29. Januar 2024: JWST  zeigt atemberaubende Strukturen in 19 nahegelegenen Spiralgalaxien

Es ist so einfach, sich von diesen Spiralgalaxien völlig in den Bann ziehen zu lassen.
Folgen Sie ihren klar definierten Armen, die voller Sterne sind, zu ihren Zentren,
wo sich möglicherweise alte Sternhaufen und manchmal aktive supermassereiche Schwarze Löcher befinden.
Nur das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA kann hochdetaillierte Szenen naher Galaxien in einer Kombination
aus Licht im nahen und mittleren Infrarot liefern und eine Reihe dieser Bilder wurde heute öffentlich veröffentlicht.


Bild: NASA
Diese Webb-Bilder sind Teil eines großen, langjährigen Projekts, des Programms „Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS“ (PHANGS),
das von mehr als 150 Astronomen weltweit unterstützt wird.
Bevor Webb diese Bilder machte, war PHANGS bereits voller Daten vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA,
dem Multi-Unit Spectroscopic Explorer des Very Large Telescope und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,
einschließlich Beobachtungen im ultravioletten, sichtbaren und Radiolicht. Webbs Beiträge zum nahen und mittleren Infrarot haben mehrere neue Puzzleteile geliefert.


NGC 628:


Bild: NASA

Die frontale Spiralgalaxie NGC 628 ist in diesem Bild diagonal geteilt:
Die Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops erscheinen oben links und die des Hubble-Weltraumteleskops unten rechts.
Die Bilder von Webb und Hubble zeigen einen auffälligen Kontrast, ein Gegenteil von Dunkelheit und Licht. Warum?
Webbs Beobachtungen kombinieren nahes und mittleres Infrarotlicht und Hubbles sichtbares Vorzeigelicht.
Staub absorbiert ultraviolettes und sichtbares Licht und gibt es dann im Infrarotbereich wieder ab.
Auf Webbs Bildern sehen wir Staub, der im Infrarotlicht leuchtet.
In Hubbles Bildern sind dunkle Regionen Orte, an denen Sternenlicht vom Staub absorbiert wird.


Bild: NASA

Hubbles Bild von NGC 628 zeigt eine dicht besiedelte Spiralgalaxie, die in ihrer zentralen Region verankert ist und einen hellgelben Schleier aufweist,
der etwa ein Viertel des Bildes einnimmt. Der Kern ist in der Mitte am hellsten und schwächt das Licht anderer Objekte aus.
Zarte Spiralarme beginnen in der Nähe der Mitte und erstrecken sich bis zu den Rändern, wobei sie sich gegen den Uhrzeigersinn drehen.
Beginnend in der Mitte gibt es mehr braunen Staub, aber wenn sich die Arme nach außen erstrecken,
wechseln sich braune Staubbahnen mit diffusen Linien leuchtend blauer Sterne ab.
Überall in den Spiralarmen gibt es leuchtend rosafarbene Flecken sternbildender Cluster.


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 628 liegt 32 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Fische.
Webbs Bild von NGC 628 zeigt eine dicht besiedelte Frontalspiralgalaxie, die in ihrer zentralen Region verankert ist und einen hellblauen Schleier aufweist,
der etwa ein Viertel des Bildes einnimmt. In diesem kreisförmigen Kern befindet sich der hellste blaue Bereich.
Im Kern befinden sich Populationen älterer Sterne, die durch viele blaue Lichtpunkte dargestellt werden.
Stachelige Spiralarme aus Sternen, Gas und Staub beginnen ebenfalls in der Mitte und beginnen größtenteils im weiteren Bereich des blauen Dunsts.
Die Spiralarme reichen bis zu den Rändern und drehen sich gegen den Uhrzeigersinn.
Die spiralförmige, fadenförmige Struktur ähnelt in gewisser Weise dem Querschnitt einer Nautilusmuschel.
Die Arme der Galaxie sind größtenteils orange und reichen von dunklem bis leuchtendem Orange.
Über die dichte Szenerie sind einige weitere leuchtend blaue Lichtpunkte verstreut, bei denen es sich um über die Galaxie verteilte Sterne handelt.
In Bereichen, in denen weniger Orange vorhanden ist, ist es dunkler und einige dunkle Bereiche sehen kreisförmiger aus.
Oben links im blauen Kern erscheint eine markante dunkle „Blase“. Und unten rechts eine breitere, elliptische „Blase“.


„Webbs neue Bilder sind außergewöhnlich“, sagte Janice Lee, Projektwissenschaftlerin für strategische Initiativen am Space Telescope Science Institute in Baltimore.
„Sie sind selbst für Forscher überwältigend, die dieselben Galaxien jahrzehntelang untersucht haben.
Blasen und Filamente werden bis in die kleinsten jemals beobachteten Maßstäbe aufgelöst und erzählen eine Geschichte über den Sternentstehungszyklus.“

Als die Bilder von Webb einströmten, breitete sich im Team schnell Aufregung aus.
„Ich habe das Gefühl, dass unser Team ständig im positiven Sinne von der Detailfülle dieser Bilder überwältigt ist“, fügte Thomas Williams, ein Postdoktorand
an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich, hinzu.


NGC 1300:


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 1300 liegt 69 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Eridanus.


NGC 1087:


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 1087 liegt 80 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Walfisch.


Folgen Sie den Spiralarmen

Webbs NIRCam:
(Near-Infrared Camera) hat in diesen Bildern Millionen von Sternen eingefangen, die in Blautönen funkeln.
Einige Sterne sind über die Spiralarme verteilt, andere sind jedoch in Sternhaufen eng zusammengeballt.

Das MIRI des Teleskops:
(Mid-Infrared Instrument)-Daten heben leuchtenden Staub hervor und zeigen uns, wo er um und zwischen Sternen existiert.
Es beleuchtet auch Sterne, die sich noch nicht vollständig gebildet haben. Sie sind immer noch von Gas und Staub umgeben,
die ihr Wachstum fördern, wie leuchtend rote Samen an den Spitzen staubiger Gipfel.
„Hier können wir die neuesten, massereichsten Sterne in den Galaxien finden“, sagte Erik Rosolowsky,
Professor für Physik an der University of Alberta in Edmonton, Kanada.


NGC 1566:


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 1566 liegt 60 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Dorado.

 
Etwas anderes, das die Astronomen in Erstaunen versetzte? Webbs Bilder zeigen große, kugelförmige Schalen im Gas und Staub.
„Diese Löcher könnten von einem oder mehreren explodierten Sternen entstanden sein, die riesige Löcher in die interstellare Materie gerissen haben“,
erklärte Adam Leroy, Professor für Astronomie an der Ohio State University in Columbus.
Verfolgen Sie nun die Spiralarme, um ausgedehnte Gasbereiche zu finden, die rot und orange erscheinen.
„Diese Strukturen neigen dazu, in bestimmten Teilen der Galaxien dem gleichen Muster zu folgen“, fügte Rosolowsky hinzu.
„Wir stellen uns diese wie Wellen vor, und ihre Abstände verraten uns viel darüber, wie eine Galaxie ihr Gas und ihren Staub verteilt.“
Die Untersuchung dieser Strukturen wird wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie Galaxien die Sternentstehung aufbauen, aufrechterhalten und stoppen.


NGC 2835:


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 2835 liegt 35 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Hydra.

Tauchen Sie ein ins Innere

Es gibt Hinweise darauf, dass Galaxien von innen nach außen wachsen.
Die Sternentstehung beginnt im Kern der Galaxien und breitet sich entlang ihrer Arme aus, spiralförmig vom Zentrum weg.
Je weiter ein Stern vom Kern der Galaxie entfernt ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er jünger ist.
Im Gegensatz dazu handelt es sich bei den Bereichen in der Nähe der Kerne, die von einem blauen Scheinwerfer beleuchtet aussehen, um Populationen älterer Sterne.

Was ist mit Galaxienkernen, die von rosa und roten Beugungsspitzen überschwemmt sind?
„Das ist ein klares Zeichen dafür, dass es ein aktives supermassereiches Schwarzes Loch geben könnte“, sagte Eva Schinnerer,
wissenschaftliche Mitarbeiterin am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.
„Oder die Sternhaufen in der Mitte sind so hell, dass sie diesen Bereich des Bildes gesättigt haben.“


NGC 1512:


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 1512 liegt 30 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Horologium.


NGC 1385:


Bild: NASA
Die Spiralgalaxie NGC 1385 liegt 30 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Fornax.


Forschung in Hülle und Fülle

Es gibt viele Forschungsrichtungen, die Wissenschaftler mit den kombinierten PHANGS-Daten verfolgen können,
aber die beispiellose Anzahl von Sternen, die Webb auflöste, ist ein guter Ausgangspunkt.
„Sterne können Milliarden oder Billionen Jahre leben“, sagte Leroy.
„Durch die präzise Katalogisierung aller Arten von Sternen können wir eine zuverlässigere, ganzheitlichere Sicht auf ihre Lebenszyklen erstellen.“

Zusätzlich zur sofortigen Veröffentlichung dieser Bilder hat das PHANGS-Team auch den bislang größten Katalog mit rund 100.000 Sternhaufen veröffentlicht.
„Der Analyseumfang, der mit diesen Bildern durchgeführt werden kann, ist weitaus größer als alles, was unser Team überhaupt bewältigen könnte“,
betonte Rosolowsky. „Wir freuen uns, die Community zu unterstützen, damit alle Forscher einen Beitrag leisten können.“


NGC 1672:


Bild: NASA

Die Spiralgalaxie NGC 1672 liegt 60 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Dorado.


NGC 4254:


Bild: NASA

Webb-Teleskope betrachten die Spiralgalaxie NGC 4254 von vorne.


Video zu diesen Galaxien


Sehen Sie sich den vollständigen Satz von 19 Bildern von Webb und Hubble an und laden Sie sie in voller Auflösung herunter.

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 mit ihren Partnern ESA (European Space Agency) und der Canadian Space Agency geleitet wird.


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