NASA’s Webb identifiziert bislang früheste Supernova und zeigt ihre Heimatgalaxie

Originalveröffentlichung am 09.12.2025 zu finden unter: https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Zusammenfassung: Das Teleskop hat Nahinfrarotlicht von einem der ersten Sterne eingefangen, die in der Geschichte des Universums explodiert sind

Dem James-Webb-Weltraumteleskop gelang es mit einigen Schnappschüssen im nahen Infrarot, die Quelle eines superhellen Lichtblitzes zu lokalisieren, der als Gammastrahlenausbruch bekannt ist und entstand, als eine gewaltige Sternexplosion stattfand, als das Universum erst 730 Millionen Jahre alt war.

Und zum ersten Mal an diesem Zeitpunkt in der Geschichte des Universums gelang dem Teleskop die Entdeckung der Galaxie, in der die Supernova entstanden war.

Webb’s schnelle Beobachtungen bestätigten Daten von Teleskopen auf der ganzen Welt, die den Mitte März aufgetretenen Gammastrahlenausbruch verfolgt hatten.

NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop hat eine Supernova beobachtet, die explodierte, als das Universum erst 730 Millionen Jahre alt war – die bislang früheste Entdeckung dieser Art. Die scharfen Nahinfrarotbilder von Webb ermöglichten es den Astronomen auch, die lichtschwache Heimatgalaxie der Supernova zu lokalisieren. Das Teleskop führte die raschen Beobachtungen am 1. Juli zur Unterstützung einer internationalen Gruppe von Teleskopen durch, die Mitte März einen superhellen Lichtblitz, bekannt als Gammastrahlenausbruch, entdeckt hatte. NASA’s Missionen sind Teil eines wachsenden weltweiten Netzwerks, das flüchtige Veränderungen am Himmel beobachtet, um die Geheimnisse der Funktionsweise des Universums zu lüften.

Mit dieser Beobachtung brach Webb auch seinen eigenen Rekord: Der bisherige Rekordhalter unter den Supernovae explodierte, als das Universum 1,8 Milliarden Jahre alt war.

„Nur Webb konnte unmittelbar zeigen, daß dieses Licht von einer Supernova stammt – einem kollabierenden massereichen Stern“, sagte Andrew Levan, Erstautor einer von zwei neuen Veröffentlichungen in Astronomy and Astrophysics Letters und Professor an der Radboud-Universität in Nimwegen, Niederlande, und der Universität Warwick im Vereinigten Königreich. „Diese Beobachtung zeigt auch, daß wir mit Webb einzelne Sterne finden können, die zu einer Zeit entstanden sind, als das Universum nur 5 % seines heutigen Alters hatte.“ (Die zweite Arbeit, von B. Cordier et al., wurde ebenfalls in Astronomy and Astrophysics Letters veröffentlicht.)

Während ein Gammablitz in der Regel nur Sekunden bis Minuten dauert, leuchtet eine Supernova mehrere Wochen lang schnell auf, bevor sie langsam verblaßt. Im Gegensatz dazu leuchtete diese Supernova über Monate hinweg. Da sie so früh in der Geschichte des Universums explodierte, wurde ihr Licht gedehnt, da der Kosmos über Milliarden von Jahren hinweg expandierte. Mit der Dehnung des Lichts verlängert sich auch die Zeit, die Ereignisse benötigen, um sich zu offenbaren. Die Beobachtungen mit Webb wurden absichtlich dreieinhalb Monate nach dem Ende des Gammablitzes durchgeführt, da man davon ausging, daß die zugrunde liegende Supernova zu diesem Zeitpunkt am hellsten sein würde.

„Webb lieferte die schnelle und empfindliche Nachbeobachtung, die wir brauchten“, sagte Benjamin Schneider, Mitautor und Postdoktorand am Laboratoire d’Astrophysique de Marseille in Frankreich.

Gammastrahlenausbrüche sind äußerst selten. Ausbrüche, die nur wenige Sekunden dauern, können durch die Kollision zweier Neutronensterne oder die Kollision eines Neutronensterns mit einem Schwarzen Loch verursacht werden. Längere Ausbrüche wie dieser, der etwa 10 Sekunden dauerte, stehen häufig im Zusammenhang mit dem explosiven Tod massereicher Sterne.

Unmittelbare, zügige Untersuchung der Quelle

Der erste Alarm kam am 14. März. Die Nachricht über den Gammastrahlenausbruch aus einer sehr weit entfernten Quelle kam von der SVOM-Mission (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), einem französisch-chinesischen Teleskop, das 2024 gestartet wurde und zur Erkennung flüchtiger Ereignisse entwickelt wurde.

Elf Stunden später zeigte das Nordic Optical Telescope auf den Kanarischen Inseln im infraroten Licht ein Nachleuchten des Gammastrahlenausbruchs, ein Hinweis darauf, daß die Gammastrahlen mit einem sehr weit entfernten Objekt in Verbindung stehen könnten.

Vier Stunden später schätzte das Very Large Telescope der ESO in Chile, daß das Objekt 730 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte.

„In den letzten 50 Jahren wurden nur wenige Gammastrahlenausbrüche entdeckt, die in den ersten Milliarden Jahren des Universums stattfanden“, sagte Levan. „Dieses besondere Ereignis ist sehr selten und sehr spannend.“

Erstaunliche Ähnlichkeit mit nahegelegenen Supernovae

Da es sich hierbei um die bisher früheste und am weitesten entfernte Supernova handelt, die jemals entdeckt wurde, verglichen die Forscher sie mit dem, was sie bereits sehr genau kennen – moderne, nahegelegene Supernovae. Die beiden erwiesen sich als sehr ähnlich, was sie überraschte.

Warum? Über die ersten Milliarden Jahre des Universums ist noch wenig bekannt. Frühe Sterne enthielten wahrscheinlich weniger schwere Elemente, waren massereicher und hatten eine kürzere Lebensdauer. Sie existierten auch während der Ära der Reionisierung, als das Gas zwischen den Galaxien für hochenergetisches Licht weitgehend undurchlässig war.

„Wir gingen vorurteilsfrei an die Sache heran“, sagte Nial Tanvir, Mitautor und Professor an der Universität Leicester im Vereinigten Königreich. „Und siehe da, Webb zeigte, daß diese Supernova genau wie moderne Supernovae aussieht.“ Bevor Forscher feststellen können, warum eine so frühe Supernova Supernovae in unserer Nähe ähnelt, sind weitere Daten erforderlich, um winzige Unterschiede zu identifizieren.

Erster Blick auf die Heimatgalaxie der Supernova

„Die Beobachtungen von Webb deuten darauf hin, daß diese ferne Galaxie anderen Galaxien ähnlich ist, die zur gleichen Zeit existierten“, sagte Emeric Le Floc’h, Mitautor und Astronom am CEA Paris-Saclay (Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives) in Frankreich. Da das Licht der Galaxie sich in wenigen Pixeln mischt und die Galaxie dadurch wie ein rötlicher Fleck aussieht, sind unsere Erkenntnisse darüber bis jetzt begrenzt. Sie überhaupt sehen zu können, ist schon ein Durchbruch.

Die Forscher haben bereits Pläne geschmiedet, Webb erneut für die internationalen Bemühungen einzusetzen, um mehr über Gammastrahlenausbrüche zu erfahren, die von Objekten im frühen Universum ausgestrahlt werden. Das Team hat die Genehmigung erhalten, Ereignisse mit Webb zu beobachten, und hat nun ein neues Ziel: mehr über Galaxien im fernen Universum zu erfahren, indem es das Nachleuchten der Gammastrahlenausbrüche selbst erfaßt. „Dieses Leuchten wird Webb helfen, mehr zu sehen, und uns einen ‚Fingerabdruck‘ der Galaxie liefern“, sagte Levan.

Dieses Forschungsteam beobachtete die Supernova GRB 250314A mit einem schnell umsetzbaren Director’s Discretionary Time-Program.

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).

Auszug von GRB 250314A (NIRCam Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): GRB 250314A
• Objektbeschreibung: Langer Gammastrahlenausbruch bei z=7
• Rektaszension: 13:25:12.16
• Deklination: -05:16:55.10
• Sternbild: Virgo
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 2,3 Bogenminuten
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F150W, F200W, F277W, F356W, F444W
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um breite Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Blau = F150W, Grün = F200W+277W, Rot = F356W+F444W

Über das Bild: Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat die Quelle eines extrem hellen Lichtblitzes identifiziert, der als Gammastrahlenausbruch bekannt ist: eine Supernova, die explodierte, als das Universum erst 730 Millionen Jahre alt war. Die hochauflösenden Nahinfrarotbilder von Webb haben auch die Heimatgalaxie der Supernova entdeckt. Seine schnellen Beobachtungen bestätigten die Daten anderer Teleskope, die die helle Emission eines Gammastrahlenausbruchs verfolgt hatten, der Mitte März auftrat.

Supernova GRB 250314A (Künstlerischer Entwurf)

Über das Bild: Diese zweiteilige Darstellung zeigt die Supernova GRB 250314A zum Zeitpunkt ihrer Explosion und drei Monate später, als Webb sie beobachtete. Webb bestätigte, daß die Supernova entstand, als das Universum erst 730 Millionen Jahre alt war.

Auf der linken Seite sind die charakteristischen Jets eines Gammastrahlenausbruchs zu sehen, die sich durch das Material bohren, das durch die Supernova-Explosion ausgestoßen wurde.

Auf der rechten Seite strahlt die leuchtende Supernova durch Gas, das weiter durch die Explosion nach außen strömt.

Im Hintergrund ist die Heimatgalaxie der Supernova zu sehen, die zahlreiche helle Sternentstehungsgebiete enthält.

Auszug von GRB 250314A (NIRCam Kompass-Ansicht)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): GRB 250314A
• Objektbeschreibung: Langer Gammastrahlenausbruch bei z=7
• Rektaszension: 13:25:12.16
• Deklination: -05:16:55.10
• Sternbild: Virgo
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 2,3 Bogenminuten
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F150W, F200W, F277W, F356W, F444W
• Bild
• Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um breite Wellenlängenbereiche zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuweisung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem monochromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
• Blau = F150W, Grün = F200W+277W, Rot = F356W+F444W

Über das Bild: Dieses Bild der Supernova GRB 250314A, eingefangen von der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des James-Webb-Weltraumteleskops, zeigt Kompasspfeile, Maßstab und Farblegende als Referenz.

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

Die Maßstabsleiste ist in Bogensekunden angegeben, einer Maßeinheit für Winkelabstände am Himmel. Eine Bogensekunde entspricht einem Winkelmaß von 1/3600 eines Grades. Ein Grad umfaßt 60 Bogenminuten und eine Bogenminute hat 60 Bogensekunden. (Der Vollmond hat einen Winkeldurchmesser von etwa 30 Bogenminuten.) Die tatsächliche Größe eines Objekts, das eine Bogensekunde am Himmel einnimmt, hängt von seiner Entfernung zum Teleskop ab.

Dieses Bild zeigt unsichtbare nahinfrarote Wellenlängen des Lichts, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Die Farblegende zeigt, welche NIRCam-Filter bei der Erfassung des Lichts verwendet wurden. Die Farbe jedes Filternamens entspricht der Farbe des sichtbaren Lichts, mit der das durch diesen Filter hindurchtretende Infrarotlicht dargestellt wird.