Die ersten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops sind nicht nur atemberaubend – sie enthalten eine Fülle von wissenschaftlichen Erkenntnissen und Hinweisen, denen Forscher unbedingt nachgehen wollen.
Hier sind einige der Dinge, die Wissenschaftler jetzt zu lernen hoffen.
In die Tiefe
Webbs erstes Bild, das am Montag veröffentlicht wurde, lieferte das bisher tiefste und schärfste Infrarotbild des fernen Universums, „Webb’s First Deep Field“.
Die weißen Kreise und Ellipsen stammen vom Galaxienhaufen im Vordergrund namens SMACS 0723, wie er vor mehr als 4,6 Milliarden Jahren erschien – ungefähr als sich auch unsere Sonne bildete.
Die rötlichen Bögen stammen vom Licht alter Galaxien, das mehr als 13 Milliarden Jahre gereist ist und sich um den Vordergrundhaufen gebogen hat, der als Gravitationslinse fungiert.
Bitte hilf uns, unser nächstes Ziel auf YouTube zu erreichen, indem du Abonnieren drücken. ? ? ? Quelle: Goddard Space Flight Center der NASA
NASA-Astrophysikerin Amber Straughn sagte, sie sei beeindruckt von „den erstaunlichen Details, die man in einigen dieser Galaxien sehen kann“.
„Sie springen einfach heraus! Es gibt so viel mehr Details, es ist, als würde man in High-Definition sehen.“
Außerdem, fügte die NASA-Astrophysikerin Jane Rigby hinzu, kann uns das Bild mehr über die mysteriöse dunkle Materie lehren, von der angenommen wird, dass sie 85 Prozent der Materie im Universum ausmacht – und die Hauptursache für den kosmischen Vergrößerungseffekt ist.
Das zusammengesetzte Bild, das eine Belichtungszeit von 12,5 Stunden erforderte, gilt als Übungslauf. Bei einer längeren Belichtungszeit sollte Webb alle Entfernungsrekorde brechen, indem er auf die ersten paar hundert Millionen Jahre nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren zurückblickt.
Die Jagd nach bewohnbaren Planeten
Webb erfasste die Signatur von Wasser zusammen mit zuvor unentdeckten Beweisen von Wolken und Dunst in der Atmosphäre, die einen heißen, aufgedunsenen Gasriesenplaneten namens WASP-96 b umgibt, der einen fernen Stern wie unsere Sonne umkreist.
Das Teleskop erreichte dies, indem es Sternenlicht analysierte, das durch die Atmosphäre des Planeten gefiltert wurde, während es sich über den Stern bewegte, bis hin zu dem ungefilterten Sternenlicht, das erkannt wurde, wenn sich der Planet neben dem Stern befand – eine Technik namens Spektroskopie, die kein anderes Instrument mit derselben Genauigkeit leisten kann.
WASP-96 b ist einer von mehr als 5.000 bestätigten Exoplaneten in der Milchstraße. Aber was Astronomen wirklich begeistert, ist die Aussicht, Webb auf kleinere, felsige Welten wie unsere eigene Erde zu richten, um nach Atmosphären und flüssigen Wasserkörpern zu suchen, die das Leben unterstützen könnten.
Tod eines Stars
Webbs Kameras nahmen einen Sternenfriedhof im Südlichen Ringnebel auf und enthüllten zum ersten Mal den schwachen, sterbenden Stern in seinem Zentrum in klaren Details und zeigten, dass er in Staub gehüllt ist.
Astronomen werden Webb verwenden, um tiefer in die Besonderheiten von „planetarischen Nebeln“ wie diesen einzutauchen, die Gas- und Staubwolken ausspucken.
Diese Nebel werden schließlich auch zur Wiedergeburt führen.
Der Gas- und Wolkenausstoß stoppt nach einigen Zehntausend Jahren, und sobald das Material im Weltraum verstreut ist, können neue Sterne entstehen.
Ein kosmischer Tanz
Stephans Quintett, eine Gruppierung von fünf Galaxien, befindet sich im Sternbild Pegasus.
Webb war in der Lage, durch die Staub- und Gaswolken im Zentrum der Galaxie zu dringen, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, wie z. B. die Geschwindigkeit und Zusammensetzung von Gasausströmen in der Nähe seines supermassereichen Schwarzen Lochs.
Vier der Galaxien sind nah beieinander und in einem „kosmischen Tanz“ aus wiederholten nahen Begegnungen eingeschlossen.
Durch ihr Studium „lernt man, wie die Galaxien kollidieren und verschmelzen“, sagte der Kosmologe John Mather und fügte hinzu, dass unsere eigene Milchstraße wahrscheinlich aus 1.000 kleineren Galaxien zusammengesetzt sei.
Ein besseres Verständnis des Schwarzen Lochs wird uns auch bessere Einblicke in Sagittarius A* geben, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, das in Staub gehüllt ist.
Sternenkindergarten
Das vielleicht schönste Bild ist das der „Kosmischen Klippen“ aus dem Carina-Nebel, einer Sternenkinderstube.
Hier hat Webb zum ersten Mal zuvor unsichtbare Regionen der Sternentstehung enthüllt, die uns mehr darüber verraten werden, warum sich Sterne mit einer bestimmten Masse bilden und was die Anzahl bestimmt, die sich in einer bestimmten Region bilden.
Sie mögen wie Berge aussehen, aber die höchsten der schroffen Gipfel sind sieben Lichtjahre hoch, und die gelben Strukturen bestehen aus riesigen Kohlenwasserstoffmolekülen, sagte der Webb-Projektwissenschaftler Klaus Pontoppidan.
Nebelmaterial könnte nicht nur der Stoff für Sterne sein, sondern auch unser Ursprung.
„Auf diese Weise transportiert das Universum möglicherweise Kohlenstoff, den Kohlenstoff, aus dem wir bestehen, zu Planeten, die für das Leben bewohnbar sein könnten“, sagte er.
Das große Unbekannte
Am aufregendsten ist vielleicht die Reise ins Unbekannte, sagte Straughn.
Hubble spielte eine Schlüsselrolle bei der Entdeckung, dass dunkle Energie das Universum dazu bringt, sich mit immer größerer Geschwindigkeit auszudehnen, „es ist also schwer vorstellbar, was wir mit diesem 100-mal mächtigeren Instrument lernen könnten.“
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