Webb knipst hochdetailliertes Infrarotbild von sich lebhaft bildenden Sternen

Originalveröffentlichung am 26.07.2023 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases

Zusammenfassung: Vorhersage: Es besteht eine 100-prozentige Chance, daß bei einem Sternpaar, das lebhaft Masse ansammelt, beidseitig Jets auftreten

Wie Kätzchen sind Sterne, die sich lebhaft bilden, Energiebälle. Aber anstatt von den frenetischen, zufälligen Aktivitäts-perioden heimgesucht zu werden, geben Sterne ihre Energie in Form von Jets ab und erzeugen so zauberhafte, strukturierte Szenen. Das ist bei zwei eng umeinander kreisenden Sternen, bekannt als Herbig-Haro 46/47, der Fall.

NASA’s James Webb-Weltraumteleskop hat das bisher detaillierteste Porträt dieser Sterne aufgenommen. Das Paar von sich lebhaft bildenden Sternen sendet seit Tausenden von Jahren Jets in zwei Richtungen aus. Auch wenn Herbig-Haro 46/47 seit den 1950er Jahren von vielen Teleskopen sowohl am Boden als auch im Weltraum untersucht wurde, ist Webb das erste Teleskop, das sie in hochauflösendem Nahinfrarotlicht erfaßt hat. Mit Webb können wir jetzt mehr über die Aktivität der Sterne – in der Vergangenheit und in der Gegenwart – erfahren und einen Blick in den staubhaltigen blauen Nebel werfen, der in Bildern mit sichtbarem Licht schwarz erscheint und sie umgibt. Mit der Zeit werden die Forscher in der Lage sein, neue Einzelheiten über die Entstehung von Sternen zu erfahren.

Junge Stars sind ungestüm!

NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop hat die „Eskapaden“ eines Paares sich betriebsam bildender junger Sterne, bekannt als Herbig-Haro 46/47, in hochauflösendem Nahinfrarotlicht eingefangen. Um sie zu finden, folgen Sie den hellen rosa und roten Beugungsspitzen, bis Sie das Zentrum erreichen: Die Sterne befinden sich innerhalb des orange-weißen Flecks. Sie sind tief in eine Scheibe aus Gas und Staub eingebettet, die ihr Wachstum fördert, während sie weiter an Masse gewinnen. Die Scheibe ist nicht sichtbar, aber ihr Schatten ist in den beiden dunklen, kegelförmigen Regionen zu erkennen, die die zentralen Sterne umgeben.

Die auffälligsten Details sind die zweiseitigen Lappen, die sich von den sich lebhaft bildenden Zentralsternen ausbreiten und in feurigem Orange dargestellt sind. Ein Großteil dieses Materials wurde von diesen Sternen abgestoßen, da sie Gas und Staub, das sie unmittelbar umgibt, über Tausende von Jahren immer wieder aufnehmen und ausstoßen.

Wenn Material aus jüngeren Auswürfen auf älteres Material trifft, verändert es die Form dieser Lappen. Diese Aktivität ist wie eine große Fontäne, die in schneller, aber zufälliger Folge an- und ausgeschaltet wird, was zu wogenden Mustern im Material darunter führt. Einige Jets stoßen mehr Material aus, während andere mit höherer Geschwindigkeit ausstoßen. Und warum? Das hängt vermutlich damit zusammen, wie viel Material zu einem bestimmten Zeitpunkt auf die Sterne gefallen ist.

Die jüngeren Auswürfe der Sterne erscheinen in einem fadenförmigen Blau. Sie verlaufen direkt unterhalb der roten horizontalen Beugungsspitze bei 2 Uhr. Entlang der rechten Seite bilden diese Auswürfe deutlichere wellenförmige Muster. Sie sind an einigen Stellen unterbrochen und enden in einem bemerkenswert ungleichmäßigen hellvioletten Kreis im dicksten orangenen Bereich. Auf der linken Seite, in der Nähe der Zentralsterne, sind ebenfalls hellblaue, gewellte Linien zu erkennen, die jedoch manchmal von der hellen roten Beugungsspitze überschattet werden.

Alle diese Jets sind für die Sternentstehung selbst von entscheidender Bedeutung. Die Auswürfe bestimmen, wie viel Masse die Sterne letztendlich ansammeln. (Die Scheibe aus Gas und Staub, die die Sterne ernährt, ist klein. Stellen Sie sich ein Band vor, das eng um die Sterne geschnürt ist.)

Richten Sie nun Ihren Blick auf das zweite auffällige Merkmal: die überschäumende blaue Wolke. Dabei handelt es sich um eine Region aus dichtem Staub und Gas, die sowohl als Nebel als auch als Bok-Globule bezeichnet wird. Bei Betrachtung im sichtbaren Licht erscheint sie fast völlig schwarz – nur einige wenige Hintergrundsterne blicken durch. Auf dem scharfen Nahinfrarotbild von Webb können wir in und durch die hauchdünnen Schichten dieser Wolke hindurchsehen, wodurch viel mehr von Herbig-Haro 46/47 in das Blickfeld gerückt wird, während gleichzeitig eine Vielzahl von Sternen und Galaxien sichtbar wird, die weit dahinter liegen. Die Ränder des Nebels erscheinen als weiche orangefarbene Umrisse, wie ein umgekehrtes L entlang der rechten und unteren Seite.

Dieser Nebel ist bedeutsam – seine Anwesenheit beeinflußt die Form der von den Zentralsternen ausgestoßenen Jets. Wenn das ausgestoßene Material in den Nebel unten links eindringt, haben die Jets mehr Gelegenheit, mit den Molekülen im Nebel in Wechselwirkung zu treten, wodurch beide aufleuchten.

Um die Asymmetrie der beiden Lappen zu vergleichen, sollten Sie sich zwei weitere Bereiche ansehen. Rechts oben erkennt man einen fleckigen, nahezu schwammartigen Auswurf, der von dem größeren Lappen getrennt zu sein scheint. Nur ein paar Fäden aus halbtransparenten Materialfetzen weisen in Richtung des größeren Lappens. Fast durchsichtige, tentakelartige Formen scheinen zudem hinter dem Lappen zu treiben, wie Luftschlangen in einem kosmischen Wind. Im Gegensatz dazu ist links unten hinter dem großen Lappen ein Bogen zu sehen. Beide bestehen aus Material, das am weitesten weggeschoben wurde, möglicherweise durch frühere Auswürfe. Die Bögen scheinen in unterschiedliche Richtungen zu zeigen und könnten aus verschiedenen Ausströmungen stammen.

Schauen Sie sich dieses Bild noch einmal genau an. Obwohl es den Anschein hat, daß Webb Herbig-Haro 46/47 von der Seite aufgenommen hat, ist eine Seite etwas näher zur Erde geneigt. Entgegen der eigenen Intuition ist es die kleinere rechte Hälfte. Obwohl die linke Seite größer und heller ist, ist sie von uns weg gerichtet.

Im Laufe von Millionen von Jahren werden sich die Sterne in Herbig-Haro 46/47 vollständig ausbilden – und damit den Schauplatz dieser phantastischen, vielfarbigen Auswürfe freigeben, so daß die Doppelsterne vor einem mit Galaxien gefüllten Hintergrund die Hauptrolle spielen können.

Webb kann aus zwei Gründen so viele Details in Herbig-Haro 46/47 enthüllen. Das Objekt befindet sich relativ nahe an der Erde, und das Bild von Webb besteht aus mehreren Belichtungen, was die Tiefe des Bildes erhöht.

Herbig-Haro 46/47 liegt nur 1.470 Lichtjahren entfernt im Sternbild Vela.

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 Weltraum-organisation).

Herbig-Haro 46/47 (NIRCam Ansicht)

Ansicht: NASA, ESA, CSA
Bildbearbeitung: Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI)
  • Fast Facts
  • Objekt
  • Objektname(n): HH 46/47
  • Objektbeschreibung: Ein Komplex von Herbig-Haro-Objekten
  • Rektaszension: 08:25:43.6
  • Deklination: -51:00:36
  • Sternbild: Vela
  • Entfernung: 1.470 Lichtjahre
  • Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von 7,3 Bogenminuten (etwa 3,1 Lichtjahre)
  • Daten
  • Instrument: NIRCam
  • Filter: F115W, F187N, F200W, F335M, F444W, F470N
  • Bild
  • Farbinformation: Diese Bilder sind ein Zusammenstellung aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraum-teleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte 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: F115W Cyan: F187N Grün: F200W Gelb: F335M Orange: F444W Rot: F470N

Über das Bild: Diese Sterne haben eine Menge Energie, die sie freisetzen können!

Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat ein eng verbundenes Paar sich lebhaft bildender Sterne, bekannt als Herbig-Haro 46/47, in hochaufgelöstem Nahinfrarotlicht aufgenommen. Sie sind in der Mitte der roten Beugungsspitzen zu erkennen. Die Sterne sind tief verborgen und erscheinen als orange-weißer Fleck. Sie sind von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben, die weiterhin zu ihrer Masse beiträgt.

Herbig-Haro 46/47 ist ein wichtiges Studienobjekt, weil es relativ jung ist – nur wenige tausend Jahre alt. Sterne brauchen Millionen von Jahren, um sich vollständig zu bilden. Ziele wie dieses geben den Forschern auch Aufschluß darüber, wie Sterne im Laufe der Zeit an Masse zulegen, was es ihnen ermöglichen könnte, die Entstehung unserer eigenen Sonne, eines massearmen Sterns, zu modellieren.

Die zweiseitigen orangefarbenen Lappen sind durch frühere Auswürfe dieser Sterne entstanden. Die jüngeren Auswürfe der Sterne erscheinen in einem fadenartigen Blau, das entlang der abgewinkelten Beugungsspitzen verläuft, die die orangefarbenen Lappen bedecken.

Entstehende Sterne verschlucken das Gas und den Staub, der sie unmittelbar in einer Scheibe umgibt (stellen Sie sich einen Kreis vor, der sie umschließt). Wenn die Sterne zu viel Material in zu kurzer Zeit „fressen“, reagieren sie mit zweiseitigen Jets entlang der gegenüberliegenden Achse, die die Rotation des Sterns abbremsen und Masse aus der Umgebung entfernen. Über Jahrtausende hinweg regulieren diese Ausstöße, wie viel Masse die Sterne bewahren.

Übersehen Sie nicht die zarte, halbtransparente blaue Wolke. Dies ist eine Region aus dichtem Staub und Gas, ein sogenannter Nebel. Das scharfe Nahinfrarotbild von Webb läßt uns durch die hauchdünnen Schichten hindurchsehen und zeigt viel mehr von Herbig-Haro 46/47, aber auch eine Reihe von Sternen und Galaxien, die weit jenseits liegen. Die Ränder des Nebels verwandeln sich in eine weiche orangefarbene Kontur, wie ein umgekehrtes L entlang der rechten und unteren Seite.

Der blaue Nebel beeinflußt die Form der orangefarbenen Jets, die von den Zentralsternen ausgestoßen werden. Wenn das ausgestoßene Material in den Nebel unten links eindringt, nimmt es breitere Formen an, weil die Jets dort mehr Gelegen-heit haben, mit den Molekülen im Nebel in Interaktion zu treten. Das Material bewirkt auch, daß die Ausstöße der Sterne aufleuchten. Im Laufe von Millionen von Jahren werden die Sterne in Herbig-Haro 46/47 vollständig entwickelt sein und die Szene aufhellen.

Nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um den Hintergrund auf sich einwirken zu lassen. Eine Fülle von extrem weit entfernten Galaxien ziert das Bild von Webb. Das zusammengesetzte NIRCam-Bild (Nahinfrarotkamera) setzt sich aus mehreren Aufnahmen zusammen, die weit entfernte Galaxien und Sterne hervorheben. Blaue Objekte mit Beugungs-spitzen sind Sterne, und je näher sie sind, desto größer erscheinen die Beugungsspitzen. Weiß-rosafarbene Spiralgalaxien erscheinen manchmal größer als diese Sterne, sind aber deutlich weiter entfernt. Die kleinsten roten Punkte, Webb’s Infrarot-Spezialität, sind oft die ältesten, am weitesten entfernten Galaxien.

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

Herbig-Haro 46/47 (NIRCam Kompass-Ansicht)

Ansicht: NASA, ESA, CSA
Bildbearbeitung: Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI)
  • Fast Facts
  • Objekt
  • Objektname(n): HH 46/47
  • Objektbeschreibung: Ein Komplex von Herbig-Haro-Objekten
  • Rektaszension: 08:25:43.6
  • Deklination: -51:00:36
  • Sternbild: Vela
  • Entfernung: 1.470 Lichtjahre
  • Abmessung: Das Bild hat einen Durchmesser von 7,3 Bogenminuten (etwa 3,1 Lichtjahre)
  • Daten
  • Instrument: NIRCam
  • Filter: F115W, F187N, F200W, F335M, F444W, F470N
  • Bild
  • Farbinformation: Diese Bilder sind ein Zusammenstellung aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraum-teleskop mit dem Instrument NIRCam aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um bestimmte 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: F115W Cyan: F187N Grün: F200W Gelb: F335M Orange: F444W Rot: F470N

Über das Bild: Sechs Nahinfrarot-Bilder der NIRCam (Nahinfrarot-Kamera) an Bord des James Webb-Weltraumteleskops bilden dieses Komposit von Herbig-Haro 46/47.

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.

Dieses Bild zeigt unsichtbare Nahinfrarot-Wellenlängen, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Der Farbschlüssel zeigt, welche NIRCam-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.

Die Skala ist in Bogenminuten angegeben, was ein Maß für die Winkelentfernung am Himmel ist. Eine Bogenminute ist ein Winkelmaß, das 1/60 eines Grades entspricht. (Der Vollmond hat einen Winkeldurchmesser von etwa 30 Bogenminuten.) Die tatsächliche Größe eines Objekts, das eine Bogenminute am Himmel einnimmt, hängt von seiner Entfernung zum Teleskop ab.