James Webb: fünf eindrucksvolle Aufnahmen bis 2023 und neue Fragen

Jedes Jahr Mitte August ist besonders auf der Nordhalbkugel der Perseiden-Meteorstrom zu beobachten. Unter idealen Bedingungen sind am Höhepunkt bis zu etwa 100 Meteore pro Stunde sichtbar. Diese „Sternschnuppen“ lassen sich mit bloßem Auge sehen; zur Untersuchung ferner kosmischer Phänomene braucht es Instrumente wie das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST). Entdeckungen liefern Antworten und werfen neue Fragen auf. Hier folgen fünf eindrucksvolle, bis August 2023 veröffentlichte Aufnahmen sowie Unternehmen, die am Bau des Teleskops beteiligt waren.

Was ist das James-Webb-Weltraumteleskop?

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist ein großes Weltraumobservatorium, das am 25. Dezember 2021 gestartet wurde. Es ergänzt und erweitert die Forschung von Hubble, dessen Betrieb dadurch nicht beendet wurde. NASA, ESA und CSA arbeiten bei diesem internationalen Programm zusammen. Der industrielle Hauptauftragnehmer war Northrop Grumman (NOC ); Ball Aerospace lieferte wichtige optische Systeme. Der Hauptspiegel hat einen Durchmesser von 6,5 Metern. Webb beobachtet vor allem im Infrarotbereich und untersucht damit ferne Objekte sowie Sternentstehungsgebiete hinter Staubwolken.

Nach wem wurde es benannt?

Namensgeber ist James E. Webb, der von 1961 bis 1968 als zweiter NASA-Administrator amtierte. Er leitete die Entwicklung und die frühen Jahre des Apollo-Programms, das Menschen auf den Mond bringen sollte. Neben der bemannten Raumfahrt unterstützte er ein breites Wissenschaftsprogramm und legte damit Grundlagen für spätere Weltraumforschung. Die Namenswahl würdigt seine Beiträge zur Raumfahrt und Weltraumwissenschaft.

Was ist sein Ziel?

Das wichtigste Ziel von JWST ist es, unser Verständnis des Universums zu erweitern. Zu den wissenschaftlichen Aufgaben gehören:

• Entstehung von Sternen und Planetensystemen untersuchen: Infrarotbeobachtungen durchdringen Staubwolken, in denen Sterne und Planeten entstehen, und eröffnen neue Einblicke in diese Prozesse.
• Entwicklung von Galaxien erforschen: Das Licht von Galaxien aus unterschiedlichen kosmischen Epochen gibt Aufschluss über ihre Entstehung, Entwicklung und Wechselwirkung mit der Umgebung.
• Bedingungen für Leben untersuchen: Webb charakterisiert die Atmosphären von Exoplaneten und sucht nach chemischen Merkmalen potenziell bewohnbarer Umgebungen. Das erweitert unser Wissen über mögliche Lebensbedingungen jenseits der Erde.
• Das frühe Universum erforschen: Das Licht sehr ferner Objekte stammt aus frühen Epochen nach dem Urknall. Seine Beobachtung erlaubt Rückschlüsse auf die Bildung der ersten kosmischen Strukturen.

Webb umkreist die Sonne auf einer Bahn um den zweiten Lagrange-Punkt (L2) des Sonne-Erde-Systems, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Es steht dort nicht still; regelmäßige Bahnkorrekturen sind erforderlich. Diese Anordnung ermöglicht es dem Sonnenschutz, die Wärmeeinstrahlung von Sonne, Erde und Mond zu begrenzen und die empfindlichen Infrarotbeobachtungen zu unterstützen.

1. Jupiter und sein Einfluss auf das Sonnensystem

Schon unser eigenes Sonnensystem bietet eindrucksvolle Phänomene. Die 2022 veröffentlichten Webb-Aufnahmen von Jupiter zeigen Polarlichter, Wolken und schwache Ringe.

Zusammengesetzte NIRCam-Aufnahme des Jupitersystems mit den Filtern F212N (orange) und F335M (cyan), oben ohne und unten mit Beschriftung. Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team. Bildbearbeitung: Ricardo Hueso (UPV/EHU) und Judy Schmidt.

Jupiters starke Gravitation kann Kometen und Asteroiden einfangen oder ihre Bahnen verändern. Daher wird er gelegentlich als Beschützer der Erde bezeichnet. Allerdings kann er Objekte auch ins innere Sonnensystem lenken. Sein Einfluss auf das Einschlagsrisiko hängt von den Bahnen und der jeweiligen Objektpopulation ab; er ist kein universeller Schutzschild. Die Erforschung Jupiters hilft außerdem, Gasriesen um andere Sterne besser zu verstehen.

2. Ein Fragezeichen im All

Die Aufnahme zeigt das noch entstehende junge Doppelsternsystem Herbig–Haro 46/47. Nahe dem unteren Bildrand, etwas rechts der Mitte, liegt ein entferntes Hintergrundobjekt, dessen Form an ein Fragezeichen erinnert. Es erregte bei der Veröffentlichung 2023 besondere Aufmerksamkeit.

Bildnachweis: NASA, ESA, CSA. Bildbearbeitung: Joseph DePasquale (STScI).

Die ungewöhnliche Form führte auch zu Spekulationen, dass wir in einer Simulation leben. Sie ist jedoch kein wissenschaftlicher Beleg dafür. Eine mögliche natürliche Erklärung ist eine verformte ferne Galaxie oder ein wechselwirkendes Galaxienpaar. Das Fragezeichen förderte Diskussionen über Astronomie und das Interesse der Öffentlichkeit.

3. Farben von Earendel

Earendel galt laut der Veröffentlichung von 2023 als der damals am weitesten entfernte nachgewiesene einzelne Stern. Hubble entdeckte ihn 2022; Webb führte anschließend Infrarotbeobachtungen durch. Ein Galaxienhaufen im Vordergrund verstärkt sein Licht durch den Gravitationslinseneffekt und macht die Beobachtung möglich.

Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, D. Coe (STScI/AURA für ESA; Johns Hopkins University), B. Welch (NASA Goddard Space Flight Center; University of Maryland, College Park). Bildbearbeitung: Z. Levay.

Das heute beobachtete Licht wurde vor etwa 12,9 Milliarden Jahren ausgesandt, innerhalb der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall. Die Entfernung von etwa 28 Milliarden Lichtjahren ist eine kosmologische Entfernung unter Berücksichtigung der Expansion des Universums; sie bedeutet keine Lichtlaufzeit von 28 Milliarden Jahren. Earendel ist ein altenglisches Wort für „Morgenstern“. Der Forscher, der den Namen auswählte, erklärte, auch von Tolkiens Werk inspiriert worden zu sein.

4.  Sternentstehung

Zum ersten Jahrestag seiner wissenschaftlichen Beobachtungen veröffentlichte Webb im Juli 2023 diese Aufnahme des Rho-Ophiuchi-Wolkenkomplexes, eines der erdnächsten Sternentstehungsgebiete.

Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI). Bildbearbeitung: Alyssa Pagan (STScI).

Der Rho-Ophiuchi-Wolkenkomplex liegt etwa 390 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Aufnahme zeigt ungefähr 50 junge Sterne. Die meisten haben eine ähnliche oder geringere Masse als die Sonne; S1 ist massereicher. Solche Beobachtungen geben Einblick in die Entstehung unserer Sonne und unseres Sonnensystems.

5.  Neuaufnahme der Säulen der Schöpfung

Hubble machte die Säulen der Schöpfung im Adlernebel durch seine Aufnahme von 1995 berühmt und beobachtete sie 2014 erneut. Webbs Infrarotaufnahme wurde 2022 veröffentlicht, also 27 Jahre nach dem ersten Hubble-Bild.

Säulen der Schöpfung: Hubble (2014) und JWST (2022). Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI. Bildbearbeitung: J. DePasquale, A. Koekemoer und A. Pagan (STScI).

Webbs Infrarotkameras machten zusätzliche Sterne und Strukturen in den Staubwolken der Säulen der Schöpfung sichtbar. Das Gebiet liegt im Adlernebel, etwa 6.500 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Name bezieht sich auf die säulenartige Form der Gas- und Staubwolken und die darin stattfindende Sternentstehung.

Unternehmen hinter den Beobachtungen

Northrop Grumman und Ball Aerospace spielten neben vielen weiteren Partnern wichtige Rollen beim Bau von Webb und seinen Komponenten. Die folgenden Unternehmensangaben und Finanzkennzahlen stammen aus dem ursprünglichen Artikel von 2023; der spätere Verkauf von Ball Aerospace wird gesondert eingeordnet.

1. Northrop Grumman Corporation (NYSE: NOC)

Northrop Grumman Corporation mit Sitz in Falls Church, Virginia, entwickelt Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungstechnik. Das Vorgängerunternehmen Northrop wurde 1939 gegründet; nach der Übernahme von Grumman 1994 entstand der Name Northrop Grumman. Zu den Tätigkeitsfeldern zählen autonome Systeme, Cybersicherheit, Raumfahrtsysteme und Waffentechnik. Der Tarnkappenbomber B-2 Spirit und Webb sind Beispiele seiner technischen Arbeit. Das Unternehmen bedient staatliche und kommerzielle Kunden weltweit, beschäftigt Tausende Fachkräfte und wird an der NYSE unter NOC gehandelt.

Marktkapitalisierung laut dem ursprünglichen Artikel von 2023: 65,89 Mrd. US-Dollar

Damals angegebenes Kurs-Gewinn-Verhältnis (KGV): 14,43

Damals angegebener Gewinn je Aktie (EPS): 30,19 US-Dollar

Der ursprüngliche Artikel von 2023 nannte diese Kennzahlen für Northrop Grumman (NOC) und die Einstufung „Kaufen“. Dies sind historische Artikelangaben, keine aktuelle Anlageempfehlung oder unabhängig überprüfte Zusammenfassung heutiger Analystenbewertungen.

2. Ball Corporation (NYSE: BALL)

Ball Corporation (BALL ) mit Sitz in Broomfield, Colorado, begann 1880 mit Glasgefäßen und expandierte später in Metallverpackungen und Aluminiumprodukte für Getränke, Lebensmittel und Körperpflege. Ball Aerospace war 2023 eine Tochtergesellschaft und lieferte optische Technik und Raumfahrtsysteme für Webb. Am 16. Februar 2024 schloss Ball den Verkauf des Luft- und Raumfahrtgeschäfts an BAE Systems ab. Ball Corporation bleibt ein eigenständiges börsennotiertes Unternehmen unter BALL; die historische Beteiligung an Webb bedeutet keine heutige Eigentümerschaft an Ball Aerospace.

Marktkapitalisierung laut dem ursprünglichen Artikel von 2023: 17,40 Mrd. US-Dollar

Damals angegebenes Kurs-Gewinn-Verhältnis (KGV): 21,92

Damals angegebener Gewinn je Aktie (EPS): 2,52 US-Dollar

Der ursprüngliche Artikel von 2023 nannte diese Kennzahlen für Ball Corporation (BALL) und die Einstufung „Halten“. Dies sind historische Angaben und keine aktuelle Anlageempfehlung.