James Webb: Teleskop enthüllt neue Details in berühmter Supernova

Es ist wie eine himmlische Perlenkette.

Dies ist ein Bild einer Supernova – eines explodierten Sterns – aufgenommen mit dem neuen Super-Weltraumteleskop James Webb (JWST).

SN1987A, wie es genannt wird, ist eines der berühmtesten und am besten untersuchten Objekte am Himmel der südlichen Hemisphäre.

Als der Stern 1987 boomte, war er die nächstgelegene und hellste Supernova, die seit fast 400 Jahren von der Erde aus gesehen wurde. Und jetzt zeigt uns das 10 Milliarden US-Dollar (8 Milliarden Pfund) teure Webb-Observatorium Details, die noch nie zuvor enthüllt wurden.

SN1987A befindet sich nur 170.000 Lichtjahre von uns entfernt in der Großen Magellanschen Wolke, einer Zwerggalaxie neben unserer eigenen Milchstraßengalaxie.

Astronomen sind von dem Objekt fasziniert, weil es einen detaillierten Blick darauf bietet, was passiert, wenn große Sterne ihre Tage beenden.

Die Reihe heller Ringe stellt Gas- und Staubbänder dar, die der Stern in seinen verschiedenen Sterbephasen ausstößt und die seitdem durch die sich ausdehnenden Stoßwellen, die beim Kollaps und der Detonation im letzten Moment ausgesandt werden, angeregt und beleuchtet werden.

Einer dieser Ringe ist die Perlenkette, die aus Material besteht, das Wissenschaftlern zufolge etwa 20.000 Jahre vor dem letzten Ereignis ausgeworfen wurde.

Webb ermöglicht uns den bisher klarsten Blick auf die Halskette und das diffuse Licht um sie herum. Webb entdeckt auch ein oder zwei perlmuttartige Ergänzungen, die in früheren Bildern von Objekten wie dem Hubble-Weltraumteleskop nicht zu sehen waren (siehe unteres Bild).

„Wir können sehen, dass außerhalb des zuvor beleuchteten Rings neue Hotspots entstehen“, erklärte Dr. Roger Wesson von der Universität Cardiff, Großbritannien.

„Darüber hinaus sehen wir eine Emission von molekularem Wasserstoff im Ring, die nicht unbedingt erwartet wurde und etwas, das nur JWST mit seiner überlegenen Empfindlichkeit und Auflösung hätte aufdecken können“, sagte er gegenüber BBC News.

Ein weiteres neues Merkmal sind die Halbmonde oder Emissionsbögen im Inneren der Halskette, jedoch direkt außerhalb des dichten Innenbereichs, der ein wenig wie ein Schlüsselloch aussieht.

„Wir verstehen die Halbmonde noch nicht wirklich“, sagte Dr. Mikako Matsuura, die die neueste Analyse leitete.

„Dieses Material könnte durch eine Art umgekehrten Schock beleuchtet werden – einen Schock, der zurück zum Schlüsselloch kommt.“

Was Webb nicht sehen kann, ist der Überrest des Sterns. Es ist irgendwo im dichten Staubfeld vergraben, das das Schlüsselloch darstellt.

Der Überrest sollte ein äußerst kompaktes Objekt sein, das vollständig aus Neutronenteilchen besteht und einen Durchmesser von nur wenigen Dutzend Kilometern hat.

In den letzten 36 Jahren hat jedes große Teleskop, das SN1987A sehen kann, seine sich entwickelnde Form und Merkmale untersucht.

Im Mittelpunkt dieser Untersuchungen steht die Frage, warum die Supernova überhaupt aufgetreten ist.

Astronomen gehen davon aus, dass der Vorläufer ein heißer, relativ junger Stern war, vielleicht 20 bis 30 Mal so massereich wie unsere Sonne. Es war sicherlich groß genug, um die Explosion auszulösen, aber noch nicht in seinem Lebensstadium.

„Eines der Geheimnisse dieses Sterns besteht darin, dass er explodierte, als er ein blauer Überriese war, während alle Theorien damals besagten, dass nur rote Überriesensterne explodieren könnten. Die Lösung dieses Geheimnisses war also eine der großen Aufgaben“, sagte Dr. Wesson.

„Die Anzeichen deuten darauf hin, dass Webb viel länger als ursprünglich geplant in Betrieb sein wird – vielleicht 20 Jahre – und das wird uns ein sehr leistungsfähiges Werkzeug geben, um SN1987A weiter zu überwachen, um zu sehen, wie es sich verändert.“

Das Bild oben auf dieser Seite stammt von Webbs Hauptkamera, der Nahinfrarotkamera oder NIRCam. In Kombination mit dem 6,5 m breiten Hauptspiegel des Teleskops und der dazugehörigen Optik entstehen erstaunliche Bilder.

Aber Webbs Geheimwaffe sind seine Spektrometer, die Instrumente, die das von Objekten kommende Licht in seine Komponentenfarben aufteilen. Dies offenbart die Chemie, Temperatur, Dichte und Geschwindigkeit der untersuchten Ziele.

Beobachtungen von SN1987A mit dem Nahinfrarotspektrometer (NIRSpec) von Webb werden in Kürze in einem veröffentlichten Bericht erscheinen. Es wird erwartet, dass dies weitere spannende Enthüllungen über diese bemerkenswerte Supernova enthalten wird.

James Webb ist ein Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen, europäischen und kanadischen Raumfahrtbehörden. Es wurde im Dezember 2021 gestartet und gilt als Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops.