Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat das bisher tiefste und schärfste Infrarotbild des fernen Universums aufgenommen. Dieses Bild des Galaxienhaufens SMACS 0723, auch bekannt als Webb’s First Deep Field, strotzt nur so vor Details.
Das Bild von Webb deckt einen Himmelsausschnitt ab, der etwa so groß ist wie ein Sandkorn, das jemand auf dem Boden in Armeslänge hält – und zeigt Tausende von Galaxien in einem winzigen Teil des riesigen Universums.
Es zeigt den Galaxienhaufen SMACS 0723, wie er vor 4,6 Milliarden Jahren erschien, mit vielen weiteren Galaxien vor und hinter dem Haufen. Viel mehr über diesen Haufen wird sich zeigen, wenn die Forscher die Daten von Webb auswerten. Dieses Feld wurde auch mit dem Mid-Infrared Instrument (MIRI) von Webb aufgenommen, das Licht im mittleren Infrarotbereich beobachtet. SMACS 0723 ist in der Nähe des Sternbilds Volans am Südhimmel zu sehen.
Webbs scharfe Nahinfrarot-Aufnahme brachte schwache Strukturen in extrem weit entfernten Galaxien zum Vorschein und bietet den bisher detailliertesten Blick auf das frühe Universum.
Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat das bisher tiefste und schärfste Infrarotbild des fernen Universums geliefert. Das erste tiefe Feld von Webb ist der Galaxienhaufen SMACS 0723, in dem es von Tausenden von Galaxien wimmelt – darunter die schwächsten Objekte, die jemals im Infraroten beobachtet wurden.
Das Bild von Webb ist ungefähr so groß wie ein Sandkorn, das man auf Armeslänge hält, ein winziger Ausschnitt des riesigen Universums. Die geballte Masse dieses Galaxienhaufens wirkt wie eine Gravitationslinse, die weiter entfernte Galaxien vergrößert, darunter auch solche, die beobachtet wurden, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Dieses tiefe Feld, das von der Nahinfrarotkamera (NIRCam) von Webb aufgenommen wurde, ist ein Komposit aus Bildern verschiedener Wellenlängen, die insgesamt 12,5 Stunden lang aufgenommen wurden. Und das ist erst der Anfang. Die Forscher werden mit Webb weiterhin längere Aufnahmen machen, um noch mehr von unserem riesigen Universum zu enthüllen.
Die NIRCam von Webb hat weit entfernte Galaxien in den scharfen Fokus gerückt – sie haben winzige, schwache Strukturen, die nie zuvor gesehen wurden, darunter Sternhaufen und diffuse Merkmale.
Das Licht dieser Galaxien hat Milliarden von Jahren gebraucht, um uns zu erreichen. Wenn wir die jüngsten Galaxien in diesem Feld betrachten, blicken wir bis zu einer Milliarde Jahre nach dem Urknall zurück. Das Licht wurde durch die Ausdehnung des Universums auf Infrarot-Wellenlängen gestreckt, für deren Beobachtung Webb konzipiert wurde. Schon bald werden die Forscher mehr über die Masse, das Alter, die Geschichte und die Zusammensetzung der Galaxien erfahren.
Ein weiteres Merkmal sind die markanten Bögen in diesem Feld. Das starke Gravitationsfeld eines Galaxienhaufens kann die Lichtstrahlen von weiter entfernten Galaxien hinter ihm verbiegen, so wie ein Vergrößerungsglas Bilder verbiegt und verzerrt. Auch Sterne werden mit deutlichen Beugungsspitzen eingefangen, da sie bei kürzeren Wellenlängen heller erscheinen.
Das MIRI-Bild von Webb bietet ein Kaleidoskop von Farben und hebt hervor, wo sich der Staub befindet – ein wichtiger Bestandteil der Sternentstehung und letztlich des Lebens selbst. Blaue Galaxien enthalten Sterne, aber nur sehr wenig Staub. Die roten Objekte in diesem Feld sind von dicken Staubschichten umhüllt. Grüne Galaxien sind mit Kohlenwasserstoffen und anderen chemischen Verbindungen bevölkert. Anhand dieser Daten können die Forscher verstehen, wie Galaxien entstehen, wachsen und miteinander verschmelzen, und in manchen Fällen auch, warum sie ganz aufhören, Sterne zu bilden.
Zwei der Webb-Instrumente nehmen nicht nur Bilder auf, sondern auch Spektren – Daten, die Aufschluss über die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Objekten geben und den Forschern helfen werden, viele weitere Details über ferne Galaxien in diesem Bereich zu ermitteln. Das Mikroshutter-Array des Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec) von Webb beobachtete 48 einzelne Galaxien gleichzeitig – eine neue Technologie, die zum ersten Mal im Weltraum eingesetzt wurde – und lieferte eine ganze Reihe von Details über jede einzelne. Die Daten enthüllten das Licht einer Galaxie, das 13,1 Milliarden Jahre lang unterwegs war, bevor es von den Webb-Spiegeln erfasst wurde. Die NIRSpec-Daten zeigen auch, wie detailliert die Galaxienspektren bei Webb-Beobachtungen sein werden.
Der Nahinfrarot-Imager und spaltlose Spektrograf (NIRISS) von Webb schließlich nutzte die spaltlose Großfeldspektroskopie, um die Spektren aller Objekte im gesamten Gesichtsfeld auf einmal zu erfassen. Zu den Ergebnissen gehört der Nachweis, dass eine der Galaxien ein Spiegelbild hat.
Tausende von Galaxien – darunter die schwächsten Objekte, die jemals im Infraroten beobachtet wurden – sind zum ersten Mal auf dem Bild von Webb zu sehen. Dieser Ausschnitt aus dem riesigen Universum hat ungefähr die Größe eines Sandkorns, das jemand auf dem Boden in Armeslänge hält.
Dieses tiefe Feld, das von der Nahinfrarotkamera (NIRCam) von Webb aufgenommen wurde, ist ein Komposit aus Bildern verschiedener Wellenlängen, die insgesamt 12,5 Stunden lang aufgenommen wurden.
Die kombinierte Masse dieses Galaxienhaufens wirkt wie eine Gravitationslinse, die weit entfernte Galaxien dahinter vergrößert. Die NIRCam von Webb hat diese entfernten Galaxien in den scharfen Fokus gerückt – sie weisen winzige, schwache Strukturen auf, die nie zuvor gesehen wurden, darunter Sternhaufen und diffuse Erscheinungen. Schon bald werden die Forscher mehr über die Masse, das Alter, die Geschichte und die Zusammensetzung der Galaxien erfahren, denn Webb ist auf der Suche nach den frühesten Galaxien im Universum.
Quelle: NASA
