Webb enthüllt die wahre Natur des kosmischen Tornados

Das James-Webb-Welt­raum­te­le­skop der NASA/ESA/CSA hat eine wun­der­schö­ne Gegen­über­stel­lung des nahe­ge­le­ge­nen pro­tostel­la­ren Objekts Herbig-Haro 49/50 mit einer per­fekt posi­tio­nier­ten, wei­ter ent­fern­ten Spi­ral­ga­la­xie ein­ge­fan­gen. Auf­grund der Nähe die­ses Herbig-Haro-Objekts zur Erde ermög­licht die­ses neue zusam­men­ge­setz­te Infra­rot­bild des Aus­flus­ses eines jun­gen Sterns For­schern, Details auf klei­nen räum­li­chen Ska­len wie nie zuvor zu unter­su­chen. Mit Webb kön­nen wir bes­ser ver­ste­hen, wie die mit der Ent­ste­hung jun­ger Ster­ne ver­bun­de­ne Jet-Akti­vi­tät ihre Umge­bung beein­flus­sen kann.

Die­ses neue zusam­men­ge­setz­te Bild kom­bi­niert Beob­ach­tun­gen von Webbs NIR­Cam (Near-Infrared Came­ra) und MIRI (Mid-Infrared Instru­ment), um hoch­auf­lö­sen­de Details die­ses über­aus inter­es­san­ten Objekts zu unter­su­chen. Herbig-Haro 49/50 befin­det sich etwa 630 Licht­jah­re von der Erde ent­fernt im Stern­bild Chamaeleon. 

Herbig-Haro-Objek­te sind Aus­strö­mun­gen, die von Jets erzeugt wer­den, die von einem nahen, sich bil­den­den Stern aus­ge­hen. Die Aus­strö­mun­gen, die sich über Licht­jah­re erstre­cken kön­nen, pral­len auf eine dich­te­re Regi­on von Mate­ri­al. Dabei ent­ste­hen Schock­wel­len, die das Mate­ri­al auf höhe­re Tem­pe­ra­tu­ren auf­hei­zen. Das Mate­ri­al kühlt dann ab, indem es Licht im sicht­ba­ren und infra­ro­ten Bereich aussendet.

Als das Spit­zer-Welt­raum­te­le­skop der NASA das Objekt im Jahr 2006 beob­ach­te­te, gaben die Wis­sen­schaft­ler Herbig-Haro 49/50 (HH 49/50) wegen sei­nes spi­ral­för­mi­gen Aus­se­hens den Spitz­na­men „Kos­mi­scher Tor­na­do“, waren sich aber über die Natur des unschar­fen Objekts an der Spit­ze des „Tor­na­dos“ nicht im Kla­ren. Mit sei­ner höhe­ren Bild­auf­lö­sung ver­mit­telt Webb einen ande­ren visu­el­len Ein­druck von HH 49/50, indem es die fei­nen Merk­ma­le der geschock­ten Regio­nen im Aus­fluss ent­hüllt, das unschar­fe Objekt als eine weit ent­fern­te Spi­ral­ga­la­xie ent­larvt und ein Meer von weit ent­fern­ten Hin­ter­grund­ga­la­xien zeigt.

HH 49/50 befin­det sich im Mole­kül­wol­ken­kom­plex Cha­mä­le­on I, einer der nächst­ge­le­ge­nen akti­ven Stern­ent­ste­hungs­re­gio­nen unse­rer Milch­stra­ße, in der zahl­rei­che son­nen­ähn­li­che Ster­ne mit gerin­ger Mas­se ent­ste­hen. Die­ser Wol­ken­kom­plex ähnelt wahr­schein­lich der Umge­bung, in der auch unse­re Son­ne ent­stand. Frü­he­re Beob­ach­tun­gen die­ser Regi­on zei­gen, dass sich der Aus­fluss von HH 49/50 mit Geschwin­dig­kei­ten von 100 bis 300 Kilo­me­tern pro Sekun­de von uns weg­be­wegt und nur ein Merk­mal eines grö­ße­ren Aus­flus­ses ist. Die NIR­Cam- und MIRI-Beob­ach­tun­gen von HH 49/50 durch Webb zei­gen, wo sich leuch­ten­de Was­ser­stoff­mo­le­kü­le, Koh­len­mon­oxid­mo­le­kü­le und ener­gie­rei­che Staub­kör­ner (oran­ge und rot) befin­den, wäh­rend der pro­tostel­la­re Jet in die Regi­on ein­dringt. Die Beob­ach­tun­gen von Webb zei­gen Details auf klei­nen räum­li­chen Ska­len, die den Astro­no­men hel­fen wer­den, die Eigen­schaf­ten des Jets zu model­lie­ren und zu ver­ste­hen, wie er das umge­ben­de Mate­ri­al beeinflusst.

Die bogen­för­mi­gen Merk­ma­le in HH 49/50, die einem Kiel­was­ser ähneln, das von einem Schnell­boot erzeugt wird, wei­sen auf die Quel­le die­ses Aus­flus­ses hin. Auf­grund frü­he­rer Beob­ach­tun­gen ver­mu­ten die Wis­sen­schaft­ler, dass ein Pro­tos­tern mit der Bezeich­nung Ceder­blad 110 IRS4 ein plau­si­bler Aus­lö­ser für die Jet-Akti­vi­tät ist. CED 110 IRS4 befin­det sich etwa 1,5 Licht­jah­re von HH 49/50 ent­fernt (in der unte­ren rech­ten Ecke des Webb-Bil­des) und ist ein Pro­tos­tern der Klas­se I. Pro­tos­ter­ne der Klas­se I sind jun­ge Objek­te (Zehn­tau­sen­de bis eine Mil­li­on Jah­re alt), die sich in der Blü­te­zeit ihres Mas­se­zu­wach­ses befin­den. In der Regel sind sie von einer erkenn­ba­ren Schei­be aus Mate­ri­al umge­ben, das noch auf den Pro­tos­tern fällt. Wis­sen­schaft­ler haben kürz­lich die NIR­Cam- und MIRI-Beob­ach­tun­gen von Webb genutzt, um die­sen Pro­tos­tern zu unter­su­chen und eine Bestands­auf­nah­me der eisi­gen Zusam­men­set­zung sei­ner Umge­bung zu machen.

Mit die­sen detail­lier­ten Webb-Bil­dern der Bögen in HH 49/50 lässt sich die Rich­tung der Jet-Quel­le genau­er bestim­men, aber nicht jeder Bogen zeigt in die­sel­be Rich­tung zurück. Zum Bei­spiel gibt es eine inter­es­san­te Aus­buch­tung (oben rechts vom Haupt­aus­fluss), die eine wei­te­re zufäl­li­ge Über­la­ge­rung eines ande­ren Aus­flus­ses sein könn­te, die mit der lang­sa­men Prä­zes­si­on der inter­mit­tie­ren­den Jet­quel­le zusam­men­hängt. Alter­na­tiv könn­te die­se Erschei­nung auch das Ergeb­nis des Aus­ein­an­der­bre­chens des Haupt­aus­flus­ses sein.

Die Gala­xie, die zufäl­lig an der Spit­ze von HH 49/50 erscheint, ist eine viel wei­ter ent­fern­te, fron­tal sicht­ba­re Spi­ral­ga­la­xie. Sie hat einen auf­fäl­li­gen zen­tra­len Wulst, der in Blau dar­ge­stellt ist und die Lage älte­rer Ster­ne zeigt. Die Aus­buch­tung zeigt auch Anzei­chen von „Sei­ten­lap­pen“, die dar­auf hin­deu­ten, dass es sich um eine Bal­ken­spi­ral­ga­la­xie han­deln könn­te. Röt­li­che Klum­pen in den Spi­ral­ar­men zei­gen die Stand­or­te von war­mem Staub und Grup­pen von sich bil­den­den Ster­nen. Die Gala­xie weist in die­sen stau­bi­gen Regio­nen sogar eva­ku­ier­te Bla­sen auf, ähn­lich wie nahe gele­ge­ne Gala­xien, die von Webb im Rah­men des PHANGS-Pro­gramms beob­ach­tet wurden.

Webb hat die­se bei­den unab­hän­gi­gen Objek­te in einer zufäl­li­gen Kon­stel­la­ti­on ein­ge­fan­gen. Im Lau­fe von Jahr­tau­sen­den wird sich der Rand von HH 49/50 nach außen bewe­gen und schließ­lich die ent­fern­te Gala­xie verdecken.

Hintergrundinformationen

Webb ist das größ­te und leis­tungs­stärks­te Tele­skop, das jemals ins All gebracht wur­de. Im Rah­men einer inter­na­tio­na­len Koope­ra­ti­ons­ver­ein­ba­rung stell­te die ESA den Start des Tele­skops mit der Trä­ger­ra­ke­te Aria­ne 5 sicher. Gemein­sam mit Part­nern war die ESA für die Ent­wick­lung und Qua­li­fi­ka­ti­on der Aria­ne-5-Adap­tio­nen für die Webb-Mis­si­on sowie für die Beschaf­fung des Start­diens­tes durch Aria­nespace ver­ant­wort­lich. Die ESA stell­te außer­dem den leis­tungs­star­ken Spek­tro­gra­phen NIR­Spec und 50 % des Mit­tel­in­fra­rot-Instru­ments MIRI zur Ver­fü­gung, das von einem Kon­sor­ti­um natio­nal finan­zier­ter euro­päi­scher Insti­tu­te (dem MIRI Euro­pean Con­sor­ti­um) in Zusam­men­ar­beit mit dem JPL und der Uni­ver­si­ty of Ari­zo­na ent­wi­ckelt und gebaut wurde.

Webb ist eine inter­na­tio­na­le Part­ner­schaft zwi­schen NASA, ESA und der Cana­di­an Space Agen­cy (CSA).

Bild­nach­weis: NASA, ESA, CSA, STScI

Links

• Ver­öf­fent­li­chung auf der ESA-Website
• Ver­öf­fent­li­chung auf der STScI-Website

Link zur ESA-Pres­se­mit­tei­lung weic2506