Carinanebel

Auf einem der ersten Bilder des James-Webb-Teleskops entdeckte man Dutzende von Jets (das sind gerichtete, energiereiche Gas-Ströme) von jungen Sternen, die zuvor von Staubwolken verdeckt waren. Diese Entdeckung markiert den Beginn einer neuen Ära in der Erforschung der Entstehung von Sternen wie unserer Sonne und der Frage, wie sich die Strahlung benachbarter massereicher Sterne auf die Entwicklung von Planeten auswirken kann.

Molekularer Wasserstoff ist wesentlich für die Entstehung junger Sterne und ein hervorragender Marker für ihre frühen Stadien. Junge Sterne sammeln Materie aus dem sie umgebenden Gas und Staub an, die meisten von ihnen stossen aber einen Teil dieser Materie aus ihren Polregionen auch wieder in Form von Jets aus. Diese Jets wirken wie ein „Schneepflug“ im Gas und Staub der Umgebung: In den Aufzeichnungen des Teleskops erkennt man molekularen Wasserstoff, der von den Jets mitgerissen und angeregt wird.

Das James-Webb-Teleskop ist bestens gerüstet, um solche wichtigen Details zu entdecken, denn es ist darauf ausgelegt, Jets und Gas-Ströme, die nur im Infrarotbereich sichtbar sind, mit hoher Auflösung zu erfassen.

Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI, J. DePasquale (STScI); CC BY 4.0

Die Polarlichter des Jupiter

Mit seinen gewaltigen Stürmen, starken Winden, Polarlichtern und extremen Temperatur- und Druckbedingungen hat Jupiter dem Beobachter viel zu bieten.

Dieses Bild ist eine Zusammensetzung mehrerer Webb-Bilder. Die sichtbaren Polarlichter erstrecken sich in großen Höhen über dem Nord- und Südpol des Jupiters. Da das von Webb registrierte Infrarotlicht für das menschliche Auge unsichtbar ist, wurde es mit Farben aus dem sichtbaren Spektrum dargestellt. Das Leuchten des Polarlichts wurde mit einem Rot-Filter versehen, der auch das Licht hervorhebt, das von den Wolken und dem Dunst um den Planeten herum reflektiert wird. Ein weiterer Filter zeigt die um den Nord- und Südpol wirbelnden Nebel in Gelb- und Grüntönen. Ein dritter Filter hebt in Blau das Licht hervor, das von einer tiefer liegenden Wolkenschicht reflektiert wird. Der Große Rote Fleck, ein stabiler Wirbelsturm von der Dimension des ganzen Planeten Erde, erscheint in diesen Ansichten weiss – genauso wie andere Wolken, die viel Sonnenlicht reflektieren.

Bild: NASA, ESA, Jupiter ERS Team; image processing by Judy Schmidt; CC BY 4.0

Die Säulen der Schöpfung

Die Säulen der Schöpfung sind eine kleine Region im riesigen, 6500 Lichtjahre entfernten Adlernebel, in der viele Sterne entstehen.

Im nahen Infrarotlicht sind Tausende von neu entstandenen Sternen zu sehen – die leuchtenden orangefarbenen Kugeln, die sich direkt ausserhalb der säulenartigen Strukturen befinden. Diese bestehen aus Staub, und das ist einer der Gründe, warum es in dieser Region so viele junge Sterne gibt: Staub ist eine wichtige Zutat bei der Sternentstehung. Wenn sich in den Säulen Ansammlungen aus Gas und Staub mit ausreichender Masse bilden, beginnen sie durch ihre eigene Schwerkraft zu kollabieren, heizen sich langsam auf und bilden schliesslich neue Sterne.

Der Staub ist im mittleren Infrarotbereich deutlich sichtbar. Diffuser Staub wird orange dargestellt. Die Regionen mit dem dichtesten Staub werden tief dunkelblau dargestellt; dort ist unsere Sicht auf die Aktivitäten innerhalb der Staubwolken verdeckt.

Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, J. DePasquale (STScI), A. Pagan (STScI), A. M. Koekemoer (STScI); CC BY 4.0

Komplexe Strukturen einer Galaxie

Dieses Bild des James-Webb-Teleskops zeigt IC 5332, eine Spiralgalaxie. Das Instrument für mittleres Infrarot (MIRI) macht noch nie gesehene Details sichtbar. Die symmetrischen Spiralarme, die man auf den Aufnahmen des Hubble-Teleskops deutlich sah, entpuppen sich als ein komplexes Netzwerk aus Gasen, das bei verschiedenen Temperaturen infrarotes Licht aussendet. Die Erfassung von Licht dieser Wellenlängen erfordert hochspezialisierte Instrumente, die bei sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden, und MIRI erfüllt diese Aufgabe auf spektakuläre Weise.

Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST and PHANGS-HST Teams; CC BY 4.0

Galaktische Begegnung

Dieses Galaxienpaar, das den Astronomen als II ZW 96 bekannt ist, ist etwa 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich im Sternbild Delphin in der Nähe des Himmelsäquators.

Die beiden Galaxien verschmelzen gerade miteinander und haben daher eine unregelmässige Form. Die hellen Zentren der beiden Galaxien sind durch leuchtende Girlanden von Sternentstehungsgebieten miteinander verbunden, und die Spiralarme der unteren Galaxie wurden durch die gravitative Störung bei der Verschmelzung der Galaxien verformt. Es sind diese Sternentstehungsgebiete, die II ZW 96 zu einem so verlockenden Ziel für das James-Webb-Teleskop machen; sie strahlen viel infrarotes Licht aus.

Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. Evans; CC BY 4.0

Wolken auf der Oberfläche von Titan

Dies sind Bilder von Titan, einem Saturnmond. Die hellen Punkte im linken Bild sind auffällige Wolken in der nördlichen Hemisphäre. Das rechte Bild ist ein zusammengesetztes Farbbild. Mehrere wichtige Merkmale der Oberfläche sind markiert: Kraken Mare gilt als Methanmeer; Belet besteht aus dunkel gefärbten Sanddünen; Adiri ist eine Region mit sehr starker Rückstrahlung (Albedo).

Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem, der eine dichte Atmosphäre besitzt, und er ist auch der einzige planetarische Körper ausser der Erde, der derzeit Flüsse, Seen und Meere besitzt. Anders als auf der Erde besteht die Flüssigkeit auf Titans Oberfläche jedoch nicht aus Wasser, sondern aus Kohlenwasserstoffen, insbesondere Methan und Ethan. Der dichte Nebel in Titans Atmosphäre verdunkelt das sichtbare Licht, das von der Oberfläche des Saturnmondes zurückgestrahlt wird.

Bild: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), JWST Titan GTO Team; CC BY 4.0

Stephans Quintett

Dank seinem leistungsstarken Infrarotblick und der extrem hohen räumlichen Auflösung zeigt das James-Webb-Teleskop nie zuvor gesehene Details in Stephans Quintett, einer Gruppe von Galaxien.

Obwohl von einem „Quintett“ die Rede ist, sind nur vier dieser Galaxien wirklich nahe beieinander und in einem kosmischen Tanz gefangen. Die fünfte Galaxie ganz links mit der Bezeichnung NGC 7320 steht im Vergleich zu den anderen vier Galaxien weit im Vordergrund. Stephans Quintett ist uns relativ nahe; wir können also sozusagen aus der ersten Reihe die Wechselwirkungen beobachten, die für die Entwicklung der Galaxien entscheidend sind.

Dieses Bild ist übrigens in Wirklichkeit ein riesiges Mosaik aus 1000 einzelnen Dateien, deren Gesamtgrösse etwa ein Fünftel des Monddurchmessers abdeckt!

Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI; CC BY 4.0

Die Ringe des Neptun

Das Auffälligste an diesem neuen Bild ist die Schärfe der Ringe des Planeten Neptun, von denen einige seit dem Vorbeiflug von Voyager 2 im Jahr 1989 überhaupt nicht mehr und schon gar nicht in dieser Klarheit aufgenommen worden waren. Neben mehreren schmalen, hellen Ringen zeigen die Bilder des James-Webb-Teleskops auch deutlich die zarteren Staubbänder um Neptun herum.

Im sichtbaren Lichtspektrum erscheint Neptun blau, doch für die Nah-Infrarot-Kamera NIRCam, welche nur den nahen Infrarotbereich von 0.6 bis 5 Mikrometern erfasst, ist dies nicht so. Das Methan in der Atmosphäre des Planeten absorbiert im Infrarotbereich so stark, dass der Planet ziemlich dunkel erscheint – ausser dort, wo hohe Wolken vorhanden sind. Diese Methan- und Eiswolken sind als helle Streifen und Flecken zu sehen; sie reflektieren das Sonnenlicht, bevor es tiefer in die Atmosphäre eindringt und vom Methan absorbiert wird. Wir kennen die Merkmale dieser Wolken, die sich im Laufe der Jahre schnell verändern, dank den Bildern von anderen Observatorien.

Das James-Webb-Teleskop hat ausserdem sieben der 14 bekannten Monde des Neptun eingefangen (siehe dieses Bild).

Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI; CC BY 4.0

„Fussabdruck“ eines Sternenduos im Weltraum

Dieses Bild zeigt ein bemerkenswertes kosmisches Schauspiel: mindestens 17 konzentrische Staubringe, die von einem Sternenpaar ausgehen. Das Duo befindet sich etwas mehr als 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist unter dem Namen Wolf-Rayet 140 bekannt.

Jeder Ring entstand, als sich die beiden Sterne näher kamen und ihre Sternwinde (die Gasströme, die sie in den Weltraum blasen) aufeinander trafen, wodurch das Gas komprimiert wurde und sich Staub bildete. Die Umlaufbahnen der Sterne bringen sie etwa alle acht Jahre näher zusammen; wie die Ringe am Stamm eines Baumes markieren die Staubschleifen den Lauf der Zeit.

Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech; CC BY 4.0