Das James-Webb-Teleskop wurde von Wissenschaftlern der Raumfahrtbehörden der USA (NASA), Europas (ESA) und Kanadas (ASC) so konstruiert, dass es Bilder des Universums mit Himmelskörpern in einer Entfernung von bis zu 13 Milliarden Lichtjahren aufnehmen kann. Es besteht aus mehreren ausgeklügelten Modulen, die in jahrelanger wissenschaftlicher Forschung entwickelt wurden. Bevor wir uns genauer damit beschäftigen, was dieses Teleskop so leistungsstark macht, wollen wir uns zunächst damit befassen, wie ein Teleskop im Allgemeinen funktioniert. Am Ende des Artikels ist eine Galerie von Bildern zu finden, die mit dem James-Webb-Teleskop aufgenommen wurden.

Wie funktioniert ein Teleskop eigentlich?

Um entfernte Objekte zu beobachten, muss ein Teleskop das Licht des Nachthimmels sammeln und bündeln. Für diese Art von Beobachtungen bevorzugt man in der Astrophysik ein Spiegelteleskop („Reflektor“); das von Isaac Newton um 1670 entwickelte Newton-Teleskop ist einer der wichtigsten Typen dieser Bauform. Ein Reflektor bündelt das einfallende Licht mithilfe von zwei Spiegeln: dem Hauptspiegel und dem Hilfs- oder Sekundärspiegel. Das von den Sternen ausgestrahlte Licht tritt in das Teleskop ein und wird zunächst vom Hauptspiegel reflektiert. Dieser ist leicht gekrümmt, damit alle Lichtstrahlen auf einen Punkt gebündelt werden – man spricht von Konvergenz der Lichtstrahlen. Danach wird das Licht ein zweites Mal reflektiert, und zwar am Sekundärspiegel. Schliesslich gelangt das Licht durch das Okular in das Auge des Beobachters, der die Sterne nun grösser sieht.

Schema eines Newton-Teleskops — Funktionsweise eines Newton-Teleskops: Das einfallende Licht wird zweimal reflektiert (am Hauptspiegel und dann am Sekundärspiegel), bevor es über das Okular zum Auge des Beobachters gelangt. Illustration: Pierre Beckmann

Wie funktionieren die Spiegel des James-Webb-Teleskops?

Das James-Webb-Teleskop ist so konstruiert, dass es Himmelskörper beobachten kann, die viel weiter entfernt sind als die Sterne, die man mit einem herkömmlichen Newton-Teleskop sehen kann. Sie befinden sich so weit entfernt, dass wir praktisch kein Licht von ihnen empfangen. Man kann sich das mit folgendem Vergleich vorstellen: Von den am weitesten entfernten Sternen, die mit dem James-Webb-Teleskop noch beobachtet werden können, empfangen wir 20-Mal weniger Licht als wenn eine Taschenlampe auf dem Mond angeknipst würde! Um möglichst viel Licht zu sammeln, funktioniert das James-Webb-Teleskop grundsätzlich wie ein Newton-Teleskop, ist aber viel grösser. Schauen wir uns das Ganze einmal genauer an.

Weg eines Lichtstrahls durch das James-Webb-Teleskop — Weg eines Lichtstrahls, der an einem Sechseck (Segment des Primärspiegels) und dann am Sekundärspiegel reflektiert wird, bevor er in das Modul mit den wissenschaftlichen Instrumenten in der Mitte des James-Webb-Teleskops eintritt.
Bild: CanStockPhoto (von der Redaktion bearbeitet)

Um so viele Lichtstrahlen wie möglich zu bündeln, hat der Hauptspiegel des James-Webb-Teleskops einen Durchmesser von 6.5 m. Das ist mehr als doppelt so viel wie der Spiegel seines Vorgängers, des Hubble-Teleskops, das 1990 in seine Umlaufbahn gebracht wurde! Der Hauptspiegel ist gekrümmt und besteht aus 18 kleineren Sechsecken. Jedes dieser Sechsecke verfügt über kleine Motoren, mit denen der Reflexionswinkel präzise eingestellt werden kann. Dank dieser Technologie kann das Teleskop die Strahlen minutiös auf den Sekundärspiegel bündeln.

Das Material des Hauptspiegels ist Beryllium, das sowohl sehr stark als auch sehr leicht ist. Er ist mit einer dünnen Goldschicht überzogen, die eine bessere Reflexion des Infrarotlichts ermöglicht. Der Sekundärspiegel besteht ebenfalls aus Beryllium und Gold, ist aber viel kleiner. Vom Haupt- wird das Licht zum Sekundärspiegel reflektiert und dann in das Modul, in dem sich die optischen Instrumente und Detektoren des Teleskops befinden. Über zwei weitere kleine Spiegel empfangen sie die Daten und stellen sie als Bild dar.

Die optischen Instrumente

Die Instrumente und Detektoren des James-Webb-Teleskops befinden sich im ISIM-Modul („Integrated Science Instrument Module“). Sie sind für den Infrarot-Bereich des Lichts optimiert, der für das blosse Auge unsichtbar ist. Dies ist auch ein Unterschied zum Hubble-Teleskop, dem Vorgänger des James-Webb-Teleskops, das sich auf sichtbares Licht konzentriert. Die auf Infrarot spezialisierten Instrumente des James-Webb-Teleskops verraten uns viel über die verschiedenen Objekte im Universum:

Die Nah-Infrarot-Kamera (NIRCam) beobachtet sehr weit entfernte, schwach leuchtende Objekte und Exoplaneten.
Der Nah-Infrarot-Spektrograf (NIRSpec) kann dank ausgeklügelter Verschluss-Technologie Lichtspektren von mehr als 100 Objekten gleichzeitig erfassen und liefert Informationen zu ihren Eigenschaften und ihrer chemischen Zusammensetzung.
Das Instrument für mittleres Infrarot (MIRI) beobachtet sehr weit entfernte Objekte im mittleren Infrarot-Bereich.
Ein weiterer Nah-Infrarot-Spektrograf (FGF/NIRISS) dient zusätzlich zur Aufnahme von Spektren auch der Feinausrichtung der optischen Instrumente.

Die von den vier optischen Instrumenten mit ihren verschiedenen Filter- und Einstellungsmöglichkeiten gesammelten Daten ermöglichten bereits nach wenigen Monaten die Veröffentlichung von verblüffenden Bildern aus den Tiefen des Weltraums, die bisher nie gesehene Details zeigen!

Die wichtigsten Aufgaben des James-Webb-Teleskops

Erforschung der ältesten leuchtenden Objekte und Galaxien, die sich bereits kurze Zeit nach dem Urknall gebildet haben.
Untersuchung der Entwicklung von Galaxien seit ihrer Entstehung bis heute.
Beobachtung der Entstehung von Sternen von den ersten Stadien bis zur Bildung von Planetensystemen.
Messung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Planetensystemen und Evaluation der Möglichkeit, ob es in diesen Systemen Leben gibt.

Das Universum aus der Sicht des James-Webb-Teleskops

Dies ist eine kleine Auswahl von Bildern, die vom James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurden. Die vom Teleskop empfangenen Wellenlängen kann das menschliche Auge grösstenteils nicht wahrnehmen; daher wurden die Bilder nach einem bestimmten Farbschlüssel eingefärbt, um die Strukturen hervorzuheben, die für uns unsichtbar sind. Das Ergebnis beeindruckt mit seiner Schönheit!

Weitere Bilder finden sich auf der Website der ESA oder der NASA.

Carinanebel

Auf einem der ersten Bilder des James-Webb-Teleskops entdeckte man Dutzende von Jets (das sind gerichtete, energiereiche Gas-Ströme) von jungen Sternen, die zuvor von Staubwolken verdeckt waren. Diese Entdeckung markiert den Beginn einer neuen Ära in der Erforschung der Entstehung von Sternen wie unserer Sonne und der Frage, wie sich die Strahlung benachbarter massereicher Sterne auf die Entwicklung von Planeten auswirken kann.
Molekularer Wasserstoff ist wesentlich für die Entstehung junger Sterne und ein hervorragender Marker für ihre frühen Stadien. Junge Sterne sammeln Materie aus dem sie umgebenden Gas und Staub an, die meisten von ihnen stossen aber einen Teil dieser Materie aus ihren Polregionen auch wieder in Form von Jets aus. Diese Jets wirken wie ein „Schneepflug“ im Gas und Staub der Umgebung: In den Aufzeichnungen des Teleskops erkennt man molekularen Wasserstoff, der von den Jets mitgerissen und angeregt wird.
Das James-Webb-Teleskop ist bestens gerüstet, um solche wichtigen Details zu entdecken, denn es ist darauf ausgelegt, Jets und Gas-Ströme, die nur im Infrarotbereich sichtbar sind, mit hoher Auflösung zu erfassen.
Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI, J. DePasquale (STScI); CC BY 4.0
Carinanebel
Auf einem der ersten Bilder des James-Webb-Teleskops entdeckte man Dutzende von Jets (das sind gerichtete, energiereiche Gas-Ströme) von jungen Sternen, die zuvor von Staubwolken verdeckt waren. Diese Entdeckung markiert den Beginn einer neuen Ära in der Erforschung der Entstehung von Sternen wie unserer Sonne und der Frage, wie sich die Strahlung benachbarter massereicher Sterne auf die Entwicklung von Planeten auswirken kann.
Molekularer Wasserstoff ist wesentlich für die Entstehung junger Sterne und ein hervorragender Marker für ihre frühen Stadien. Junge Sterne sammeln Materie aus dem sie umgebenden Gas und Staub an, die meisten von ihnen stossen aber einen Teil dieser Materie aus ihren Polregionen auch wieder in Form von Jets aus. Diese Jets wirken wie ein „Schneepflug“ im Gas und Staub der Umgebung: In den Aufzeichnungen des Teleskops erkennt man molekularen Wasserstoff, der von den Jets mitgerissen und angeregt wird.
Das James-Webb-Teleskop ist bestens gerüstet, um solche wichtigen Details zu entdecken, denn es ist darauf ausgelegt, Jets und Gas-Ströme, die nur im Infrarotbereich sichtbar sind, mit hoher Auflösung zu erfassen.
Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI, J. DePasquale (STScI); CC BY 4.0
Die Polarlichter des Jupiter

Mit seinen gewaltigen Stürmen, starken Winden, Polarlichtern und extremen Temperatur- und Druckbedingungen hat Jupiter dem Beobachter viel zu bieten.
Dieses Bild ist eine Zusammensetzung mehrerer Webb-Bilder. Die sichtbaren Polarlichter erstrecken sich in großen Höhen über dem Nord- und Südpol des Jupiters. Da das von Webb registrierte Infrarotlicht für das menschliche Auge unsichtbar ist, wurde es mit Farben aus dem sichtbaren Spektrum dargestellt. Das Leuchten des Polarlichts wurde mit einem Rot-Filter versehen, der auch das Licht hervorhebt, das von den Wolken und dem Dunst um den Planeten herum reflektiert wird. Ein weiterer Filter zeigt die um den Nord- und Südpol wirbelnden Nebel in Gelb- und Grüntönen. Ein dritter Filter hebt in Blau das Licht hervor, das von einer tiefer liegenden Wolkenschicht reflektiert wird. Der Große Rote Fleck, ein stabiler Wirbelsturm von der Dimension des ganzen Planeten Erde, erscheint in diesen Ansichten weiss – genauso wie andere Wolken, die viel Sonnenlicht reflektieren.
Bild: NASA, ESA, Jupiter ERS Team; image processing by Judy Schmidt; CC BY 4.0
Die Polarlichter des Jupiter
Mit seinen gewaltigen Stürmen, starken Winden, Polarlichtern und extremen Temperatur- und Druckbedingungen hat Jupiter dem Beobachter viel zu bieten.
Dieses Bild ist eine Zusammensetzung mehrerer Webb-Bilder. Die sichtbaren Polarlichter erstrecken sich in großen Höhen über dem Nord- und Südpol des Jupiters. Da das von Webb registrierte Infrarotlicht für das menschliche Auge unsichtbar ist, wurde es mit Farben aus dem sichtbaren Spektrum dargestellt. Das Leuchten des Polarlichts wurde mit einem Rot-Filter versehen, der auch das Licht hervorhebt, das von den Wolken und dem Dunst um den Planeten herum reflektiert wird. Ein weiterer Filter zeigt die um den Nord- und Südpol wirbelnden Nebel in Gelb- und Grüntönen. Ein dritter Filter hebt in Blau das Licht hervor, das von einer tiefer liegenden Wolkenschicht reflektiert wird. Der Große Rote Fleck, ein stabiler Wirbelsturm von der Dimension des ganzen Planeten Erde, erscheint in diesen Ansichten weiss – genauso wie andere Wolken, die viel Sonnenlicht reflektieren.
Bild: NASA, ESA, Jupiter ERS Team; image processing by Judy Schmidt; CC BY 4.0
Die Säulen der Schöpfung

Die Säulen der Schöpfung sind eine kleine Region im riesigen, 6500 Lichtjahre entfernten Adlernebel, in der viele Sterne entstehen.
Im nahen Infrarotlicht sind Tausende von neu entstandenen Sternen zu sehen – die leuchtenden orangefarbenen Kugeln, die sich direkt ausserhalb der säulenartigen Strukturen befinden. Diese bestehen aus Staub, und das ist einer der Gründe, warum es in dieser Region so viele junge Sterne gibt: Staub ist eine wichtige Zutat bei der Sternentstehung. Wenn sich in den Säulen Ansammlungen aus Gas und Staub mit ausreichender Masse bilden, beginnen sie durch ihre eigene Schwerkraft zu kollabieren, heizen sich langsam auf und bilden schliesslich neue Sterne.
Der Staub ist im mittleren Infrarotbereich deutlich sichtbar. Diffuser Staub wird orange dargestellt. Die Regionen mit dem dichtesten Staub werden tief dunkelblau dargestellt; dort ist unsere Sicht auf die Aktivitäten innerhalb der Staubwolken verdeckt.
Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, J. DePasquale (STScI), A. Pagan (STScI), A. M. Koekemoer (STScI); CC BY 4.0
Die Säulen der Schöpfung
Die Säulen der Schöpfung sind eine kleine Region im riesigen, 6500 Lichtjahre entfernten Adlernebel, in der viele Sterne entstehen.
Im nahen Infrarotlicht sind Tausende von neu entstandenen Sternen zu sehen – die leuchtenden orangefarbenen Kugeln, die sich direkt ausserhalb der säulenartigen Strukturen befinden. Diese bestehen aus Staub, und das ist einer der Gründe, warum es in dieser Region so viele junge Sterne gibt: Staub ist eine wichtige Zutat bei der Sternentstehung. Wenn sich in den Säulen Ansammlungen aus Gas und Staub mit ausreichender Masse bilden, beginnen sie durch ihre eigene Schwerkraft zu kollabieren, heizen sich langsam auf und bilden schliesslich neue Sterne.
Der Staub ist im mittleren Infrarotbereich deutlich sichtbar. Diffuser Staub wird orange dargestellt. Die Regionen mit dem dichtesten Staub werden tief dunkelblau dargestellt; dort ist unsere Sicht auf die Aktivitäten innerhalb der Staubwolken verdeckt.
Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, J. DePasquale (STScI), A. Pagan (STScI), A. M. Koekemoer (STScI); CC BY 4.0
Komplexe Strukturen einer Galaxie

Dieses Bild des James-Webb-Teleskops zeigt IC 5332, eine Spiralgalaxie. Das Instrument für mittleres Infrarot (MIRI) macht noch nie gesehene Details sichtbar. Die symmetrischen Spiralarme, die man auf den Aufnahmen des Hubble-Teleskops deutlich sah, entpuppen sich als ein komplexes Netzwerk aus Gasen, das bei verschiedenen Temperaturen infrarotes Licht aussendet. Die Erfassung von Licht dieser Wellenlängen erfordert hochspezialisierte Instrumente, die bei sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden, und MIRI erfüllt diese Aufgabe auf spektakuläre Weise.
Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST and PHANGS-HST Teams; CC BY 4.0
Komplexe Strukturen einer Galaxie
Dieses Bild des James-Webb-Teleskops zeigt IC 5332, eine Spiralgalaxie. Das Instrument für mittleres Infrarot (MIRI) macht noch nie gesehene Details sichtbar. Die symmetrischen Spiralarme, die man auf den Aufnahmen des Hubble-Teleskops deutlich sah, entpuppen sich als ein komplexes Netzwerk aus Gasen, das bei verschiedenen Temperaturen infrarotes Licht aussendet. Die Erfassung von Licht dieser Wellenlängen erfordert hochspezialisierte Instrumente, die bei sehr niedrigen Temperaturen gehalten werden, und MIRI erfüllt diese Aufgabe auf spektakuläre Weise.
Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST and PHANGS-HST Teams; CC BY 4.0
Galaktische Begegnung

Dieses Galaxienpaar, das den Astronomen als II ZW 96 bekannt ist, ist etwa 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich im Sternbild Delphin in der Nähe des Himmelsäquators.
Die beiden Galaxien verschmelzen gerade miteinander und haben daher eine unregelmässige Form. Die hellen Zentren der beiden Galaxien sind durch leuchtende Girlanden von Sternentstehungsgebieten miteinander verbunden, und die Spiralarme der unteren Galaxie wurden durch die gravitative Störung bei der Verschmelzung der Galaxien verformt. Es sind diese Sternentstehungsgebiete, die II ZW 96 zu einem so verlockenden Ziel für das James-Webb-Teleskop machen; sie strahlen viel infrarotes Licht aus.
Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. Evans; CC BY 4.0
Galaktische Begegnung
Dieses Galaxienpaar, das den Astronomen als II ZW 96 bekannt ist, ist etwa 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich im Sternbild Delphin in der Nähe des Himmelsäquators.
Die beiden Galaxien verschmelzen gerade miteinander und haben daher eine unregelmässige Form. Die hellen Zentren der beiden Galaxien sind durch leuchtende Girlanden von Sternentstehungsgebieten miteinander verbunden, und die Spiralarme der unteren Galaxie wurden durch die gravitative Störung bei der Verschmelzung der Galaxien verformt. Es sind diese Sternentstehungsgebiete, die II ZW 96 zu einem so verlockenden Ziel für das James-Webb-Teleskop machen; sie strahlen viel infrarotes Licht aus.
Bild: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. Evans; CC BY 4.0
Wolken auf der Oberfläche von Titan

Dies sind Bilder von Titan, einem Saturnmond. Die hellen Punkte im linken Bild sind auffällige Wolken in der nördlichen Hemisphäre. Das rechte Bild ist ein zusammengesetztes Farbbild. Mehrere wichtige Merkmale der Oberfläche sind markiert: Kraken Mare gilt als Methanmeer; Belet besteht aus dunkel gefärbten Sanddünen; Adiri ist eine Region mit sehr starker Rückstrahlung (Albedo).
Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem, der eine dichte Atmosphäre besitzt, und er ist auch der einzige planetarische Körper ausser der Erde, der derzeit Flüsse, Seen und Meere besitzt. Anders als auf der Erde besteht die Flüssigkeit auf Titans Oberfläche jedoch nicht aus Wasser, sondern aus Kohlenwasserstoffen, insbesondere Methan und Ethan. Der dichte Nebel in Titans Atmosphäre verdunkelt das sichtbare Licht, das von der Oberfläche des Saturnmondes zurückgestrahlt wird.
Bild: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), JWST Titan GTO Team; CC BY 4.0
Wolken auf der Oberfläche von Titan
Dies sind Bilder von Titan, einem Saturnmond. Die hellen Punkte im linken Bild sind auffällige Wolken in der nördlichen Hemisphäre. Das rechte Bild ist ein zusammengesetztes Farbbild. Mehrere wichtige Merkmale der Oberfläche sind markiert: Kraken Mare gilt als Methanmeer; Belet besteht aus dunkel gefärbten Sanddünen; Adiri ist eine Region mit sehr starker Rückstrahlung (Albedo).
Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem, der eine dichte Atmosphäre besitzt, und er ist auch der einzige planetarische Körper ausser der Erde, der derzeit Flüsse, Seen und Meere besitzt. Anders als auf der Erde besteht die Flüssigkeit auf Titans Oberfläche jedoch nicht aus Wasser, sondern aus Kohlenwasserstoffen, insbesondere Methan und Ethan. Der dichte Nebel in Titans Atmosphäre verdunkelt das sichtbare Licht, das von der Oberfläche des Saturnmondes zurückgestrahlt wird.
Bild: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), JWST Titan GTO Team; CC BY 4.0
Stephans Quintett

Dank seinem leistungsstarken Infrarotblick und der extrem hohen räumlichen Auflösung zeigt das James-Webb-Teleskop nie zuvor gesehene Details in Stephans Quintett, einer Gruppe von Galaxien.
Obwohl von einem „Quintett“ die Rede ist, sind nur vier dieser Galaxien wirklich nahe beieinander und in einem kosmischen Tanz gefangen. Die fünfte Galaxie ganz links mit der Bezeichnung NGC 7320 steht im Vergleich zu den anderen vier Galaxien weit im Vordergrund. Stephans Quintett ist uns relativ nahe; wir können also sozusagen aus der ersten Reihe die Wechselwirkungen beobachten, die für die Entwicklung der Galaxien entscheidend sind.
Dieses Bild ist übrigens in Wirklichkeit ein riesiges Mosaik aus 1000 einzelnen Dateien, deren Gesamtgrösse etwa ein Fünftel des Monddurchmessers abdeckt!
Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI; CC BY 4.0
Stephans Quintett
Dank seinem leistungsstarken Infrarotblick und der extrem hohen räumlichen Auflösung zeigt das James-Webb-Teleskop nie zuvor gesehene Details in Stephans Quintett, einer Gruppe von Galaxien.
Obwohl von einem „Quintett“ die Rede ist, sind nur vier dieser Galaxien wirklich nahe beieinander und in einem kosmischen Tanz gefangen. Die fünfte Galaxie ganz links mit der Bezeichnung NGC 7320 steht im Vergleich zu den anderen vier Galaxien weit im Vordergrund. Stephans Quintett ist uns relativ nahe; wir können also sozusagen aus der ersten Reihe die Wechselwirkungen beobachten, die für die Entwicklung der Galaxien entscheidend sind.
Dieses Bild ist übrigens in Wirklichkeit ein riesiges Mosaik aus 1000 einzelnen Dateien, deren Gesamtgrösse etwa ein Fünftel des Monddurchmessers abdeckt!
Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI; CC BY 4.0
Die Ringe des Neptun

Das Auffälligste an diesem neuen Bild ist die Schärfe der Ringe des Planeten Neptun, von denen einige seit dem Vorbeiflug von Voyager 2 im Jahr 1989 überhaupt nicht mehr und schon gar nicht in dieser Klarheit aufgenommen worden waren. Neben mehreren schmalen, hellen Ringen zeigen die Bilder des James-Webb-Teleskops auch deutlich die zarteren Staubbänder um Neptun herum.
Im sichtbaren Lichtspektrum erscheint Neptun blau, doch für die Nah-Infrarot-Kamera NIRCam, welche nur den nahen Infrarotbereich von 0.6 bis 5 Mikrometern erfasst, ist dies nicht so. Das Methan in der Atmosphäre des Planeten absorbiert im Infrarotbereich so stark, dass der Planet ziemlich dunkel erscheint – ausser dort, wo hohe Wolken vorhanden sind. Diese Methan- und Eiswolken sind als helle Streifen und Flecken zu sehen; sie reflektieren das Sonnenlicht, bevor es tiefer in die Atmosphäre eindringt und vom Methan absorbiert wird. Wir kennen die Merkmale dieser Wolken, die sich im Laufe der Jahre schnell verändern, dank den Bildern von anderen Observatorien.
Das James-Webb-Teleskop hat ausserdem sieben der 14 bekannten Monde des Neptun eingefangen (siehe dieses Bild).
Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI; CC BY 4.0
Die Ringe des Neptun
Das Auffälligste an diesem neuen Bild ist die Schärfe der Ringe des Planeten Neptun, von denen einige seit dem Vorbeiflug von Voyager 2 im Jahr 1989 überhaupt nicht mehr und schon gar nicht in dieser Klarheit aufgenommen worden waren. Neben mehreren schmalen, hellen Ringen zeigen die Bilder des James-Webb-Teleskops auch deutlich die zarteren Staubbänder um Neptun herum.
Im sichtbaren Lichtspektrum erscheint Neptun blau, doch für die Nah-Infrarot-Kamera NIRCam, welche nur den nahen Infrarotbereich von 0.6 bis 5 Mikrometern erfasst, ist dies nicht so. Das Methan in der Atmosphäre des Planeten absorbiert im Infrarotbereich so stark, dass der Planet ziemlich dunkel erscheint – ausser dort, wo hohe Wolken vorhanden sind. Diese Methan- und Eiswolken sind als helle Streifen und Flecken zu sehen; sie reflektieren das Sonnenlicht, bevor es tiefer in die Atmosphäre eindringt und vom Methan absorbiert wird. Wir kennen die Merkmale dieser Wolken, die sich im Laufe der Jahre schnell verändern, dank den Bildern von anderen Observatorien.
Das James-Webb-Teleskop hat ausserdem sieben der 14 bekannten Monde des Neptun eingefangen (siehe dieses Bild).
Bild: NASA, ESA, CSA, and STScI; CC BY 4.0
„Fussabdruck“ eines Sternenduos im Weltraum

Dieses Bild zeigt ein bemerkenswertes kosmisches Schauspiel: mindestens 17 konzentrische Staubringe, die von einem Sternenpaar ausgehen. Das Duo befindet sich etwas mehr als 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist unter dem Namen Wolf-Rayet 140 bekannt.
Jeder Ring entstand, als sich die beiden Sterne näher kamen und ihre Sternwinde (die Gasströme, die sie in den Weltraum blasen) aufeinander trafen, wodurch das Gas komprimiert wurde und sich Staub bildete. Die Umlaufbahnen der Sterne bringen sie etwa alle acht Jahre näher zusammen; wie die Ringe am Stamm eines Baumes markieren die Staubschleifen den Lauf der Zeit.
Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech; CC BY 4.0
„Fussabdruck“ eines Sternenduos im Weltraum
Dieses Bild zeigt ein bemerkenswertes kosmisches Schauspiel: mindestens 17 konzentrische Staubringe, die von einem Sternenpaar ausgehen. Das Duo befindet sich etwas mehr als 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist unter dem Namen Wolf-Rayet 140 bekannt.
Jeder Ring entstand, als sich die beiden Sterne näher kamen und ihre Sternwinde (die Gasströme, die sie in den Weltraum blasen) aufeinander trafen, wodurch das Gas komprimiert wurde und sich Staub bildete. Die Umlaufbahnen der Sterne bringen sie etwa alle acht Jahre näher zusammen; wie die Ringe am Stamm eines Baumes markieren die Staubschleifen den Lauf der Zeit.
Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech; CC BY 4.0

Text: Redaktion SimplyScience.ch

Quellen:
(1) NASA Science, How Do Telescopes Work ?, abgerufen am 19. September 2022
(2) The Insane Engineering of James Webb Telescope, abgerufen am 19. September 2022
(3) NASA James Webb Telescope, Webb’s Mirrors, abgerufen am 19. September 2022
(4) NASA James Webb Telescope, ISIM & Instruments, abgerufen am 19. September 2022
(5) NASA James Webb Telescope, What are the main science goals of Webb ?, abgerufen am 19. September 2022

Erstellt: 30.01.2023

Wie funktioniert ein Teleskop eigentlich?

Wie funktionieren die Spiegel des James-Webb-Teleskops?

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