Schlagwort: Weltraumteleskop Webb

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Methan auf fernem Exoplaneten entdeckt

Links unten leuchtet ein kleiner roter Stern, in der Mitte ist eine kleinere Sichel eines Mondes, rechts füllt die beleuchtete Sichel eines Planeten das halbe Bild.

Illustrationscredit: Ahmad Jabakenji (ASU Libanon, Nordstern Weltraumkunst); Daten: NASA, ESA, CSA, JWST

Wo könnte es sonst noch Leben geben? Eine der großen offenen Fragen der Menschheit, nämlich die Suche nach Planeten, auf denen es vielleicht extrasolares Leben gibt, kam 2019 einen großen Schritt voran: In der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b wurde eine beträchtliche Menge Wasserdampf entdeckt.

Der Planet und sein Elternstern K2-18 liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, doch er kreist in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. K2-18 ist zwar rötlicher als unsere Sonne, leuchtet aber am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am Himmel der Erde.

Die Entdeckung von Wasser in der Atmosphäre im Jahr 2019 gelang mit Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler. Diese Teleskope zeichneten die Absorption der Farben von Wasserdampf auf, während sich der Planet vor seinem Stern vorbeibewegte.

2023 wurden bei weiteren Beobachtungen durch das Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht Hinweise auf weitere Moleküle entdeckt, die auf Leben hindeuten, zum Beispiel Methan.

Die Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, der von einem Mond (Mitte) umkreist wird. Beide umrunden zusammen den roten Zwergstern links unten.

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HH 211: Ströme eines entstehenden Sterns

Ein Strom aus heißem, rötlich leuchtendem Gas verläuft diagonal durchs Bild. Einige Sterne mit den charakteristischen Strahlen des JWST sind im Bild verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Webb; Bearbeitung: Tom Ray (DIAS Dublin)

Stoßen Sterne bei ihrer Entstehung immer Ströme aus? Das ist nicht bekannt. Wenn sich eine Gaswolke durch Gravitation zusammenzieht, bildet sie eine rotierende Scheibe. Manchmal rotiert sie so schnell, dass sie sich nicht zu einem Protostern zusammenziehen kann.

Eine Theorie besagt, dass diese Rotation durch das Ausstoßen von Materieströmen verlangsamt werden kann. Diese Vermutung passt zu bekannten Herbig-Haro-Objekten (HH), das sind junge stellare Objekte, die Strahlen ausstoßen – manchmal auf spektakuläre Weise.

Das Bild zeigt Herbig-Haro 211, ein junger Stern in Entstehung. Kürzlich bildete ihn das Weltraumteleskop Webb (JWST) sehr detailreich in Infrarotlicht ab. Neben den beiden engen Teilchenstrahlen sind auch rote Stoßwellen zu sehen. Sie entstehen, wenn die Ausflüsse auf interstellares Gas treffen.

Die Ströme von HH 221 ändern wahrscheinlich ihre Form, wenn sie im Lauf der nächsten 100.000 Jahre aufleuchten und verblassen. Die Erforschung der Details der Sternbildung geht weiter.

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Eisriese Neptun mit Ringen

Links oben leuchtet ein helles Licht mit ausgeprägten bläulichen Zacken, es ist der Neptunmond Triton. Rechts unter der Mitte ruht Neptun mit Ringen und hellen Wolkenstrukturen. Rund um Pluto sind weitere Neptunmonde angeordnet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam

Mitten in diesem scharfen Bild ruht der Eisriese Neptun mit seinen Ringen. Es wurde mit dem Weltraumteleskop James Webb im nahen Infrarot aufgenommen. Die dämmrige, ferne Welt ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, er ist etwa 30-mal weiter entfernt als der Planet Erde.

Die dunkle, geisterhafte Erscheinung des Planeten auf dieser Webb-Aufnahme entsteht durch das Methan in der Atmosphäre, das Infrarotlicht aufnimmt. Wolken in großer Höhe, die über den größten Teil des absorbierenden Methans auf Neptun reichen, sind im Bild deutlich erkennbar.

Triton ist Neptuns größter Mond, er ist mit gefrorenem Stickstoff überzogen und strahlt im reflektierten Sonnenlicht heller als Neptun. Er leuchtet links oben und ist von den charakteristischen Beugungsspitzen des Webb-Teleskops umgeben. Zusammen mit Triton sind hier sieben von Neptuns 14 bekannten Monden erkennbar.

Neptuns blasse Ringe treten auf diesem weltraumbasierten planetaren Porträt markant hervor. Die Details des komplexen Ringsystems sind hier erstmals wieder zu sehen, seit Neptun im August 1989 von der Raumsonde Voyager 2 besucht wurde.

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Webb zeigt den Ringnebel

In der MItte ist der bekannte Ringnebel in Regenbogenfarben abgebildet. Rundherum sind auffällige Strähnen erkennbar, die an Wimpern erinnern.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, JWST; Bearbeitung: Zi Yang Kong

Der Ringnebel (M57) ist komplexer, als er durch ein kleines Teleskop wirkt. Der gut sichtbare zentrale Ring ist etwa ein Lichtjahr groß, doch diese beachtliche Aufnahme des Weltraumteleskops James Webb erforscht diesen beliebten Nebel mit einer detailreichen Aufnahme in Infrarotlicht.

Strähnen aus Gas, die wie Wimpern um ein kosmisches Auge aussehen, sind auf diesem digital verstärkten Bild in zugewiesenen Farben um den Ring angeordnet. Diese langen Fasern entstehen vielleicht, indem Knoten aus dichtem Gas im Ring energiereiches Licht aus dem Inneren abschatten.

Der Ringnebel ist ein länglicher planetarischer Nebel, eine Art Gaswolke, die entsteht, wenn ein sonnenähnlicher Stern seine äußere Atmosphäre abstößt und ein weißer Zwergstern wird. Das zentrale Oval im Ringnebel ist etwa 2500 Lichtjahre entfernt und liegt im musischen Sternbild Lyra.

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Junge Sterne, stellare Strahlen

Mitten im sternbedeckten Bild leuchtet ein rötlicher Nebel, rechts darunter leuchten helle Sterne mit je 6 Zacken, einige weitere Sterne im Bild haben ebenfalls 6 Zacken.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, CSA, Bearbeitung: Joseph DePasquale (STScI)

Molekulares Gas, das mit hoher Geschwindigkeit von einem Paar aktiver junger Sterne ausströmt, leuchten im Infrarotlicht. Sie sind auf diesem Bild, das mit der NIRcam des Weltraumteleskops James Webb aufgenommen wurde, dargestellt.

Die jungen Sterne sind als HH (Herbig-Haro) 46/47 katalogisiert. Sie befinden sich in einem dunklen Nebel, der in sichtbarem Licht großteils undurchsichtig ist. Das Sternenpaar ist auf dem NIRcam-Bild in der Mitte der markanten rötlichen Beugungsspitzen. Ihre energiereichen Sternströme sind fast ein Lichtjahr lang und wühlen sich in das dunkle interstellare Material.

Dieses junge Sternsystem ist nur etwa 1140 Lichtjahre entfernt, also relativ nahe und liegt im nautischen Sternbild Schiffssegel. Es eignet sich bestens für die Erforschung mit Webbs Infrarotausrüstung.

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Der Adlernebel mit heißen Röntgensternen

Säulen aus Gas und dunklem Staub verlaufen diagonal von links unten nach rechts oben. Leuchtstarke Röntgenquellen sind als helle Punkte um das Bild herum eingeblendet. Infraroter Staub leuchtet hinter den Säulen.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/SAO, XMM: ESA/XMM-Newton; Infrarot: JWST: NASA/ESA/CSA/STScI, Spitzer: NASA/JPL/CalTech; Sichtbares Licht: Hubble: NASA/ESA/STScI, ESO; Bildbearbeitung: L. Frattare, J. Major, N. Wolk und K. Arcand

Wie sehen die berühmten Sternsäulen im Adlernebel in Röntgenlicht aus? Um das herauszufinden, spähte das NASA-Röntgenobservatorium Chandra im Orbit in und durch diese interstellaren Berge der Sternbildung. Es zeigte sich, dass die Staubsäulen selbst nicht viel Röntgenlicht abstrahlt, doch es kamen viele kleine, aber helle Röntgenquellen zum Vorschein. Sie sind als helle, rötliche Punkte abgebildet.

Das Bild ist ein Komposit aus Aufnahmen von Chandra (Röntgen), XMM (Röntgen), JWST (Infrarot), Spitzer (Infrarot), Hubble (visuell) und dem VLT (visuell). Welche Sterne diese Röntgenstrahlen erzeugen, wird weiterhin erforscht, doch einige sind vermutlich heiße, kürzlich entstandene Sterne mit geringer Masse, andere dagegen heiße, ältere Sterne mit großer Masse.

Die heißen Röntgensterne sind im Bild verteilt. Schon früher wurden sie als verdampfende gasförmige Globulen (EGGS) erkannt. In sichtbarem Licht sind sie unsichtbar, und derzeit sind sie auch nicht heiß genug, um Röntgenlicht abzustrahlen.

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Webbs erstes Teleskopfeld

Das Bild ist von hellen leuchtenden Objekten übersät, von denen die meisten Galaxien sind. In der Mitte leuchtet ein Stern mit den für das JWST typischen Zacken.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam

Dieses atemberaubende Bild wurde vor einem Jahr veröffentlicht. Damals begann das Weltraumteleskop James Webb mit seiner Erforschung des Kosmos. Diese Ansicht des frühen Universums im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Volans) wurde 12,5 Stunden mit Webbs Insrtrument NIRCam belichtet.

Die Einzelsterne mit sechs Spitzen liegen in unserer Milchstraße. Das Muster ihrer Beugungsspitzen ist typisch für die 18 sechseckige Spiegelsegmente von Webb, die wie ein einziger 6,5 Meter großer Primärspiegel zusammenwirken. Die mehrere Tausend Galaxien im Sichtfeld gehören zu dem Galaxienhaufen SMACS0723-73, der etwa 4,6 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.

Die leuchtenden Bögen, die das detailreiche Feld durchdringen, sind Galaxien, die sogar noch weiter entfernt sind. Ihre Bilder werden durch die Masse des Galaxienhaufens verzerrt und vergrößert. Diese Masse wird von Dunkler Materie bestimmt. Es ist der sogenannte Gravitationslinseneffekt.

Auch das Licht der beiden Einzelbögen unter dem hellen gezackten Stern wurde mit Webbs Instrument NIRISS untersucht. Das Ergebnis lässt vermuten, dass die beiden Bögen Bilder derselben Hintergrundgalaxie sind. Das Licht dieser Galaxie brauchte etwa 9,5 Milliarden Jahre, um zum Weltraumteleskop James Webb zu gelangen.

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Webb zeigt Rho Ophiuchi

Das Bild zeigt eine stark strukturierte Staubwolke, die unten gelblich leuchtet, oben sind einige rötliche Gebilde, die sich nach unten ziehen, im Nebel leuchten zahlreiche eingebettete Sterne. Von einigen Sternen gehen markante Strahlen aus.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI), Bearbeitung: Alyssa Pagan (STScI)

Der Molekülwolkenkomplex Rho Ophiuchi ist etwa 390 Lichtjahre entfernt. In seinem Inneren entstehen sonnenähnliche Sterne und zukünftige Planetensysteme. Rho Ophiuchi ist die nächstliegende Sternbildungsregion in der Umgebung unseres Planeten. Die Kamera NIRcam des Weltraumteleskops James Webb spähte in das Chaos an Sternbildung und erstellte dieses Infrarotbild mit hoher Auflösung.

Dieser kosmische Schnappschuss feiert das erfolgreiche erste Jahr von Webbs Erforschung des Universums. Das Bild ist weniger als ein Lichtjahr breit. Es enthält etwa 50 junge Sterne in der Region um Rho Ophiuchi. An den helleren Sternen ist Webbs charakteristisches Beugungsspitzenmuster zu sehen.

Riesige Strahlen aus erschüttertem molekularem Wasserstoff, die explosionsartig von jungen Sternen ausströmen, sind rot dargestellt. Unten ist ein großer, gelblicher, staubiger Hohlraum. Er wurde von dem energiereichen jungen Stern in der Nähe seines Zentrums ausgehöhlt. Bei einigen Sternen seht ihr die Schatten ihrer protoplanetaren Scheiben.

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