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James-Webb-Teleskop zeigt neues Bild der Supernova Cassiopeia A

Webb-Teleskop zeigt bisher detailliertesten Blick ins Innere einer Supernova

Ein neues Bild des James-Webb-Weltraumteleskops zeigt nach Angaben von Astronomen den bisher genauesten und detailliertesten Blick in das Innere eines explodierten Sterns.
13.12.2023, 05:0613.12.2023, 16:29
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«Wie ein glänzendes, rundes Ornament, das bereit ist, an den perfekten Platz am Weihnachtsbaum gehängt zu werden», glänzt der Überrest von Cassiopeia A, schreibt die Nasa am Dienstag.

Das neue Bild des James-Webb-Teleskops zeigt Cassiopeia A (auch Cas A genannt) – der mitunter am besten untersuchte Supernova-Überrest innerhalb unserer Galaxie.

Cassiopeia A, 12. Dezember 2023
Das Bild zeigt bisher unbekannte Details der Wechselwirkung zwischen der sich ausdehnenden Materialhülle, die durch die Supernova entsteht, und dem Gas, das der Stern vor der Explosion freisetzte.Bild: Nasa/esa/csa

Erreicht ein massereicher Stern das Ende seines Lebenszyklus, dann kollabiert er und explodiert in einer sogenannten Supernova. Dank der heutigen Technologie – und des leistungsstärksten Teleskops, das jemals ins All geschossen wurde – lässt sich der Überrest einer solchen Sternexplosion auch bei uns beobachten.

So zum Beispiel im Sternbild Cassiopeia, das etwa 11'000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Dort ereignete sich um das Jahr 1680 herum eine Sternexplosion. Als Cassiopeia A wird nun die sich ausdehnende Materialhülle, die bei einer solchen Explosion zurückbleibt, – also der Überrest – bezeichnet.

Supernovas wie diejenige, aus der Cas A entstand, sind für das Leben, wie wir es kennen, von entscheidender Bedeutung: Sie verbreiten Elemente wie Kalzium, das wir in unseren Knochen haben, sowie das Eisen in unserem Blut im Universum und bringen neue Generationen von Sternen und Planeten hervor.

Cas A ist der jüngste bekannte Überrest eines explodierenden, massereichen Sterns in unserer Galaxie. Er bietet Astronominnen und Astronomen die Möglichkeit, sogenannte stellare Forensik zu betreiben, um den Tod eines Sterns besser zu verstehen.

«Wir hatten noch nie einen derartigen Blick auf einen explodierten Stern», sagte der Astronom Dan Milisavljevic, Assistenzprofessor für Physik und Astronomie an der Purdue University, in einer Erklärung. «Supernovas sind die Haupttriebkräfte der kosmologischen Entwicklung.» Vieles hänge von unserem Verständnis der Supernovas ab, so der Astronom. «Dies ist der genaueste Blick, den wir bisher auf eine Supernova in unserer Galaxie werfen konnten.»

Neue Details im Vergleich mit früheren Bildern

Bereits im April zeigte uns James Webb ein Bild von Cas A. Das nun veröffentlichte Bild sieht allerdings ziemlich anders aus – auf beiden Bildern heben sich bestimmte Merkmale ab, die auf dem jeweils anderen nicht zu erkennen sind.

James-Webb-Teleskop-Foto der Sternenkonstellation Cassiopeia, 7. April 2023
Das Bild vom April. Bild: NASA, ESA, CSA, Danny Milisavljevic (Purdue University), Tea Temim (Princeton University), Ilse De Looze (UGent)
Cassiopeia A, 12. Dezember 2023
Das Bild vom 12. Dezember. Bild: Nasa/esa/csa

Der Unterschied zwischen den Bildern liegt an den unterschiedlichen Wellenlängen, die dabei zum Einsatz kamen: Das jüngste Bild wurde mit einer Nah-Infrarot-Kamera (genannt NIRCam) gemacht. So konnte man den Supernova-Überrest bei anderen Lichtwellenlängen sehen, als sie bei früheren Beobachtungen verwendet wurden. Das frühere Bild entstand hingegen mit der Mittel-Infrarot-Kamera (genannt MIRI) des James-Webb-Teleskops.

Das Teleskop beobachtet das Universum in Wellenlängen des Infrarotlichts, das für das menschliche Auge unsichtbar ist. Bei der Verarbeitung der Daten wird das vom Teleskop eingefangene Licht in ein für den Menschen sichtbares Farbspektrum umgewandelt.

Das neue NIRCam-Bild zeigt orangefarbene und pinke «Farbblitze» innerhalb der inneren Hülle des Supernova-Überrests. Die Farben sind so was wie gasförmige Knoten von Elementen, die der Stern ausgestossen hat. Dazu gehören Sauerstoff, Argon, Neon und Schwefel.

«Mit der Auflösung der NIRCam können wir jetzt sehen, wie der sterbende Stern bei seiner Explosion völlig zerbrach und dabei Fadenwerke hinterliess, die winzigen Glasscherben ähneln», sagt Astronom Milisavljevic dazu.

Was im Vergleich mit dem «alten» Bild auf der neuen Aufnahme fehlt, ist etwas, das als «Grünes Monster» bezeichnet wurde: ein Kreis aus grünem Licht im Zentrum des Überrests. Das «Grüne Monster» stellte nach Veröffentlichung der Aufnahme die Astronomen vor ein Rätsel.

Auffällig im neuen Bild ist dafür ein «Fleck» mit dem Spitznamen «Baby Cas A», der in der unteren rechten Ecke zu sehen ist. Der Fleck gleicht einer kleineren Ausgabe des Supernova-Überrests und befindet sich 170 Lichtjahre hinter Cassiopeia A. Diesmal ist es aber kein Rätsel, wie CNN erklärt: Es handelt sich dabei um ein sogenanntes Lichtecho, bei dem das Licht der Supernova mit Staub aus der Galaxie wechselwirkte und diesen zum Aufheizen brachte.

Das Ganze sei «atemberaubend», sagt Milisavljevic, der ein Projektteam leitete, das zu dem neuen Bild beigetragen hat. «Es sind einige Merkmale aufgetaucht, die völlig neu sind und die unsere Vorstellung von den Lebenszyklen der Sterne verändern werden.» (lak)

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