Originalveröffentlichung am 11.01.2023 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases
Zusammenfassung: Neue Daten gewähren Einblicke in eine frühe Ära der Sternentstehung
Durch den Blick in einen bekannten Sternhaufen in der Kleinen Magellanschen Wolke hat das NIRCam-Instrument von Webb viele neue Bereiche der Sternentstehung aufgedeckt, die bisher noch nie gesehen wurden. Außerdem tauchen auf diesem Bild neue Strukturen auf, die einen Einblick in die Sterne gewähren, die sich darin bilden.
NGC 346, eine der dynamischsten Sternentstehungsregionen in nahen Galaxien, ist voller Geheimnisse. Mit den neuen Erkenntnissen des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA ist sie nun weniger geheimnisvoll.
NCG 346 befindet sich in der Kleinen Magellanschen Wolke (SMC), einer Zwerggalaxie in der Nähe unserer Milchstraße. Die SMC enthält im Vergleich zur Milchstraße geringere Konzentrationen von Elementen, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind und die Astronomen als Metalle bezeichnen. Da Staubkörner im Weltraum hauptsächlich aus Metallen bestehen, erwarteten die Wissenschaftler, daß es dort nur geringe Mengen an Staub geben würde und daß dieser nur schwer zu entdecken wäre. Neue Daten von Webb zeigen das Gegenteil.
Die Astronomen untersuchten diese Region, weil die Bedingungen und die Menge an Metallen in der SMC denen in Galaxien vor Milliarden von Jahren ähneln, während einer Ära im Universum, die als „kosmischer Mittag“ bekannt ist, als die Sternentstehung ihren Höhepunkt erreichte. Etwa 2 bis 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall bildeten die Galaxien in rasantem Tempo Sterne. Das Feuerwerk der Sternentstehung, das damals stattfand, prägt noch heute die Galaxien, die wir um uns herum sehen.
„Eine Galaxie zur kosmischen Mittagszeit besäße nicht nur eine NGC 346 wie die Kleine Magellansche Wolke, sondern Tausende von Sternentstehungsgebieten wie dieses“, so Margaret Meixner, Astronomin an der Universities Space Research Association und Leiterin des Forschungsteams. „Aber selbst wenn NGC 346 jetzt der einzige massive Haufen ist, der in seiner Galaxie fleißig Sterne bildet, bietet er uns eine großartige Gelegenheit, die Bedingungen zu untersuchen, die zur kosmischen Mittagszeit herrschten.“
Durch die Beobachtung von Protosternen, die sich noch im Entstehungsprozeß befinden, können die Forscher herausfinden, ob sich der Sternentstehungsprozeß in der SMC von dem unterscheidet, den wir in unserer eigenen Milchstraße beobachten. Frühere Infrarotstudien von NGC 346 konzentrierten sich auf Protosterne, die schwerer sind als das 5- bis 8-fache der Masse unserer Sonne. „Mit Webb können wir Protosterne mit geringerer Masse, die nur ein Zehntel der Masse unserer Sonne besitzen, untersuchen, um zu sehen, ob ihr Entstehungsprozeß durch den geringeren Metallgehalt beeinflußt wird“, sagte Olivia Jones vom United Kingdom Astronomy Technology Centre, Royal Observatory Edinburgh, die das Programm mitfinanziert hat.
Wenn Sterne entstehen, sammeln sie Gas und Staub aus der umgebenden Molekülwolke auf, die auf Webb-Bildern wie Bänder aussehen können. Das Material sammelt sich zu einer Akkretionsscheibe, die den zentralen Protostern ernährt. Astronomen haben bereits Gas um Protosterne in NGC 346 entdeckt, aber die Beobachtungen von Webb im nahen Infrarot sind das erste Mal, daß sie auch Staub in diesen Scheiben nachweisen konnten.
„Wir sehen nicht nur die Bausteine von Sternen, sondern möglicherweise auch von Planeten“, sagte Guido De Marchi von der Europäischen Weltraumorganisation sowie Mitglied des Forschungsteams. „Und da die Kleine Magellansche Wolke eine ähnliche Umgebung wie Galaxien während der kosmischen Mittagszeit aufweist, ist es möglich, daß sich Gesteinsplaneten früher im Universum gebildet haben, als wir bisher angenommen haben.“
Das Team verfügt auch über spektroskopische Beobachtungen des NIRSpec-Instruments von Webb, die weiter ausgewertet werden. Es wird erwartet, daß diese Daten neue Einblicke in das Material, das auf einzelne Protosterne fällt, sowie in die unmittelbare Umgebung des Protosterns liefern werden.
Diese Ergebnisse sind am 11. Januar in einer Pressekonferenz auf der 241. Tagung der American Astronomical Society vorgestellt worden. Die Beobachtungen wurden im Rahmen des Programms 1227 durchgeführt.
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).
NGC 346 (NIRCam Image)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): NGC 346
- Objektbeschreibung: Haufen und Nebel in der Kleinen Magellanschen Wolke
- Rektaszension: 00:59:04.95
- Deklination: -72:10:09.15
- Sternbild: Tucana
- Entfernung: 200.000 Lichtjahre entfernt (61.300 Parsecs)
- Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 3,9 Bogenminuten (240 Lichtjahre)
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F200W; F277W; F335M; F444W
- Bild
- Farbinformation Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte 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:
- Rot: F444W, Orange: F335M, Cyan: F277W, Blau: F200W
Über das Bild: NGC 346, hier auf diesem Bild der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA, ist ein dynamischer Sternhaufen, der in einem 200.000 Lichtjahre entfernten Nebel liegt. Webb enthüllt das Vorhandensein von viel mehr Bausteinen als bisher erwartet, nicht nur für Sterne, sondern auch für Planeten, in Form von Wolken voller Staub und Wasserstoff.
Die Gaswolken und -bögen auf diesem Bild enthalten zwei Arten von Wasserstoff. Das rosafarbene Gas steht für energiereichen Wasserstoff, der in der Regel bis zu 10.000 °C oder mehr heiß ist, während das orangefarbene Gas für dichten, molekularen Wasserstoff steht, der mit ungefähr -200 °C oder niedriger viel kälter ist, und für den damit verbundenen Staub.
Das kältere Gas bietet ein hervorragendes Umfeld für die Entstehung von Sternen, und während sie dies tun, verändern sie die Umgebung um sich herum. Dies zeigt sich in den verschiedenen Graten, die entstehen, wenn das Licht dieser jungen Sterne die dichten Wolken auflöst. Die vielen Säulen aus leuchtendem Gas zeigen die Auswirkungen dieser Erosion durch das Sternlicht in der gesamten Region.
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): NGC 346
- Objektbeschreibung: Haufen und Nebel in der Kleinen Magellanschen Wolke
- Rektaszension: 00:59:04.95
- Deklination: -72:10:09.15
- Sternbild: Tucana
- Entfernung: 200.000 Lichtjahre entfernt (61.300 Parsecs)
- Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 3,9 Bogenminuten (240 Lichtjahre)
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F200W; F277W; F335M; F444W
- Bild
- Farbinformation Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte 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:
- Rot: F444W, Orange: F335M, Cyan: F277W, Blau: F200W
Über das Bild: Dieses Bild des Sternhaufens NGC 346, aufgenommen von Webb‘s Nahinfrarotkamera (NIRCam), zeigt Kompasspfeile, eine Skalenleiste und einen Farbschlüssel als Referenz.
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.
Rechts unten befindet sich ein Maßstabsbalken mit der Angabe 50 Lichtjahre, 15 Parsec. Die Länge des Maßstabsbalkens entspricht ungefähr einem Fünftel der Gesamtbreite des Bildes. Unter dem Bild befindet sich ein Farbschlüssel, der anzeigt, welche NIRCam-Filter zur Erstellung des Bildes verwendet wurden und welche Farbe des sichtbaren Lichts den einzelnen Filtern zugeordnet ist. Von links nach rechts handelt es sich um folgende NIRCam-Filter: F200W ist blau; F277W ist grün; F335M ist orange und F444W ist rot.
Tour durch NGC 346
Dieses Video besucht NGC 346, eine der dynamischsten Sternentstehungsregionen in nahen Galaxien. NGC 346, ein Sternhaufen, der in einem Nebel liegt, ist 210.000 Lichtjahre entfernt. Er befindet sich in der Kleinen Magellanschen Wolke, einer Zwerggalaxie in der Nähe unserer Milchstraße.
Neue Erkenntnisse des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA zeigen ein weitaus komplexeres Netzwerk aus Gas- und Staubstrukturen als bisher in diesem Gebiet entdeckt. In einer Gaswolke befindet sich kalter molekularer Wasserstoff, der eine perfekte Umgebung für die Bildung junger Sterne bietet, von denen einige auf dem Bild zu sehen sind. Diese jungen Sterne erzeugen Energie, die das Gas aufheizt, wodurch der molekulare Wasserstoff angeregt und gespalten wird. Auf diese Weise werden grobe Rillen in das Gas gemeißelt.
Ein weiterer Bereich oben rechts scheint den Kopf eines Drachens zu zeigen, der Kugeln aus heißem Gas ausspuckt. Sein „Auge“ und die Bälle aus Gas sind Bereiche mit aktiver Sternentstehung, die die Umgebung weiter verändern werden.
Die Strähnen auf dem Bild oben rechts sind ein weiterer Beweis für diese Umweltveränderung. Winde von nahen Sternen blasen das Material weg, das die sich noch bildenden Sterne umgibt, und lassen diese kleinen Strukturen zurück.
Um den Bogen herum sehen wir gewundene Bänder aus glühendem Gas, die das kalte molekulare Gas der Region umreißen. Diese vielen Säulen der Schöpfung zeigen, wie weitreichend die stellare Erosion in dieser Region ist.
Im Laufe der Jahrmillionen wird das Gemisch aus energiereichem und dichtem Wasserstoff schließlich Tausende von Sternen und weitaus mehr dieser fadenförmigen Strukturen hervorbringen.
