Hubble und Webb blicken in die Kinderstube der Sterne

Das Hub­ble-Welt­raum­te­le­skop der NASA/ESA und das James-Webb-Welt­raum­te­le­skop der NASA/ESA/CSA beob­ach­te­ten kürz­lich eine fas­zi­nie­ren­de Stern­ent­ste­hungs­sze­ne im Cari­na-Nebel, einer rie­si­gen Gas- und Staub­wol­ke in rund 7.500 Licht­jah­ren Ent­fer­nung von der Erde. Die bei­den Tele­sko­pe lie­fern sich ergän­zen­de Ansich­ten die­ser schat­ten­haf­ten For­ma­ti­on, die den Spitz­na­men „Kat­zen­kopf­ne­bel“ trägt und den „magi­schen“ Pro­zess der Stern­ent­ste­hung wider­spie­gelt. Hub­bles Auf­nah­me im sicht­ba­ren Licht zeigt den Kat­zen­kopf­ne­bel als dunk­le, läng­li­che Staub­säu­le und deu­tet auf jun­ge, sich bil­den­de Ster­ne hin, wäh­rend Webbs Infra­rot­auf­nah­men zahl­rei­che Ster­ne und wei­te­re ver­bor­ge­ne Details offen­ba­ren.

Wie eine geis­ter­haf­te Gestalt, die aus kal­tem Nebel empor­steigt, haben die Welt­raum­te­le­sko­pe Hub­ble und James Webb eine fas­zi­nie­rend dyna­mi­sche Stern­ent­ste­hungs­sze­ne ein­ge­fan­gen. Sie befin­det sich im rie­si­gen Cari­na-Nebel, einem dif­fu­sen Stern­ent­ste­hungs­ge­biet. Der klei­ne, aus­ge­wähl­te Bereich, den bei­de Tele­sko­pe beob­ach­te­ten, trägt den Spitz­na­men Kat­zen­kopf­ne­bel, da er einer Kat­ze ähnelt, die mit dem Rücken zum Betrach­ter sitzt. Der „Kopf“ der Kat­ze ist nach rechts gedreht und gibt ein leuch­ten­des Auge frei.

Obwohl der Kat­zen­kopf­ne­bel nur ein vor­über­ge­hen­des Phä­no­men ist, das sich mit der Zeit durch die Ent­ste­hung und Ent­wick­lung von Ster­nen auf­lö­sen wird, birgt die­se Regi­on eine Fül­le an Infor­ma­tio­nen. Die sich ergän­zen­den Auf­nah­men des Kat­zen­kopf­ne­bels durch Hub­ble und Webb hel­fen Astro­no­men, mehr über den schwer fass­ba­ren, chao­ti­schen und kom­ple­xen Pro­zess der Stern­ent­ste­hung zu erfah­ren.

Die cha­rak­te­ris­ti­sche „Katzenkopf“-Form des Nebels wur­de wahr­schein­lich im Lau­fe der Zeit durch die inten­si­ve ultra­vio­let­te Strah­lung und die Win­de mas­se­rei­cher Ster­ne im Cari­na-Nebel geformt. Wäh­rend die­se stel­la­re Rück­kopp­lung das umge­ben­de Gas und den Staub abträgt, wider­steht dich­te­res Mate­ri­al inner­halb der kat­zen­för­mi­gen Säu­le der Ero­si­on – zumin­dest vor­erst.

Hub­bles Auf­nah­me im sicht­ba­ren Licht zeigt eine undurch­sich­ti­ge, dun­kel­brau­ne Staub­säu­le. Das leuch­tend rote Auge der Staub­wol­ke könn­te auf einen jun­gen Stern hin­deu­ten, der noch teil­wei­se von Staub umhüllt ist. Ein gelb­li­cher Strei­fen scheint dem rech­ten Rand des Fila­ments zu fol­gen. Die­ser hel­le Rand ist typisch für Gas, das durch ultra­vio­let­te Strah­lung naher mas­se­rei­cher Ster­ne ange­regt und ioni­siert wird und mög­li­cher­wei­se Pho­to­eva­po­ra­ti­on ver­ur­sacht. Die­se zar­te Kon­tur ist ein Zei­chen dafür, dass ener­gie­rei­ches ultra­vio­let­tes Licht mas­se­rei­cher, hei­ßer Ster­ne auf das Gas trifft, es erhitzt und im Wesent­li­chen ver­dampft.

Das dif­fu­se Mate­ri­al, das die Säu­le umgibt, leuch­tet oben blau und cyan­far­ben und wech­selt nach unten hin zu Gelb, Oran­ge und Rot. Die Fil­ter des Hub­ble-Tele­skops erfas­sen Licht, das von Sau­er­stoff, Was­ser­stoff und Schwe­fel emit­tiert wird, sowie von Staub gestreu­tes Ster­nen­licht. Die­se Farb­va­ria­tio­nen offen­ba­ren eine kom­ple­xe Mischung aus ange­reg­tem Gas, Staub und Ster­nen­licht.

Durch die Dunkelheit des Staubes hindurch

Die Bil­der des Webb-Tele­skops im nahen und mitt­le­ren Infra­rot lie­fern jeweils unter­schied­li­che Infor­ma­tio­nen, die zu einem umfas­sen­de­ren Ver­ständ­nis des Kat­zen­kopf­ne­bels bei­tra­gen. Wäh­rend die Gesamt­struk­tur des Nebels der Hub­ble-Auf­nah­me im sicht­ba­ren Licht ähnelt, wird das Fila­ment im Nahin­fra­rot­licht, das Webb erfasst, trans­pa­ren­ter, und sei­ne kom­ple­xe Ober­flä­chen­struk­tur wird erkenn­bar. Links von der Kat­ze befin­den sich geis­ter­haf­te Staub- und Gas­fä­den – zar­te Struk­tu­ren, die der Strah­lung benach­bar­ter mas­se­rei­cher Ster­ne aus­ge­setzt sind.

Webbs Nahin­fra­rot­auf­nah­me zeigt eine dich­te Ster­nen­ver­tei­lung, die in Blau und Gelb erscheint. Selbst im Infra­rot­licht sind eini­ge Ster­ne noch mehr oder weni­ger stark von Staub umhüllt. Das Kat­zen­au­ge bleibt deut­lich erkenn­bar. Die hoch­auf­lö­sen­den Bil­der des Tele­skops zei­gen sogar schwa­che Hin­ter­grund­ga­la­xien und bie­ten so einen Ein­blick in unse­re Milch­stra­ße und dar­über hin­aus.

Im mitt­le­ren Infra­rot­licht zeich­nen die Emis­sio­nen von war­mem Staub und koh­len­stoff­ba­sier­ten Mole­kü­len kom­ple­xe Struk­tu­ren inner­halb des Nebels nach. Ver­än­de­run­gen der loka­len Bedin­gun­gen und Zusam­men­set­zun­gen füh­ren zu Varia­tio­nen in Far­be und Hel­lig­keit. Zar­te Kügel­chen und Strän­ge links von der Säu­le sind in die­ser Auf­nah­me im mitt­le­ren Infra­rot beson­ders deut­lich zu erken­nen.

Rechts neben der Säu­le ist im mitt­le­ren Infra­rot­bild eine hel­le Licht­quel­le gelb dar­ge­stellt. Ver­mut­lich han­delt es sich um einen jun­gen Stern, der in Staub ein­ge­bet­tet ist und sich vom röt­li­chen Licht des umge­ben­den Mate­ri­als abhebt. Ein schma­les Fila­ment scheint die Licht­quel­le zu durch­que­ren, obwohl sich allein anhand des Bil­des nicht fest­stel­len lässt, ob die bei­den phy­si­ka­lisch mit­ein­an­der in Ver­bin­dung ste­hen.

Hintergrundinformationen

Das Hub­ble-Welt­raum­te­le­skop ist ein Pro­jekt der inter­na­tio­na­len Zusam­men­ar­beit zwi­schen ESA und NASA.

Webb ist das größ­te und leis­tungs­stärks­te Tele­skop, das jemals ins All gebracht wur­de. Im Rah­men eines inter­na­tio­na­len Koope­ra­ti­ons­ab­kom­mens stell­te die ESA den Start­dienst für das Tele­skop unter Ein­satz der Trä­ger­ra­ke­te Aria­ne 5 bereit. In Zusam­men­ar­beit mit Part­nern war die ESA für die Ent­wick­lung und Qua­li­fi­zie­rung der Anpas­sun­gen der Aria­ne 5 für die Webb-Mis­si­on sowie für die Beschaf­fung des Start­diens­tes durch Aria­nespace ver­ant­wort­lich. Die ESA stell­te außer­dem den Haupt­spek­tro­gra­fen NIR­Spec sowie 50 % des Mit­tel­in­fra­rot-Instru­ments MIRI bereit, das von einem Kon­sor­ti­um staat­lich finan­zier­ter euro­päi­scher Insti­tu­te (dem MIRI Euro­pean Con­sor­ti­um) in Zusam­men­ar­beit mit dem JPL und der Uni­ver­si­ty of Ari­zo­na ent­wor­fen und gebaut wur­de. Webb ist eine inter­na­tio­na­le Part­ner­schaft zwi­schen der NASA, der ESA und der Cana­di­an Space Agen­cy (CSA).

Bild­nach­weis: NASA, ESA, STScI. Bild­ver­ar­bei­tung: J. Depas­qua­le (STScI).

Links

• Ver­öf­fent­li­chung auf der ESA/Hub­ble-Web­site
• Ver­öf­fent­li­chung auf der ESA-Web­site
• Ver­öf­fent­li­chung auf der NASA-Web­site

Link zur ESA-Pres­se­mit­tei­lung heic2622