Das James Webb-Weltraumteleskop der NASA hat mit der Untersuchung einer der bekanntesten Supernovae, SN 1987A (Supernova 1987A), begonnen. SN 1987A befindet sich 168.000 Lichtjahre entfernt in der Großen Magellanschen Wolke und ist seit seiner Entdeckung im Februar 1987 fast 40 Jahre lang ein Ziel intensiver Beobachtungen bei Wellenlängen von Gammastrahlung bis Radio. Neue Beobachtungen von Webbs NIRCam (Near- Infrarotkamera) liefern einen entscheidenden Hinweis für unser Verständnis darüber, wie sich eine Supernova im Laufe der Zeit entwickelt und ihren Überrest formt.
Dieses Bild zeigt eine zentrale Struktur wie ein Schlüsselloch. Dieses Zentrum ist voller klumpiger Gase und Staub, die bei der Supernova-Explosion ausgestoßen wurden. Der Staub ist so dicht, dass selbst das von Webb entdeckte Nahinfrarotlicht ihn nicht durchdringen kann, wodurch das dunkle „Loch“ im Schlüsselloch entsteht.
Ein heller, äquatorialer Ring umgibt das innere Schlüsselloch und bildet ein Band um die Taille, das zwei schwache Arme sanduhrförmiger Außenringe verbindet. Der Äquatorring, der aus Material gebildet wurde, das Zehntausende Jahre vor der Supernova-Explosion ausgestoßen wurde, enthält helle Hotspots, die entstanden, als die Schockwelle der Supernova den Ring traf. Jetzt sind sogar außerhalb des Rings Flecken zu finden, die von diffuser Emission umgeben sind. Dies sind die Orte, an denen Supernova-Schocks mehr äußeres Material treffen.
Während diese Strukturen in unterschiedlichem Ausmaß von den NASA-Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer sowie dem Röntgenobservatorium Chandra beobachtet wurden, enthüllte die beispiellose Empfindlichkeit und räumliche Auflösung von Webb ein neues Merkmal in diesem Supernova-Überrest – kleine sichelartige Strukturen.
Es wird angenommen, dass diese Halbmonde Teil der äußeren Gasschichten sind, die bei der Supernova-Explosion herausgeschossen wurden. Ihre Helligkeit kann ein Hinweis auf eine Aufhellung der Gliedmaßen sein, ein optisches Phänomen, das durch die Betrachtung des sich ausdehnenden Materials in drei Dimensionen entsteht. Mit anderen Worten: Unser Blickwinkel lässt den Eindruck entstehen, dass sich in diesen beiden Halbmonden mehr Material befindet, als tatsächlich vorhanden ist.
Bemerkenswert ist auch die hohe Auflösung dieser Bilder. Vor Webb beobachtete das inzwischen ausgemusterte Spitzer-Teleskop diese Supernova während ihrer gesamten Lebensdauer im Infrarotbereich und lieferte wichtige Daten darüber, wie sich ihre Emissionen im Laufe der Zeit entwickelten. Es war jedoch nie möglich, die Supernova so klar und detailliert zu beobachten.
Trotz der jahrzehntelangen Forschung seit der ersten Entdeckung der Supernova bleiben einige Rätsel bestehen, insbesondere rund um den Neutronenstern, der nach der Supernova-Explosion entstanden sein sollte. Wie Spitzer wird Webb die Supernova im Laufe der Zeit weiter beobachten.
Seine Instrumente NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) und MIRI (Mid-Infrared Instrument) werden Astronomen die Möglichkeit bieten, im Laufe der Zeit neue, hochgenaue Infrarotdaten zu erfassen und neue Einblicke in die neu identifizierten Halbmondstrukturen zu gewinnen. Darüber hinaus wird Webb weiterhin mit Hubble, Chandra und anderen Observatorien zusammenarbeiten, um neue Einblicke in die Vergangenheit und Zukunft dieser legendären Supernova zu liefern.