisch", sagt Günther Hasinger, Wissenschaftsdirektor der Esa, die gemeinsam mit der kanadischen Weltraumagentur (CNSA) an dem Nasa-Projekt beteiligt ist.

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@shannonmstirone
Sichtbar mehr Details: Hier ist zweimal der gleiche Himmelsausschnitt zu sehen, links in einer Aufnahme des Hubble-Teleskops, rechts das neue Bild des James-Webb-Teleskops.

Während Hubble vor allem im sichtbaren und ultravioletten Bereich beobachtet, ist Webb auf Beobachtungen im Infrarot ausgelegt, erklärt Hasinger, der selbst Astrophysiker ist. "Eigentlich misst Webb die Wärme von Objekten. So kann man Dinge sehen, die sonst im Verborgenen liegen – viele Regionen im Universum sind total von Gas- und Staubwolken blockiert, gerade dort, wo es interessant wird."

Nebel und tanzende Galaxien

Webb ist das größte und leistungsstärkste Weltraumteleskop der Menschheit. Das Infrarot-Auge soll revolutionäre Daten liefern.
Illustration: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

Auf welche spannenden Objekte und Regionen das neue Auge im All seinen Blick abseits des Galaxienhaufens bereits gerichtet hat, wurde schon im Vorfeld der anstehenden Veröffentlichungen verraten. Zu den ersten Aufnahmen gehört demnach auch der Carinanebel, eine interstellare Gaswolke in der Milchstraße, die zu den größten und hellsten Emissionsnebeln am Nachthimmel zählt. "Solche Sternentstehungsregionen sind wunderschön anzuschauen, da kann man viele verschiedene Gas- und Staubwolken, Sauerstoff und Wasserstoff separat leuchten sehen", sagt Hasinger. Schon Hubble habe atemberaubende Aufnahmen dieses Nebels geliefert, von Webb seien noch deutlich detailreichere Bilder zu erwarten.


Hubble-Aufnahme von "Stephans Quintett". Auch Webb hat schon in diese berühmte Galaxiengruppe geblickt, das Ergebnis wird mit Spannung erwartet.
Foto: Nasa / Esa / Hubble SM4 ERO Team

Ebenso unter Webbs ersten Motiven, die am Dienstag veröffentlicht werden, befindet sich "Stephans Quintett". Dieses berühmte System aus fünf wechselwirkenden Galaxien dürfte ebenfalls ungewohnt farbenfroh und in bisher unerreichter Auflösung zu sehen sein. "Das Quintett sieht ja ein bisschen wie das Chagall-Bild von den tanzenden Mädchen aus, das ist sehr faszinierend", sagt Hasinger.

Gasriese im Visier
Mit Hochspannung werden auch die ersten Beobachtungsdaten zu einem fernen Exoplaneten erwartet, die das neue Teleskop liefert. Konkret soll das Spektrum des 2014 entdeckten Gasriesen Wasp-96b veröffentlicht werden, der seinen Stern alle dreieinhalb Tage vollständig umkreist. Aus dem Licht des Sterns lässt sich, wenn der Planet aus Sicht des Teleskops vor ihm vorbeiwandert und ihn minimal abschattet, auf die Zusammensetzung der Planetenatmosphäre schließen. "Es geht nun einmal darum, zu zeigen, dass die Technik mit dem James-Webb-Teleskop funktioniert", sagt Hasinger. "Wir erwarten, dass das Entdeckungspotenzial mit Webb bei dieser Anwendung ungefähr 10.000 Mal größer sein wird als mit Hubble."

In den kommenden Jahren soll Webb aber auch weiter zurück in die Vergangenheit des Universums blicken als alle bisherigen Teleskope: Astronominnen und Astronomen erhoffen sich, das Licht der ersten Sterne und Galaxien zu finden, die nach dem Urknall entstanden sind. Auch die bisher verborgen gebliebenen ältesten Schwarzen Löcher, die im frühen Universum entstanden sind, könnten mithilfe des Webb-Teleskops aufgespürt werden, sagt Hasinger, der selbst in diesem Bereich forscht. Womöglich ließe sich so auch eines der großen Rätsel der Astronomie lösen: "Vielleicht können wir beweisen, dass die Dunkle Materie aus Schwarzen Löcher besteht."
(David Rennert, 12.7.2022)

Zum Thema

US-Präsident Biden präsentierte erstes Bild des James-Webb-Weltraumteleskops
 

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Weitere Bilder aus den Tiefen des Alls
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Schon das erste von der US-Raumfahrtbehörde (NASA) am Montag veröffentlichte Bild des „James Webb“-Teleskops hat deutlich gemacht, was das neue Forschungsinstrument im All zu leisten vermag. Am Dienstag legte die US-Weltraumbehörde nun nach und veröffentlichte weitere eindrucksvolle Bilder. Sie markieren den offiziellen Beginn der wissenschaftlichen Arbeit mit dem Teleskop.
Online seit gestern, 18.51 Uhr
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„Jedes Bild ist eine neue Entdeckung, und jedes gibt der Menschheit einen Einblick in das Universum, den sie noch nie zuvor gehabt hat“, sagte NASA-Chef Bill Nelson bei der feierlichen Präsentation der Aufnahmen am Dienstag. Die eins nach dem anderen veröffentlichten Bilder zeigen – künstlerisch nachbearbeitete – Infrarotaufnahmen kosmischer Objekte.

Eine Grafik zeigt außerdem, dass das Teleskop eindeutige Anzeichen von Wasser auf dem außerhalb unseres Sonnensystems gelegenen Gasplaneten Wasp-96 b gefunden hat. Es gebe Hinweise auf Wolken und Nebel in der Atmosphäre, teilte die NASA mit. Diese Beobachtung sei die bisher genaueste ihrer Art und zeige die beispiellose Fähigkeit des Teleskops, Atmosphären zu untersuchen, die Hunderte Lichtjahre entfernt sind.

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Aufnahmen des 2.000 Lichtjahre von uns entfernten Südlichen Ringnebels gehören zu den ersten Bildern von „James Webb“
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Staub und Gas zweier erloschener Sterne haben das Himmelsobjekt mit einem Durchmesser von einem halben Lichtjahr gebildet

Auf einem Bild sind Aufnahmen des Südliche Ringnebels (NGC 3132) zu sehen, der 2.500 Lichtjahre von uns entfernt ist. Solche planetaren Nebel bestehen aus Gas und Staub, die verlöschende Sterne auswerfen. Bei NGC 3132 beeinflusst das Zusammenspiel von zwei Sternen das Aussehen des Nebels.

Bild aus Hunderten Einzelaufnahmen
Eine weitere Aufnahme zeigt Stephans Quintett, eine Gruppe von fünf Galaxien. „Dieses riesige Mosaik ist die größte Aufnahme von Webb bisher“, wie die NASA mitteilt. Das Bild ist aus fast 1.000 Einzelaufnahmen zusammengesetzt. Es zeigt einen Abschnitt des Universums, der von der Erde aus gesehen etwa einem Fünftel der Fläche des Mondes entspricht. Es sind unter anderem funkelnde Cluster aus Millionen junger Sterne und gerade entstehender Sterne zu sehen. Das als bisher letztes veröffentlichte Bild gibt einen Einblick in den Carinanebel. Es zeigt die relativ junge Region NGC 3324, in der sich Sterne bilden.

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Rund 300 Mio. Jahre reiste das Licht von Stephans Quintett, bis es auf die Sensoren des „James Webb“-Teleskops traf
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Die Bilder der fünf Galaxien wurden aus fast 1.000 Einzelaufnahmen zusammengesetzt

Die Veröffentlichung der Aufnahmen markiert den offiziellen Beginn der wissenschaftlichen Arbeit mit dem bisher größten und leistungsfähigsten Teleskop, das je ins All gebracht wurde. Das Teleskop sei eine „Chance, die nur einmal im Leben kommt“ und werde „unser Verständnis des Universums verändern“, sagte der Chef der ebenfalls an dem Projekt beteiligten Europäischen Weltraumagentur (ESA), Josef Aschbacher. „Über die Wissenschaft hinaus ist es auch ein Symbol der internationalen Zusammenarbeit.“

Das erste Bild – „die tiefste und schärfste bisher aufgenommene Infrarotsicht auf das Universum“ – hatte die NASA bereits in der Nacht auf Dienstag gemeinsam mit US-Präsident Joe Biden und dessen Vize Kamala Harris präsentiert. Darauf sind extrem weit entfernte Galaxien zu sehen. Biden sprach von einem „historischen Tag“, Harris von einem „aufregenden neuen Kapital in der Erforschung unseres Universums“. Biden und Harris seien „aufgeregt wie Kinder“ gewesen und hätten „Millionen Fragen“ gestellt.

Nachfolger von „Hubble“
„James Webb“ war am 25. Dezember an Bord einer Ariane-Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana ins All gestartet, nachdem es zuvor Kostenexplosionen und immer neue Verschiebungen gegeben hatte. Die Weltraumagenturen der USA, Kanadas und Europas kooperieren bei dem Projekt.

Das Teleskop wurde rund 30 Jahre lang entwickelt und kostete schließlich etwa zehn Milliarden Dollar (rund 8,8 Mrd. Euro). Es folgt auf das Teleskop „Hubble“, das seit mehr als 30 Jahren im Einsatz ist. Während „Hubble“ im optischen und ultravioletten Bereich arbeitet, untersucht „James Webb“ im infrarotnahen Bereich.

Schwer wie ein Schulbus
Das Herzstück des Teleskops ist ein konkaver Spiegel von sechseinhalb Metern Durchmesser. Er wurde aus 18 sechseckigen Spiegeln zusammengesetzt. Sie bestehen aus dem seltenen Metall Beryllium und wurden für eine optimale Reflexion von Infrarotstrahlen aus den Tiefen des Universums mit Gold überzogen.

Außerdem gehören vier wissenschaftliche Instrumente zu dem Teleskop, die hauptsächlich zwei Zwecke erfüllen: Bilder von Objekten im Weltraum anzufertigen und mit Spektroskopie Strahlung zu analysieren, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von kosmischem Material zu ergründen. Darüber hinaus gehören Systeme für Stromversorgung, Antrieb, Kommunikation, Orientierung und Datenverarbeitung zu dem Teleskop. Alles in allem wiegt es ungefähr so viel wie ein Schulbus.

Die Mission von „James Webb“
„James Webb“ soll rund 1,5 Millionen Kilometer weit ins All fliegen und unter anderem mit Hilfe eines 25 Quadratmeter großen Spiegels neue Bilder aus dem frühen Universum liefern. Wissenschaftler erhoffen sich von den Aufnahmen des Teleskops unter anderem Erkenntnisse über die Zeit nach dem Urknall vor rund 13,8 Milliarden Jahren.

Sie hoffen auf Bilder von Sternen, die älter sind als das Sonnensystem und vielleicht nicht mehr existieren. Außerdem sucht das Teleskop das All nach Exoplaneten, also Planeten außerhalb des Sonnensystems, ab. Zudem soll es untersuchen, ob diese fremden Welten Leben beherbergen könnten. Es soll außerdem den Mars und den mit einer Eishülle umgebenen Jupitermond Europa genauer untersuchen.

Viermal so weit weg wie Mond
Das Teleskop wurde in einer Umlaufbahn mehr als eineinhalb Millionen Kilometer von der Erde entfernt platziert, etwa viermal so weit weg wie der Mond. Anders als „Hubble“ dreht sich das „James Webb“-Teleskop nicht um die Erde, sondern um die Sonne. Für die Reise zu seinem Bestimmungsort, der als zweiter Lagrange-Punkt bzw. L2 bekannt ist, brauchte das Teleskop fast einen Monat.

Bis es einsatzbereit war, vergingen weitere Monate. Konnte „Hubble“ noch von Astronauten repariert werden, ist das „James Webb“-Teleskop nun so weit weg von der Erde, dass es Menschen nicht dorthin schaffen. Die Lebensdauer von „James Webb“ ist dabei erst einmal auf zehn Jahre angelegt.
13.07.2022, red, ORF.at/Agenturen

Links:
„James Webb“-Teleskop: Weitere Bilder aus den Tiefen des Alls
 

josef

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REVOLUTIONÄRES INSTRUMENT
Die spektakulärsten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops
Vor einem Jahr wurden die ersten Aufnahmen des revolutionären Teleskops veröffentlicht. Seither hat Webb so manche Rekorde gebrochen und Geheimnisse gelüftet
Schon die ersten Aufnahmen, die im Juli 2022 veröffentlicht wurden, ließen am Potenzial des James-Webb-Weltraumteleskops keine Zweifel. Sie zeigten Galaxien, Nebel und Sterne in nie gesehenem Detailreichtum. Gleichzeitig lieferten sie atemberaubende Einblicke in die Geschichte des Universums: Webb beobachtet im Infrarotbereich und kann viel weiter in die Vergangenheit zurückblicken als andere Teleskope. Forschende wollen mit Webb, das 100-mal empfindlicher ist als sein Vorgänger Hubble, 13,5 Milliarden Jahre in die Vergangenheit zurückschauen und nach dem Licht der ersten Sterne suchen, die nach dem Urknall entstanden sind.


Das James-Webb-Weltraumteleskop startete im Dezember 2021 ins All und reiste 1,5 Millionen Kilometer, um möglichst ungestört von Sonne und Erde beobachten zu können. Es ist das bislang größte und leistungsstärkste Teleskop im All. Mit seinem 6,5-Meter-Primärspiegel ist Webb 100-mal empfindlicher als sein Vorgänger Hubble.
AP/Nasa

Ein Jahr nach den ersten Veröffentlichungen liegt eine Fülle an spektakulären Aufnahmen und wissenschaftlichen Daten vor. Das Weltraumteleskop kann die turbulente Entstehung neuer Sterne und Planeten deutlich besser sichtbar machen, als es bisher möglich war. Im Infrarotbereich lassen sich Regionen beobachten, die für uns im Verborgenen liegen, weil sie sich inmitten von Gas- und Staubwolken befinden.

Das erste Webb-Forschungsjahr brachte bereits zahlreiche Entdeckungen und wissenschaftliche Veröffentlichungen mit sich – und stellte kosmologische Theorien infrage: So erspähte das Teleskop mehrere Galaxien aus der Frühzeit des Universums, die bereits viel mehr Sterne beherbergten, als in dieser Phase zu erwarten wäre. Kürzlich enthüllten Webb-Daten das älteste je entdeckte supermassereiche Schwarze Loch, das bereits 570 Millionen Jahre nach dem Urknall entstand.


Einer kosmischen Sanduhr gleich erscheint ein Nachwuchsstern in einer dichten Materiewolke, die Webb vor einigen Monaten festhielt. Der Stern, eingebettet in Gas und Staub, ist erst 100.000 Jahre alt. Umgeben wird er von einer protoplanetaren Scheibe – hier werden künftig auch Planeten entstehen. So ähnlich könnte auch die Entstehung unseres Sonnensystems ausgesehen haben.
APA/AFP/ESA, NASA, CSA, STScI/HA

Das Teleskop hat auch das Zeug dazu, die Exoplanetenforschung revolutionieren. Webbs Instrumente können die Atmosphären ferner Planeten untersuchen und nach Molekülen Ausschau halten, die Aufschlüsse über die Bedingungen auf diesen Welten geben. Vielleicht, so hoffen Forschende, lassen sich auch Hinweise auf biologische Aktivitäten finden. Im Frühjahr gelang es erstmals, mithilfe des Teleskops Rückschlüsse auf die Temperatur auf einem erdähnlichen Planeten rund 40 Lichtjahre von uns entfernt zu bestimmen. Vor wenigen Wochen entdeckten Forschende mithilfe von Webb einen Baustein für die Entstehung von Leben in einem jungen Planetensystem:


In einem neu entstehenden Planetensystem rund 1.350 Lichtjahre von uns entfernt im Orionnebel stieß Webb auf das Kohlenwasserstoffmolekül CH3+, das als Baustein für die Entstehung von Leben, wie wir es kennen, gilt. Der Orionnebel ist eine der aktivsten Sternenwiegen in unserer Nachbarschaft und könnte ähnliche Bedingungen aufweisen wie die Umgebung, in der einst unser Sonnensystem entstanden ist. Durch die Beobachtung im Infrarot konnte Webb den Staubschleier lichten und viele neue Details enthüllen.
ESA/Webb/NASA/CSA/M. Zamani

Wie überwältigend schön ein Sternentod sein kann, hielt das Webb-Weltraumteleskop im Südlichen Ringnebel NGC 3132 fest. Die Gaswolke um den Stern, der etwa 2.000 Lichtjahre von uns entfernt ist, breitet sich mit einem Tempo von 15 Kilometern pro Sekunde aus.


Die hellen Punkte im Hintergrund sind keine Sterne, sondern ferne Galaxien.
APA/AFP/NASA/HANDOUT

Nicht minder faszinierend sind Webbs Aufnahmen von Gebieten, in denen neue Sterne entstehen. Der Tarantelnebel im Sternbild Schwertfisch ist die größte Sternengeburtsstätte in der näheren Umgebung der Milchstraße. Das Webb-Teleskop konnte die interstellaren Staubwolken dieser Formation durchdringen und den bisher besten Blick auf die helle, heiße Sternenfabrik freilegen.


ImZentrum dieser Aufnahme des Tarantelnebels strahlen bläulich massereiche Jungsterne, die Gas und Staub aus ihrer Umgebung weggefegt haben. Umgeben wird diese gigantische Blase von dichten Materiewolken, in denen ebenfalls neue Sterne entstehen.
Nasa/Esa/CSA/STScI

Dass das neue Weltraumteleskop nicht nur grandiose Aufnahmen aus den Tiefen des Alls liefern kann, beweisen atemberaubende Aufnahmen einiger Planeten des Sonnensystems. Alle vier Gasplaneten hat das Teleskop inzwischen ins Visier genommen. Dieses Bild zeigt Jupiter in fulminanter Schönheit, die Qualität der Daten übertraf alle Erwartungen.


Prominent zu sehen sind Jupiters Polarlichter und der berühmte Große Rote Fleck, der in dieser Aufnahme weiß erscheint, weil die dichten, hohen Wolken des Wirbelsturms das Sonnenlicht reflektieren.
Nasa / Esa / CSA / Jupiter ERS Team / Schmidt

Vor wenigen Wochen wurde diese Saturnaufnahme veröffentlicht. Der Ringplanet wurde mit der sogenannten Nircam des Teleskops aufgenommen, die im Nah-Infrarotbereich beobachtet. Dadurch erscheint der Saturn dunkel, verantwortlich dafür ist das Methan in Saturns Atmosphäre, das Sonnenlicht absorbiert. Die methanfreien Ringe leuchten dagegen hell.


Die Saturnatmosphäre besteht überwiegend aus Wasserstoff und Helium, beinhaltet aber auch andere Gase wie Methan und Ammoniak. Die majestätischen Ringe bestehen aus unzähligen Gesteins- und Eisbrocken verschiedenster Größe.
NASA/Esa/CSA/JWST Saturn Team

Mit Stephans Quintett nahm das James-Webb-Weltraumteleskop eine berühmte "tanzende" Galaxiengruppe in den Blick, deren Zusammenspiel Fachleute schon seit langem fasziniert: Vier der fünf Galaxien, die etwa 290 Millionen Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Pegasus liegen, ziehen einander gegenseitig an, verformen sich und könnten dereinst miteinander verschmelzen. Benannt ist das tanzende Quintett nach dem französischen Astronomen Édouard Jean-Marie Stephan, der es 1877 als Erster entdeckte.


Benannt ist das tanzende Quintett nach dem französischen Astronomen Édouard Jean-Marie Stephan, der es 1877 als Erster entdeckte.
Nasa/Esa/CSA/STScI

Wie ein kosmisches Wagenrad oder ein Schneckenhaus mutet dieses seltene Objekt an, das aus der Kollision zweier Galaxien hervorging. Dabei entstanden zwei Ringe, die sich fortwährend ausdehnen: Der helle innere Ring besteht hauptsächlich aus heißer Materie, der äußere aus Sternenansammlungen. Als sehr unbeständig bezeichnen Fachleute den aktuellen Zustand dieser rund 500 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Wagenrad-Galaxie. Sie wird sich weiter verändern.


Als sehr unbeständig bezeichnen Fachleute den aktuellen Zustand dieser rund 500 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Wagenrad-Galaxie. Sie wird sich weiter verändern.
Nasa/Esa/CSA/STScI

An eine Kirschblüte erinnert dieses Spektakel, das vom nahenden Ende eines besonders hellen und massereichen Sterns kündet. WR 124 hat etwa die 30-fache Masse unserer Sonne, doch er stößt unaufhaltsam seine Hülle ab.


Das James-Webb-Weltraumteleskop hielt das seltene Schauspiel fest: Sternenwinde aus Gas und Staub, die in der Aufnahme in altrosa Färbung erscheinen, lassen den gut 15.000 Lichtjahre entfernten Stern scheinbar prächtig aufblühen. In Wahrheit ist es aber eher ein Verwelken, der Stern hat bereits das Zehnfache der Sonnenmasse abgestoßen. Am Ende wird sein Kern freigelegt sein und in einer Supernova explodieren.
Nasa / Esa / CSA / STScI / Webb Ero Team

Der wissenschaftliche Andrang auf das Webb-Teleskop ist enorm. Für ein Forschungsziel und Beobachtungszeit kann sich jeder bewerben, die Auswahl nach wissenschaftlicher Relevanz erfolgt durch ein Peer-Review-Gremium. Auch für das zweite Forschungsjahr mangelte es nicht an Anträgen, wie die Nasa im Frühjahr mitteilte: 1.600 Bewerbungen von 5.450 Forschenden aus insgesamt 52 Ländern sind eingegangen. 249 Projekte wurden bewilligt.

Ein Mangel an neuen Veröffentlichungen zeichnet sich nicht ab, im Gegenteil. Webb hat sich erst aufgewärmt – im übertragenen Sinne: Denn seine Instrumente müssen extrem gekühlt werden, um gut zu funktionieren. Jenes zur Beobachtung im mittleren Infrarotbereich funktioniert am besten bei -266 Grad Celsius.
(David Rennert, 9.7.2023)

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Die spektakulärsten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops
 
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