Dieses Bild des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA eines massiven Galaxienhaufens namens WHL0137-08 enthält die am stärksten vergrößerte Galaxie, die in der ersten Milliarde Jahre des Universums bekannt war: den Sunrise Arc, und in dieser Galaxie den am weitesten entfernten Stern, der jemals entdeckt wurde. Der Stern mit dem Spitznamen Earendel wurde erstmals vom Hubble-Weltraumteleskop entdeckt. Nachfolgende Beobachtungen mit Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera) zeigen, dass es sich bei dem Stern um einen massereichen Stern vom Typ B handelt, der mehr als doppelt so heiß wie unsere Sonne und etwa eine Million Mal leuchtender ist.
In diesem Bild erscheint der Sunrise Arc direkt unterhalb der Beugungsspitze an der 5-Uhr-Position. Die unscharferen, weißen Galaxien in der Bildmitte sind Teil des Galaxienhaufens, der durch die Schwerkraft zusammengehalten wird. Die verschiedenen röteren, gekrümmten Galaxien sind Hintergrundgalaxien, die von Webbs empfindlichem Spiegel erfasst werden.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA für ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay
Beobachtungen deuten darauf hin, dass Earendel einen Begleitstern hat
Die Entdeckung extrem entfernter Sterne oder solcher Sterne, die dem Urknall zeitlich am nächsten sind, kann Einblicke in die ersten Kapitel der Geschichte unseres Universums liefern. Im Jahr 2022 wird die Hubble-Weltraumteleskop brach seinen eigenen Rekord und entdeckte den bisher am weitesten entfernten Stern. Dieser Stern mit dem Spitznamen Earendel strahlte sein Licht innerhalb der ersten Milliarde Jahre des Universums aus.
Das Erkennen und Bestätigen der Entfernung des Sterns ist jedoch nur der Anfang. Das ist wo NASA‘S James Webb-Weltraumteleskop kommt ins Spiel. Webbs erste Beobachtungen von Earendel haben Einblicke in die Art des Sterns und sogar in die Galaxie, die den Stern umgibt, geliefert. Zukünftige Analysen von Webb-spektroskopischen Beobachtungen von Earendel und seiner Muttergalaxie, dem Sunrise Arc, könnten auch Informationen über Helligkeit, Temperatur und Zusammensetzung liefern.
Dieses Bild vom James Webb-Weltraumteleskop der NASA zeigt einen massiven Galaxienhaufen namens WHL0137-08 und rechts einen Ausschnitt der am stärksten vergrößerten Galaxie, die in der ersten Milliarde Jahre des Universums bekannt war: den Sunrise Arc. In dieser Galaxie befindet sich der am weitesten entfernte Stern, der jemals entdeckt wurde und erstmals vom Hubble-Weltraumteleskop entdeckt wurde.
Webbs NIRCam-Instrument (Near-Infrared Camera) zeigt, dass der Stern mit dem Spitznamen Earendel ein massereicher Stern vom B-Typ ist, der mehr als doppelt so heiß wie unsere Sonne und etwa eine Million Mal leuchtender ist. Sterne dieser Masse haben oft Begleiter. Die Astronomen erwarteten nicht, dass Webb irgendwelche Begleiter von Earendel preisgeben würde, da diese so nahe beieinander und am Himmel nicht zu unterscheiden wären. Allein aufgrund der von Webb entdeckten Farben von Earendel glauben die Astronomen jedoch, dass sie Hinweise auf einen kühleren Begleitstern sehen.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA für ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay
Das Webb-Weltraumteleskop enthüllt die Farben von Earendel
Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat die Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops des am weitesten entfernten Sterns, der jemals im sehr fernen Universum entdeckt wurde, innerhalb der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall weiterverfolgt. Webbs NIRCam-Instrument (Near-Infrared Camera) zeigt, dass es sich bei dem Stern um einen massereichen Stern vom Typ B handelt, der mehr als doppelt so heiß wie unsere Sonne und etwa eine Million Mal leuchtender ist.
Entdeckung und Beobachtung
Der Stern, den das Forschungsteam Earendel getauft hat, befindet sich in der Sunrise Arc-Galaxie und ist nur dank der kombinierten Kraft menschlicher Technologie und der Natur über einen Effekt namens Gravitationslinsen nachweisbar. Sowohl Hubble als auch Webb konnten Earendel aufgrund seiner glücklichen Ausrichtung hinter einer Falte in der Raumzeit entdecken, die vom massiven Galaxienhaufen WHL0137-08 erzeugt wurde. Der Galaxienhaufen zwischen uns und Earendel ist so massiv, dass er das Gefüge des Weltraums selbst verformt, was einen Vergrößerungseffekt erzeugt, der es Astronomen ermöglicht, wie durch ein Vergrößerungsglas durch den Galaxienhaufen zu blicken.
Reisen Sie zum massiven Galaxienhaufen namens WHL0137-08, der die am stärksten vergrößerte Galaxie enthält, die in der ersten Milliarde Jahre 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 bodengestützten Bild des Astrofotografen Akira Fujii und geht dann in eine Platte aus dem Digitized Sky Survey über. Als nächstes erscheint ein Bild der Dark Energy Camera am Victor M. Blanco-Observatorium, und schließlich gelangt das Video zum Bild des Galaxienhaufens des James Webb-Weltraumteleskops.
Vergrößerung und Aufzeichnung
Während andere Merkmale in der Galaxie aufgrund des Gravitationslinseneffekts mehrfach auftauchen, erscheint Earendel selbst in Webbs hochauflösenden Infrarotbildern nur als einzelner Lichtpunkt. Auf dieser Grundlage stellen Astronomen fest, dass das Objekt mindestens um den Faktor 4.000 vergrößert und daher extrem klein ist – der am weitesten entfernte jemals entdeckte Stern, der 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall beobachtet wurde. Der bisherige Rekordhalter für den am weitesten entfernten Stern wurde rund 4 Milliarden Jahre nach dem Urknall von Hubble entdeckt und beobachtet. Ein anderes Forschungsteam, das Webb nutzte, identifizierte kürzlich einen Stern mit Gravitationslinse, den sie Quyllur nannten, einen roten Riesenstern, der drei Milliarden Jahre nach dem Urknall beobachtet wurde.
Eigenschaften und Begleiter
Sterne mit einer solchen Masse wie Earendel haben oft Begleiter. Die Astronomen erwarteten nicht, dass Webb irgendwelche Begleiter von Earendel preisgeben würde, da diese so nahe beieinander und am Himmel nicht zu unterscheiden wären. Allein aufgrund der Farben von Earendel glauben Astronomen jedoch, Hinweise auf einen kühleren, röteren Begleitstern zu sehen. Dieses Licht wurde durch die Expansion des Universums auf Wellenlängen ausgedehnt, die länger sind, als Hubbles Instrumente erfassen können, und war daher nur mit Webb nachweisbar.
Dies ist ein Bild des Galaxienhaufens WHL0137-08, zu dem auch die Sunrise Arc-Galaxie gehört, mit Kompasspfeilen, Maßstabsleiste und Farbschlüssel. Die Nord- und Ost-Kompasspfeile zeigen die Ausrichtung des Bildes am Himmel. Beachten Sie, dass die Beziehung zwischen Norden und Osten am Himmel (von unten gesehen) relativ zu den Richtungspfeilen auf einer Karte des Bodens (von oben gesehen) umgekehrt ist.
Dieses Bild zeigt unsichtbare Lichtwellenlängen im nahen Infrarot, die in Farben des sichtbaren Lichts umgewandelt wurden. Der Farbschlüssel zeigt, welche NIRCam-Filter (Near-Infrared Camera) beim Sammeln des Lichts verwendet wurden. Die Farbe jedes Filternamens ist die Farbe des sichtbaren Lichts, die zur Darstellung des Infrarotlichts verwendet wird, das diesen Filter passiert. Unter dem Bild befindet sich ein Farbschlüssel, der zeigt, welche NIRCam-Filter zur Erstellung des Bildes verwendet wurden und welche Farbe des sichtbaren Lichts jedem Filter zugewiesen ist.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA für ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay
Merkmale von Sunrise Arc
Webbs NIRCam zeigt auch andere bemerkenswerte Details im Sunrise Arc, der am stärksten vergrößerten Galaxie, die jemals in der ersten Milliarde Jahre des Universums entdeckt wurde. Zu den Merkmalen gehören sowohl junge Sternentstehungsregionen als auch ältere etablierte Sternhaufen mit einem Durchmesser von nur 10 Lichtjahren. Auf beiden Seiten der Falte maximaler Vergrößerung, die quer durch Earendel verläuft, werden diese Merkmale durch die Verzerrung der Gravitationslinse gespiegelt. Die Region, in der Sterne entstehen, erscheint länglich und ist schätzungsweise weniger als 5 Millionen Jahre alt. Kleinere Punkte auf beiden Seiten von Earendel sind zwei Bilder eines älteren, etablierteren Sternhaufens, der auf mindestens 10 Millionen Jahre geschätzt wird. Astronomen stellten fest, dass dieser Sternhaufen gravitativ gebunden ist und wahrscheinlich bis zum heutigen Tag bestehen bleibt. Dies zeigt uns, wie die Kugelsternhaufen in unserem eigenen Milchstraße könnte ausgesehen haben, als sie sich vor 13 Milliarden Jahren bildeten.
Laufende Analyse und zukünftige Entdeckungen
Astronomen analysieren derzeit Daten aus Webbs NIRSpec-Instrumentenbeobachtungen (Near-Infrared Spectrograph) der Sunrise Arc-Galaxie und Earendel, die präzise Messungen der Zusammensetzung und Entfernung der Galaxie liefern werden.
Seit Hubbles Entdeckung von Earendel hat Webb mit dieser Technik weitere sehr weit entfernte Sterne entdeckt, allerdings keiner ganz so weit wie Earendel. Die Entdeckungen haben der Sternphysik einen neuen Bereich des Universums und neue Themen für Wissenschaftler eröffnet, die das frühe Universum untersuchen, wo Galaxien einst die kleinsten erkennbaren kosmischen Objekte waren. Das Forscherteam hat die vorsichtige Hoffnung, dass dies ein Schritt in Richtung der eventuellen Entdeckung eines Sterns der allerersten Generation sein könnte, der nur aus den Grundbestandteilen des Universums besteht, die beim Urknall entstanden sind – Wasserstoff und Helium.
Das James Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Weltraumobservatorium. Webb löst Rätsel in unserem Sonnensystem, blickt über die fernen Welten um andere Sterne hinaus und erforscht die mysteriösen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin. Webb ist ein internationales Programm, das von der NASA und ihren Partnern ESA geleitet wird (Europäische Weltraumorganisation) und die Canadian Space Agency.