NASA’s Webb nimmt sterngefülltes Porträt der Säulen der Schöpfung auf

Originalveröffentlichung am 19.10.2022 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases

Zusammenfassung: Licht im nahen Infrarot offenbart riesige Populationen von sich bildenden Sternen, von denen viele noch in Staub eingeschlossen sind

Dieser funkelnde Blick auf die Säulen der Schöpfung wurde von der Near-Infrared Camera des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA gewonnen – und er lädt dazu ein, Pixel für Pixel untersucht zu werden. Die Szene mag sowohl vertraut als auch völlig neu aussehen – das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hatte sie 1995 zum ersten Mal im Blick und dann wieder 2014, und viele andere Teleskope haben diese Szene ebenfalls genau betrachtet. Doch dies ist das erste Mal, daß ein Observatorium so detaillierte Daten im nahen Infrarotlicht liefert. Neu entstandene Sterne leuchten in Rosa-, Rot- und Karmesintönen. Noch im Entstehen begriffene Sterne, die tief in den staubhaltigen Säulen verborgen sind, ähneln geschmolzener Lava, und voll ausgebildete blaue und gelbe Sterne übersäen die Szene. Wo sind die Galaxien, die viele Bilder von Webb geradezu überfluten? Die Säulen befinden sich direkt vor der Scheibe unserer Galaxis, die uns den Blick auf die meisten dahinter liegenden Galaxien versperrt. Zudem wird die Szene auch durch das vereinte Licht der vielen dicht gedrängten Sterne erhellt. Mit diesen neuen Daten werden die Forscher in der Lage sein, komplexe Modelle der Sternentstehung mit noch präziseren Sternzahlen und Staubmengen auf den aktuellen Stand zu bringen. Wir werden noch viel mehr über die Sternentstehung lernen.

NASA‘s James-Webb-Weltraumteleskop hat eine üppige, an Einzelheiten sehr reiche Landschaft eingefangen – die kultigen Säulen der Schöpfung – in der sich neue Sterne in dichten Wolken aus Gas und Staub bilden. Die dreidimensionalen Säulen sehen aus wie majestätische Felsformationen, sind aber bei weitem sehr viel durchlässiger. Diese Säulen bestehen aus kühlem interstellarem Gas und Staub, die im nahen Infrarotlicht bisweilen halbdurchsichtig erscheinen.

Webb‘s neuer Blick auf die Säulen der Schöpfung, die erstmals 1995 durch die Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops der NASA berühmt wurden, wird den Forschern helfen, ihre Modelle der Sternentstehung zu überarbeiten, indem sie die Anzahl der neu entstandenen Sterne sowie die Gas- und Staubmengen in der Region viel genauer bestimmen können. Mit der Zeit werden sie ein klareres Verständnis davon entwickeln, wie Sterne entstehen und über Millionen von Jahren aus diesen Staubwolken hervorbrechen.

Neu entstandene Sterne sind die Hauptdarsteller in diesem Bild der Near-Infrared Camera (NIRCam) von Webb. Es sind die hellen roten Gestirne, die typischerweise Beugungsspitzen aufweisen und außerhalb einer der staubigen Säulen liegen. Wenn sich innerhalb der Gas- und Staubsäulen Verdichtungen mit ausreichender Masse bilden, beginnen sie unter ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren, erhitzen sich langsam und bilden schließlich neue Sterne.

Was ist mit den wellenförmigen Linien, die an den Rändern einiger Säulen wie Lava aussehen? Das sind Auswürfe von Sternen, die sich noch immer im Gas und Staub bilden. Junge Sterne stoßen regelmäßig Überschalljets aus, die mit Materialwolken wie beispielsweise diesen dichten Säulen kollidieren. Dies führt manchmal auch zu Bugstoßfronten, die wellenförmige Muster formen können, ähnlich einem Boot, das durch Wasser fährt. Das karmesinrote Leuchten stammt von energiereichen Wasserstoffmolekülen, die sich aus den Jets und Schockwellen ergeben. Dies ist bei der zweiten und dritten Säule von oben klar zu erkennen – das NIRCam-Bild pulsiert förmlich von deren Aktivität. Diese jungen Sterne sind schätzungsweise nur ein paar hunderttausend Jahre alt.

Obwohl es so aussieht, als ob Licht aus dem nahen Infrarot Webb ermöglicht hätte, die Wolken zu „durchdringen“, um den Blick auf große kosmische Entfernungen jenseits der Säulen freizugeben, gibt es in dieser Ansicht so gut wie keine Galaxien. Ein Gemisch aus lichtdurchlässigem Gas und Staub, das so genannte interstellare Medium im dichtesten Teil der Scheibe unserer Milchstraße, versperrt stattdessen den Blick auf einen Großteil des tieferen Universums.

Diese Szene wurde erstmals 1995 von Hubble abgebildet und 2014 erneut untersucht, aber auch viele andere Observatorien haben diese Region genau unter die Lupe genommen. Jedes weiterentwickelte Instrument liefert den Forschern neue Details über diese Region, die praktisch von Sternen überquillt.

Dieses stark eingeschränkte Bild ist ein Ausschnitt aus dem riesigen Adlernebel, der 6.500 Lichtjahre entfernt ist.

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).

Säulen der Schöpfung (NIRCam Image)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): M16, Adlernebel, NGC 6611
• Objektbeschreibung: Emissionsnebel
• Rektaszension: 18:18:48.17
• Deklination: -13:48:26.03
• Sternbild: Serpens
• Entfernung: 6.500 Lichtjahre (2.000 Parsec)
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 8 Lichtjahren
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F090W, F187N, F200W, F335M, F444W, F470N
• Bild
• Farbinformation:  Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die das James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam gemacht hat. 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:
• Violett: F090W Blau: F187N Cyan: F200W Gelb: F335M Orange: F444W Rot: F470N

Über das Bild: Die Säulen der Schöpfung sind in einem Feuerwerk aus Farben in der Nah-Infrarot-Ansicht des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA dargestellt. Die Säulen sehen wie Bögen und Türme aus, die sich aus einer Wüstenlandschaft erheben, sind aber mit halbtransparentem Gas und Staub gefüllt und verändern sich ständig. Dies ist eine Region, in der sich junge Sterne bilden – oder gerade erst aus ihren staubigen Kokons hervorgebrochen sind, und sich weiter entwickeln.

Neu entstandene Sterne sind die Hauptdarsteller in diesem Bild der Near-Infrared Camera (NIRCam). Es handelt sich um die hellen roten Gestirne, die manchmal mit acht Beugungsspitzen erscheinen. Wenn sich innerhalb der Säulen Verdichtungen mit genügend Masse bilden, beginnen sie unter ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren, erhitzen sich langsam und beginnen schließlich, hell zu leuchten.

An den Rändern der Säulen befinden sich wellenförmige Linien, die wie Lava aussehen. Dies sind Auswürfe von Sternen, die sich noch in der Entstehung befinden. Junge Sterne stoßen regelmäßig Überschalljets aus, die im Inneren von Materialwolken, wie diesen dichten Säulen aus Gas und Staub, mit diesen wechselwirken können. Dies führt manchmal auch zu Bugstoßfronten, die wellenförmige Muster formen können, ähnlich wie ein Boot, das sich durch Wasser bewegt. Diese jungen Sterne sind schätzungsweise nur ein paar hunderttausend Jahre alt und werden sich noch über Millionen von Jahren hinweg weiterbilden.

Obwohl es so aussieht, als ob Licht aus dem nahen Infrarot Webb ermöglicht hat, den Hintergrund zu „durchdringen“, um den Blick auf große kosmische Entfernungen jenseits der Säulen freizugeben, ist das interstellare Medium wie ein zugezogener Vorhang im Weg.

Dies ist auch der Grund dafür, daß in dieser Ansicht so gut wie keine fernen Galaxien zu sehen sind. Diese lichtdurchlässige Gasschicht versperrt uns den Blick in das entfernt gelegene Universum. Außerdem wird der Staub durch das kollektive Licht der vielen Sterne erhellt, die sich aus den Säulen befreit haben. Es ist, als würde man in einem gut beleuchteten Raum stehen und aus dem Fenster blicken – das Licht aus dem Inneren wird auf der Scheibe reflektiert und verdunkelt die Szene draußen, während es die Aktivitäten auf der Party im Inneren beleuchtet.

Webb’s neuer Blick auf die Säulen der Schöpfung wird den Forschern helfen, Modelle der Sternentstehung zu überarbeiten. Durch die genauere Bestimmung der Sternpopulationen sowie der Gas- und Staubmengen in der Region werden sie ein besseres Verständnis entwickeln, wie Sterne entstehen und über Millionen von Jahren aus diesen Wolken hervorbrechen.

Die Säulen der Schöpfung sind eine kleine Region im riesigen Adlernebel, der 6.500 Lichtjahre entfernt ist.

NIRCam wurde von einem Team der University of Arizona und dem Advanced Technology Center von Lockheed Martin entwickelt.

Säulen der Schöpfung (Hubble and Webb Images Side by Side)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): M16, Adlernebel, NGC 6611
• Objektbeschreibung: Emissionsnebel
• Rektaszension: 18:18:48.17
• Deklination: -13:48:26.03
• Sternbild: Serpens
• Entfernung: 6.500 Lichtjahre (2.000 Parsec)
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 8 Lichtjahren
• Daten
• Instrument: HST: WFC3/UVIS
• Instrument: JWST: NIRCam
• Filter: HST: F502N, F657N, F673N
• Filter: F090W, F187N, F200W, F335M, F444W, F470N
• Bild
• Farbinformation:  Bei diesen Bildern handelt es sich um Kompositbilder aus Einzelbelichtungen, die mit dem WFC3-Instrument am Hubble-Weltraumteleskop und dem NIRCam-Instrument am James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um verschiedene 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:
• HST Links: Blau: F502N Grün: F657N Rot: F673N
• Webb Rechts: Lila: F090W Blau: F187N Cyan: F200W Gelb: F335M Orange: F444W Rot: F470N

Über das Bild: Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA machte die Säulen der Schöpfung mit seiner ersten Aufnahme im Jahr 1995 berühmt. 2014 wurde die Szene erneut aufgenommen, um eine schärfere, umfangreichere Ansicht im sichtbaren Licht zu zeigen, die oben links zu sehen ist.

Eine neue Nah-Infrarot-Ansicht von NASA‘s  James-Webb-Weltraumteleskop (rechts) hilft uns, durch mehr Staub in dieser Sternentstehungsregion zu blicken. Die dichten, staubigen braunen Säulen sind nicht mehr so undurchsichtig und viele weitere rote Sterne, die noch immer im Entstehen begriffen sind, kommen zum Vorschein.

Während die Gas- und Staubsäulen in der Ansicht von Hubble dunkler und weniger durchdringbar erscheinen, zeigen sie sich in der Ansicht von Webb eher durchsichtig.

Der Hintergrund dieses Hubble-Bildes gleicht einem Sonnenaufgang, der unten in Gelbtönen beginnt und oben in helles Grün und tieferes Blau übergeht. Diese Farben heben die Dicke des Staubs rund um die Säulen hervor, der viele weitere Sterne in der gesamten Region verdeckt.

Im Gegensatz dazu erscheint das Licht des Hintergrunds in Webb‘s Bild in blauen Farbtönen, was die Wasserstoffatome hervorhebt und eine Fülle von Sternen offenbart, die über die Szene verteilt sind. Indem Webb die staubhaltigen Säulen durchdringt, können wir auch Sterne identifizieren, die sich kürzlich „freigestrampelt“ haben – oder kurz davor stehen. Nahinfrarotlicht kann dichte Staubwolken durchdringen und ermöglicht es uns, so viel mehr über diese unglaubliche Szene zu erfahren.

Beide Ansichten zeigen uns, was vor Ort geschieht. Obwohl Hubble viel mehr dichte Staubschichten hervorhebt und Webb mehr Sterne zeigt, zeigen uns beide nicht das tiefere Universum. Während bei Hubble der Staub die Sicht versperrt, spielt bei Webb das interstellare Medium eine große Rolle. Es wirkt wie dichter Rauch oder Nebel und verhindert, daß wir tiefer in das Universum blicken können, in dem zahllose Galaxien existieren.

Die Säulen sind eine kleine Region innerhalb des Adlernebels, einer riesigen Sternentstehungsregion, die 6.500 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.

Säulen der Schöpfung (NIRCam Compass Image)

• Fast Facts
• Objekt
• Objektname(n): M16, Adlernebel, NGC 6611
• Objektbeschreibung: Emissionsnebel
• Rektaszension: 18:18:48.17
• Deklination: -13:48:26.03
• Sternbild: Serpens
• Entfernung: 6.500 Lichtjahre (2.000 Parsec)
• Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 8 Lichtjahren
• Daten
• Instrument: NIRCam
• Filter: F090W, F187N, F200W, F335M, F444W, F470N
• Bild
• Farbinformation:  Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die das James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam gemacht hat. 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:
• Violett: F090W Blau: F187N Cyan: F200W Gelb: F335M Orange: F444W Rot: F470N

Über das Bild: Dieses Bild der Säulen der Schöpfung, gewonnen von Webb‘s Near-Infrared Camera (NIRCam), zeigt Kompasspfeile, einen Maßstabsbalken und einen Farbschlüssel als Referenz. Sie befinden sich innerhalb des Adlernebels, der auch als Messier 16 (M16) bekannt ist.

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 Lichtjahren angegeben, was der Entfernung entspricht, die das Licht in einem Erdjahr zurücklegt. (Es dauert 2 Jahre, bis das Licht eine Strecke zurückgelegt hat, die der Länge des Maßstabsbalkens entspricht.) Ein Lichtjahr sind etwa 9,46 Billionen Kilometer. Das auf diesem Bild gezeigte Sichtfeld hat einen Durchmesser von ungefähr 8 Lichtjahren.

Dieses Bild zeigt Licht mit Wellenlängen im nahen Infrarot, das in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurde. Der Farbschlüssel zeigt, welche NIRCam-Filter bei der Aufnahme 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.

Tour durch die Säulen der Schöpfung (NIRCam)

Dieses Video zeigt Bereiche der Säulen der Schöpfung, die Webb im nahen Infrarotlicht betrachtet hat. Dieses Gebiet ist voll von Gas und Staub – den wesentlichen Zutaten für die Sternentstehung. An den Rändern einiger Säulen erscheinen leuchtende, hellrote Wellenlinien, die zeigen, wo die Sterne bei ihrer Entstehung Material ausstoßen. Die hellen roten Kugeln sind neu entstandene Sterne, die ins Blickfeld gerückt sind.

Entfernte Galaxien tauchen normalerweise in Webb’s Bildern auf, aber nicht viele in diesem Bild. Eine durchsichtige Schicht aus Gas und Staub ist wie ein Vorhang zugezogen und läßt die Sterne in den Mittelpunkt rücken. Das Nahinfrarotbild von Webb wird den Forschern helfen, ihre Modelle der Sternentstehung zu aktualisieren. Im Laufe der Zeit werden wir lernen, wie Sterne entstehen und über Millionen von Jahren aus diesen Staubwolken hervorbrechen.