In der Astronomie untersuchen wir das Universum, indem wir Licht sammeln.
Die Astronomen verwendeten diese Reihe von einfarbigen Bildern, die am Rand gezeigt werden, um das Farbbild (Mitte) eines Rings von Sternhaufen zu konstruieren, der den Kern der Galaxie NGC 1512 umgibt. Sie fügten eine Reihe von Bildern zusammen, die mit unterschiedlichen photometrischen Filtern aufgenommen wurden , ist es möglich, ein farbenreiches Bild mit wichtigen Details zu Temperatur, Staub und mehr zu erstellen.
Die Verwendung von sichtbarem Licht allein ist jedoch unglaublich restriktiv.
Obwohl sichtbares Licht uns einen reichhaltigen und vielfältigen Blick auf Objekte im Universum ermöglicht, repräsentiert es nur einen winzigen Bruchteil des elektromagnetischen Spektrums. Der für das menschliche Auge wahrnehmbare Bereich von 0,4 bis 0,7 Mikron ist nur ein kleiner Nachteil im Vergleich zum Wellenlängenbereich von 0,5 bis 28 Mikron von JWST.
Da die optische Astronomie nur Wellenlängen von 400–700 Nanometern abdeckt, vernachlässigt sie die meisten Merkmale.
Die Andromeda-Galaxie, die der Erde am nächsten gelegene große Galaxie, zeigt eine enorme Vielfalt an Details, abhängig von der Wellenlänge oder dem Satz von Lichtwellenlängen, in denen sie angezeigt wird. Die optische Ansicht oben links besteht ebenfalls aus mehreren verschiedenen Filtern. Zusammen zeigen sie eine erstaunliche Reihe von Phänomenen, die in dieser Spiralgalaxie vorhanden sind. Die Astronomie mit mehreren Wellenlängen kann unerwartete Einblicke in fast jedes astronomische Objekt oder Phänomen liefern.
Aber Multi-Wellenlängen-Astronomie kann ansonsten unsichtbare Details enthüllen.
Der Helixnebel, der sterbende Überrest eines ehemals sonnenähnlichen Sterns, offenbart seine Gasverteilung im sichtbaren Licht, weist jedoch eine Reihe verdeckter Merkmale auf, die im Infrarotlicht verknotet und fragmentiert erscheinen. Ansichten mit mehreren Wellenlängen können Merkmale zeigen, die in einem einzigen Satz von Lichtwellenlängen nicht erscheinen.
Vor allem die staubigen und Sternentstehungsgebiete beherbergen spektakuläre Phänomene, die nur darauf warten, entdeckt zu werden.
Der Carina-Nebel, der im sichtbaren Licht (oben) und im nahen Infrarot (unten) gezeigt wird, wurde vom Hubble-Weltraumteleskop in verschiedenen Wellenlängen abgebildet, wodurch diese beiden sehr unterschiedlichen Ansichten erstellt werden konnten. Jede staubige Sternentstehungsregion wird spektakuläre Merkmale aufweisen, die sich zeigen, wenn man sie in verschiedenen Lichtwellenlängen betrachtet, und dies sollte die Bühne dafür bereiten, was JWST tun kann und sollte.
Eines der bekanntesten Objektive von Hubble ist die Säulen der Schöpfung.
Innen gelegen der Adlernebelein großer kosmischer Wettlauf endet dort, etwa 7000 Lichtjahre entfernt.
Diese 3-D-Visualisierung der Position und Eigenschaften des Elements, das als Säulen der Schöpfung im Adlernebel erscheint, besteht eigentlich aus mindestens vier verschiedenen, getrennten Komponenten, die sich auf beiden Seiten eines reichen Sternhaufens befinden: NGC 6611 neutral Materie absorbiert und reflektiert Sternenlicht, was zu ihrem einzigartigen Aussehen bei optischen Wellenlängen führt.
Sichtbares Licht zeigt neutrale Materie, die Licht von umgebenden Sternen absorbiert und reflektiert.
Dieses Bild im sichtbaren Licht eines großen Abschnitts des Adlernebels wurde 2019 in einer Amateurkonfiguration vom Boden aus aufgenommen. Die Säulen der Schöpfung in der Mitte reflektieren und absorbieren das Licht der Sterne, was zu ihrem ikonischen Aussehen führt.
Im Inneren werden aktiv neue Sterne gebildet, wodurch die Säulen von innen verdampfen.
Diese weitgehend unbekannte Ansicht der Säulen der Schöpfung zeigt die Grenzen der Fähigkeiten des Hubble-Weltraumteleskops: das Erreichen des nahen Infrarots, um durch die neutrale Materie der Säulen und in die Sterne zu blicken, die sich darin bilden. Die meisten Sterne sind Objekte im Hintergrund hinter den Säulen, aber einige sind Protosterne, die sich derzeit in ihnen bilden.
Draußen bewirkt die äußere Sternstrahlung, dass neutrale Materie verdunstet.
Durch Drehen und Strecken der beiden ikonischen hochauflösenden Hubble-Bilder der Spitze der höchsten Säule relativ zueinander können die Veränderungen von 1995 bis 2015 überlagert werden. Entgegen vieler Erwartungen ist der Verdunstungsprozess langsam und gering.
Das Rennen besteht darin, im Inneren neue Sterne zu bilden, bevor das Gas vollständig verschwindet.
Die Säulen der Schöpfung sind einige der letzten verbliebenen dichten Knoten aus neutraler Materie, die Sterne im Adlernebel bilden. Von außen bestrahlen heiße Sterne die Säulen und verdampfen das Gas. Im Inneren der Säulen kollabiert Materie und es entstehen neue Sterne, die die Säulen auch von innen bestrahlen. Wir sind Zeugen der letzten Beben der Sternentstehung in dieser Region.
Doppelte Hubble-Bilder, getrennt durch 20 Jahre, zeigen diese sich entwickelnde Struktur.
Dieses Bild vergleicht zwei Ansichten der Säulen der Schöpfung des Adlernebels, die mit Hubble im Abstand von 20 Jahren aufgenommen wurden. Das neue Bild links zeigt fast genau dieselbe Region wie 1995 rechts. Das neueste Bild verwendet jedoch die 2009 installierte Wide Field Camera 3 von Hubble, um Licht von glühendem Sauerstoff, Wasserstoff und Schwefel mit größerer Klarheit sowie mit einem breiteren Sichtfeld einzufangen. Die Säulen verändern sich im Laufe der Zeit sehr langsam; Es sollte Hunderttausende von Jahren dauern, bis die Verdunstung abgeschlossen ist.
Aber andere Wellenlängen des Lichts zeigen, was unter dem Staub vor sich geht.
Chandras einzigartige Fähigkeit, Röntgenquellen aufzulösen und zu lokalisieren, hat es möglich gemacht, Hunderte von sehr jungen und sich noch bildenden Sternen (bekannt als „Protosterne“) zu identifizieren. Infrarotbeobachtungen des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA und der Europäischen Südsternwarte zeigen, dass 219 der Röntgenquellen im Adlernebel junge Sterne sind, die von Staub- und Gasscheiben umgeben sind, und 964 junge Sterne ohne diese Scheiben sind. Falls Sie sich fragen, es wurden keine Supernova-Überreste entdeckt; die Säulen werden nicht zerstört.
Wellenlängen von Röntgenstrahlen, von Chandra von der NASAenthüllt neue Sterne und Sternreste.
Mit Chandra entdeckten die Forscher über 1.700 Röntgenquellen im Adlernebelfeld. Zwei Drittel dieser Quellen sind wahrscheinlich junge Sterne, die sich im Nebel befinden, und einige von ihnen sind in diesem kleinen Sichtfeld um die Säulen der Schöpfung herum sichtbar. Obwohl die meisten Quellen nicht aus den Säulen selbst stammen, entspricht das „Auge“ der größeren Säule einem Protostern mit etwa der fünffachen Masse der Sonne.
Die Nahinfrarotansichten blicken durch den Staub und legen die jungen Sterne im Inneren frei.
Diese Infrarotansicht der Säulen der Schöpfung vom Very Large Telescope der ESO, einem 8,2-Meter-terrestrischen Teleskop, blickt weitgehend durch den Staub der Säulen der Schöpfung, um die Sterne zu enthüllen, die sich darin bilden. JWST-Ansichten werden eine viel höhere Auflösung haben, viel detaillierter sein und einen viel größeren Wellenlängenbereich abdecken.
Das Herschels Ferninfrarotaugen kalte und neutrale Materie freigelegt, die anschließend neue Sterne bilden wird.
Dieses Herschel-Bild des Adlernebels zeigt die Selbstemission von Gas und Staub aus dem extrem kalten Nebel wie nie zuvor. Jede Farbe zeigt eine andere Temperatur des Staubs, von etwa 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt (10 Kelvin oder minus 442 Grad Fahrenheit) für Rot bis etwa 40 Kelvin oder minus 388 Grad Fahrenheit für Blau. Die Säulen der Schöpfung gehören zu den heißesten Teilen des Nebels, wie diese Wellenlängen zeigen.
Spitzer von der NASA hat sich zuvor mit den Wellenlängen von JWST befasst.
Diese Mehrkanal-Infrarot-Kompositansicht des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA, aufgenommen im Jahr 2007, zeigt die „Säulen der Schöpfung“ rechts und die „Spitze“ oder „Fee“ links, ähnlich den ikonischen Merkmalen, die Hubble in Längen offenbart der optischen Welle. JWST wird diese Ansichten erheblich verbessern und uns Details zeigen, von denen Spitzer nur träumen konnte.
Mit weit überlegener Lichtsammelkraft und Auflösung ist es das perfekte JWST-Ziel für die „erste Wissenschaft“.
Obwohl Spitzer (eingeführt 2003) älter als WISE (eingeführt 2009) war, hatte es einen größeren Spiegel und ein schmaleres Sichtfeld. Sogar das neben ihnen gezeigte erste JWST-Bild bei vergleichbaren Wellenlängen kann dieselben Merkmale in derselben Region mit beispielloser Genauigkeit auflösen. Dies ist eine Vorschau auf die Qualität der Wissenschaft, die wir mit JWST erhalten werden.
Mostly Mute Monday erzählt eine astronomische Geschichte in Bildern, Bildern und nicht mehr als 200 Wörtern. Rede weniger; lächle mehr.