Oktober 5, 2022

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Das Webb-Teleskop bringt frühe Galaxien und Jupiter in scharfen Fokus

Das Webb-Teleskop bringt frühe Galaxien und Jupiter in scharfen Fokus

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Das James-Webb-WeltraumteleskopTolle Leistung, so wie es ist untersucht das UniversumEs brachte Astronomen dazu, sich am Kopf zu kratzen. Das sehr weit entfernte Universum sieht etwas anders aus als erwartet.

Das vor acht Monaten gestartete Teleskop umkreist die Sonne eine Million Meilen von der Erde entfernt Er fotografierte sehr schwache Galaxien, die ihr Licht etwa in den ersten Milliarden Jahren nach dem Urknall aussendeten. Die Beobachtung dieser „frühen“ Galaxien ist eine der Hauptaufgaben des Teleskops – tiefer in den Weltraum zu blicken und weiter zurückzugehen als jedes vorherige Teleskop.

Die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse sind in den letzten Wochen aufgetaucht, und was das Teleskop im tiefsten Weltraum sah, war ein wenig verblüffend. Einige dieser fernen Galaxien sind auffallend massereich. Die allgemeine Annahme war, dass frühe Galaxien – die sich kurz nach der Entzündung der ersten Sterne bildeten – relativ klein und verzerrt sein würden. Stattdessen sind einige groß, hell und gut organisiert.

Erstaunliches Web-Teleskop. Aber das Universum ist mehr als das.

„Modelle sagen das nicht voraus“, sagte Garth Ellingworth, Astronom an der University of California, Santa Cruz, über frühe massereiche Galaxien. „Wie um alles in der Welt macht man das zu einem so frühen Zeitpunkt? Wie bildet man so schnell so viele Sterne?“

Dies ist keine globale Krise. Was passiert, ist eine Menge schneller Wissenschaft, die „in Echtzeit“ durchgeführt wird, sagte der Astrophysiker Jehan Kartaltepe vom Rochester Institute of Technology. Aus dem neuen Teleskop fließen Daten ein, und es gehört zu den Legionen von Astronomen, die neue Artikel erstellen und sie vor der Peer-Review schnell online veröffentlichen.

Webb sieht Dinge, die noch niemand in so feinen Details und auf so große Entfernungen gesehen hat. Forschungsteams auf der ganzen Welt brüten über öffentlich veröffentlichten Daten und versuchen, die entferntesten Galaxien zu entdecken oder andere faszinierende Entdeckungen zu machen. Die Wissenschaft schreitet oft in einem grandiosen Tempo voran und erweitert das Wissen zunehmend, aber Webb schüttet auf einmal Lastwagenladungen verlockender Daten über Wissenschaftler aus. Vorläufige Distanzschätzungen werden bei näherer Betrachtung revidiert.

Kartaltepe sagte, sie mache sich sicherlich keine Sorgen über mögliche Spannungen zwischen der astrophysikalischen Theorie und dem, was Webb sieht: „Wir könnten uns eines Tages am Kopf kratzen, aber nach einem Tag, ‚Oh, jetzt macht alles Sinn.’“

Die NASA enthüllt erste Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops

Was überrascht Astronom Dan Koo vom Space Telescope Science Institute ist die Zahl der niedlichen, scheibenartigen Galaxien.

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„Wir dachten, das frühe Universum sei ein chaotischer Ort, an dem es all diese Haufen von Sternentstehung und alles durcheinander gibt“, sagte Koo.

Diese Annahme über das frühe Universum war teilweise auf Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops zurückzuführen, die frühe klumpige, unregelmäßig geformte Galaxien enthüllten. Aber Hubble überwacht einen relativ schmalen Teil des elektromagnetischen Spektrums, einschließlich „sichtbarem“ Licht. Webb überwacht Infrarotstrahlung und sammelt Licht außerhalb des Hubble-Bereichs. Zu Hubble sagte Koe: „Uns haben all die cooleren Stars und älteren Stars gefehlt. Wir haben wirklich nur die interessanten Kleinen gesehen.“

Die einfachste Erklärung für diese überraschend massiven Galaxien ist, dass es zumindest bei einigen von ihnen eine Fehleinschätzung gab – möglicherweise aufgrund eines Lichtschwindels.

Entfernte Galaxien sind sehr rot. Sie sind in der astrologischen Sprache „Rotverschiebung“. Die Wellenlängen des Lichts dieser Objekte können aufgrund der Expansion des Universums gestreckt werden. Es wird angenommen, dass diejenigen, die gerötet erscheinen – und die höchste Rotverschiebung aufweisen – am weitesten entfernt sind.

Aber Staub kann Rechenschaft ablegen. Staub kann blaues Licht absorbieren und den Körper röten. Einige dieser sehr weit entfernten, rot bedeckten Galaxien können sehr staubig sein und sind nicht wirklich so weit entfernt (und jung), wie sie scheinen. Dies würde die Beobachtungen an den Erwartungen der Astronomen ausrichten.

Oder es taucht eine andere Erklärung auf. Sicher ist, dass vorerst das 10-Milliarden-Dollar-Teleskop – eine gemeinsame Anstrengung der NASA und Weltraumagenturen in Kanada und Europa – es ist Senden Sie neue Notizen Nicht nur für diese fernen Galaxien, sondern auch für Dinge, die näher an der Heimat liegen der Jupiterdas ist ein riesiger Asteroid und ein neu entdeckter Komet.

Das Neueste Webentdeckung Am Donnerstag bekannt gegeben: Kohlendioxid wurde in der Atmosphäre eines fernen Riesenplaneten namens WASP-39 b entdeckt. Es ist „der erste definitive Nachweis von Kohlendioxid in der Atmosphäre eines Exoplaneten“, so Nicole Colon, Wissenschaftlerin des NASA-Webprojekts. Obwohl WASP-39 b als zu heiß gilt, um bewohnbar zu sein, veranschaulicht die erfolgreiche Entdeckung von Kohlendioxid die Schärfe von Webbs Vision und läutet die zukünftige Untersuchung entfernter Planeten ein, die Leben beherbergen könnten.

Das Teleskop wird von Ingenieuren des Space Telescope Science Institute in Baltimore gesteuert. Das Mission Operations Center befindet sich im zweiten Stock des Instituts, das am Rande des Campus der Johns Hopkins University liegt.

Eines Morgens arbeiteten nur drei Personen im Flugkontrollraum: Operations Controller Irma Araceli Kispi-Nera, Bodensystemingenieur Evan Adams und Command Controller Kayla Yates. Sie saßen in einer Reihe von Workstations mit großen Bildschirmen, die mit Daten geladen waren Teleskop.

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Machen Sie eine kosmische Tour durch Bilder, die vom Webb-Teleskop der NASA aufgenommen wurden

„Wir leben normalerweise nicht in der Unternehmensführung“, sagte Yates. Mit anderen Worten, niemand steuert das Teleskop mit einem Joystick oder ähnlichem. Es arbeitet weitgehend unabhängig und erfüllt einen wöchentlichen Überwachungsplan. Vom Flugkontrollraum wird ein Befehl an das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, gesendet. Von dort geht es zum Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, und dann zum Deep Space Network – Funkantennen in der Nähe von Barstow, Kalifornien, sowie Madrid und Canberra, Australien. Je nach Erdrotation kann eine dieser Antennen den Befehl an das Teleskop senden.

Die am Donnerstagmorgen anwesenden Menschenmassen verschwanden aus dem Mission Operations Center in Baltimore Teleskopstart letztes Weihnachten.

„Es ist ein Beweis dafür, wie erfolgreich wir sind, dass wir von mehreren hundert auf nur drei von uns kommen können“, sagte Adams.

Der Beobachtungszeitplan wird weitgehend von dem Wunsch bestimmt, effizient zu sein, und das bedeutet oft, Dinge zu betrachten, die am Himmel nahe beieinander erscheinen, selbst wenn sie Milliarden von Lichtjahren voneinander entfernt sind.

Der Besucher wird enttäuscht feststellen, dass das Flugkontrollteam nicht sieht, was das Teleskop sieht. Es gibt keinen großen Bildschirm, der beispielsweise einen Kometen, eine Galaxie oder den Anbruch der Zeit zeigt. Aber das Flugkontrollteam kann Daten lesen, die die Ausrichtung des Teleskops beschreiben – zum Beispiel „32 Grad nach oben rechts, 12 Grad Neigung“. Konsultieren Sie dann die Sternenkarte, um zu sehen, wohin das Teleskop zeigt.

„Es ist zwischen Andromeda und was auch immer für eine andere Konstellation es ist“, sagte Adams.

„Unglaubliche“ Bilder von Jupiter, die vom James-Webb-Teleskop der NASA enthüllt wurden

Hier ist eine Auswahl einiger von Webbs Beobachtungen, die in den kommenden Monaten neue Bilder sowie wissenschaftliche Berichte hervorbringen sollten:

Wagenrad Galaxie: Eine auffallend schöne und seltene „Ring“-Galaxie, etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernt. Seine ungewöhnliche Struktur ist das Ergebnis seiner Kollision mit einer anderen Galaxie. Dies war einer der Die ersten vom Webteam bearbeiteten Bilder Um zu zeigen, was ein Teleskop kann.

M16, der Adlernebel: Dieser „planetarische Nebel“ in unserer Galaxie ist berühmt dafür, die Heimat einer Struktur mit dem Spitznamen „Säulen der Schöpfung“ zu sein, die vom Hubble-Weltraumteleskop abgebildet wurde. Es ist zu einem der berühmtesten Bilder von Hubble geworden und zeigt drei hoch aufragende Staubwolken, die von heißen jungen Sternen außerhalb des Bildrahmens beleuchtet werden, die alle von der NASA gelenkt wurden, um etwas zu erzeugen, das für das menschliche Auge wie eine Landschaft aussieht. Webb sollte ein Bild mit einem ähnlichen Rahmen, aber mit neuer Auflösung und Detailgenauigkeit erzeugen, dank der Fähigkeit, Licht bei Infrarotwellenlängen zu sammeln, die für Hubble unzugänglich sind.

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Ganymed, Jupiters größter Mond: Er ist der größte Mond im Sonnensystem und sogar größer als der Planet Merkur. Wissenschaftler glauben, dass es einen unterirdischen Ozean mit mehr Wasser als alle Ozeane der Erde gibt. Das Teleskop wird nach Plumes suchen, bei denen es sich um heiße Quellen handelt, die denen ähneln, die auf dem Jupitermond Europa und Enceladus beobachtet wurden, sagte der Webb-Projektwissenschaftler Klaus Pontopedan.

Komet C/2017 K2: Er wurde 2017 entdeckt und ist ein ungewöhnlich großer Komet mit einem 500.000 Meilen langen Schweif, der auf die Sonne gerichtet ist.

Die Große Gitterspiralgalaxie: Offiziell „NGC-1365“, ist dies eine wunderschöne klassische „Stab“-helikale Galaxie mit einem zentralen Sternenstreifen, der zwei markante, gebogene Arme verbindet. Er ist etwa 56 Millionen Lichtjahre entfernt.

Trappist-1 الكواكب Planetensystem: Sieben Planeten umkreisen diesen Stern, und viele von ihnen befinden sich in der „bewohnbaren Zone“, was bedeutet, dass sie sich in einer Entfernung vom Stern befinden, in der Wasser auf seiner Oberfläche flüssig sein könnte. Astronomen wollen wissen, ob diese Planeten Atmosphären haben.

Draco und der Bildhauer: Dies sind kugelförmige Zwerggalaxien in der Nähe der Milchstraße. Durch die Untersuchung ihrer Bewegung über einen langen Zeitraum hoffen Astronomen, mehr über die Existenz dunkler Materie zu erfahren – einer unsichtbaren Substanz, die ein Gravitationszeichen hat.

Dies ist nur eine unvollständige Liste. Dort gibt es viel zu sehen.

„Es ist ununterbrochen, rund um die Uhr, nur die Wissenschaft gerät ins Hintertreffen“, sagte Heidi Hamill, Planetenastronomin und Vizepräsidentin für Wissenschaft beim Consortium of Universities for Research in Astronomy. Es ist eine riesige Vielfalt der Wissenschaft. Ich sah Jupiters leuchtend roten Fleck – aber zwei Stunden später blicken wir jetzt auf M33, diese Spiralgalaxie. Zwei Stunden später suchen wir nun nach einem Exoplaneten, den ich bereits dem Namen nach kenne. Es ist so wunderbar, das zu sehen.“