Webb beobachtet den Katzenpfotennebel

Letzte Änderung:3 Monaten
Lesezeit:4Minuten
Wörter:1053
Beitragsaufrufe:512

Anlässlich des dritten Jahres seiner äußerst produktiven wissenschaftlichen Tätigkeit haben Astronomen das James Webb-Weltraumteleskop der NASA/ESA/CSA genutzt, um unter die Oberfläche der massereichen Sternentstehungsregion, der auch als Katzenpfotennebel (NGC 6334) bekannt ist, zu blicken. Für die Beobachtung kam das NIRCam-Instrument des James Webb Space Telescope zum Einsatz.

Der Prozess der Entstehung großer Molekülwolken zu massereichen Sternen umfasst mehrere Schritte, von denen einige von Astronomen noch nicht vollständig verstanden sind. Der etwa 4.000 Lichtjahre entfernte Katzenpfotennebel im Sternbild Skorpion bietet Wissenschaftlern die Möglichkeit, den turbulenten Prozess von der Wolke zum Stern detailliert zu untersuchen. Webbs Beobachtung des Nebels im Nahinfrarotlicht baut auf früheren Untersuchungen des Hubble-Teleskops der NASA/ESA und des außer Dienst gestellten Spitzer-Weltraumteleskops der NASA im sichtbaren bzw. Infrarotlicht auf.

Ein NIRCam-Ausschnitt des Katzenpfotennebels, einer lokalen Sternentstehungsregion, die aus Gas, Staub und jungen Sternen besteht. – Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

Mit seiner scharfen Auflösung zeigt Webb nie zuvor gesehene strukturelle Details und Merkmale: Massereiche junge Sterne zerpflücken Gas und Staub in der Nähe, während ihr helles Sternenlicht einen hellen, blau leuchtenden Nebel erzeugt. Es handelt sich um eine vorübergehende Szenerie, in der die störenden jungen Sterne mit ihrer relativ kurzen Lebensdauer und Leuchtkraft eine kurze, aber wichtige Rolle in der größeren Geschichte der Region spielen. Als Folge des lebhaften Verhaltens dieser massereichen Sterne wird der lokale Sternentstehungsprozess schließlich zum Stillstand kommen.

Die komplexe Struktur des Opernhauses

Beginnen wir mit der Region oben in der Mitte, die aufgrund ihrer kreisförmigen, stufenförmigen Struktur den Spitznamen „Opernhaus“ trägt. Die Hauptursachen für das wolkenartige blaue Leuchten des Gebiets befinden sich höchstwahrscheinlich im unteren Bereich: Ursache ist entweder das Licht der hellen gelblichen Sterne oder das einer nahen Quelle, die noch hinter dem dichten, dunkelbraunen Staub verborgen ist.

Direkt unter den orange-braunen Staubschichten befindet sich ein hellgelber Stern mit Beugungsspitzen. Dieser massereiche Stern hat zwar seine unmittelbare Umgebung zerfetzt, konnte Gas und Staub jedoch nicht über größere Entfernungen zu verdrängen, sodass eine kompakte Hülle aus umgebendem Material entstand.

Bei genauerem Hinsehen fallen Ihnen kleine Flecken auf, wie der stimmgabelförmige Bereich direkt links vom Opernhaus, der weniger Sterne enthält. Diese scheinbar leeren Zonen deuten auf dichte Staubfilamente im Vordergrund hin, die noch entstehende Sterne beherbergen und das Licht der Sterne im Hintergrund blockieren.

Sterne im Scheinwerferlicht

In der Bildmitte sind kleine, feuerrote Klumpen zu sehen, die in den braunen Staub eingebettet sind. Diese leuchtend roten Quellen markieren Regionen, in denen – wenn auch nur unauffällig – massereiche Sternentstehung stattfindet. Einige massereiche blau-weiße Sterne, wie der in der unteren linken Region, scheinen schärfer aufgelöst zu sein als andere. Das liegt daran, dass jegliches Material zwischen dem Stern und dem Teleskop durch die Sternstrahlung zerstört wurde.

In der Nähe des unteren Randes dieser Region befinden sich kleine, dichte Staubfäden. Diese winzigen Staubklumpen haben es geschafft, trotz der intensiven Strahlung zu überleben, was darauf hindeutet, dass sie dicht genug sind, um Protosterne zu bilden. Ein kleiner gelber Bereich rechts markiert die Position eines noch immer umhüllten massereichen Sterns, der durch das dazwischenliegende Material hindurchscheinen kann.

In der gesamten Szene sind viele kleine gelbe Sterne mit Beugungsspitzen zu sehen. Helle blau-weiße Sterne befinden sich im Vordergrund dieses Webb-Bildes, aber einige gehören möglicherweise zu dem ausgedehnteren Gebiet des Katzenpfotennebels.

Ein auffälliger Aspekt dieses Webb-Bildes ist das helle, rot-orangefarbene Oval oben rechts. Die geringe Anzahl an Hintergrundsternen deutet darauf hin, dass es sich um ein dichtes Gebiet handelt, in dem der Sternentstehungsprozess gerade beginnt. Einige sichtbare und noch verhüllte Sterne sind in dieser Region verstreut, die zur Beleuchtung des Materials in der Mitte beitragen. Einige noch in der Entwicklung befindliche Sterne hinterlassen Hinweise auf ihre Anwesenheit, wie der Bugschock unten links, der auf einen energiereichen Ausstoß von Gas und Staub aus einer hellen Quelle hindeutet.

Ein weiteres unglaubliches Jahr voller Wissenschaft und Bilder

Webb hat auch in seinem dritten Betriebsjahr seine ehrgeizigen wissenschaftlichen Ziele erreicht. In der Galaxie GZ-z13‑1, nur 330 Millionen Jahre nach dem Urknall, wurde eine unerwartete, helle Wasserstoffemission entdeckt. Mit Hilfe seines Koronagraphen nahm Webb direkte Bilder von Exoplaneten im System HR 8799 auf, die Aufschluss über deren wahrscheinliche Entstehung geben. Dann entdeckten die Astronomen einen potenziellen neuen Exoplaneten in der Trümmerscheibe um den Stern TWA 7, die erste derartige Entdeckung, die mit dem Koronagraphen von Webb gemacht wurde – aber sicher nicht die letzte. Näher an unserem Heimatplaneten konnten die Astronomen beobachten, wie sich auf dem Jupiter über einen Zeitraum von nur wenigen Stunden Polarlichter entwickelten.

Ein bemerkenswerter Blick auf einen seltenen Einstein-Ring, eine reiche Ansammlung von Galaxien, die wie eine Linse auf die ferne Vergangenheit wirkt, eine protoplanetare Scheibe mit starken stellaren Winden und die Sombrero-Galaxie in einem völlig neuen Licht – das sind nur einige der Bilder, die im vergangenen Jahr veröffentlicht wurden und durch die Webb uns einen neuen Blick auf den Kosmos ermöglichte.

Ein besonderes Highlight von Webb war die erste Entdeckung von jungen braunen Zwergsternen außerhalb unserer Galaxie, die ein wahrhaft atemberaubendes Bild des Sternhaufens NGC 602 ergab, das einen Blick auf die vielen Farben des ionisierten Gases ermöglichte.

Hintergrundinformationen

Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All geschossen wurde. Im Rahmen eines internationalen Kooperationsabkommens hat die ESA den Start des Teleskops mit der Trägerrakete Ariane 5 durchgeführt. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung der Ariane-5-Anpassungen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte auch den Arbeitsspektrographen NIRSpec und 50 % des Mittelinfrarot-Instruments MIRI zur Verfügung, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (The MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit dem JPL und der Universität von Arizona entwickelt und gebaut wurde.

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

Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI