Die Säulen der Schöpfung in einer neuen Visualisierung der NASA-Teleskope Hubble und Webb

Originalveröffentlichung am 26.06.2024 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases

Zusammenfassung: Die neue Visualisierung ermöglicht es Zuschauern, grundlegende Fragen der Wissenschaft zu erkunden, zu erfahren, wie Wissenschaft betrieben wird, und das Universum selbst zu entdecken

Durch die Kombination von Daten der NASA-Weltraumteleskope Hubble und Webb hat ein Team von NASA’s Universe of Learning am Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, eine atemberaubende neue 3D-Visualisierung der gewaltigen “Säulen der Schöpfung” im Adlernebel erstellt. Dies ist der bisher umfassendste und detaillierteste wellenlängenübergreifende Film dieser Kultstatus besitzenden sternengebärenden Wolken.

Die 1995 durch das Hubble-Weltraumteleskop der NASA berühmt gewordenen Säulen der Schöpfung im Herzen des Adlernebels haben mit ihrer faszinierenden, himmlischen Schönheit weltweit die Phantasie beflügelt.

Jetzt hat die NASA eine neue 3D-Visualisierung dieser gewaltigen Himmelsstrukturen veröffentlicht, die Daten von NASA’s Weltraumteleskopen Hubble und James Webb verwendet. Dies ist der bisher umfassendste und detaillierteste Multiwellen-längen-Film dieser sternengebärenden Wolken.

“Indem sie an den Säulen vorbeifliegen und zwischen ihnen hindurchfliegen, erleben die Zuschauer ihre dreidimensionale Struktur und sehen, wie unterschiedlich sie im sichtbaren Licht des Hubble-Teleskops und im Infrarotlicht des Webb-Teleskops aussehen”, erklärte der leitende Visualisierungswissenschaftler Frank Summers vom Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, der das Filmentwicklungsteam für NASA’s Universe of Learning leitete. “Der Kontrast hilft ihnen zu verstehen, warum wir mehr als ein Weltraumteleskop haben, um verschiedene Aspekte desselben Objekts zu beobachten.”

Die vier Säulen der Schöpfung, die hauptsächlich aus kühlem molekularem Wasserstoff und Staub bestehen, werden von den heftigen Winden und dem harten ultravioletten Licht der nahen heißen, jungen Sterne erodiert. Fingerartige Strukturen, die größer als das Sonnensystem sind, ragen aus den Spitzen der Säulen heraus. In diesen Fingern können embryonale Sterne eingebettet sein. Die größte Säule erstreckt sich über drei Lichtjahre, drei Viertel der Entfernung zwischen unserer Sonne und dem nächstgelegenen Stern.

Der Film nimmt die Besucher mit in die dreidimensionalen Strukturen der Säulen. Das Video ist keine künstlerische Inter-pretation, sondern basiert auf Beobachtungsdaten aus einer wissenschaftlichen Arbeit unter Leitung von Anna McLeod, einer außerordentlichen Professorin an der Universität von Durham im Vereinigten Königreich. McLeod war auch als wissenschaftliche Beraterin an dem Filmprojekt beteiligt.

“Die Säulen der Schöpfung wollten wir schon immer in 3D darstellen. Die Webb-Daten in Kombination mit den Hubble-Daten ermöglichten es uns, die Säulen in allen Einzelheiten zu sehen”, so der Produktionsleiter Greg Bacon vom STScI. “Indem es die Wissenschaft verstand und wußte, wie man sie am besten darstellt, konnte unser kleines, talentiertes Team sich der Herausforderung stellen, diese ikonische Struktur zu visualisieren.

Die neue Visualisierung hilft Betrachtern zu erfahren, wie zwei der leistungs-fähigsten Weltraumteleskope der Welt zusammenarbeiten, um ein komplexeres und ganzheitliches Bild der Säulen zu zeichnen. Hubble sieht Objekte, die im sichtbaren Licht bei Tausenden von Grad leuchten. Webb’s Infrarotsicht, die für kühlere Objekte mit Temperaturen von nur wenigen hundert Grad empfindlich ist, durchdringt den verdeckenden Staub, um in den Säulen eingebettete Sterne zu sehen.

“Wenn wir die Beobachtungen der Weltraumteleskope der NASA in verschiedenen Wellenlängen des Lichts verbinden, erweitern wir unser Verständnis des Universums”, sagt Mark Clampin, Direktor der Astrophysik-Abteilung im NASA-Hauptquartier in Washington. “Die Region der Säulen der Schöpfung bietet uns weiterhin neue Erkenntnisse, die unser Wissen um die Sternentstehung vertiefen. Mit dieser neuen Visualisierung kann nun jeder diese reichhaltige, fesselnde Landschaft auf eine neue Weise erleben.”

Für die NASA vom STScI in Zusammenarbeit mit Partnern am Caltech/IPAC produziert und vom AstroViz-Projekt am Universe of Learning der NASA entwickelt, ist die 3D-Visualisierung Teil eines längeren, kommentierten Videos, das eine direkte Verbindung zur Wissenschaft und den Wissenschaftlern der Astrophysik-Missionen der NASA herstellt und zudem die Bedürfnisse eines Publikums aus Jugendlichen, Familien und Wissbegierigen berücksichtigt. Es ermöglicht den Zuschauern, grundlegende Fragen der Wissenschaft zu erkunden, zu erfahren, wie Wissenschaft betrieben wird, und das Universum selbst zu entdecken.

In der Visualisierung werden mehrere Stadien der Sternentstehung hervorgehoben. Wenn sich die Betrachter der zentralen Säule nähern, sehen sie an deren Spitze einen eingebetteten, jungen Protostern, der im Infrarotlicht hellrot schimmert. In der Nähe der Spitze der linken Säule befindet sich ein diagonaler Jet aus Material, das von einem neugeborenen Stern ausgestoßen wird. Obwohl der Jet ein Beweis für die Geburt eines Sterns ist, können die Betrachter den Stern selbst nicht sehen. Schließlich befindet sich am Ende eines der hervorstehenden “Finger” der linken Säule ein gleißender, brandneuer Stern.

Ein Bonusprodukt dieser Visualisierung ist ein neues druckbares 3D-Modell der Säulen der Schöpfung. Das in der Visualisierung verwendete Basismodell der vier Säulen wurde an das STL-Dateiformat angepaßt, so daß die Betrachter die Modelldatei herunterladen und auf 3D-Druckern ausdrucken können. Die Betrachtung der Struktur der Säulen auf diese taktile und interaktive Weise fügt dem Gesamterlebnis neue Perspektiven und Einsichten hinzu.

Weitere Visualisierungen und Verbindungen zwischen der Wissenschaft von Nebeln und Lernenden können durch andere Produkte von NASA’s Universe of Learning erkundet werden, etwa durch ViewSpace, eine Videoausstellung, die derzeit in fast 200 Museen und Planetarien in den Vereinigten Staaten läuft. Besucher können über das Video hinaus die von Welt-raumteleskopen erzeugten Bilder mit interaktiven Werkzeugen, die jetzt für Planetarien und Museen verfügbar sind, erkun-den.

Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über drei Jahrzehnten in Betrieb und macht weiterhin bahnbrechende Entdeckun-gen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein Projekt der internationalen Zusammen-arbeit zwischen der NASA und der ESA (Europäische Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, leitet das Teleskop und den Betrieb der Mission. Lockheed Martin Space mit Sitz in Denver, Colorado, unterstützt ebenfalls den Missionsbetrieb in Goddard. Das Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, das von der Association of Universities for Research in Astronomy betrieben wird, führt den wissenschaftlichen Betrieb von Hubble für die NASA durch.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisa-tion).

NASA’s Universe of Learning ist Teil des Science Activation Program der NASA, das vom Science Mission Directorate im NASA-Hauptquartier durchgeführt wird. Das Science Activation Program verbindet Wissenschaftsexperten der NASA, reale Inhalte und Erfahrungen sowie Gemeindevorsteher auf eine Art und Weise, die den Geist anregt und ein tieferes Verständ-nis für unsere Welt und darüber hinaus fördert. Durch die direkte Verbindung zur Wissenschaft und zu den Experten, die hinter der Wissenschaft stehen, bietet NASA’s Universe of Learning Ressourcen und Erfahrungen, die es Jugendlichen, Familien und Wissbegierigen ermöglichen, grundlegende Fragen der Wissenschaft zu erkunden, zu erfahren, wie Wissen-schaft gemacht wird, und das Universum selbst zu entdecken.

Visualisierung der Säulen der Schöpfung

Visualisierung: Greg Bacon (STScI), Ralf Crawford (STScI), Joseph DePasquale (STScI),
Leah Hustak (STScI), Christian Nieves (STScI), Joseph Olmsted (STScI),
Alyssa Pagan (STScI), Frank Summers (STScI), NASA’s Universe of Learning

Über das Bild: Dieses Bild ist ein Mosaik aus Ansichten desselben Bildes aus der Visualisierung der Säulen der Schöpfung im sichtbaren Licht und im Infrarotlicht. Das dreidimensionale Modell der Säulen, das für die Visualisierungs-sequenz erstellt wurde, wird abwechselnd in der Version des Hubble-Teleskops (sichtbares Licht) und in der Version des Webb-Teleskops (Infrarotlicht) gezeigt.

In der Hubble-Version des Modells zeigen die Säulen dunkelbraunen, nicht durchsichtigen Staub und hellgelbes ionisiertes Gas vor einem grünlich-blauen Hintergrund. Die Webb-Version des Modells zeigt orangefarbenen und orange-braunen Staub, der halbtransparent ist, mit hellblauem ionisiertem Gas vor einem dunkelblauen Hintergrund. Die Visualisierungs-sequenz blendet zwischen diesen beiden Modellen hin und her, während die Kamera an den Säulen vorbeifliegt. Diese kontrastierenden Ansichten veranschaulichen, wie sich die Beobachtungen der beiden Teleskope gegenseitig ergänzen und unterschiedliche wissenschaftliche Aspekte der Säulen untersuchen.

3D-Modell der Säulen der Schöpfung

3D-Modell: Leah Hustak (STScI), Ralf Crawford (STScI), NASA’s Universe of Learning

Über das Bild: Dieses Photo zeigt ein 3D-Druckmodell der berühmten Säulen der Schöpfung im Adlernebel. Das für die Visualisierung der Säulen der Schöpfung verwendete 3D-Computermodell wurde in das STL-Dateiformat konvertiert und auf eine runde Basis für die Verwendung mit 3D-Druckern gesetzt.

Die druckbare STL-Datei sowohl des vollständigen 3D-Modells der Säulen der Schöpfung – sowie Dateien für jede der vier einzelnen Säulen – finden Sie auf HubbleSite und WebbTelescope.

Die Säulen der Schöpfung: Eine 3D-Multiwellenlängen-Erkundung

Produzent: Greg Bacon (STScI), Frank Summers (STScI), NASA’s Universe of Learning
Visualisierung: Greg Bacon (STScI), Ralf Crawford (STScI), Joseph DePasquale (STScI), Leah Hustak (STScI), Danielle Kirshenblat (STScI), Christian Nieves (STScI), Joseph Olmsted (STScI), Alyssa Pagan (STScI), Frank Summers (STScI), Robert L. Hurt (Caltech, IPAC)
Wissenschaftlicher Berater: Anna McLeod (Durham University)
Musik: Joseph DePasquale (STScI)

Auf Grund der Größe wird auf die Originalseite der Videoveröffentlichung verwiesen. Dort ist das Video in unterschied-lichen Größen abrufbar.

Diese wissenschaftliche Visualisierung erkundet die Kultstatus besitzenden Säulen der Schöpfung im Adlernebel (Messier 16 bzw. M16) anhand von Daten der NASA-Weltraumteleskope Hubble und Webb.

Auf der Grundlage wissenschaftlicher Ergebnisse haben Astronomen und Künstler diese beeindruckende Formation drei-dimensional modelliert und einen Film erstellt, der es dem Betrachter ermöglicht, an den Säulen vorbei und zwischen ihnen hindurch zu fliegen. Was auf einem zweidimensionalen Bild wie drei Säulen aussieht, teilt sich im dreidimensionalen Modell in vier Staubwolken mit ionisiertem Gas, das von jeder einzelnen wegströmt.

Während die virtuelle Kamera durch das Modell fliegt, wechselt die Ansicht zwischen der Perspektive des sichtbaren Lichts und der des Infrarotlichts. Die Betrachter erkunden die Gegensätze zwischen den Beobachtungen von Hubble und Webb, die zeigen, wie sich die Teleskope gegenseitig ergänzen, indem sie unterschiedliche wissenschaftliche Aspekte der Wolken untersuchen.

Die Säulen der Schöpfung verdanken ihren Spitznamen der Tatsache, daß sich in diesen Staubwolken Sterne bilden. Die visuelle Tour zeigt verschiedene Stadien der Sternentstehung, darunter einen eingebetteten Protostern an der Spitze der zentralen Säule, bipolare Jets von einem verborgenen Stern, der sich im oberen Teil der linken Säule bildet, und einen neugeborenen Stern in der Mitte der linken Säule.

Diese Visualisierung ist ein Produkt des AstroViz-Projekts von Universe of Learning der NASA. Eine längere Visualisierung mit dem Titel “Die Säulen der Schöpfung und das Zusammenspiel von Sternen und Staub” enthält genaue Erläuterungen zu den Strukturen und der Wissenschaft dahinter.

Die Säulen der Schöpfung und das Zusammenspiel von Sternen und Staub

Produzent: Greg Bacon (STScI), Frank Summers (STScI), NASA’s Universe of Learning
Visualisierung: Greg Bacon (STScI), Ralf Crawford (STScI), Joseph DePasquale (STScI), Leah Hustak (STScI), Danielle Kirshenblat (STScI), Christian Nieves (STScI), Joseph Olmsted (STScI), Alyssa Pagan (STScI), Frank Summers (STScI), Robert L. Hurt (Caltech, IPAC)
Wissenschaftlicher Berater: Anna McLeod (Durham University)
Drehbuchautor: Frank Summers (STScI) – Erzählung: Frank Summers (STScI)
Musik: Joseph DePasquale (STScI)

Auf Grund der Größe wird auf die Originalseite der Videoveröffentlichung verwiesen. Dort ist das Video in unterschied-lichen Größen abrufbar.

Diese wissenschaftliche Visualisierung erforscht die ikonischen Säulen der Schöpfung im Adlernebel (Messier 16 oder M16) und die verschiedenen Möglichkeiten, wie Sterne und Staub im Prozeß der Sternentstehung miteinander verwoben sind. Bei der Entwicklung der kontextuellen Geschichte und des dreidimensionalen Modells nutzt das Video Daten aus wissenschaftlichen Arbeiten, dem Hubble-Weltraumteleskop, dem Webb-Weltraumteleskop, dem Spitzer-Weltraumteleskop und dem Chandra-Röntgenobservatorium.

Die Sequenz beginnt mit einem Zoom von unserer Milchstraße zu den Säulen der Schöpfung, ein Maßstabswechsel um mehr als den Faktor 10.000. Auf dem Weg dorthin führt die allgemeine Verteilung von Sternen und Staubwolken am Himmel zu den spezifischen Details des sternbildenden Adlernebels. Die stellaren Winde und das energiereiche Licht der heißen jungen Sterne im Zentrum des Nebels sind für die Form der Säulen verantwortlich.

Anschließend begibt sich das Video auf eine Reise in die dreidimensionale Struktur der Säulen. Auf der Grundlage wissen-schaftlicher Ergebnisse haben Astronomen und Künstler diese beeindruckende Formation dreidimensional modelliert und eine Sequenz erstellt, die an den Säulen vorbeifliegt und zwischen ihnen hindurchgeht. Was auf einem zweidimensionalen Bild wie drei zusammenhängende Säulen erscheint, zerfällt im dreidimensionalen Modell in vier Staubwolken mit ionisier-tem Gas, das von jeder Wolke wegströmt.

Während die virtuelle Kamera durch das Modell fliegt, wechselt die Ansicht zwischen Hubble’s Perspektive im sichtbaren Licht und Webb’s Perspektive im Infrarotlicht hin und her. Die Betrachter erkunden die Kontraste zwischen den Beobach-tungen von Hubble und Webb, die zeigen, wie sich die Teleskope gegenseitig ergänzen, indem sie unterschiedliche wissenschaftliche Aspekte der Wolken untersuchen.

Die Säulen der Schöpfung verdanken ihren Spitznamen der Tatsache, daß sich in diesen Staubwolken Sterne bilden. Die visuelle Tour zeigt verschiedene Stadien der Sternentstehung, darunter einen eingebetteten Protostern an der Spitze der zentralen Säule, bipolare Jets von einem verborgenen Stern, der sich im oberen Teil der linken Säule bildet, und einen neugeborenen Stern in der Mitte der linken Säule.

Diese Visualisierung ist ein Produkt des AstroViz-Projekts von Universe of Learning der NASA. Eine kürzere Visualisierung ohne Erläuterungen, “Die Säulen der Schöpfung: Eine 3D-Multiwellenlängen-Erkundung”, konzentriert sich auf den erfahr-baren Durchflug durch die Säulen.