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Zeitreise durchs All

James-Webb-Weltraumteleskop: Forscher dringen zu den ältesten Galaxien vor

Aufnahme der Wagenrad-Galaxie mit dem James-Webb-Teleskop.

Aufnahme der Wagenrad-Galaxie mit dem James-Webb-Teleskop.

Erst vor wenigen Wochen wurden die ersten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops präsentiert: spektakuläre Aufnahmen von Wolken aus Sternenstaub und fernen Galaxien. Das Teleskop liefert so tiefe Einblicke ins Universum, wie es sie nie zuvor gegeben hat. Dabei werden nun ständig neue Rekorde gebrochen.

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Weltweit werten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen die Daten, die das Teleskop liefert, aus und versuchen dabei, immer noch ältere und weiter von der Erde entfernte Galaxien aufzuspüren. So hatten Forscher und Forscherinnen um Rohan Naidu vom Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian im Juli die bisher älteste bekannte Galaxie entdeckt. Die Gruppierung von Sternen, die Glass-z13 getauft wurde, ist auf der Vergrößerung aus einer James-Webb-Teleskop-Aufnahme als großer roter Punkt zu erkennen. Glass-z13 existierte schon 300 Millionen Jahre nach dem Urknall, der sich vor 14 Milliarden Jahren ereignete, wie die Forscher und Forscherinnen berechnet haben.

Die Galaxie Glass-z13 existierte schon 300 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Die Galaxie Glass-z13 existierte schon 300 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Vor dieser Entdeckung hatte HD1 als bisher älteste bekannte Galaxie im Weltraum gegolten, die schon 330 Millionen Jahre nach dem Urknall existiert haben soll. HD1 war noch mithilfe von auf der Erde aufgestellten Teleskopen auf Hawaii und in Chile und dem Spitzer-Weltraumteleskop (einem Vorgänger von James Webb) entdeckt worden. Glass-z13 ist eine vergleichsweise kleine Galaxie. Sie soll nur einen Durchmesser von etwa 1600 Lichtjahren haben, während die Milchstraße einen Durchmesser von bis zu 200.000 Lichtjahren hat. Zur Veranschaulichung: Ein Lichtjahr entspricht rund 9,46 Billionen Kilometern. Den Rekord als älteste Galaxie konnte Glass-z13 nicht lange halten. Nur wenige Tage nach ihrer Entdeckung spürte ein Team um den Astronomen Callum Donnan von der University of Edinburgh mithilfe des James-Webb-Teleskops weitere, bisher unbekannte Sternenhaufen auf, darunter auch eine Galaxie, die es Ceers-93316 nannte: Diese soll schon weniger als 235 Millionen Jahre nach dem Urknall existiert haben.

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Zeitreise zu den Ursprüngen des Universums

Das James-Webb-Teleskop ermöglicht durch seine moderne Technik Zeitreisen bis fast zurück zu den Ursprüngen des Universums. So ist Licht von Sternen und Galaxien, die vor Milliarden Jahren im Weltall entstanden, heute noch in Form von Infrarot messbar. Das neue Teleskop erfasst für das menschliche Auge unsichtbares Infrarotlicht und ist dabei leistungsstärker als jedes andere Weltraumteleskop zuvor.

Außerdem macht es die Infrarotlicht­technik möglich, auch Objekte klar zu erkennen, die bisher von Weltraumstaub verdeckt waren. Forscher und Forscherinnen können nun auf die Aufnahmen und Daten des James-Webb-Teleskops zugreifen und gezielt nach besonders alten Galaxien suchen. Ein wichtiger Parameter dabei ist die Wellenlänge des eingefangenen Infrarot­lichts: Je größer die Wellenlänge, desto weiter ist eine Galaxie von der Erde entfernt. Da sich die meisten Galaxien seit dem Urknall auseinander­bewegen, gehören besonders weit entfernte Ansammlungen von Sternen auch zu den ältesten. Dabei ist es gut möglich, das mithilfe des James-Webb-Teleskops in den kommenden Monaten oder Jahren noch ältere Galaxien als bisher entdeckt werden.

Das Bild zeigt Ceers-93316, die bisher älteste entdeckte Galaxie.

Das Bild zeigt Ceers-93316, die bisher älteste entdeckte Galaxie.

Seit der Inbetriebnahme und der Vorstellung erster Bilder wurden mit dem Teleskop aber noch weitere Entdeckungen gemacht. So hatte die amerikanische Weltraumbehörde Nasa Anfang August eine Aufnahme der Wagenrad-Galaxie veröffentlicht, die 500 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Diese war Astronomen bereits bekannt, aber erst mit dem neuen Teleskop gelang nun ein detaillierterer Blick ins Innere der Galaxie. Erst dadurch wurde es möglich, einzelne Sterne zu erkennen und das Verhalten eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie besser zu verstehen.

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Aufnahmen ermöglichen besseres Verständnis der Wagenrad-Galaxie

Wie die europäische Raumfahrtbehörde Esa mitteilte, ermöglichen die neuen Aufnahmen ein besseres Verständnis der Wagenrad-Galaxie. Sie ist laut Esa durch die Kollision einer Spiralgalaxie mit einer kleineren Galaxie entstanden, wodurch ihr charakteristisches Aussehen entstand, das einem Rad ähnelt. Auf den neuen Bildern sind ein leuchtender Ring um das Innere der Galaxie und ein größerer äußerer Ring gut zu erkennen. Dabei dehnen sich die beiden Ringe immer weiter aus und entfernen sich vom Zentrum der Galaxie, wo die Kollision stattfand: ähnlich, wie sich Wellen um einen Punkt ausdehnen, an dem ein Stein ins Wasser gefallen ist.

Keine echte Neuentdeckung zeigte hingegen eine Aufnahme, die der französische Physiker Etienne Klein vor wenigen Tage bei Twitter gepostet hat. Klein hatte zunächst geschrieben, es handele sich um Proxima Centauri, den Stern, der sich am nächsten an der Sonne befindet. Dank des James-Webb-Teleskops seien nun ganz neue Details sichtbar. Dazu hatte Klein das Foto eines rot gefleckten Kreises vor schwarzem Hintergrund gepostet. In Wahrheit hatte sich der Forscher allerdings, wie er kurz darauf zugab, einen Scherz erlaubt: Das Bild zeigte keine Aufnahme des Sterns Proxima Centauri, sondern eine Scheibe Chorizowurst.

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