Originalveröffentlichung am 09.08.2023 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases
Zusammenfassung: Beobachtungen deuten auf Begleitstern hin
Die Entdeckung extrem weit entfernter Sterne oder solcher, die zeitlich am nächsten am Urknall liegen, kann Einblicke in die ersten Kapitel der Historie unseres Universums geben. Im Jahr 2022 brach das Hubble-Weltraumteleskop seinen eigenen Rekord und entdeckte den bisher am weitesten entfernten Stern. Dieser Stern, der den Namen Earendel* (aus dem altenglischen für Morgenstern) trägt, hat sein Licht in den ersten Milliarden Jahren des Universums abgestrahlt.
Das Aufspüren und Bestätigen der Entfernung des Sterns ist jedoch nur der Anfang. Hier kommt das James-Webb-Welt-raumteleskop der NASA ins Spiel. Die ersten Beobachtungen von Earendel durch das Webb-Teleskop haben Erkenntnisse über den Sterntyp und sogar über die Galaxie, die den Stern umgibt, erbracht. Künftige Analysen der spektroskopischen Beobachtungen von Webb von Earendel und seiner Wirtsgalaxie, der Sunrise Arc, könnten auch Informationen über Helligkeit, Temperatur und Zusammensetzung liefern.
*Anmerkung: Earendel ist auch der Name eines Halb-Elben in J.R.R. Tolkien’s Buch Das Silmarillion, der mit einem strahlenden Juwel durch den Himmel reiste, das den Bewohnern von Tolkien’s Mittelerde so hell wie ein Stern erschien. Die NASA-Astronomin Michelle Thaller bestätigte, daß der Bezug zu Tolkien beabsichtigt war.
NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop hat weitere Beobachtungen des vom Hubble-Weltraumteleskop entdeckten, am weitesten entfernten Stern, der jemals im sehr fernen Universum, innerhalb der ersten Milliarden Jahre nach dem Urknall, entdeckt wurde, durchgeführt. Das NIRCam-Instrument (Nahinfrarotkamera) von Webb zeigt, daß es sich bei dem Stern um einen massereichen Stern vom Typ B handelt, der mehr als doppelt so heiß wie unsere Sonne ist und ungefähr eine Million Mal heller leuchtet.
Der Stern, dem das Forscherteam den Namen Earendel gegeben hat, befindet sich in der Galaxie Sunrise Arc und ist nur dank der kombinierten Leistungsfähigkeit menschlicher Technologie und der Natur mit einem Effekt namens Gravitations-linseneffekt nachweisbar. Sowohl Hubble als auch Webb waren in der Lage, Earendel aufzuspüren, weil er sich hinter einer Krümmung in der Raumzeit befindet, die durch den massiven Galaxiencluster WHL0137-08 entstanden ist. Der Galaxien-cluster, der sich zwischen uns und Earendel befindet, ist so massereich, daß er die Struktur des Raums selbst verformt, was einen Vergrößerungseffekt erzeugt, der es den Astronomen ermöglicht, durch den Cluster wie durch eine Lupe zu schauen.
Während andere Objekte in der Galaxie wegen des Gravitationslinseneffekts mehrfach auftreten, erscheint Earendel selbst in der hochauflösenden Infrarotaufnahme von Webb nur als einzelner Lichtpunkt. Daraus schließen die Astronomen, daß das Objekt um einen Faktor von mindestens 4.000 vergrößert und damit extrem klein ist – der am weitesten entfernte Stern, der je entdeckt wurde, beobachtet 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall. Der bisherige Rekordhalter für den am weitesten entfernten Stern wurde von Hubble entdeckt und rund 4 Milliarden Jahre nach dem Urknall beobachtet. Ein anderes Forscherteam, das mit Webb arbeitet, hat vor kurzem einen Stern mit Hilfe des Gravitationslinseneffekts identifiziert, dem sie den Namen Quyllur gegeben haben, einen roten Riesenstern, der 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall beobachtet wurde.
Sterne, die so massereich sind wie Earendel, haben oft Begleitsterne. Astronomen erwarteten nicht, daß Webb irgend-welche Begleiter von Earendel entdecken würde, da sie so dicht beieinander liegen und am Himmel nicht zu unterscheiden sind. Allein aufgrund der Farben von Earendel glauben die Astronomen jedoch, daß sie Hinweise auf einen kühleren, rötlicheren Begleitstern sehen. Dieses Licht wurde durch die Ausdehnung des Universums auf Wellenlängen gestreckt, die länger sind, als die Hubble-Instrumente erkennen können, und war daher nur mit Webb nachweisbar.
Webb’s NIRCam zeigt auch andere bemerkenswerte Details in der Sunrise Arc, welche die am stärksten vergrößerte Galaxie ist, die in den ersten Milliarden Jahren des Universums entdeckt wurde. Zu den Merkmalen gehören sowohl junge Sternentstehungsgebiete als auch ältere etablierte Sternhaufen mit einem Durchmesser von nur 10 Lichtjahren. Auf beiden Seiten der Krümmung maximaler Vergrößerung, die quer durch Earendel verläuft, werden diese Merkmale durch die Verzerrung der Gravitationslinse gespiegelt. Die Region, in der die Sterne entstehen, erscheint länglich und ist schätzungs-weise weniger als 5 Millionen Jahre alt. Kleinere Punkte auf beiden Seiten von Earendel sind zwei Bilder eines älteren, herkömmlichen Sternhaufens, der auf ein Alter von mindestens 10 Millionen Jahren veranschlagt wird. Die Astronomen haben festgestellt, daß dieser Sternhaufen gravitativ gebunden ist und wahrscheinlich bis zum heutigen Tag bestehen bleibt. Dies zeigt uns, wie die Kugelsternhaufen in unserer eigenen Milchstraße ausgesehen haben könnten, als sie sich vor 13 Milliarden Jahren bildeten.
Die Astronomen werten derzeit die Daten der Beobachtungen von Webb’s NIRSpec-Instrument (Nahinfrarot-Spektrograph) an der Galaxie Sunrise Arc und dem Stern Earendel aus, die genaue Angaben zur Zusammensetzung und Entfernung der Galaxie liefern werden.
Seit Hubble’s Entdeckung von Earendel hat Webb mit dieser Technik weitere sehr weit entfernte Sterne entdeckt, aller-dings keinen, der so weit entfernt ist wie Earendel. Die Entdeckungen haben der Sternphysik einen neuen Bereich des Universums eröffnet und den Wissenschaftlern, die das frühe Universum erforschen, in dem Galaxien einst die kleinsten nachweisbaren kosmischen Objekte waren, neue Themen eröffnet. Das Forschungsteam hegt die vorsichtige Hoffnung, daß dies ein Schritt in Richtung der Entdeckung einer der allerersten Generation von Sternen sein könnte, die nur aus den ersten Stoffen des Universums bestehen, die im Urknall entstanden sind – Wasserstoff und Helium.
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 Weltraumorganisa-tion).
Literatur:
- JWST Imaging of Earendel, the Extremely Magnified Star at Redshift z = 6.2
- JWST/NIRCam Probes Young Star Clusters in the Reionization Era Sunrise Arc
Sunrise Arc (NIRCam Ansicht)

Wissenschaft: Dan Coe (STScI/AURA for ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD)
Bildbearbeitung: Zolt G. Levay
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): WHL-J24.3324-8.477, Earendel
- Objektbeschreibung: Galaxiencluster mit Gravitationslinseneffekt und fernem Stern
- Rektaszension: 01:37:23.23
- Deklination: -08:27:52.20
- Sternbild: Cetus
- Entfernung: Der Stern ist annähernd 12,9 Milliarden Lichtjahre entfernt
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F090W, F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W
- Bild
- Farbinformation: Dieses Bild ist ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument 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: F090W + F115W + F150W Cyan: F200W Grün: F277W Gelb: F356W Orange: F410M Rot: F444W
Über das Bild: Dieses Bild von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop eines massereichen Galaxienclusters mit der Bezeichnung WHL0137-08 enthält die am stärksten vergrößerte Galaxie, die in den ersten Milliarden Jahren des Universums bekannt war: die Sunrise Arc, und in dieser Galaxie den fernsten Stern, der bis jetzt entdeckt wurde.
Der Stern, der den Namen Earendel trägt, wurde erstmals vom Weltraumteleskop Hubble entdeckt. Nachfolgende Beobachtungen mit Webb’s NIRCam (Nahinfrarotkamera) zeigen, daß es sich bei dem Stern um einen massereichen Stern vom Typ B handelt, der mehr als doppelt so heiß ist wie unsere Sonne und etwa eine Million Mal heller leuchtet.
Earendel befindet sich entlang einer Krümmung der Raumzeit, die ihm eine extreme Vergrößerung verleiht und es ihm ermöglicht, aus seiner Heimatgalaxie, die als roter Fleck am Himmel erscheint, herauszutreten. Der Stern ist nur dank der kombinierten Kraft von menschlicher Technologie und der Natur mittels eines Effekts namens Gravitationslinseneffekt sichtbar.
In diesem Bild erscheint die Sunrise Arc direkt unter der Beugungsspitze auf der 5-Uhr-Position. Die unscharfen, weißen Galaxien in der Mitte des Bildes sind Teil des Galaxienclusters, der durch die Schwerkraft zusammengehalten wird. Die verschiedenen rötlichen, gekrümmten Galaxien sind Hintergrundgalaxien, die von Webb’s empfindlichem Spiegel erfaßt wurden.
Sunrise Arc – vergrößert (NIRCam Ansicht)

Wissenschaft: Dan Coe (STScI/AURA for ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD)
Bildbearbeitung: Zolt G. Levay
Sunrise Arc – vergrößert und beschriftet (NIRCam Ansicht)

Wissenschaft: Dan Coe (STScI/AURA for ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD)
Bildbearbeitung: Zolt G. Levay
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): WHL-J24.3324-8.477, Earendel
- Objektbeschreibung: Galaxiencluster mit Gravitationslinseneffekt und fernem Stern
- Rektaszension: 01:37:23.23
- Deklination: -08:27:52.20
- Sternbild: Cetus
- Entfernung: Der Stern ist annähernd 12,9 Milliarden Lichtjahre entfernt
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F090W, F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W
- Bild
- Farbinformation: Dieses Bild ist ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument 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: F090W + F115W + F150W Cyan: F200W Grün: F277W Gelb: F356W Orange: F410M Rot: F444W
Über das Bild: Dieses Bild von NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop zeigt einen massereichen Galaxiencluster namens WHL0137-08 und rechts einen Ausschnitt der am stärksten vergrößerten Galaxie, die aus den ersten Milliarden Jahren des Universums bekannt war: die Sunrise Arc. In dieser Galaxie befindet sich der am weitesten entfernte bislang entdeckte Stern, der erstmals vom Hubble-Weltraumteleskop entdeckt wurde.
Das NIRCam-Instrument (Nahinfrarotkamera) von Webb zeigt, daß es sich bei dem Stern mit dem Namen Earendel um einen massereichen Stern vom Typ B handelt, der mehr als doppelt so heiß ist wie unsere Sonne und etwa eine Million Mal heller leuchtet. Sterne dieser Masse haben oft Begleitsterne. Die Astronomen erwarteten nicht, daß Webb irgend-welche Begleiter von Earendel aufspüren würde, da sie so dicht beieinander liegen und am Himmel nicht zu unterscheiden sind. Allein aufgrund der Farben von Earendel, die von Webb entdeckt wurden, glauben die Astronomen jedoch, Hinweise auf einen kühleren Begleitstern zu sehen.
Sunrise Arc (NIRCam Kompass-Ansicht)

Wissenschaft: Dan Coe (STScI/AURA for ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD)
Bildbearbeitung: Zolt G. Levay
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): WHL-J24.3324-8.477, Earendel
- Objektbeschreibung: Galaxiencluster mit Gravitationslinseneffekt und fernem Stern
- Rektaszension: 01:37:23.23
- Deklination: -08:27:52.20
- Sternbild: Cetus
- Entfernung: Der Stern ist annähernd 12,9 Milliarden Lichtjahre entfernt
- Daten
- Instrument: NIRCam
- Filter: F090W, F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W
- Bild
- Farbinformation: Dieses Bild ist ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem NIRCam-Instrument 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: F090W + F115W + F150W Cyan: F200W Grün: F277W Gelb: F356W Orange: F410M Rot: F444W
Über das Bild: Dies ist ein Bild des Galaxienclusters WHL0137-08, zu dem auch die Galaxie Sunrise Arc gehört, mit Kompasspfeilen, Maßstabsleiste und Farbschlüssel. 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 (Nahinfrarotkamera) 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 hindurchgeht. Unter dem Bild befindet sich ein Farbschlüssel, aus dem her-vorgeht, welche NIRCam-Filter zur Erstellung des Bildes verwendet wurden und welche Farbe des sichtbaren Lichts den einzelnen Filtern zugewiesen ist.
Zoom in den Sunrise Arc
Reisen Sie zu dem massereichen Galaxiencluster WHL0137-08, der die am stärksten vergrößerte Galaxie enthält, die in den ersten Milliarden Jahren des Universums bekannt war: den Sunrise Arc, und in dieser Galaxie den am weitesten entfernten Stern, der jemals entdeckt wurde. Die Reise beginnt mit einem bodengebundenen Bild des Astrophotographen Akira Fujii und geht dann über in eine Aufnahme aus dem Digitized Sky Survey. Als Nächstes wird eine Bild der Dark Energy Camera des Victor M. Blanco Observatoriums gezeigt und schließlich erreicht das Video das Bild des James-Webb-Weltraumteleskops von dem Galaxienhaufen.