Seit seinem Start war das wohl größte Glück, das das James-Webb-Weltraumteleskop hatte, einen Mikrometeoroiden von der Größe eines Sandkorns zu treffen. Aber von den dreihundertvierundvierzig Details, die einst als Dinge aufgeführt wurden, die schief gehen und die gesamte Mission zerstören könnten, ist nichts passiert. Am 12. Juli wurden die ersten fünf wissenschaftlichen Bilder des Teleskops der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Der Detaillierungsgrad hat die Erwartungen weit übertroffen. Diese Bilder enthalten Nachrichten über das frühe Universum, die Geburt und den Tod von Sternen, die Kollision von Galaxien und die Atmosphären von Exoplaneten. (Exoplaneten befinden sich nicht in unserem Sonnensystem.) Und sie sind sehr, sehr hübsch. Das verschmierte Pastellgefühl, das frühere Teleskope geliefert haben, ist nicht vorhanden. Die Schärfe und Klarheit könnten Sie an Vermeer denken lassen – was gemalt wird, ist Licht.
„Ich bin jenseits von Wolke sieben“, sagte mir die Astrophysikerin Marcia Rieke. Rieke diente als Chefwissenschaftler für eines der Hauptinstrumente des Teleskops, das NIRNocken; Ihr Ehemann, George Rieke, war der leitende US-Wissenschaftler für ein anderes Instrument, das MIRI. Marcias Team untersucht einige der kürzesten Wellenlängen, die das Teleskop wahrnehmen kann, während Georges Team einige der längsten untersucht. Es bestand immer die Möglichkeit, dass das hochkomplexe JWST enttäuschen oder ganz scheitern würde. „Jetzt fühle ich mich wie die jungen Leute, die an diesem Projekt gearbeitet haben – sie haben eine strahlende Zukunft in der Astronomie vor sich“, sagte Marcia.
Marcia Rieke hatte einige Tage vor der Veröffentlichung die Gelegenheit, die ersten Bilder zu sehen, da sie gebeten wurde, eine kurze Präsentation zu halten, um sie bei der Interpretation zu unterstützen. Das erste, Deep-Field-Bild genannt, zeigt einen Himmelsausschnitt, der von der Erde aus ungefähr dem entspricht, was durch ein Sandkorn – oder einen Mikrometeoroiden – verdeckt würde, das auf Armeslänge ausgestreckt wird. Das Hubble-Teleskop, das zwei Wochen lang auf einen ähnlichen Himmelsausschnitt gerichtet war, enthüllte Tausende von Galaxien mehr als erwartet. Das neue Bild, dessen Erstellung weniger als einen Tag gedauert hat, zeigt immens mehr Details – und mehr Galaxien. „Egal wohin wir JWST gerichtet haben, selbst in den Bildern, die während der Inbetriebnahme aufgenommen wurden und einige Dutzend Sekunden dauerten, bekamen wir immer wieder diese Galaxien, nach denen wir nicht einmal im Hintergrund gesucht haben“, sagte Rieke. Sie sagte, dass das Team begonnen habe, diese zufälligen Galaxien als „Fotobomber“ zu bezeichnen.
Rieke war überrascht, wie gerührt sie von der Schönheit der Bilder war. „Ich wusste rechnerisch, dass die Beugung auf einen Mikrometer begrenzt war, dass die volle Breite bei halbem Maximum egal war – ich wusste, dass wir schöne Bilder haben würden“, sagte sie. „Ich hatte nicht erwartet, dass sie so absolut umwerfend sind. Wissen Sie, wenn Sie als bodengestützter Astronom ins Leben starten . . . Dies ist nicht die Detailgenauigkeit, die Sie gewohnt sind.“
Nachdem ihre Überraschung abgeklungen war, begann sie, die Galaxien zu betrachten, die am rötlichsten erschienen. Ihr Licht war am längsten unterwegs – manchmal seit mehr als dreizehn Milliarden Jahren. Das bedeutet, dass sie so gesehen werden, wie sie nicht allzu lange nach dem Urknall waren. Sie enthalten Informationen darüber, wie die frühesten Galaxien entstanden sind und aus welchen Elementen sie bestanden. „Jetzt, da wir das Bild haben, messen wir quantitativ, wie hell jeder Punkt mit jedem Filter ist, mit dem Sie gemessen haben“, sagte sie. „Dann können Sie sofort abschätzen, wie weit diese Galaxie entfernt ist.“
Eine Liste der interessantesten oder ungewöhnlichsten Galaxien wurde zusammengestellt. „Und was interessant ist, hängt davon ab, wer du bist“, sagte sie. „Vielleicht interessiert dich die entfernteste Galaxie. Oder die, die ein schwarzes Loch zeigt.“ Dann ein weiteres JWST-Instrument, NIRSpec kann Daten liefern, die andere Fragestellungen eröffnen: Wie viele schwere Elemente oder Metalle gibt es in dieser Galaxie? Oder ist die Galaxie so jung, dass diese schweren Elemente noch keine Zeit hatten, sich zu bilden? Im September wird eine längere Belichtung eines tiefen Feldes, das in einem berühmten Hubble-Bild dargestellt ist, aufgenommen – zehnmal länger –, was die Nachricht von noch früherem und daher schwächerem Licht bringen wird. Dieses Licht wird von noch näher an den frühesten Momenten unseres Universums kommen – „wenn die ersten kleinen Ansammlungen von Sternen zusammengekommen sind“, sagte Marcia.
Jedes der fünf Bilder hatte seine eigenen „Ostereier“, wie einer der Astronomen, die die Bilder live präsentierten, auf einem präsentierte NASA streamen Sie es. Einer zeigte einen sterbenden Stern, der Energiewellen aussendete, und enthüllte einen zweiten Stern in der Nähe, den der sterbende Stern umkreiste. Aus den Staubwolken entwichen kleine Strahlen des sterbenden Sternenlichts, so wie Sonnenstrahlen Wolken durchdringen könnten. Im Bild des Exoplaneten WESPE-96b wurde Wasserdampf gesehen. Auf dem Bild des Carina-Nebels – einem Geburtsort der Sterne – bot eine dunkle Woge in der Wolke aus Staub und ionisiertem Gas ein Rätsel.
Rieke ist der Meinung, dass diese Bilder der Anfang sind, um der Öffentlichkeit das Geld zurückzuzahlen – etwa zehn Milliarden Dollar – das für das JWST ausgegeben wurde sagte. „Wir können zum Beispiel auf einem Exoplaneten nach Beweisen für den Klimawandel suchen und diesen untersuchen, da wir in unserem Sonnensystem keine anderen Beispiele haben, an denen wir die Auswirkungen von Kohlendioxid und anderen Gasen untersuchen können.“ Aber Rieke ist eindeutig mehr überzeugt von anderen Arten von Gewinnen. „Menschen brauchen Hoffnung und Herausforderungen. Und die Leute brauchen die Würze der Entdeckung.“ Sie sagte, dass diese Bilder Wissenschaftlern ein Gefühl der Größe vermitteln. „Was bedeutet es, unseren Platz im Universum zu kennen? Sie können sagen: “Wen interessiert das?” Aber wenn wir das Universum wirklich verstehen wollen, müssen wir zumindest wissen, wie es funktioniert.“
Einige Leute mögen den Detaillierungsgrad der Bilder weniger wie ein Vermeer und eher wie ein Hieronymus Bosch empfinden – überall, wo Sie hineinzoomen, erhalten Sie ein Bild, das beängstigend, fremdartig oder erhaben ist. Es hat etwas Schwindelerregendes und Verwirrendes daran, sein Leben ernst zu nehmen, bis ein neues Größengefühl diese Perspektive verändert. Ich habe mit Rieke gesprochen, als ich mit meiner Tochter unterwegs war, die eine Beobachtung über unser Hotelzimmer gemacht hat, die ich für kosmische Schönheit relevant fand. „Weißt du, was ich an kleinen Hotelzimmern mag?“ Sie fragte. Ich wusste es nicht. „Im Dunkeln gibt es weniger Angst.“ Natürlich können solche Größenerfahrungen auch in anderen Altersstufen beruhigend sein.
Ich fragte Rieke nach einer Idee im Zusammenhang mit der sogenannten Drake-Gleichung. Wie wahrscheinlich ist es, dass es da draußen noch andere Zivilisationen gibt, und wie viele könnten es sein? Einige haben die Gleichung verwendet, um zu sagen, dass es fast sicher ist, dass es Geschichten vor langer Zeit und in weit, weit entfernten Galaxien gibt. Andere haben die Gleichung gelöst, um im Grunde nein zu sagen. Rieke sagte: „Ich bin ziemlich zuversichtlich, dass Webb irgendwann einen Exoplaneten in der bewohnbaren Zone identifizieren wird. Ein Ort, der schön und gemütlich ist, mit einer Atmosphäre, deren Zusammensetzung der der Erde entspricht.“ Aber, sagte sie, selbst mit Beiträgen von Biologen und Chemikern gebe es „immer noch viele Kontroversen darüber, was Beweise für die Vorschläge des Lebens sein könnten“. ♦