Originalveröffentlichung am 02.08.2022 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases
Zusammenfassung: Die Webb-Instrumente enthüllen neue Einzelheiten über die Sternentstehung
Die Wagenrad-Galaxie, eine seltene Ringgalaxie, einst in Staub und Geheimnisse gehüllt, wurde durch die Abbildungsfähigkeiten NASA‘s James-Webb-Weltraumteleskop entzaubert.
Die Galaxie, welche durch die Kollision einer großen Spiralgalaxie mit einer anderen kleineren Galaxie entstanden ist, hat nicht nur einen Großteil ihres spiralförmigen Charakters behalten, sondern auch massive Veränderungen in ihrer Struktur erfahren.
Die hochpräzisen Instrumente von Webb lösten einzelne Sterne und Sternentstehungsgebiete innerhalb des Wagenrads auf und enthüllten das Verhalten des Schwarzen Lochs in seinem galaktischen Zentrum. Diese neuen Details ermöglichen ein neues Verständnis einer Galaxie, die sich mitten in einem langsamen Transformationsprozeß befindet.
Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat einen Blick in das Chaos der Wagenrad-Galaxie geworfen und neue Details über die Sternentstehung und das zentrale Schwarze Loch der Galaxie enthüllt. Der leistungsstarke Infrarotblick des Webb-Teleskops lieferte dieses detaillierte Bild der Wagenrad-Galaxie und zweier kleinerer Begleitgalaxien vor dem Hintergrund vieler anderer Galaxien. Dieses Bild bietet einen neuen Blick darauf, wie sich die Wagenrad-Galaxie über Milliarden von Jahren verändert hat.
Die etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernte Wagenrad-Galaxie im Sternbild Sculptor ist ein seltener Anblick. Ihr Aussehen, das dem eines Wagenrads ähnelt, ist Ergebnis eines heftigen Ereignisses – einer Hochgeschwindigkeitskollision zwischen einer großen Spiralgalaxie und einer kleineren Galaxie, die auf diesem Bild nicht sichtbar ist. Kollisionen galaktischen Ausmaßes verursachen eine Kaskade verschiedener, kleinerer Ereignisse zwischen den beteiligten Galaxien; das Wagenrad ist da keine Ausnahme.
Die Kollision hat vor allem die Form und Struktur der Galaxie beeinflußt. Die Wagenrad-Galaxie besitzt zwei Ringe – einen hellen inneren Ring und einen umgebenden, farbigen Ring. Diese beiden Ringe dehnen sich vom Zentrum der Kollision nach außen aus, wie Wellen in einem Teich, nachdem ein Stein hineingeworfen wurde. Aufgrund dieser besonderen Merkmale bezeichnen Astronomen diese Galaxie als „Ringgalaxie“, eine Struktur, die seltener ist als Spiralgalaxien wie etwa unsere Milchstraße.
Der helle Kern enthält eine gewaltige Menge an heißem Staub, wobei die hellsten Bereiche die Heimat riesiger junger Sternhaufen sind. Der äußere Ring hingegen, der sich seit ungefähr 440 Millionen Jahren ausdehnt, wird von Sternentstehung und Supernovae dominiert. Während sich dieser Ring ausdehnt, stößt er auf das umgebende Gas und löst die Sternentstehung aus.
Andere Teleskope, einschließlich des Hubble-Weltraumteleskops, haben das Wagenrad bereits untersucht. Aber die spektakuläre Galaxie war bis jetzt in Geheimnisse gehüllt – womöglich sogar buchstäblich, da die Sicht durch die Menge an Staub verdeckt ist. Webb, in der Lage, Infrarotlicht zu erfassen, eröffnet nun neue Einblicke in die Natur des Wagenrads.
Die Nahinfrarotkamera (NIRCam), der primäre Bildgeber von Webb, blickt von 0,6 bis 5 Mikrometern in den Nahinfrarotbereich und sieht damit entscheidende Lichtwellenlängen, die noch mehr Sterne aufdecken können als im sichtbaren Licht. Dies liegt daran, daß junge Sterne, von denen sich viele im äußeren Ring bilden, bei der Beobachtung im Infrarotlicht weniger durch Staub verdeckt werden. In diesem Bild sind die NIRCam-Daten blau, orange und gelb gefärbt. Die Galaxie zeigt viele einzelne blaue Punkte, die einzelne Sterne oder Sternentstehungsgebiete darstellen. NIRCam zeigt auch den Unterschied zwischen der gleichmäßigen Verteilung oder Form der älteren Sternpopulationen und dem dichten Staub im Kern im Vergleich zu den klumpigen Formen, die mit den jüngeren Sternpopulationen außerhalb des Kerns verbunden sind.
Um genauere Details über den Staub in der Galaxie zu erfahren, wird jedoch das Mid-Infrared Instrument (MIRI) von Webb benötigt. Die MIRI-Daten sind in diesem zusammengesetzten Bild rot eingefärbt. Sie zeigen Regionen im Wagenrad, die reich an Kohlenwasserstoffen und anderen chemischen Verbindungen sowie an Silikatstaub sind, wie auch ein Großteil des Staubs auf der Erde. Diese Regionen bilden eine Reihe von spiralförmigen Speichen, die im Wesentlichen das Skelett der Galaxie bilden. Diese Speichen sind bereits in früheren Hubble-Beobachtungen aus dem Jahr 2018 zu erkennen, aber in diesem Webb-Bild sind sie noch viel deutlicher zu sehen.
Die Beobachtungen von Webb unterstreichen, daß sich das Wagenrad in einem sehr kurzlebigen Stadium befindet. Die Galaxie, die vor ihrer Kollision vermutlich wie die Milchstraße eine normale Spiralgalaxie war, wird sich weiter verändern. Während Webb uns eine Momentaufnahme des aktuellen Zustands des Wagenrads liefert, gibt es auch Aufschluß darüber, was mit dieser Galaxie in der Vergangenheit geschah und wie sie sich in der Zukunft entwickeln wird.
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).
Wagenrad-Galaxie (NIRCam and MIRI Composite Image)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Wagenrad-Galaxie, ESO 350-40, AM0035-335
- Objektbeschreibung: Wechselwirkende Galaxien
- Rektaszension: 00:37:41.09
- Deklination: -33:42:59.0
- Sternbild: Sculptor
- Entfernung: 500 Millionen Lichtjahre (150.000 Parsec)
- Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von 2,34 Bogenminuten (etwa 340.000 Lichtjahre)
- Daten
- Instrument: NIRCam, MIRI
- Filter: NIRCam> F090W, F150W, F200W, F277W, F356W, F444W
- Filter: MIRI> F770W, F1000W, F1280W, F1800W
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die das James-Webb-Weltraumteleskop mit den Instrumenten MIRI und NIRCam gemacht hat. Es wurden mehrere Filter verwendet, um enge und breite 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 + F356W Orange: F770W + F1000W + F1280W + F1800W Gelb: F277W Grün: F200W Blau: F150W + F090W
Über das Bild: Dieses Bild des Wagenrads und seiner Begleitgalaxien ist ein Kompositbild der Nahinfrarotkamera (NIRCam) und des Mittelinfrarotinstruments (MIRI) von Webb, das Details zeigt, die in den Einzelbildern nur schwer zu erkennen sind.
Diese Galaxie ist das Ergebnis einer Kollision mit hoher Geschwindigkeit, die vor ungefähr 400 Millionen Jahren stattfand. Das Wagenrad besteht aus zwei Ringen, einem hellen inneren Ring und einem farbigen äußeren Ring. Beide Ringe dehnen sich vom Zentrum der Kollision wie Schockwellen nach außen aus.
Trotz des Zusammenpralls ist jedoch ein Großteil der Struktur der großen, spiralförmigen Galaxie, die vor der Kollision existierte, erhalten geblieben, einschließlich ihrer rotierenden Arme. Dies führt zu den „Speichen“, die den Namen der Wagenrad-Galaxie inspiriert haben, bei denen es sich um die hellen roten Streifen zwischen den inneren und äußeren Ringen handelt. Diese leuchtenden Rottöne, die nicht nur in der Wagenrad-Galaxie, sondern auch in der Spiralgalaxie oben links zu sehen sind, werden durch glühenden, kohlenwasserstoffreichen Staub verursacht.
In diesem Kompositbild aus dem nahen und mittleren Infrarot sind die MIRI-Daten rot eingefärbt, während die NIRCam-Daten blau, orange und gelb gefärbt sind. Inmitten der roten Staubwirbel sind viele einzelne blaue Punkte zu sehen, die einzelne Sterne oder Sternentstehungsgebiete darstellen. Die NIRCam-Daten zeigen auch den Unterschied zwischen den älteren Sternpopulationen und dem dichten Staub im Kern und den jüngeren Sternpopulationen außerhalb des Kerns.
Die Beobachtungen von Webb zeigen die Wagenrad-Galaxie in einem sehr kurzlebigen Stadium. Welche Form die Wagenrad-Galaxie angesichts zweier konkurrierender Kräfte letztendlich annehmen wird, ist noch ein Rätsel. Die Momentaufnahme gibt jedoch Aufschluß darüber, was mit der Galaxie in der Vergangenheit geschehen ist und was sie in Zukunft tun wird.
NIRCam wurde von einem Team der University of Arizona und dem Advanced Technology Center von Lockheed Martin entwickelt.
MIRI wurde von der ESA und der NASA beigesteuert, wobei das Instrument von einem Konsortium aus staatlich finanzierten europäischen Instituten (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit der University of Arizona und dem JPL entwickelt und gebaut wurde.
Wagenrad-Galaxie (MIRI Image)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Wagenrad-Galaxie, ESO 350-40, AM0035-335
- Objektbeschreibung: Wechselwirkende Galaxien
- Rektaszension: 00:37:41.09
- Deklination: -33:42:59.0
- Sternbild: Sculptor
- Entfernung: 500 Millionen Lichtjahre (150.000 Parsec)
- Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von 2,1 Bogenminuten (etwa 305.000 Lichtjahre)
- Daten
- Instrument: MIRI
- Filter: F770W, F1000W, F1280W, F1800W
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem MIRI-Instrument aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um breite 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: F1800W Gelb: F1280W Grün: F1000W Blau: F770W
Über das Bild: Dieses Bild von Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) zeigt eine Gruppe von Galaxien, unter ihnen eine große verzerrte ringförmige Galaxie, die als Wagenrad bekannt ist. Die Wagenrad-Galaxie, die sich 500 Millionen Lichtjahre weit weg im Sternbild Bildhauer befindet, besteht aus einem hellen inneren und einem aktiven äußeren Ring. Während der äußere Ring viel Sternentstehung aufweist, sind in dem staubhaltigen Bereich dazwischen viele Sterne und Sternhaufen zu erkennen.
Das von MIRI eingefangene Licht im mittleren Infrarotbereich enthüllt feine Details über diese jungen Sterne und staubigen Regionen in der Wagenrad-Galaxie, die reich an Kohlenwasserstoffen und anderen chemischen Verbindungen sowie an Silikatstaub sind, wie ein Großteil des Staubs auf der Erde.
Junge Sterne, von denen viele unten rechts im äußeren Ring zu finden sind, regen den umgebenden Kohlenwasserstoffstaub an, so daß er orange leuchtet. Der klar abgegrenzte Staub zwischen dem Kern und dem äußeren Ring, der die „Speichen“ bildet, die der Galaxie ihren Namen geben, besteht dagegen hauptsächlich aus Silikatstaub.
Die kleinere Spiralgalaxie links oben vom Wagenrad zeigt ein recht ähnliches Verhalten und weist eine große Anzahl von Sternen auf.
MIRI wurde von der ESA und der NASA beigesteuert, wobei das Instrument von einem Konsortium aus staatlich finanzierten europäischen Instituten (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit der University of Arizona und dem JPL entwickelt und gebaut wurde.
Wagenrad-Galaxie (NIRCam and MIRI Composite Compass Image)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Wagenrad-Galaxie, ESO 350-40, AM0035-335
- Objektbeschreibung: Wechselwirkende Galaxien
- Rektaszension: 00:37:41.09
- Deklination: -33:42:59.0
- Sternbild: Sculptor
- Entfernung: 500 Millionen Lichtjahre (150.000 Parsec)
- Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von 2,34 Bogenminuten (etwa 340.000 Lichtjahre)
- Daten
- Instrument: NIRCam, MIRI
- Filter: NIRCam> F090W, F150W, F200W, F277W, F356W, F444W
- Filter: MIRI> F770W, F1000W, F1280W, F1800W
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind eine Zusammenstellung von Einzelaufnahmen, die das James-Webb-Weltraumteleskop mit den Instrumenten MIRI und NIRCam gemacht hat. Es wurden mehrere Filter verwendet, um enge und breite 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 + F356W Orange: F770W + F1000W + F1280W + F1800W Gelb: F277W Grün: F200W Blau: F150W + F090W
Über das Bild: Bild der Wagenrad-Galaxie zusammen mit zwei kleineren Begleitgalaxien, aufgenommen mit Webb’s Kamera für das nahe Infrarot (NIRCam) und dem Instrument für das mittlere Infrarot (MIRI), mit Kompasspfeilen, Maßstabsleiste und 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 Lichtjahren angegeben, was der Entfernung entspricht, die das Licht in einem Erdjahr zurücklegt. (Es dauert 100.000 Jahre, bis das Licht eine Strecke zurückgelegt hat, die der Länge des Balkens gleichkommt.) Ein Lichtjahr entspricht ungefähr 9,46 Billionen Kilometer. Das auf diesem Bild gezeigte Sichtfeld hat einen Durchmesser von etwa 340.000 Lichtjahren.
Dieses Bild zeigt unsichtbare Wellenlängen im nahen und mittleren Infrarotbereich, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Der Farbschlüssel zeigt, welche NIRCam- und MIRI-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 hindurchgeht.
Wagenrad-Galaxie (MIRI Compass Image)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Wagenrad-Galaxie, ESO 350-40, AM0035-335
- Objektbeschreibung: Wechselwirkende Galaxien
- Rektaszension: 00:37:41.09
- Deklination: -33:42:59.0
- Sternbild: Sculptor
- Entfernung: 500 Millionen Lichtjahre (150.000 Parsec)
- Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von 2,1 Bogenminuten (etwa 305.000 Lichtjahre)
- Daten
- Instrument: MIRI
- Filter: F770W, F1000W, F1280W, F1800W
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem MIRI-Instrument aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um breite 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: F1800W Gelb: F1280W Grün: F1000W Blau: F770W
Über das Bild: Bild der Wagenrad-Galaxie zusammen mit zwei kleineren Begleitgalaxien, aufgenommen mit dem Mid-Infrared Instrument (MIRI) von Webb, mit Kompasspfeilen, Maßstabsleiste und 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.
Der Maßstabsbalken ist in Lichtjahren angegeben, was der Entfernung entspricht, die das Licht in einem Erdjahr zurücklegt. (Es dauert 100.000 Jahre, bis das Licht eine Strecke zurückgelegt hat, die der Länge des Balkens gleichkommt.) Ein Lichtjahr entspricht ungefähr 9,46 Billionen Kilometer. Das auf diesem Bild gezeigte Sichtfeld hat einen Durchmesser von etwa 305.000 Lichtjahren.
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.
