Nie zuvor gesehene Galaxien leuchten hell in einem neuen Bild von James Webb

Das James Webb Space Telescope (JWST) der NASA hat nie zuvor gesehene Galaxien eingefangen, die wie schillernde Diamanten in der Schwärze des Weltraums aussehen.

Das Bild versetzt den Betrachter 13,5 Milliarden Jahre zurück in das frühe Universum mit schwachen, fernen Lichtern, die von neu entstandenen Galaxien in einer Region ausgestrahlt werden, die als Nordpol der Sonne bekannt ist.

Nur 2 % des auf dem Bild erfassten Himmels sind vom Vollmond der Erde bedeckt, aber JWST kann tiefer in diese Region blicken und Tausende von funkelnden Galaxien beobachten, die sich bis in die entlegensten Ecken des Universums erstrecken.

Auf dem Bild erscheinende kosmische Objekte sind milliardenfach leichter als das, was mit bloßem Auge zu sehen ist, aber die Nahinfrarotkamera (NIRCam) des Teleskops nahm Lichtspektren auf, die von den Objekten im Bild kamen.

Das Bild ist eines der ersten Weitfeld-Bilder des Universums mittlerer Tiefe und stammt aus dem Programm GTO Prime Extragalactic Reionization and Lensing Sciences (PEARLS).

Die an dieser Arbeit beteiligten Forscher erklären, dass sich der Begriff „mittlere Tiefe“ auf das schwächste Objekt bezieht, das in diesem Bild sichtbar ist, das eine Größe von etwa 29 hat (eine Milliarde Mal heller als das, was mit bloßem Auge gesehen werden kann).

Der Begriff „weites Feld“ bezieht sich auf die Gesamtfläche, die das Programm abdecken wird, etwa ein Zwölftel der Fläche eines Vollmonds.

„Seit mehr als zwei Jahrzehnten arbeite ich mit einem großen internationalen Team von Wissenschaftlern zusammen, um unser Web-Science-Programm aufzubauen“, sagte Roger Windhorst, Regent Professor an der Arizona State University (ASU) und Hauptforscher für PEARLS, in einer Erklärung.

Webbs Fotos sind wirklich außergewöhnlich, wirklich jenseits meiner kühnsten Träume. Es erlaubt mir, die Intensität der Anzahl von Galaxien zu messen, die in der sehr schwachen Infrarotgrenze leuchten, und die Gesamtmenge an Licht, die sie erzeugen.

Das Bild enthält acht verschiedene Farben von NIRCam und drei Farben aus ultraviolettem und sichtbarem Licht vom Hubble-Weltraumteleskop.

„Webbilder übertreffen bei weitem das, was wir von Simulationen erwartet hatten, die ich in den Monaten vor den ersten wissenschaftlichen Beobachtungen durchgeführt habe“, sagte Jake Summers, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Arizona State University.

Als ich sie betrachtete, war ich von der beeindruckenden Genauigkeit überrascht.

Es gibt viele Dinge, von denen ich nicht dachte, dass wir sie tatsächlich sehen könnten, darunter einzelne Kugelsternhaufen um entfernte elliptische Galaxien, Sternentstehungsknoten innerhalb von Spiralgalaxien und Tausende schwacher Hintergrundgalaxien.

Die NIRCam-Beobachtungen werden mit Spektren kombiniert, die mit dem Near Infrared Imager and Slit-Free Spectrometer (NIRISS) von Webb erhalten wurden, wodurch das Team nach schwachen Objekten mit spektralen Emissionslinien suchen kann, die zur genaueren Schätzung ihrer Entfernungen verwendet werden können.

„Das diffuse Licht, das ich vor und hinter Sternen und Galaxien gemessen habe, hat kosmologische Bedeutung und symbolisiert die Geschichte des Universums“, sagte Rosalia O’Brien, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Arizona State University.

Ich fühle mich sehr glücklich, jetzt meine Karriere zu starten. Die Daten von Webb sind anders als alles, was wir zuvor gesehen haben, und ich bin wirklich begeistert von den Möglichkeiten und Herausforderungen, die sie bieten.

Die Bildqualität ist „wirklich nicht von dieser Welt“, sagte Anton Koekemoer, ein Astronom bei STScI, der die PEARLS-Bilder zu einem sehr großen Mosaik kombiniert hat.

Er fuhr fort: „Um sehr seltene Galaxien zu Beginn der kosmischen Zeit zu betrachten, benötigen wir eine tiefe Bildgebung über einen großen Bereich, was das PEARLS-Feld bietet.

Der nördliche Ekliptikpol befindet sich im Sternbild Drache, einem der größten Sternbilder am Himmel, das sich auf der nördlichen Himmelshalbkugel befindet.

Es ist eines der antiken griechischen Sternbilder und wurde erstmals im zweiten Jahrhundert vom griechischen Astronomen Ptolemäus katalogisiert.

JWST hat weitere Bilder von Spiralgalaxien aufgenommen, wobei ein Bild die chaotische Cartwheel-Galaxie 489,2 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt zeigt.

Das Bild zeigt auch einzelne Kugelsternhaufen um entfernte elliptische Galaxien und sternbildende Knoten innerhalb von Spiralgalaxien (im Bild).

JWST hat weitere Bilder von Spiralgalaxien aufgenommen, wobei ein Bild die chaotische Cartwheel-Galaxie 489,2 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt zeigt.

Ähnlich wie bei einem Wagenrad wird sein Erscheinen durch ein extremes Ereignis verursacht – eine Hochgeschwindigkeitskollision zwischen einer großen Spiralgalaxie und einer kleineren Galaxie, die auf diesem Bild nicht sichtbar ist.

Andere Teleskope, einschließlich des Hubble-Weltraumteleskops, haben das Wagenrad zuvor untersucht.

Aber die dramatische Galaxie war in ein Geheimnis gehüllt – vielleicht buchstäblich, wenn man bedenkt, wie viel Staub die Sicht verdeckt.

Die Infrarotfähigkeiten von JWST bedeuten, dass es innerhalb von nur 100 bis 200 Millionen Jahren nach dem Urknall „vergangene Zeiten sehen“ kann, was es ihm ermöglicht, Bilder von den ersten Sternen zu machen, die vor mehr als 13,5 Milliarden Jahren im Universum leuchteten.

Seine ersten Bilder von Nebeln, Exoplaneten und Galaxienhaufen lösten große Feierlichkeiten in der wissenschaftlichen Welt aus, was als „großer Tag der Menschheit“ gefeiert wurde.

Die Forscher werden bald damit beginnen, mehr über die Massen, das Alter, die Geschichte und die Zusammensetzung von Galaxien zu erfahren, während das Teleskop versucht, die ältesten Galaxien im Universum zu erforschen.

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Das Teleskop wird verwendet, um die ersten Galaxien zu betrachten, die vor mehr als 13,5 Milliarden Jahren im frühen Universum entstanden sind, um die Quellen von Sternen, Exoplaneten und sogar die Monde und Planeten unseres Sonnensystems zu beobachten.

Das riesige Teleskop, das bereits mehr als 7 Milliarden Dollar (5 Milliarden Pfund) gekostet hat, gilt als Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops.

Das James-Webb-Teleskop und die meisten seiner Instrumente haben eine Temperatur von etwa 40 K – etwa minus 387 Fahrenheit (minus 233 Grad Celsius).

Es ist das größte und leistungsstärkste umlaufende Weltraumteleskop der Welt, das 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall zurückblicken kann.

Das ihn umkreisende Infrarot-Observatorium soll etwa 100-mal leistungsstärker sein als sein Vorgänger, das Hubble-Weltraumteleskop.

Die NASA betrachtet James Webb eher als Hubbles Nachfolger denn als Ersatz, da die beiden für eine Weile zusammenarbeiten werden.

Das Hubble-Teleskop wurde am 24. April 1990 mit der Raumfähre Discovery vom Kennedy Space Center in Florida gestartet.

Er umkreist die Erde mit etwa 27.300 km/h in einer niedrigen Erdumlaufbahn in einer Höhe von etwa 340 Meilen.