De James Webb-telescoop fotografeert een planetaire nevel met ruwe randen
Toen astronomen in de 18e eeuw hun telescopen op de nachtelijke hemel richtten, ontdekten ze vage objecten die grotendeels rond van vorm waren en leken op een gasplaneet zoals Jupiter. Deze objecten werden later planetaire nevels genoemd. Tegenwoordig weten we dat planetaire nevels niets met planeten te maken hebben. Het zijn de lichtgevende schil van stof en gas die sterren zoals de zon aan het einde van hun leven afstoten.
NZZ.ch vereist JavaScript voor belangrijke functies. Uw browser of advertentieblokkering blokkeert dit momenteel.
Pas de instellingen aan.
Astronomen met de James Webb-ruimtetelescoop hebben een bijzonder magnifiek voorbeeld op het oog: de planetaire nevel NGC 6072, die zich op ongeveer 3000 lichtjaar van de aarde bevindt. De opname, gemaakt met de nabij-infraroodcamera van de telescoop, laat zien dat planetaire nevels niet per se rond hoeven te zijn. Het uitgestoten gas verspreidt zich ongelijkmatig in de interstellaire ruimte; sommige richtingen lijken de voorkeur te hebben. De astronomen zien dit als een aanwijzing dat de stervende ster in het centrum van de nevel mogelijk een begeleidende ster heeft die het uitgestoten gas in specifieke richtingen stuurt.
Deze interpretatie wordt ondersteund door een tweede mid-infraroodopname van de James Webb-telescoop. Deze opname toont enerzijds de stervende ster in het centrum van de nevel. Anderzijds is een concentrische ring te zien die raakt aan de buitenste regionen van de nevel. Deze ring zou kunnen worden veroorzaakt door een tweede ster die rond de ster in het centrum draait. Dit is echter niet de enige verklaring. De ring zou ook het gevolg kunnen zijn van het feit dat de stervende ster zijn omhulsel in korte pulsen uitwerpt in plaats van continu.
Planetaire nevels zijn niet voorbestemd om lang te blijven bestaan. Over enkele tienduizenden jaren zal er niets meer van te zien zijn. Maar het uitgestoten materiaal blijft bestaan. Het verzamelt zich in wolken van gas en stof, waaruit later de volgende generatie sterren en planeten zal ontstaan.
De James Webb-telescoop fotografeert een Einsteinring die niet perfecter had kunnen zijn. 27 maart 2025
Het was niemand minder dan Albert Einstein die het zogenaamde gravitatielenseffect voorspelde. Volgens zijn algemene relativiteitstheorie beïnvloedt zwaartekracht ook licht. De reden hiervoor is dat elke massa de ruimte buigt. Wanneer licht van een verafgelegen sterrenstelsel langs een dichterbij gelegen sterrenstelsel passeert, wordt het afgebogen door de kromming van de ruimte, net als een lens.
Omdat het licht de waarnemer via verschillende paden bereikt, kunnen er meerdere beelden van het verre sterrenstelsel worden gemaakt. In het zeldzame geval dat de twee sterrenstelsels zich recht achter elkaar bevinden, verschijnt het verre sterrenstelsel zelfs als een ring. Deze formaties worden ook wel Einsteinringen genoemd, ter ere van Albert Einstein.
Bijna elke goede telescoop heeft zulke Einsteinringen in zijn repertoire. De James Webb-telescoop fotografeerde een bijzonder indrukwekkend voorbeeld. De zwaartekrachtlens is in dit geval een elliptisch sterrenstelsel. Toevallig ligt deze precies in de zichtlijn van een verafgelegen spiraalstelsel. De opname van de James Webb-telescoop is zo nauwkeurig dat zelfs individuele sterrenhopen en gasfilamenten binnen het spiraalstelsel in de Einsteinring te zien zijn.
De James Webb-telescoop onderzoekt een kosmische orkaan op 24 maart 2025
Op minder dan 630 lichtjaar van de aarde bevindt zich een gebied in de Melkweg waar zich vandaag de dag nog steeds nieuwe sterren vormen. In dit gebied heeft de James Webb-ruimtetelescoop een nevelachtige structuur waargenomen die enigszins op een tornado lijkt. Het is een zogenaamd Herbig-Haro-object. Deze objecten ontstaan wanneer een protoster een geconcentreerde gasstraal uitstoot die het interstellaire medium raakt en het doet gloeien.
De opname van de James Webb-telescoop combineert waarnemingen in het nabij- en midden-infrarood. De opname onthult details die niet te zien zijn op eerdere opnamen van de Spitzer-ruimtetelescoop. Zo zijn er boogvormige structuren te zien die lijken op een boot die door het water ploegt. Door de kosmische tornado nader te bestuderen, hopen astronomen aanwijzingen te krijgen over hoe de jonge ster die de gasstraal uitstoot zijn omgeving verandert. Vermoedelijk is het een protoster op 1,5 lichtjaar afstand van het Herbig-Haro-object en buiten de afbeelding.
De nieuwe opname onthult ook de heldere vlek waar de uitstroom naartoe lijkt te zijn gericht. Het betreft een spiraalstelsel dat zich zeer ver van de Melkweg bevindt. Het is dan ook puur toeval dat de twee objecten op het moment van waarneming naast elkaar lijken te staan. Over slechts een paar duizend jaar zal de voorkant van het Herbig-Haro-object zo ver zijn uitgedijd dat het spiraalstelsel volledig verduisterd zal zijn.
De James Webb-telescoop vindt een jonge afbeelding van de Melkweg 11 december 2024
Ons thuisstelsel, de Melkweg, bestaat uit 100 tot 300 miljard sterren verspreid over een platte schijf met een centrale verdikking. De Melkweg zag er niet altijd zo uit. Hij is geëvolueerd over een periode van meer dan 13 miljard jaar en is onderweg samengesmolten met andere sterrenstelsels.
Een afbeelding van de James Webb-telescoop biedt nu een eerste glimp van hoe de Melkweg er in zijn beginperiode uit moet hebben gezien. De afbeelding toont een ver sterrenstelsel dat al bestond toen het heelal 600 miljoen jaar oud was. Er zijn tien sterrenhopen te onderscheiden, elk met een massa van honderdduizend tot een miljoen zonsmassa's. De sterrenhopen fonkelen als vuurvliegjes. Daarom kreeg het sterrenstelsel de naam Firefly Sparkle. In de buurt zijn twee begeleidende sterrenstelsels te zien, waarvan de zwaartekracht waarschijnlijk van invloed zal zijn op de toekomstige ontwikkeling van Firefly Sparkle.
Firefly Sparkle is een meevaller voor astronomen. De verre sterrenstelsels die ze de afgelopen jaren met de James Webb-telescoop hebben ontdekt, zijn ondanks hun jonge leeftijd al verbazingwekkend zwaar en relatief goed ontwikkeld. Firefly Sparkle is anders. Het bevindt zich nog in een vroeg stadium van ontwikkeling en onthult daardoor de bouwstenen van sterrenstelsels.
Vergeleken met zwaardere sterrenstelsels zendt Firefly Sparkle zeer weinig licht uit. Dat de componenten ervan zo duidelijk zichtbaar zijn met de James Webb-telescoop, is te danken aan het effect van gravitatielenzen. Firefly Sparkle bevindt zich achter een enorme cluster van sterrenstelsels, die, net als een lens, het licht van het sterrenstelsel afbuigt en versterkt.
De James Webb-telescoop ontdekt een sterrenstelsel dat 290 miljoen jaar na de oerknal bestond . 30 mei 2024
De James Webb-telescoop is een tijdmachine. Hij stelt ons in staat terug te blikken naar het tijdperk waarin de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd. Slechts enkele maanden na de ingebruikname van de telescoop werd duidelijk dat de stervorming al kort na de oerknal begon en in rap tempo verliep. Dit wordt nu bevestigd door twee nieuwe sterrenstelsels die astronomen met de James Webb-telescoop hebben ontdekt . Ze bestonden al toen het heelal respectievelijk 290 en 300 miljoen jaar oud was. Deze twee sterrenstelsels zijn 20 tot 30 miljoen jaar ouder dan de vorige recordhouder.
Beide sterrenstelsels werden ontdekt tijdens de zogenaamde Jades Survey. Het verder weg gelegen sterrenstelsel, Jades-GS-z14-0, was echter bijzonder raadselachtig voor astronomen. Ten eerste was het ongelooflijk helder voor een jong sterrenstelsel, en ten tweede bevond het zich in de directe nabijheid van een ander, veel dichterbij sterrenstelsel. Dit riep twijfels op over de nauwkeurigheid van de geschatte afstand.
Pas een spectroscopisch onderzoek begin dit jaar bracht duidelijkheid: het sterrenstelsel bestond in werkelijkheid 290 miljoen jaar na de oerknal. En toen scheen het al zo fel als enkele honderden miljoenen zonnen. De stervorming moet dus vele miljoenen jaren eerder zijn begonnen. Sterker nog, het spectroscopisch onderzoek leverde bewijs voor eerdere generaties sterren die ten tijde van de waarneming al waren ontploft.
De twee nieuw ontdekte sterrenstelsels versterken de twijfels over theoretische modellen van de evolutie van sterrenstelsels. Zelfs als we aannemen dat het gas in deze sterrenstelsels zeer efficiënt in sterren werd omgezet, is het moeilijk te verklaren hoe sterrenstelsels in het vroege heelal zo snel zo helder en zwaar konden worden.
Dwergsterrenstelsels maakten een einde aan het donkere tijdperk van het heelal op 28 februari 2024
Het heelal was niet altijd zo helder als we het nu waarnemen. Lange tijd bestond het uit een dichte mist van neutrale waterstof die geen licht uitzond. Deze donkere periode eindigde ongeveer een miljard jaar na de oerknal met een proces genaamd reïonisatie. De dichte mist loste op en maakte plaats voor een plasma van geïoniseerde waterstofatomen, waarin het licht van de eerste sterren en sterrenstelsels zich verspreidde.
Astronomen hebben zich lang afgevraagd wat ervoor zorgde dat neutrale waterstof geïoniseerd werd. Was het het uv-licht van de eerste sterren dat de elektronen uit de neutrale waterstofatomen sloeg? Of werd de reïonisatie veroorzaakt door sterrenstelsels met een zwart gat dat straling in hun centrum uitspuwde? Met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen nu bewijs gevonden voor een derde mogelijkheid . Dit suggereert dat het uv-licht van dwergsterrenstelsels voldoende zou kunnen zijn geweest om het neutrale waterstofgas te ioniseren.
Deze conclusie wordt gesuggereerd door waarnemingen van een cluster van sterrenstelsels die het licht van verre sterrenstelsels als een lens bundelt en versterkt. Dit onthulde zwakke dwergsterrenstelsels die al bestonden toen het heelal minder dan een miljard jaar oud was. Een spectrale analyse van acht geselecteerde dwergsterrenstelsels laat zien dat ze vier keer zoveel ioniserende uv-straling uitzenden als eerdere modellen suggereerden. Dit zou voldoende zijn om het neutrale waterstofgas tussen de sterrenstelsels te ioniseren – zelfs ervan uitgaande dat slechts een klein percentage van het uv-licht uit de sterrenstelsels ontsnapt.
Het laatste woord hierover is echter nog niet gesproken. De waarnemingen bestrijken tot nu toe slechts een klein deel van de hemel. Door een andere cluster van sterrenstelsels met de James Webb-telescoop te onderzoeken, willen de astronomen nu verifiëren hoe representatief de nieuw ontdekte omstandigheden zijn.
Wat er overblijft van een ster die in 1987 als supernova explodeerde 22 februari 2024
Het is een gebeurtenis die astronomen slechts eens in de paar honderd jaar zien. In februari 1987 observeerden ze een ongelooflijk heldere sterexplosie in de Grote Magelhaense Wolk, op zo'n 160.000 lichtjaar van de aarde. Het was de eerste keer sinds 1604 dat zo'n supernova met het blote oog zichtbaar was.
Alles wees erop dat supernova 1987A veroorzaakt werd door de ineenstorting van een zware ster. Astronomen zochten echter tevergeefs naar het compacte restant van de ster, waardoor ze niet konden vaststellen of het een zwart gat of een neutronenster was.
Met behulp van de James Webb-telescoop hebben ze nu het duidelijkste bewijs tot nu toe gevonden dat er van de oorspronkelijke ster nog een neutronenster over is. Neutronensterren zijn ongelooflijk compact. Ze hebben een massa vergelijkbaar met die van de zon, maar zijn slechts 20 kilometer in doorsnede. Eén lepeltje van hun materie weegt een miljard ton.
De neutronenster werd gedetecteerd met behulp van twee instrumenten van de James Webb-telescoop, die infraroodlicht opsplitsten in zijn spectrale componenten. Beide instrumenten detecteerden spectraallijnen van geïoniseerd argon in het centrum van het uitgestoten materiaal. Ioniserende straling is nodig om dergelijke ionen te vormen. De modellen van de astronomen suggereren dat dit alleen van een neutronenster kan komen. Ze achten een zwart gat onwaarschijnlijk.
De James Webb-telescoop biedt gedetailleerde inzichten in de interne werking van 19 spiraalstelsels 31 januari 2024
Met zijn verreikende armen is onze Melkweg een van de spiraalstelsels. Helaas hebben we niet het geluk om ons eigen sterrenstelsel van buitenaf te observeren. Maar astronomen weten wat ze moeten doen. Om te leren hoe de typische spiraalstructuur ontstaat en evolueert, richten ze zich op spiraalstelsels in onze kosmische omgeving als onderdeel van het PHANGS-programma – de afkorting staat voor "fysica met hoge hoekresolutie in nabijgelegen sterrenstelsels". De catalogus, die in de loop der jaren is samengesteld, is nu uitgebreid. Hij is aangevuld met afbeeldingen van 19 spiraalstelsels, gemaakt met de James Webb-telescoop in het nabije en midden-infrarood.
De beelden laten qua detail niets te wensen over. Miljoenen sterren van verschillende leeftijden zijn te zien. Oudere sterren bevinden zich meestal in de centra van sterrenstelsels, terwijl jongere sterren zich vaker in spiraalstelsels bevinden. Dit bevestigt dat spiraalstelsels van binnenuit groeien. Sommige sterren zijn nog steeds omgeven door gas en stof. Dit wijst erop dat ze nog steeds materie absorberen en groeien. Op andere plaatsen zijn holtes te zien, omgeven door stof en gas. Deze hebben vermoedelijk ooit sterren bevat die inmiddels zijn ontploft en gaten in het interstellaire gas hebben geslagen.
Wat bijzonder veelzeggend is, is dat sommige spiraalstelsels al zijn gefotografeerd met andere telescopen, zoals de Hubble-ruimtetelescoop. In tegenstelling tot de James Webb-telescoop vangt de Hubble-telescoop voornamelijk zichtbaar en ultraviolet licht op. Dit stelt astronomen in staat om complementaire beelden van hetzelfde sterrenstelsel te verkrijgen. Dit kan enorm helpen bij het reconstrueren van de ontstaansgeschiedenis van een sterrenstelsel.
Wat er overbleef van een ster die 340 jaar geleden explodeerde , 10 december 2023
Rond het jaar 1680 explodeerde een ster in de Melkweg nadat zijn brandstofvoorraad was uitgeput. Het restant van deze supernova-explosie, Cassiopeia A genaamd, is een van de meest fotogenieke structuren in ons sterrenstelsel. Het is dan ook veelvuldig gefotografeerd. De James Webb-telescoop maakte in april van dit jaar ook zijn eerste opname van Cassiopeia A. Nu hebben astronomen een tweede opname gepubliceerd die Cassiopeia A in een ander licht toont (nabij-infrarood in plaats van mid-infrarood).
Opvallend is dat de nieuwe afbeelding minder kleurrijk is dan de oude. Dit is bijvoorbeeld duidelijk te zien in het buitenste deel van de uitdijende schil, dat in de oude afbeelding oranje oplicht. In het nabij-infrarood zijn alleen witte strepen zichtbaar, die doen denken aan de rook die uit een brand ontsnapt. Dit kan worden verklaard doordat het interstellaire medium wordt verhit door de schokgolf van de exploderende ster. De temperatuur is voldoende om de materie in het midden-infrarood te laten oplichten, maar niet in het energiekere nabij-infrarood. Er zijn ook verschillen in het binnenste deel van de schil. Zo is de groene structuur – door astronomen het Groene Monster genoemd – slechts vaag herkenbaar in de nieuwe afbeelding.
Wat de nieuwe afbeelding aan kleur mist, wordt gecompenseerd door scherpere details. In de uitdijende schil zijn kleine gasknopjes te zien. Dit is waar het materiaal zich ophoopt dat later nieuwe sterren en planeten zou kunnen vormen. De twee complementaire beelden van Cassiopeia A helpen astronomen dergelijke processen beter te begrijpen.
Waar de CO2 vandaan komt op Jupiters maan Europa 21 september 2023
Jupiters maan Europa is een van de interessantste objecten in ons zonnestelsel. Onder een kilometer dikke ijslaag ligt een oceaan die waarschijnlijk meer water bevat dan de oceanen van de wereld. Er zijn aanwijzingen dat zouten en mineralen in het water zijn opgelost. Dit maakt Europa een mogelijke habitat voor eenvoudige organismen.
Een waarneming van onderzoekers met de James Webb-ruimtetelescoop maakt Europa nu nog interessanter. Op verschillende plekken op het maanoppervlak is bevroren koolstofdioxide aangetroffen. De hoogste CO2- concentratie werd gemeten in de Tara-regio. Dit is een geologisch jong gebied waar de maanijskap grillig en gebarsten is.
De onderzoekers kunnen nog niet definitief verklaren hoe de koolstofdioxide is ontstaan. Ze zijn er echter zeker van dat de koolstof in de koolstofdioxide afkomstig is uit de oceaan onder het ijs en niet zo lang geleden het oppervlak heeft bereikt. Hoewel dit niet betekent dat de oceaan leeft, lijkt hij wel een chemisch element te bevatten zonder welk leven zoals wij dat kennen zich niet kan ontwikkelen.
De onderzoekers gebruikten ook de James Webb-telescoop om te zoeken naar pluimen waterdamp die vanuit de oceaan de ruimte in ontsnappen. Dergelijke pluimen zijn bekend van de Saturnusmaan Enceladus. De zoektocht naar Europa was echter zonder succes. Desondanks sluiten de metingen met de James Webb-telescoop perfect aan bij de Europese Juice- en Amerikaanse Clipper-missies, die in de jaren 2030 Jupiters maan Europa zullen bezoeken. De twee sondes zullen worden gebruikt om van dichtbij te onderzoeken hoe leefbaar Europa en de andere manen van Jupiter zijn.
De James Webb-telescoop onthult de geboorteweeën van een jonge ster 15 september 2023
De geboorte van een nieuwe ster is een turbulente aangelegenheid. Terwijl de ster langzaam groeit en materiaal uit een protoplanetaire schijf onttrekt, stoot hij twee gasstralen in tegengestelde richtingen uit, die met supersonische snelheden het interstellaire medium binnendringen. Wanneer deze stralen botsen met wolken van gas en stof, ontstaan er lichtgevende objecten die astronomen Herbig-Haro-objecten noemen. Deze objecten bestaan maar heel kort. Na slechts een paar duizend jaar zijn ze niet meer zichtbaar.
Met de James Webb-telescoop hebben astronomen een bijzonder spectaculaire opname gemaakt van zo'n Herbig-Haro-object. Dit is te danken aan het feit dat de ruimtetelescoop infraroodlicht van de geëxciteerde moleculen opvangt. In tegenstelling tot zichtbaar licht kan infraroodstraling vrijwel ongehinderd doordringen in de dichte gaswolken waarin nieuwe sterren ontstaan. De James Webb-telescoop heeft daardoor een helder zicht op processen die normaal gesproken in het geheim plaatsvinden.
Het Herbig-Haro-object op de afbeelding bevindt zich duizend lichtjaar van ons en behoort tot een ster met ongeveer acht procent van de massa van de huidige zon. Metingen suggereren dat het gas met een snelheid van 80 tot 100 kilometer per seconde wordt uitgestoten. Waar het het interstellaire medium raakt, wordt het afgeremd tot subsonische snelheden, waardoor boogvormige schokgolven ontstaan. Deze zogenaamde boegschokgolven zijn vergelijkbaar met de sonische knal van vliegtuigen die de geluidsbarrière doorbreken. Ze zijn duidelijk zichtbaar in beide straalstromen.
De James Webb-telescoop viert zijn verjaardag – met een afbeelding van een stervormingsgebied op 22 juli 2023
De James Webb-telescoop viert zijn verjaardag. Hij is een jaar geleden met zijn wetenschappelijke activiteiten begonnen. En zoals gebruikelijk bij dergelijke gelegenheden, is er een bijzonder spectaculaire foto gemaakt om de verjaardag te vieren. Het is een foto van de zogenaamde Ophiuchi-nevel. Deze wolk van stof en gas bevindt zich op een afstand van 390 lichtjaar en is daarmee het dichtstbijzijnde stervormingsgebied in de Melkweg.
De wolk bevat ongeveer 50 sterren met een massa vergelijkbaar met die van de zon. Sommige van deze sterren zijn zo jong dat ze nog omgeven zijn door een protoplanetaire schijf van stof en gas, waarin ooit planeten zouden kunnen groeien. Andere sterren zijn nog in wording. Ze zijn verborgen in de donkere gebieden van de afbeelding, waar het stof bijzonder dicht is. Aan de rand van deze gebieden is een roodachtige gloed te zien. Dit wordt veroorzaakt door energieke deeltjesstromen die de protosterren in tegengestelde richtingen uitstoten.
Wanneer een ster geboren wordt, verandert hij de wolk eromheen. Dit is vooral opvallend onder het midden van de afbeelding. Daar bevindt zich een ster met aanzienlijk meer massa dan de zon. Het intense uv-licht en een constante wind van geladen deeltjes hebben de wolk uitgehold.
Met de opname van de Ophiuchinevel komt er een einde aan een bewogen jaar voor de James Webb-telescoop. Tot de wetenschappelijke hoogtepunten behoort ongetwijfeld de ontdekking van sterrenstelsels die 350 miljoen jaar na de oerknal al een aanzienlijke massa bezaten. Het is nog steeds volkomen onduidelijk hoe sterrenstelsels in zo'n korte tijd zo groot konden worden. Bovendien heeft de ruimtetelescoop in zijn eerste jaar belangrijke inzichten verschaft in exoplaneten en de planeten in ons zonnestelsel. Dat is geen slecht resultaat, en het is spannend wat de toekomst brengt.
De James Webb-telescoop vindt water op een komeet waar het niet verwacht werd. 15 mei 2023
Wanneer een komeet de zon nadert, beginnen de bevroren stoffen onder het oppervlak te verdampen. Hierdoor stoot de komeet waterdamp, koolstofdioxide en andere gassen uit, die stofdeeltjes met zich meedragen. Komeet 238P/Read, die astronomen afgelopen september met de James Webb-telescoop observeerden, is in dit opzicht niets ongewoons. De beelden tonen de stofstaart die typisch is voor kometen, evenals een nevelachtige schil (een zogenaamde coma). Door het licht in zijn spectrale componenten te splitsen, konden de astronomen waterdamp in de coma detecteren.
Tot zover is alles normaal. Wat de waarneming bijzonder maakt, is de oorsprong van de komeet. Kometen komen doorgaans uit de rand van ons zonnestelsel. Het is hier zo koud dat de bevroren gassen miljarden jaren bewaard blijven. Komeet 238P/Read behoort echter tot de asteroïdengordel. Hij draait om de zon tussen Mars en Jupiter en is de zon al talloze keren genaderd op zijn elliptische baan. Des te verbazingwekkender is het dat er nog steeds waterijs in het binnenste aanwezig is.
Kometen uit de asteroïdengordel zijn vreemde hybriden. Ze draaien in dezelfde banen om de zon als naburige asteroïden. Desondanks stoten ze periodiek stof uit. De oorzaak van deze uitstoot was voorheen onduidelijk. De detectie van waterdamp bevestigt nu dat het stof wordt meegevoerd door ontsnappende gassen.
Wat echter raadselachtig is, is waarom de James Webb-telescoop waterdamp in de coma van 238P/Read kon detecteren, maar geen koolstofdioxide. Koolstofdioxide vormt doorgaans ongeveer tien procent van het vluchtige materiaal van een komeet. Een mogelijke verklaring is dat de voorraad koolstofdioxide-ijs van de komeet al is uitgeput door de vele dichte naderingen tot de zon. Het zou ook kunnen dat de komeet is ontstaan in een koolstofdioxide-arm gebied in het zonnestelsel en relatief laat in de asteroïdengordel is beland.
Astronomen zullen de komende jaren zeker andere kometen in de asteroïdengordel met de James Webb-telescoop in de gaten houden. Dan zal duidelijk worden of 238P/Read een typisch voorbeeld is van deze relatief zeldzame kometen. Dit zou ook relevant kunnen zijn voor de vraag waar het water op aarde vandaan komt. Kometen behoren, samen met asteroïden, tot de hemellichamen die mogelijk door inslagen water naar de aarde hebben gebracht.
De eerste clusters van sterrenstelsels ontstonden slechts 650 miljoen jaar na de oerknal . 24 april 2023
Het heelal ontstond 13,8 miljard jaar geleden. Slechts 350 miljoen jaar later verschenen de eerste sterrenstelsels. Hoewel ze niet zo zwaar waren als onze Melkweg, is het nog steeds verbazingwekkend hoe snel de eerste protosterrenstelsels massa konden accumuleren. Ook op het volgende niveau van de hiërarchie verliep de structuurvorming razendsnel. Zoals astronomen met de James Webb-telescoop hebben bevestigd , bestonden de voorlopers van de huidige clusters van sterrenstelsels al 650 miljoen jaar na de oerknal. Zulke clusters bestaan uit duizenden sterrenstelsels die losjes bij elkaar worden gehouden door zwaartekracht.
De onderzoekers richtten de James Webb-telescoop op een bekende cluster van sterrenstelsels, de Pandora-cluster. Door zijn sterke zwaartekracht werkt deze cluster als een lens: hij bundelt en versterkt het licht van objecten erachter. Dit onthult sterrenstelsels die zonder de zwaartekrachtlens onzichtbaar zouden zijn.
Astronomen hadden dezelfde regio al met de Hubble-telescoop in het vizier. Ze ontdekten een twaalftal sterrenstelsels verspreid over een zeer klein gebied achter de cluster van Pandora. Dit duidde op een bovengemiddelde dichtheid aan sterrenstelsels, kenmerkend voor clusters van sterrenstelsels. Ze konden echter niet helemaal zeker weten of de sterrenstelsels daadwerkelijk bij elkaar hoorden, omdat de Hubble-telescoop hun afstand slechts ruwweg kon schatten.
Met behulp van de James Webb-telescoop hebben astronomen nu karakteristieke spectraallijnen in het licht van de sterrenstelsels gemeten. De verschuiving in deze lijnen, veroorzaakt door de uitdijing van het heelal, maakte het mogelijk om de afstanden van de sterrenstelsels te bepalen. Zeven ervan bevinden zich op exact dezelfde afstand. Hun licht begon zijn reis toen het heelal 650 miljoen jaar oud was. Daarom moet de cluster van sterrenstelsels toen al vorm hebben gekregen. Gebaseerd op de spectrale gegevens konden de onderzoekers ook modelleren dat de cluster vandaag de dag, ruim 13 miljard jaar later, een massa van 2 quadriljoen (10 15 ) zonnen zou hebben. Qua grootte zou het daarom vergelijkbaar zijn met de Comacluster van Melkwegstelsel, die meer dan duizend sterrenstelsels omvat.
De James Webb-telescoop fotografeert een ster die binnenkort zal exploderen 14 maart 2023
Sterren zijn over het algemeen vrij onopvallende structuren. Dit verandert tegen het einde van hun leven. Wanneer een zware ster zijn brandstofvoorraad heeft uitgeput, explodeert hij als een supernova. Gedurende een korte periode schijnt hij zo fel als een heel sterrenstelsel. Zijn restanten dijen uit met supersonische snelheid, waardoor een nevel ontstaat die spectaculair is om door telescopen te zien.
Ster WR-124 zal over een paar honderdduizend jaar ook als supernova eindigen. In tegenstelling tot veel andere sterren biedt hij echter nu al een fascinerend schouwspel. Zoals een afbeelding van de James Webb-telescoop laat zien, stoot de ster momenteel zijn buitenste lagen af. Krachtige sterrenwinden voeren het materiaal weg en vormen een wolk van stof en gas die de nog steeds heldere ster omhult.
WR-124 is een van de zogenaamde Wolf-Rayetsterren (vandaar de afkorting WR). Deze sterren zijn zeer zeldzaam. Er zijn er slechts een paar honderd bekend in de Melkweg. Vergeleken met veel andere sterren hebben Wolf-Rayetsterren een extreem grote massa. Bij WR-124 bevinden zich naar schatting 30 zonsmassa's, waarvan de ster er al 10 heeft weggeschoten. Uit de uitdijing van de wolk kan worden berekend dat dit proces 20.000 jaar geleden is begonnen.
In de tijd die resteert tot zijn explosie, wordt WR-124 steeds verder afgepeld van de sterke sterrenwinden. Daarbij komen elementen zoals stikstof, koolstof en zuurstof vrij, die door de volgende stergeneraties worden opgenomen. De bouwstenen van het aardse leven zijn waarschijnlijk ook in een Wolf-Rayetster uitgebraakt.
De James-Webb-telescoop volgt hoe twee wolken over de Saturnmond Titan trekken , 1 december 2022
De Saturnusmaan Titan is een van de vreemdste hemellichamen in ons zonnestelsel. Met een diameter van 5150 kilometer is hij ongeveer half zo groot als de aarde. Er zijn ook veel overeenkomsten. Titan heeft een dichte atmosfeer. En er zijn zelfs grote meren die gevoed worden door rivieren. Hier houden de overeenkomsten met de aarde echter op. Want er stroomt geen water in het water, maar methaan.
Op 4 november kregen astronomen voor het eerst de kans om Titan te bekijken met de James Webb-telescoop. Op de opnames herkenden ze twee wolken die de octopusmare, een enorme Methansee, omlijsten. De Cassini-sonde had dergelijke wolken al eerder waargenomen. Ze ontstaan wanneer het zomer is op het noordelijk halfrond van Titan en de temperaturen stijgen. Het methaan in de meren begint te verdampen en vormt wolken, die vervolgens in de wintermaanden weer regenen. De wolken bevestigen dat er een methaancyclus op het titanium bestaat die lijkt op de waterkringloop op aarde.
NASA, ESA, CSA, Keck Observatorium
Slechts een dag later informeerden de astronomen hun collega's van de Keck-telescoop op Hawaï en vroegen hen om Titan zo snel mogelijk in het vizier te krijgen. Dit konden ze geen tweede keer vragen. Op 6 november maakten ze een foto van het titanium, waarop ook twee wolken te zien zijn. Het lijkt erop dat hun vorm is veranderd. Het is echter nog niet mogelijk om te zeggen of het om dezelfde wolken gaat, aldus een persbericht van NASA . Dit zal de komende maanden nader worden onderzocht. De stijging van de wolken maakt het namelijk mogelijk om conclusies te trekken over de stromingsomstandigheden in de dichte atmosfeer van het titanium.
De James Webb-telescoop leeft op 16 november 2022 bij de geboorte van een nieuwe ster
De geboorte van sterren is een dramatische gebeurtenis. Het beginpunt is een uitgestrekte gas- en stofwolk, waarin de materie onder invloed van de zwaartekracht langzaam instort en een protoster vormt. De protoster trekt verdere materie aan die zich verzamelt in een zogenaamde accretieschijf. Deze voedt de protoster totdat deze zo heet en dicht is dat het fusievuur erin ontbrandt: de protoster is een echte ster geworden.
Met de James Webb -telescoop hebben onderzoekers nu een zeer vroege fase van stervorming waargenomen. De infrarotische opname toont een protostern met de naam L1527, die slechts 100.000 jaar oud is. Gemeten op de levensduur van sterren, dit is een geluid. De babyster is nog steeds ingebed in een wolk van stof en gas, die wordt verlicht door zijn licht als een zaklamp. Overigens wordt de protoster toegeschreven aan het feit dat de wolk er zo gescheurd uitziet. Keer op keer spuugt hij materie uit die gaten in de wolk drijft. De ster voorkomt dat concurrenten in zijn buurt opgroeien die zijn "voedsel" betwisten.
Astronomen schatten dat de babyster momenteel 20 tot 40 procent van de massa van de zon heeft. Dus hij moet nog steeds veel materie scheuren totdat het een echte ster wordt. Daarna konden zelfs planeten in zijn gebied worden gecreëerd. Deze vormen wanneer stofkorrels groeien in zo -gezamenlijk planeetesimaal in de accretie -schijf door stoten, die vervolgens worden gecombineerd onder invloed van de zwaartekracht.
De James-Webb-telescoop ziet twee sterrenstelsels waarbij Hubble eerder slechts één 26 oktober 2022 zag
De James Webb -telescoop is zo gevoelig voor licht dat het heel ver weg kan zien. Soms gebeurt het licht van zo'n sterrenstelsel een veel nauwere melkweghoop en wordt het gebundeld en versterkt als een lens. De Galaxy is dan meerdere keren op verschillende plaatsen te zien en lijkt ook helderder dan het zou zijn zonder het zwaartekrachtlenseffect.
Een voorbeeld hiervan is een sterrenstelsel met de cryptische naam MacS0647-JD. Het was al ontdekt met de Hubble World Space Telescope in 2012. Het bestond al toen het universum slechts 440 miljoen jaar oud was. Dus hun licht duurde 13,3 miljard jaar om de aarde te bereiken.
Op dat moment was alleen een wazige rode vlek herkenbaar op de Hubble -opname. Met de James Webb -telescoop hebben onderzoekers nu ontdekt dat twee objecten achter de plek zijn verborgen. Het is nog steeds onduidelijk of dit twee sterrenstelsels zijn die op het punt staan te fuseren. Terwijl de onderzoekers schrijven in een publicatie die nog niet is onderzocht , kunnen het ook twee sterrenbrokken in hetzelfde sterrenstelsel zijn. De verschillende kleuren geven aan dat de kleinere van de twee objecten 100 tot 200 miljoen jaar ouder is dan de andere.
In januari 2023 zijn verdere observaties met de James Webb Telescope gepland. Ze moeten laten zien of de Galaxy daadwerkelijk de vermoedelijke afstand heeft. Bovendien wilt u meer te weten komen over de eigenschappen van de twee objecten.
The Pillars of Creation, gericht door de James-Webb Telescope 19 oktober 2022
Ze zien eruit als enorme stoffige vingers - de zo -aangedreven pijlers van creatie ("pijlers van creatie"). Ze bevinden zich in de adelaarhendel en zijn zo ver van de aarde dat hun licht 6500 jaar nodig heeft om ons te bereiken. In deze regio worden nieuwe sterren altijd gemaakt van gas en stof. Nauwelijks astronomisch object is bekender dan dit.
Nu heeft NASA een gedetailleerde opname gepubliceerd die is gemaakt met de James Webb Telescope. Daarin zijn rode, golfachtige strepen te zien aan de rand van de kolommen - dit zijn materiaal dat jonge sterren uitsteekt tijdens het vormen. In de nieuwe opname glinstert een aantal sterren ook door de pijlers van de schepping. Omdat het infraroodlicht, dat door deze telescoop wordt verzameld, gedeeltelijk door de gassen en stof doordringt. Met een eerdere opname door de Hubble -telescoop was het anders.
De zeer zeer opgeloste opname van de James Webb -telescoop toont precies dan voorheen hoeveel sterren er in de regio zijn en hoe groot de hoeveelheden gassen en stof zijn. Dit is bedoeld om astrofysica te helpen de stervorming beter te begrijpen.
Dustige sterrenstelsels met zwaartekrachtlens Effect 6 oktober 2022
Met de prijs die de afgelopen maanden op de James Webb -telescoop zijn gezongen, wordt het soms vergeten dat de Hubble -telescoop er nog steeds is. Dit is een zegen voor astronomen. Omdat je de foto's van de twee telescopen kunt combineren en daardoor nieuwe inzichten kunt krijgen.
Een voorbeeld geeft de toelating van twee sterrenstelsels van 700 miljoen lichtjaren verwijderd van ons. De twee lijken een paar te vormen. In feite is elliptische sterrenstelsel in het linkerdeel van de foto verder weg van ons dan het spiraalvormige sterrenstelsel aan de rechterkant. Het licht verlicht spiraalvormige sterrenstelsel van achteren. Het is verspreid over stofdeeltjes in de armen van het spiraalvormige sterrenstelsel en verzwakt. Door de gegevens van de James Webb -telescoop te combineren met die van de Hubble -telescoop, kunnen astronomen deze verzwakking in detail onderzoeken. Dit geeft u een nauwkeuriger beeld van de verdeling van het stof waaruit zich in de toekomst nieuwe sterren en planeten kunnen vormen.
Overigens brengt de infraroodopname van de James Webb Telescope iets anders aan het licht. Een roodachtige boog is te zien aan de noordwestelijke rand van spiraalvormige sterrenstelsel. Het is een achtergrondstelsel, waarvan het licht wordt vervormd door een lens in het zwaartekrachtveld van het elliptische sterrenstelsel. Dezelfde sterrenstelsel is te zien aan de andere kant van het elliptische sterrenstelsel een tweede keer, dit keer als een roodachtig punt. Dergelijke dubbele afbeeldingen zijn typerend voor het zwaartekrachtlenseffect.
De ringen van Neptuns 21 september 2022
De Saturnus is niet de enige planeet in ons zonnestelsel omgeven door ringen. De andere gasplaneten hebben ook ringen gemaakt van ijs en rotsbrokken. Deze zijn echter lang niet zo dicht als de ringen van de Saturnus en daarom alleen herkenbaar met gevoelige telescopen. De ringen van de Neptuns werden pas ontdekt in 1984 in La Silla Observatory in Chili.
De James Webb -telescoop heeft zich ook het meeste uit het pijnlijke zonnestelsel gericht. De foto die de NASA, de ESA en de Canadian Space Authority nu hebben gepubliceerd, is even wennen. Meestal kent u de Neptunus als een blauwe bal. Dit komt omdat het methaan de atmosfeer van de gasplaneet rood en infraroodlicht absorbeert. Dus alleen het blauwe deel van het licht blijft.
Dit ontbreekt echter op de infraroodopname van de James Webb Telescope. Daarom lijkt de Neptunus nogal donker. Er zijn op sommige plaatsen alleen heldere plekken. Daarachter zijn methawolds op grote hoogte die het infraroodlicht weerspiegelen voordat het in de atmosfeer wordt geabsorbeerd.
Naast de ringen zijn zes manen van de Neptunus ook te zien op de opname. Alleen Triton, de grootste van de 14 goed bekende ijsmonds, ontbreekt. Het bevindt zich buiten het beeldgedeelte.
Een blik op een kinderdagverblijf vanaf 6 september 2022
In tegenstelling tot zichtbaar licht, kan infraroodstraling ook dichte stofwolken doordringen. De voordelen hiervan biedt deze infraroodopname van de James Webb Telescope. Het toont de tarantula -hendel, die 161.000 lichtjaren van ons verwijderd is en behoort tot de grote Magellan -wolk. In het midden van de foto zijn tienduizenden jonge sterren zichtbaar die eerder verborgen waren. De blauwachtige kleursignalen dat deze sterren erg heet zijn.
Er zijn enkele roodachtige sterren tussen de blauwachtige sterren. In tegenstelling tot de blauwachtige sterren, worden ze omgeven door een stofcocon die nog niet is opgelost. Dus deze sterren bevinden zich nog in een vroeg stadium van ontwikkeling. Ten slotte biedt de infraroodopname een vooruitzichten op sterren die nog niet beschikbaar zijn. Als op een dag de roestgaswolken condenseren onder invloed van de zwaartekracht, zouden ze de geboorteplaats van nieuwe sterren kunnen worden.
De James Webb -telescoop schiet zijn eerste foto van een extrasolaire planeet 1 september 2022
De James Webb -telescoop fotografeerde zijn eerste extrasolaire planeet. Het is een gasreus met de naam HIP 65426 B, die zes tot acht keer zo massief is als de Jupiter en meer dan 600 jaar duurt voor een circulatie door de ster van zijn moeder.
Het is moeilijk om de planeet rechtstreeks in kaart te brengen omdat ze worden geschetst door de opschudding van hun moeder. Het licht van de ster was daarom verborgen met een coronograaf voor de opname. De planeet was in 2017 al gefotografeerd met de zeer grote telescoop van het Europese zuidelijke observatorium. De nieuwe foto's zijn genomen in langere golflengten. Dit maakt details zichtbaar die niet kunnen worden gezien met een op aarde gebonden telescoop.
Een eerste evaluatie toont aan dat de opnames van de planeet tot tien keer meer contrasteren dan verwacht. In de toekomst zou het daarom mogelijk moeten zijn om de James-Webb-telescoopplaneet in kaart te brengen die slechts een fractie van de Jupiter massa heeft die ze op een voldoende afstand rond de roer van hun moeder rondcirkelen.
Een blik op het hart van een spiraalvormige sterrenstelsel 29 augustus 2022
Net als onze Melkweg, is het Phantom Galaxy een spiraalvormige sterrenstelsel met duidelijk uitgesproken spiraalvormige armen. De melkweg werd eerder afgebeeld met de Hubble-telescoop en met aarde-gebonden telescopen. De vergelijking met de infraroodopname van de James Webb -telescoop stelt astronomen in staat om het proces van sterontwikkeling beter te onderzoeken. Bovendien biedt de opname een niet bekendgemaakt uitzicht op de heldere sterclusters in het midden van de melkweg.
Een duidelijk signaal van koolstofdioxide in een planetaire atmosfeer 25 augustus 2022
Een internationaal team met Zwitserse deelname heeft voor het eerst met de James Webb Dijacking Telescope in de sfeer van een extrasolaire planeet. Het onderwerp van het onderzoek was de gasplaneet wesp-39 b. Het heeft een massa vergelijkbaar met de Saturnus en cirkelt rond een zonachtige ster die 700 lichtjaren van ons verwijderd is.
Met de bijna-infraroodspectrograaf van de James Webb-telescoop hebben de onderzoekers het licht geanalyseerd dat tijdens een planetaire overdracht door de atmosfeer van de planeet valt en daar gedeeltelijk wordt geabsorbeerd. Het gemeten spectrum vertelde hen dat de atmosfeer CO 2 bevat. Het is de eerste keer dat het broeikasgas ongetwijfeld buiten ons zonnestelsel werd gedetecteerd.
In de toekomst willen de onderzoekers de atmosfeer van planeten die meer op de aarde lijken, karakteriseren dan WASP-39 B. Dit is veel veeleisender omdat de atmosfeer van rotsplaneten niet zo dik is als die absorbeert uit gasplaneten en minder licht.
De Jupiter, zoals nog niet is gezien , 22 augustus 2022
Je hebt Jupiter nog nooit zo gezien. De NASA, de ESA en de Canadian Space Authority hebben een infraroodopname gepubliceerd van de grootste planeet in het zonnestelsel, dat werd gemaakt tijdens het "Early Release Science" -programma van de James Webb Telescope.
Op de foto zie je een noordelijk licht, twee kleine Jupiter Monds, zwak glanzende ringen en de grote rode vlek. Het is een stormsysteem dat zo groot is als de aarde en is waargenomen sinds de 19e eeuw. Deze vlek lijkt echter niet rood, maar wit bij de opname van de James Webb -telescoop. Dit komt omdat de infraroodopname vervolgens werd gekleurd.
Vijf foto's die verbaasd waren over de wereld 12 juli 2022
Een nieuw tijdperk begon voor astronomen op 12 juli. Op deze dag publiceerden NASA, de ESA en de Canadian Space Authority de eerste foto's van de James Webb Telescope. De opnames voerden een dubbele taak uit. Aan de ene kant moet je laten zien wat de nieuwe ruimtetelescoop kan doen. Aan de andere kant moet je versteld staan van het publiek.
Een populair onderwerp dat al is gefotografeerd door de Hubble Telescope is de Southern Ring Fog. De mist is het resultaat van een sterrenexplosie waarbij de buitenste lagen van een ster zijn weggebeurd. De inname van de James Webb -telescoop toont de groeiende gasbedekking in een voorheen onbekende scherpte.
Een andere foto toont Stephan's Quintet. Dit zijn een groep van vijf sterrenstelsels die bij elkaar lijken te horen. Maar het uiterlijk is bedrieglijk. Een van de vijf sterrenstelsels is veel dichter bij de aarde dan de anderen en is alleen in dezelfde richting van het gezicht. De ene dag zullen de andere vier sterrenstelsels zeer waarschijnlijk samengaan.
Met de James Webb -telescoop willen astronomen beter begrijpen hoe onze zon 4,5 miljard jaar geleden is gemaakt. De telescoop werd voor deze opname naar de Carina -hendel geleid. Dit is een regio op de Melkweg waarop sterren vandaag nog steeds worden geboren. In tegenstelling tot de Hubble -telescoop kan de James Webb -telescoop door de mistwaden kijken die het uitzicht blokkeren. Dit komt omdat het in het infraroodgolflengtebereik werkt.
De James Webb -telescoop kan niet alleen foto's maken. Het werd ook gebouwd om de chemische samenstelling van planeetatmosferen te onderzoeken. Daartoe analyseert de telescoop het sterrenlicht dat door de atmosfeer van de planeet valt tijdens een planetaire overdracht. Voor demonstratiedoeleinden kozen de onderzoekers de extrasolaire planeet WASP-96 b. Uit de golflengten waarin het licht wordt geabsorbeerd, concludeerden ze dat waterdamp beschikbaar is in zijn atmosfeer. De hoop is om in de toekomst andere gassen te bewijzen.
De Amerikaanse president Joe Biden mocht de eerste foto van de James Webb -telescoop onthullen. Het toont sterrenstelsels, waarvan sommige al bestonden toen het universum minder dan een miljard jaar oud was. In de toekomst wil de ruimtetelescoop zelfs in het verleden kijken en erachter komen wanneer de eerste sterrenstelsels zijn gemaakt.
Volg het NZZ Science Editorial Team op Twitter.
nzz.ch
