Ein Duo interagierender Galaxien, bekannt als Arp 142, erinnert an den zweiten wissenschaftlichen Jahrestag des James Webb-Weltraumteleskops von NASA/ESA/CSA. Ihre Interaktion begann vor 25 bis 75 Millionen Jahren, als der Pinguin (einzeln katalogisiert als NGC 2936) und das Ei (NGC 2937) ihren ersten Vorbeiflug absolvierten. Sie werden noch einige weitere Schleifen umeinander drehen, bevor sie in Hunderten von Millionen Jahren zu einer einzigen Galaxie verschmelzen.
Das James-Webb-Weltraumteleskop macht ständig Beobachtungen, darunter Bilder und sehr detaillierte Daten, die als Spektren bekannt sind. Sein Betrieb hat zu einer „Parade“ von Entdeckungen durch Astronomen auf der ganzen Welt geführt. Noch nie war es so möglich, jede Facette des Universums zu erforschen.
Die Spezialisierung des Teleskops auf die Erfassung von Infrarotlicht – das jenseits dessen liegt, was unser Auge wahrnehmen können – zeigt, dass diese Galaxien, die zusammen als Arp 142 bekannt sind, in einem langsamen kosmischen Tanz gefangen sind. Webbs Beobachtungen (die Nah- und Mittelinfrarotlicht von Webbs NIRCam [Nahinfrarotkamera] bzw. MIRI [Mittelinfrarotinstrument] kombinieren) zeigen deutlich, dass sie durch einen blauen Schleier verbunden sind, der aus einer Mischung von Sternen und Gas besteht und das Ergebnis ihres Verschmelzungsprozesses ist.
Lasst uns tanzen
Vor ihrer ersten Annäherung hatte der Pinguin die Form einer Spirale. Heute leuchtet sein galaktische Mitte wie ein Auge, und seine ausgestreckten Arme bilden nun einen Schnabel, einen Kopf, ein Rückgrat und einen aufgefächerten Schwanz.
Wie alle Spiralgalaxien ist auch die Pinguin-Galaxie sehr reich an Gas und Staub. Der „Tanz“ der Galaxien zieht gravitativ an den dünneren Gas- und Staubbereichen der Pinguin-Galaxie, wodurch diese in Wellen zusammenstoßen und Sterne bilden. Diese Bereiche sind an zwei Stellen zu erkennen: das, was wie ein Fisch im „Schnabel“ aussieht, und die „Federn“ in seinem „Schwanz“.
Diese neueren Sterne sind von rauchartigem Material umgeben, das kohlenstoffhaltige Moleküle enthält, sogenannte polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, die Webb besonders gut nachweisen kann. Staub, der als schwächere, dunklere orangefarbene Bögen sichtbar ist, schwebt auch von den Schnabel zu den Schwanzfedern.
Im Gegensatz dazu bleibt die kompakte Form des Eies weitgehend unverändert. Als elliptische Galaxie ist sie mit alternden Sternen gefüllt und hat viel weniger Gas und Staub, die zur Bildung neuer Sterne verwendet werden können. Wären beide Galaxien Spiralgalaxien, würden sie am Ende des ersten „Twists“ neue Sterne bilden und sich in einer Art Gezeitenschweif winden.
Ein weiterer Grund für das ungestörte Erscheinungsbild des Eies besteht darin, dass diese Galaxien ungefähr die gleiche Masse besitzen, weshalb die kleiner aussehende elliptische Galaxie nicht vom Pinguin verschlungen oder verzerrt wurde.
Schätzungen zufolge sind Pinguin und Ei etwa 100.000 Lichtjahre voneinander entfernt – astronomisch gesehen ziemlich nah. Zum Vergleich: Die Milchstraße und unser nächster Nachbar, die Andromedagalaxie, sind etwa 2,5 Millionen Lichtjahre voneinander entfernt, also etwa 30 Mal so weit. Auch sie werden miteinander interagieren, aber erst in etwa 4 Milliarden Jahren.
Oben rechts im Bild ist eine von der Seite sichtbare Galaxie mit der Katalognummer PGC 1237172 zu sehen, die 100 Millionen Lichtjahre näher an der Erde liegt. Sie ist ebenfalls recht jung und wimmelt von neuen, blauen Sternen. In Webbs ausschließlich im mittleren Infrarotbereich aufgenommenem Bild verschwindet PGC 1237172 praktisch. Im mittleren Infrarotbereich sind größtenteils kühlere, ältere Sterne und eine unglaubliche Menge an Staub zu sehen. Da die Sternenpopulation der Galaxie so jung ist, „verschwindet“ sie im mittleren Infrarotbereich.
Webbs Bild ist außerdem voll von weit entfernten Galaxien. Einige haben spiralförmige und ovale Formen, wie jene, die sich durch die „Schwanzfedern“ des Pinguins ziehen, während andere verstreut als formlose Punkte erscheinen. Dies ist ein Beweis für die Empfindlichkeit und Auflösung der Infrarotinstrumente des Teleskops (Vergleichen Sie Webbs Ansicht hier mit dem Bild des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA aus dem Jahr 2013). Obwohl diese Beobachtungen nur ein paar Stunden dauerten, enthüllte Webb deutlich weiter entfernte, rötlichere und staubigere Galaxien als vorherige Teleskope – ein Grund mehr, davon auszugehen, dass Webb unser Verständnis von allem im Universum weiter ausbauen wird.
Arp 142 liegt 326 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Hydra.
Das zweite Jahr des Wissenschaftsbetriebs: ein Rückblick
In seinem zweiten Betriebsjahr hat Webb seine wissenschaftlichen Ziele mit neuen Entdeckungen über andere Welten, den Lebenszyklus von Sternen, das frühe Universum und Galaxien im Laufe der Zeit erreicht. Die Astronomen haben gelernt, unter welchen Bedingungen sich Gesteinsplaneten bilden können, sie haben eisige Zutaten für Welten entdeckt, Tellur gefunden, das bei Sternverschmelzungen entsteht sowie die Supernova-Überreste SN 1987A und den Krebsnebel untersucht.
Beim Blick in die ferne Vergangenheit hat Webb die Rätsel der Reionisierung des Universums und der Wasserstoffemission aus Galaxienverschmelzungen gelöst und die am weitesten entfernte Verschmelzung von Schwarzen Löchern und Galaxien gesehen, die je beobachtet wurde. Die Beobachtungen mit Webb haben auch die seit langem bestehenden Spannungen zwischen den Messungen der Hubble-Konstante bestätigt und ein anderes Geheimnis um die Expansionsrate des Universums vertieft.
Webb hat weiterhin unglaubliche Bilder des Kosmos produziert, von der detaillierten Schönheit des Ringnebels über den Supernova-Überrest Cassiopeia A bis hin zu einer Teamarbeit mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA/ESA und dem Euclid-Teleskop der ESA, die den berühmten Pferdekopfnebel untersuchte. Die Webb-Bilder wurden auch mit Beobachtungen des Hubble-Teleskops im sichtbaren Licht kombiniert, um eine der umfassendsten Ansichten des Universums zu erstellen, die es je gab: ein Bild des Galaxienhaufens MACS 0416.
Hintergrundinformationen
Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals in den Weltraum gebracht wurde. Im Rahmen einer internationalen Kooperationsvereinbarung stellte die ESA den Startdienst des Teleskops mit der Trägerrakete Ariane 5 bereit. In Zusammenarbeit mit Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifikation der Ariane-5-Adaptionen für die Webb-Mission und für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte außerdem den Arbeitsspektrographen NIRSpec und 50% des Mittelinfrarotinstruments MIRI zur Verfügung, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit JPL und der University of Arizona entworfen und gebaut wurde.
Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen NASA, ESA und der Canadian Space Agency (CSA).
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI
Links
- Webbs Jubiläumsbilder
- Veröffentlichung auf der ESA-Website
- Veröffentlichung auf der STScI-Website
- Veröffentlichung auf der NASA-Website
Link zur Pressemitteilung: ESA/Hubble/Webb weic2420