NASA’s Webb fängt himmlisches Feuerwerk um entstehenden Stern ein

Originalveröffentlichung am 02.07.2024 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases

Zusammenfassung: Die Farben in diesem Mittelinfrarotbild verraten Einzelheiten über das Verhalten des zentralen Protosterns

Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA feiert den amerikanischen Unabhängigkeitstag mit einer Beobachtung des Protosterns, der sich in der dunklen Molekülwolke L1527 im mittleren Infrarotlicht verbirgt, während er sich entwickelt. Diese dynamische neue Ansicht zeigt das Verhalten dieses jungen Objekts und zeichnet die verschiedenen Gas- und Staubkonzentrationen auf, die den Protostern umgeben.

Auf diesem neuen Bild von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop scheint der Kosmos mit einer krachenden Explosion von Pyrotechnik lebendig zu werden. Aufgenommen mit Webb’s MIRI (Mid-Infrared Instrument), markiert diese feurige Sanduhr den Schauplatz eines sehr jungen Objekts, das dabei ist, ein Stern zu werden. Ein zentraler Protostern wächst im Hals der Sanduhr und sammelt Material aus einer dünnen protoplanetaren Scheibe an, die auf Kante stehend als dunkle Linie zu sehen ist.

Der Protostern, ein relativ junges Objekt von etwa 100.000 Jahren, ist noch immer von seiner ursprünglichen Molekülwolke, einer großen Region aus Gas und Staub, umgeben. Webb’s frühere Beobachtung von L1527 mit der NIRCam (Nahinfrarotkamera) ermöglichte uns einen Blick in diese Region und zeigte diese Molekülwolke und den Protostern in undurchsichtigen, kräftigen Farben.

Sowohl NIRCam als auch MIRI zeigen die Auswirkungen von Ausströmungen, die in entgegengesetzte Richtungen entlang der Rotationsachse des Protosterns ausgestoßen werden, wenn das Objekt Gas und Staub aus der umgebenden Wolke aufbraucht. Diese Ausströmungen haben die Form von Bugstößen auf die umgebende Molekülwolke, die durchweg als fadenförmige Strukturen erscheinen. Sie sind auch für die Entstehung der hellen Sanduhrstruktur in der Molekülwolke verantwortlich, da sie die umgebende Materie anregen und die Regionen darüber und darunter zum Leuchten bringen. Dadurch entsteht ein Effekt, der an ein Feuerwerk erinnert, das einen bewölkten Nachthimmel erhellt. Im Gegensatz zu NIRCam, das vor allem das vom Staub reflektierte Licht zeigt, gibt MIRI Aufschluß darüber, wie sich diese Ausströmungen auf den dichtesten Staub und die Gase in der Region auswirken.

Die hier blau eingefärbten Bereiche, die den größten Teil der Sanduhr umfassen, zeigen hauptsächlich kohlenstoffhaltige Moleküle, die als polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bekannt sind. Der Protostern selbst und die dichte Decke aus Staub und einem Gasgemisch, die ihn umgibt, sind in Rot dargestellt (die funkensprühenden roten Ausläufer sind ein Artefakt der Optik des Teleskops). Dazwischen zeigt MIRI eine weiße Region direkt über und unter dem Protostern, die in der NIRCam-Ansicht nicht so deutlich zu erkennen ist. Diese Region ist eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen, ionisiertem Neon und dichtem Staub, was zeigt, daß der Protostern diese Materie ziemlich weit von sich wegschleudert, während er ungeordnet Material aus seiner Scheibe verzehrt.

Wenn der Protostern weiter altert und energiereiche Jets freisetzt, wird er einen Großteil dieser Molekülwolke verzehren, zerstören und wegschieben, und viele der Strukturen, die wir hier sehen, werden zu verblassen beginnen. Sobald er seine Masse erreicht hat, wird dieses beeindruckende Schauspiel enden, und der Stern wird eines Tages selbst für unsere optischen Teleskope immer deutlicher wahrnehmbar werden.

Die Kombination von Auswertungen sowohl im nahen als auch im mittleren Infrarot offenbart das Gesamtverhalten dieses Systems, einschließlich der Auswirkungen des zentralen Protosterns auf die umliegende Region. Andere Sterne in Taurus, der Sternentstehungsregion, in der sich L1527 befindet, bilden sich genau so, was dazu führen könnte, daß andere Molekülwolken gestört werden und entweder die Entstehung neuer Sterne verhindern oder deren Entwicklung beschleunigen.

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 Weltraumorganisation).

L1527 und Protostern (MIRI Ansicht)

Ansicht: NASA, ESA, CSA, STScI
  • Fast Facts
  • Objekt
  • Objektname(n): L1527 IRS (IRAS 04368+2557)
  • Objektbeschreibung: Junges stellares Objekt
  • Rektaszension: 04:39:53.59
  • Deklination: +26:03:05.50
  • Sternbild: Taurus
  • Entfernung: Etwa 460 Lichtjahre
  • Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 2,37 Bogenminuten (ungefähr 0.32 Lichtjahre)
  • Daten
  • Instrument: MIRI
  • Filter: F770W, F1280W, F1800W
  • Bild
  • Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument MIRI aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um verschiedene Infrarot-Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
  • Blau: F770W Grün: F1280M Rot: F1800W

Über das Bild: L1527, auf diesem Bild von MIRI (Mid-Infrared Instrument) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA zu sehen, ist eine Molekülwolke, die einen Protostern beherbergt. Sie befindet sich etwa 460 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Taurus. Das diffusere blaue Licht und die fadenförmigen Strukturen auf dem Bild stammen von organischen Verbindungen, die als polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) bekannt sind, während das Rot in der Mitte des Bildes eine energiereiche, dichte Schicht aus Gasen und Staub ist, die den Protostern umgibt. Der Bereich dazwischen, der in Weiß erscheint, ist eine Mischung aus PAKs, ionisiertem Gas und anderen Molekülen.

Dieses Bild umfaßt Filter, die Licht von 7,7 Mikrometer als Blau, Licht von 12,8 Mikrometer als Grün und Licht von 18 Mikrometer als Rot darstellen.

L1527 und Protostern (MIRI Kompass-Ansicht)

Ansicht: NASA, ESA, CSA, STScI
  • Fast Facts
  • Objekt
  • Objektname(n): L1527 IRS (IRAS 04368+2557)
  • Objektbeschreibung: Junges stellares Objekt
  • Rektaszension: 04:39:53.59
  • Deklination: +26:03:05.50
  • Sternbild: Taurus
  • Entfernung: Etwa 460 Lichtjahre
  • Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 2,37 Bogenminuten (ungefähr 0.32 Lichtjahre)
  • Daten
  • Instrument: MIRI
  • Filter: F770W, F1280W, F1800W
  • Bild
  • Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument MIRI aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um verschiedene Infrarot-Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
  • Blau: F770W Grün: F1280M Rot: F1800W

Über das Bild: Dieses von Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) aufgenommene Bild des Nebels L1527 zeigt Kompasspfeile, einen Maßstabsbalken und einen Farbschlüssel zur Orientierung.

Die Kompasspfeile nach Norden und Osten zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel an. Beachten Sie, daß die Beziehung zwischen Norden und Osten am Himmel (von unten gesehen) im Vergleich zu den Richtungspfeilen auf einer Karte des Bodens (von oben gesehen) umgekehrt ist.

Der Maßstabsbalken ist in Astronomischen Einheiten (AE) angegeben, was der durchschnittlichen Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht, also 150 Millionen Kilometer.

Dieses Bild zeigt unsichtbare Wellenlängen des Lichts im mittleren Infrarot, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Der Farbschlüssel zeigt, welche MIRI-Filter bei der Erfassung des Lichts verwendet wurden. Die Farbe jedes Filternamens ist die Farbe des sichtbaren Lichts, die verwendet wird, um das infrarote Licht darzustellen, das durch diesen Filter fällt.