Zur Feier des zweiten Jahrestages, an dem das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) begonnen hat, Bilder zur Erde zu senden, hat die NASA ein weiteres atemberaubendes Bild veröffentlicht, das von dem revolutionären Weltraumteleskop aufgenommen wurde.
Das JWST-Bild zum zweiten Jahrestag zeigt zwei interagierende Galaxien, die ein einziges Objekt namens Arp 142 bilden, das wie ein kosmischer Pinguin mit seinem kosmischen Ei aussieht. Passend zur Feier der zweijährigen wissenschaftlichen Ergebnisse des JWST ist das neue Bild ein Doppelpack. Die Pinguin-und-Ei-Szene von Arp 142 umfasst zwei interagierende Galaxien, die sich etwa 326 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Hydra befinden. Sie wurde schon früher beobachtet, aber nie so detailliert, wie es diese Aufnahme des JWST ermöglicht.
Die verzerrte Spiralgalaxie in der Mitte, der Pinguin, und die kompakte elliptische Galaxie links, das Ei, befinden sich in einer aktiven Umarmung. Dieses Bild im nahen und mittleren Infrarot kombiniert Daten der NIRCam (Nahinfrarotkamera) und des MIRI (Mittelinfrarotinstrument) des James Webb Weltraumteleskops der NASA und markiert das zweite Jahr der wissenschaftlichen Arbeit des Teleskops. (Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI)
„In nur zwei Jahren hat das JWST unsere Sicht auf das Universum verändert und die Art von Weltklasse-Wissenschaft ermöglicht, die die NASA dazu veranlasst hat, diese Mission zu verwirklichen“, sagte Mark Clampin, Direktor der Astrophysik-Abteilung im NASA-Hauptquartier in Washington in einer Erklärung. „Das JWST gibt Einblicke in lange bestehende Geheimnisse über das frühe Universum und leitet eine neue Ära der Erforschung ferner Welten ein, während es Bilder liefert, die Menschen auf der ganzen Welt inspirieren und aufregende neue Fragen aufwirft, die es zu beantworten gilt.
„Noch nie war es so einfach, alle Facetten des Universums zu erforschen.“
Inhaltsübersicht
Galaxien schmeißen eine Party für das JWST
Im neuen Bild wird Arp 142 von der Nahinfrarotkamera (NIRCam) und dem Mittelinfrarotinstrument (MIRI) des JWST im infraroten Licht gesehen; der „Pinguin“ ist eine missgestaltete Spiralgalaxie namens NGC 2936, während ihr „Ei“ die Galaxie NGC 2937 ist. Die beiden Galaxien sind etwa 100.000 Lichtjahre voneinander entfernt, was für galaktische Verhältnisse recht nahe ist. Die Milchstraße und ihre nächste Nachbargalaxie, die Andromedagalaxie, sind zum Beispiel rund 2,5 Millionen Lichtjahre voneinander entfernt.
Die Wechselwirkung von Arp 142 begann vor 25 bis 75 Millionen Jahren, als die beiden Galaxien zum ersten Mal aneinander vorbeizogen und die Spiralform von NGC 2936 unterbrachen. Im weiteren Verlauf der Wechselwirkung werden weitere goldene Fäden aus diesem kosmischen Pinguin gezogen, bis die Galaxien schließlich kollidieren und verschmelzen.
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Im Pinguin-Teil dieses Duos schimmert das galaktische Zentrum von NGC 2936 im Kopf des kosmischen Wasservogels wie ein hell leuchtendes Auge. Die sich aufrollenden Arme aus Gas, Staub und Sternen von NGC 2936 bilden den Schnabel, den Kopf, den Rücken und den aufgefächerten Schwanz des Pinguins.
Wie die meisten Spiralgalaxien ist NGC 2936 reich an Gas und Staub, der von der Eihälfte der Situation, NGC 2937, angezogen wird. Dies führt zu Regionen mit erhöhter Gasdichte in NGC 2936, die Ausbrüche von Sternbildung verursachen. Diese Regionen sind im Schnabel, den Federn und dem Schwanz des Pinguins auf dem JWST-Bild zu sehen.
Die neuen Sterne sind von orangefarbenem, rauchartigem Gas umgeben, das kohlenstoffhaltige Moleküle, so genannte polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), enthält, die das JWST inzwischen sehr gut erkennen kann. Während der Pinguin eine Geschichte von Störungen und Umwälzungen erzählt, ist die Galaxie, die sein Ei darstellt, relativ ungestört. NGC 2937 ist eine elliptische Galaxie, in der sich mehr ältere Sterne befinden als in NGC 2936. Diese Galaxie besteht aus weniger Gas und Staub als ihr Begleiter, was bedeutet, dass die Wechselwirkung nicht die gleichen intensiven Sternentstehungsprozesse auslöst.
Die Tatsache, dass der Pinguin und sein Ei relativ die gleiche Masse haben, hat verhindert, dass die eine Galaxie die andere einfach verschlingt.
Geburtstagsparty-Tricks
Natürlich könnte die NASA keine Party für das JWST veranstalten, wenn nur zwei Galaxien zusammenkämen.
Die Galaxie PGC 1237172 befindet sich oben rechts auf dem Pinguin- und Ei-Bild. Der blaue Sturzflug ist eine Kantenansicht dieser jungen Galaxie, die voller blauer Kindersterne ist und nur 100 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist.
Ein Blick im mittleren Infrarot auf die wechselwirkende Galaxie Arp 142 mit dem MIRI-Instrument des JWST (Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI)
PGC 1237172 bietet dem JWST auch einen ganz netten Partytrick. Die blaue Edge-on-Galaxie verschwindet, wenn die gleiche Region mit MIRI im mittleren Infrarot gesehen wird (oben).
Es tut mir leid, die Illusion zu zerstören. Das liegt daran, dass MIRI das Licht älterer Sterne und Staub im mittleren Infrarot besser erkennen kann, während die vielen jungen Sterne dieser Galaxie in diesen Wellenlängen verschwinden.
Der Rest der Party besteht aus einer Vielzahl anderer entfernter Galaxien – einige sind halb versteckt in den Schwanzfedern von NGC 2936, während andere schwach im Hintergrund leuchten.
Zwei Jahre JWST
Das JWST startete am Weihnachtstag 2021, verbrachte aber die ersten Monate im Weltraum mit der Kalibrierung seiner Instrumente, um den Kosmos im Infrarotlicht zu beobachten. Am 11. Juli 2022 enthüllten Präsident Biden und Vizepräsident Harris in einer Pressekonferenz im Weißen Haus das erste Bild des 10 Milliarden Dollar teuren Teleskops.
Dieses Bild zeigte den Galaxienhaufen SMACS 0723 und wurde als das erste Deep-Field-Bild des JWST bekannt.
Dieses Deep-Field-Bild des James-Webb-Weltraumteleskops zeigt einige der ältesten und am weitesten entfernten Galaxien, die jemals gesehen wurden. (Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI)
Dieser Enthüllung folgte einen Tag später eine Live-Übertragung der NASA, die drei weitere atemberaubende Bilder des JWST enthüllte – das Ereignis, das durch diese neue Bildveröffentlichung markiert wird.
Zu den abgebildeten Objekten, die der Öffentlichkeit am 12. Juli 2022 gezeigt wurden, gehörten Stephans Quintett, die kosmischen Klippen des Carina-Nebels und einige Supernova-Wrackteile, die von einem sterbenden Stern zurückgelassen wurden. Diese Bilder wurden von Daten begleitet, die das JWST von der Atmosphäre des heißen Gasriesen WASP-96 b gesammelt hat.
Der Carina-Nebel, gesehen vom JWST in einem am 12. Juli 2022 veröffentlichten Bild (Bildnachweis: NASA/James Webb Telescope)
In den zwei Jahren, die seitdem vergangen sind, hat das JWST weiterhin Bilder von atemberaubender Schönheit geliefert und gleichzeitig Wissenschaftler mit Daten versorgt, die unser Verständnis des Kosmos revolutioniert haben.
Das JWST hat die am weitesten entfernten Galaxien entdeckt, die die Menschheit je gesehen hat. Einige davon sind so weit entfernt, dass sie bereits existierten, als der 13,8 Milliarden Jahre alte Kosmos gerade einmal 300 Millionen Jahre alt war. Das leistungsstärkste Weltraumteleskop aller Zeiten hat auch Quasare beobachtet, die von supermassiven schwarzen Löchern angetrieben werden, die weniger als 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall existierten. Dies stellt die Kosmologen vor ein massives Problem bei der Erklärung, wie diese Titanen im jungen Universum so schnell so massiv werden konnten.
(Rechts) Jupiter aus der Sicht des JWST (Links) eine Nahaufnahme des Großen Roten Flecks, des größten Sturms des Sonnensystems. (Bildnachweis: ESA/Webb, NASA & CSA, Jupiter ERS Team, J. Schmidt, H. Melin, M. Zamani)
Das JWST ist in der Lage, Licht von Galaxien aufzuspüren, dessen Wellenlängen durch die Ausdehnung des Universums „gestreckt“ wurden, als das Licht Milliarden von Jahren auf seiner Reise durch den Kosmos verbrachte. Deshalb ist das Teleskop so gut darin, frühe Galaxien und Quasare zu erkennen.
Die Astronomen hatten jedoch nicht erwartet, dass das Weltraumteleskop so nützlich sein würde, wenn es näher an unserem Zuhause steht, insbesondere in unserem Sonnensystem. Das war einfach eine schöne Überraschung. Anstatt, wie von den Astronomen befürchtet, von nahen Objekten geblendet zu werden, konnte das leistungsstarke Weltraumteleskop vertraute Körper des Sonnensystems wie den Jupiter (siehe oben) in einem unglaublich neuen Licht darstellen.
„Seit Präsident Biden und Vizepräsident Harris vor zwei Jahren das erste Bild des James Webb Weltraumteleskops enthüllt haben, hat Webb weiterhin die Geheimnisse des Universums entschlüsselt“, sagte NASA-Administrator Bill Nelson in der Erklärung. „Mit bemerkenswerten Bildern aus allen Ecken des Kosmos, die fast bis zum Anfang der Zeit zurückreichen, werfen die Fähigkeiten des JWST ein neues Licht auf unsere himmlische Umgebung und inspirieren künftige Generationen von Wissenschaftlern, Astronomen und Entdeckern.“
