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Silas Lecock (Öffnet in einem neuen Tab)Professor für Astronomie, UMass Lowell
Das James-Webb-Weltraumteleskop Mannschaft hat Sie veröffentlichten die ersten Fotos in wissenschaftlicher Qualität (Öffnet in einem neuen Tab) des neuen Teleskops. Es enthält die ältesten Galaxien, die jemals mit menschlichen Augen gesehen wurden, Beweise für Wasser auf einem 1.000 Lichtjahre entfernten Planeten und unglaubliche Details, die die Geburt und den Tod von Sternen zeigen. Webbs Ziel ist es, die Ursprünge des Universums, der Galaxien, Sterne und des Lebens zu erforschen, und die fünf Bilder, die am 12. Juli 2022 veröffentlicht wurden, erfüllen dieses Versprechen.
Sobald ein Werkzeugsatz an Bord ist, ist es alles Cool und läuft rund (Öffnet in einem neuen Tab), verschwendeten Astronomen keine Zeit mit der Ausführung von Webb. Jedes der ersten Bilder enthält genug Daten, um für sich allein aussagekräftige wissenschaftliche Ergebnisse zu erzielen.
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Galerie: Die ersten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops
Webb wurde entwickelt für Sammeln von Licht über das rote bis mittlere Infrarotspektrum (Öffnet in einem neuen Tab) Die Wellenlängen des Lichts, die von der Erdatmosphäre blockiert werden. Dank seines riesigen Spiegels und der Sonnenblenden, die die von Sonne, Erde und Mond emittierten Infrarotstrahlen blockieren, kann Webb Bilder von einer Schärfe erzeugen, die noch nie zuvor von einem anderen Teleskop erreicht wurde.
die Aufregung dazwischen Professionelle Astronomen wie ich (Öffnet in einem neuen Tab) Er ist Elektriker, seit Webbs Teammitglieder verlockende Testfotos geteilt haben. Und die echten Fotos sind besser, als sich irgendjemand hätte erhoffen können. Während der Präsentation, bei der die ersten Bilder veröffentlicht wurden, sagte Webb Projektwissenschaftlerin Jane Rigby kommentierte (Öffnet in einem neuen Tab), „Für Webb gibt es keinen leeren Himmel, und überall, wo er hinschaut, sieht er ferne Galaxien.“ Die meisten dieser Galaxien waren noch nicht sichtbar.
Alte Galaxien und das frühe Universum
Es war das erste Webbild, das die Welt von einer galaktischen Menge sah, die den Astronomen bekannt ist SMEX0723 (Öffnet in einem neuen Tab). Es befindet sich am Himmel der südlichen Hemisphäre und ist 5,12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.
Das Detail der Tausenden von einzelnen Galaxien im Bild ist erstaunlich. Es ist wie das Universum in High Definition, und ich ermutige Sie, es sich anzusehen Bild in voller Auflösung (Öffnet in einem neuen Tab) und zoomen Sie hinein, um die Details wirklich zu schätzen.
großes weißes Galaxien In der Bildmitte gehört er zum Sternhaufen und hat ein ähnliches Alter wie Sonne und Erde. Galaxienhaufen sind von fernen Galaxien umgeben und unterbrochen, aber sie erstrecken sich in schwindelerregende Bögen, als würden sie durch ein Vergrößerungsglas gesehen. Genau das passiert. Die Hintergrundgalaxien sind sehr weit von der Erde entfernt, erscheinen aber vergrößert, da ihr Licht durch die Schwerkraft des viel näheren Haufens zur Erde gelenkt wird.
Im Hintergrund sind schwach rote Galaxien zu sehen, die wie Rubine über den Himmel verstreut sind. Selbst diese Galaxien sind noch weiter entfernt. Durch die Messung der genauen Eigenschaften ihres Lichts können Astronomen sagen, dass sie vor mehr als 13 Milliarden Jahren entstanden sind, und sogar die Häufigkeit verschiedener Elemente in diesen frühen Galaxien bestimmen.
Webb produziert nicht nur unglaublich scharfe Bilder, sondern im Vergleich zu seinem Vorgänger auch mit Leichtigkeit Hubble-Weltraumteleskop, das 1990 auf den Markt kam. Wie Rigby scherzte: „…Hubble Extremely Deep Field brauchte zwei Wochen Belichtungszeit; Webb ging vor dem Frühstück in die Tiefe.“ Sobald Webb längere Beobachtungen macht, die es ihm ermöglichen, mehr Licht von schwächeren Sternen oder Galaxien zu sammeln, werden Astronomen in der Lage sein, einige der ersten Sterne und Galaxien zu sehen, die sich direkt danach gebildet haben. die große Explosion.
Planeten um andere Sterne verstehen
Die zweite Erkennung war kein Bild, sondern ein Spektrum – die Aufschlüsselung der Lichtstärke bei verschiedenen Wellenlängen.
Webb deutete mit seinem Spiegel darauf extrasolarer Planet (Öffnet in einem neuen Tab) WASP 96-B – ein Heißgas-Riesenplanet, der einen Stern etwa 1.000 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist – als der Planet vor seinem Mutterstern vorbeizog. Während dieses Transits wurde ein Teil des Lichts des Sterns durch die Atmosphäre des Planeten gefiltert und hinterließ einen „chemischen Fingerabdruck“ im einzigartigen Lichtspektrum. Details dieses Fingerabdrucks weisen stark auf das Vorhandensein von Wasserdampf, Wolken und Nebel in der Atmosphäre von WASP 96-B hin.
Während Webb sich bewegt, um zuzusehen Die kleinsten Planeten, die Leben beherbergen könnten (Öffnet in einem neuen Tab)Astronomen erwarten, Fingerabdrücke von Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak und Kohlenstoff in Form von Methan und anderen Kohlenwasserstoffen zu entdecken. Ziel ist es, die biometrischen Fingerabdrücke des Lebens zu finden – die Chemie, die die Veränderung der Atmosphäre durch lebende Organismen anzeigen würde.
Die technische Herausforderung bei dieser Art von Beobachtung, genannt transiente Spektroskopie, ist enorm, und dieses erste Ergebnis kratzt kaum an der Oberfläche des wissenschaftlichen Inhalts des Spektrums.
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Galaktische Tänze und das Leben der Stars
Die letzten drei Bilder zeigten die unglaubliche Auflösung von Webbs Optik, als das Teleskop Geburt und Tod erforschte Sterne.
Webbs Fähigkeit, Licht im mittleren Infrarotbereich einzufangen, ermöglicht es seinen Kameras, dichte Staub- und Gaswolken zu durchdringen. Diese Fähigkeit half Webb bei der Erfassung Erstaunliche Details über den Carina-Nebel (Öffnet in einem neuen Tab) Wo Sterne geboren werden.
Webb eignet sich auch hervorragend, um das Lebensende eines Stars zu studieren. Wenn Sterne altern, können sie ihre äußeren Schichten ausspucken und Nebel wie Taumeln bilden Der Südliche Ringnebel, fotografiert von Webb (Öffnet in einem neuen Tab). Das Bild enthüllte beispiellose Details aufeinanderfolgender Materiewellen, die von der sterbenden Zentrifuge ausgestoßen wurden. Während Hubble nicht in der Lage war, durch die sich ausdehnende Wolke aus Staub und Trümmern zu sehen, gewährte Webb den ersten Blick auf das Doppelsternsystem, das den Nebel bildete.
Das letzte Foto von der bevorstehenden Webb-Party Zeig Stefans Quintett (Öffnet in einem neuen Tab), eine Gruppe von fünf Galaxien, 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, die in einem kosmischen Tanz interagieren. Dank des ergänzenden Instrumentensatzes an Bord von Webb kann das Teleskop gleichzeitig die Details einzelner Sterne in diesen Galaxien erfassen, den kalten Staub und die Gase sehen, die die Sternentstehung in diesen Galaxien antreiben, und vor allem die Sterne, das Gas und den Staub verdecken um das Material zu sehen, das das Supermassiv umkreist. Schwarzes Loch Im Zentrum einer Galaxie.
Webb erfasste auch Daten zu den Spektren von Hunderten von einzelnen Sternentstehungsregionen im Pentagramm, deren Analyse und Untersuchung Monate dauern wird.
Webb ist das Ergebnis von 25 Jahren Arbeit von Tausenden von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Administratoren, die zu einer internationalen Zusammenarbeit von Raumfahrtagenturen, Unternehmen, Forschungszentren und Universitäten auf der ganzen Welt gehören. John Mather, Webb-Projektleiter, Beschreiben Sie die Reise emotional (Öffnet in einem neuen Tab): „Das war schwer. Es ist schwer zu sagen, wie schwer es war. Es gab so viele Möglichkeiten, wie er hätte schief gehen können.“
Aber es ging nicht schief. Alles kam zusammen, und jetzt ist das größte Weltraumteleskop der Menschheit eröffnet.
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