Webb enthüllt kosmische Klippen, glitzernde Landschaften der Sternengeburt

Diese mit glitzernden Sternen gesprenkelte Landschaft aus „Bergen“ und „Tälern“ ist eigentlich der Rand einer nahe gelegenen, jungen Sternentstehungsregion namens NGC 3324 im Carina-Nebel. Dieses Bild, das vom neuen James-Webb-Weltraumteleskop der NASA im Infrarotlicht aufgenommen wurde, zeigt zum ersten Mal zuvor unsichtbare Bereiche der Sternentstehung.

Das scheinbar dreidimensionale Bild von Webb, das als Cosmic Cliffs bezeichnet wird, sieht aus wie schroffe Berge an einem mondbeschienenen Abend. In Wirklichkeit ist es der Rand des riesigen, gasförmigen Hohlraums in NGC 3324, und die höchsten „Gipfel“ in diesem Bild sind etwa 7 Lichtjahre hoch. Der kavernöse Bereich wurde durch die intensive ultraviolette Strahlung und Sternwinde von extrem massereichen, heißen, jungen Sternen, die sich im Zentrum der Blase über dem in diesem Bild gezeigten Bereich befinden, aus dem Nebel herausgeschnitten.

Die glühende, ultraviolette Strahlung der jungen Sterne formt die Wand des Nebels, indem sie sie langsam abträgt. Dramatische Säulen überragen die glühende Gaswand und widerstehen dieser Strahlung. Der „Dampf“, der scheinbar von den himmlischen „Bergen“ aufsteigt, ist eigentlich heißes, ionisiertes Gas und heißer Staub, die aufgrund der unerbittlichen Strahlung vom Nebel wegströmen.

Webb enthüllt auftauchende Sternkindergärten und einzelne Sterne, die in Bildern mit sichtbarem Licht vollständig verborgen sind. Aufgrund der Empfindlichkeit von Webb gegenüber Infrarotlicht kann es durch kosmischen Staub blicken, um diese Objekte zu sehen. Aus einigen dieser jungen Sterne schießen protostellare Jets hervor, die auf diesem Bild deutlich hervortreten. Die jüngsten Quellen erscheinen als rote Punkte in der dunklen, staubigen Region der Wolke. Objekte in den frühesten, schnellen Phasen der Sternentstehung sind schwer zu erfassen, aber Webbs extreme Empfindlichkeit, räumliche Auflösung und Abbildungsfähigkeit können diese schwer fassbaren Ereignisse aufzeichnen.

Diese Beobachtungen von NGC 3324 werden Licht auf den Prozess der Sternentstehung werfen. Die Sternengeburt breitet sich im Laufe der Zeit aus, ausgelöst durch die Ausdehnung des erodierenden Hohlraums. Während sich der helle, ionisierte Rand in den Nebel hineinbewegt, dringt er langsam in das Gas und den Staub ein. Wenn der Rand auf instabiles Material trifft, führt der erhöhte Druck dazu, dass das Material kollabiert und neue Sterne bildet.

Umgekehrt kann diese Art von Störung auch die Sternentstehung verhindern, da das sternbildende Material abgetragen wird. Dies ist ein sehr heikles Gleichgewicht zwischen dem Auslösen der Sternentstehung und ihrem Stoppen. Webb wird einige der großen, offenen Fragen der modernen Astrophysik ansprechen: Was bestimmt die Anzahl der Sterne, die in einer bestimmten Region entstehen? Warum entstehen Sterne mit einer bestimmten Masse?

Webb wird auch den Einfluss der Sternentstehung auf die Entwicklung gigantischer Gas- und Staubwolken aufzeigen. Während die Wirkung massereicher Sterne – mit ihren heftigen Winden und ihrer hohen Energie – oft offensichtlich ist, ist weniger über den Einfluss der zahlreicheren massearmen Sterne bekannt. Bei ihrer Bildung erzeugen diese kleineren Sterne schmale, gegenüberliegende Jets, die hier zu sehen sind und viel Schwung und Energie in die Wolken einbringen können. Dies reduziert den Anteil an Nebelmaterial, das neue Sterne sät.

Bisher hatten Wissenschaftler nur sehr wenige Daten über den Einfluss der Vielzahl junger und energiereicherer massearmer Sterne. Mit Webb werden sie in der Lage sein, eine vollständige Zählung ihrer Anzahl und ihres Einflusses im gesamten Nebel zu erhalten.

NGC 3324 liegt etwa 7.600 Lichtjahre entfernt und wurde von Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam) und dem Mid-Infrared Instrument (MIRI) abgebildet.

NIRCam – mit seiner gestochen scharfen Auflösung und beispiellosen Empfindlichkeit – enthüllt Hunderte von zuvor verborgenen Sternen und sogar zahlreiche Hintergrundgalaxien.

Aus der Sicht von MIRI leuchten junge Sterne und ihre staubigen, Planeten bildenden Scheiben hell im mittleren Infrarot und erscheinen rosa und rot. MIRI enthüllt Strukturen, die in den Staub eingebettet sind, und deckt die stellaren Quellen massiver Jets und Ausflüsse auf. Bei MIRI glühen der heiße Staub, die Kohlenwasserstoffe und andere chemische Verbindungen auf der Oberfläche der Grate und lassen das Aussehen von gezackten Felsen entstehen.

NGC 3324 wurde erstmals 1826 von James Dunlop katalogisiert. Er ist von der südlichen Hemisphäre aus sichtbar und befindet sich an der nordwestlichen Ecke des Carina-Nebels (NGC 3372), der sich im Sternbild Carina befindet. Der Carinanebel ist die Heimat des Schlüssellochnebels und des aktiven, instabilen Überriesensterns namens Eta Carinae.