Mit einem Spiegeldurchmesser von 6,5 Metern ist das "James-Webb-Space-Telescope" (kurz Webb oder JWST) das mit Abstand größte Spiegelteleskop im Weltraum. Ein halbes Jahr nach Inbetriebnahme und Kalibration der Instrumente wurden am Dienstag die ersten Bilder und andere Daten der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Aufnahmen zeigen folgende Motive, informierte die an der Entwicklung des JWST beteiligte Universität Wien:

Carina-Nebel: Der Carina-Nebel ist einer der größten und hellsten Gasnebel am Himmel und befindet sich in einer Entfernung von etwa 7.600 Lichtjahren im südlichen Sternbild Carina. In ihm entstehen neue Sterne.

WASP-96 b (Spektrum): WASP-96 b ist ein Riesenplanet außerhalb unseres Sonnensystems, der hauptsächlich aus Gas besteht. Der Planet, der fast 1.150 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, umkreist seinen Stern alle 3,4 Tage.

Südlicher Ringnebel: Der Südliche Ringnebel oder "Eight-Burst"-Nebel ist ein planetarischer Nebel - eine expandierende Gaswolke, die einen sterbenden Stern umgibt. Er hat einen Durchmesser von fast einem halben Lichtjahr und ist etwa 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Stephans Quintett: Das etwa 290 Millionen Lichtjahre entfernte Stephansquintett befindet sich im Sternbild Pegasus. Es ist die erste kompakte Galaxiengruppe, die im Jahr 1877 entdeckt wurde.

SMACS 0723: Massive Galaxienhaufen im Vordergrund vergrößern und verzerren das Licht der dahinter liegenden Objekte und ermöglichen so einen tiefen Einblick in die extrem weit entfernten und sehr schwachen Galaxienpopulationen.

Blick in weit entfernte Galaxien

"Da das JWST im Gegensatz zum Hubble-Teleskop tief im Infrarot-Bereich beobachtet, kann es weiter entfernte Galaxien sehen, die auch weiter zurück in der Zeit liegen", erklärte der Astrophysiker Manuel Güdel von der Universität Wien. An Bord hat das Teleskop einige Instrumente wie Kameras und Spektrografen für Beobachtungen und Messungen. Bei der Entwicklung von MIRI (Mid Infrared Instrument), einer abbildenden Kamera und einem Spektrometer in einem, ist Güdel, Leiter des Instituts für Astrophysik, seit 2003 federführend beteiligt.

Die Spektrografen von MIRI zielen auch darauf ab, Spektren von Exoplanetenatmosphären aufzunehmen, die in bisher unerreichter Qualität Aufschluss über die Zusammensetzung der Atmosphären geben. "Die nun erste derartige Beobachtung des großen, Jupiter-ähnlichen Exoplaneten WASP-96 b während eines Durchgangs vor seinem Stern zeigt ein erstaunliches Spektrum, in dem klar die Anwesenheit von Wasserdampf ersichtlich ist", berichtete Güdel in einer Uni-Aussendung.

Solche Beobachtungen seien der Schlüssel zum Verständnis der Umgebungsbedingungen auf einem Exoplaneten. Dazu gehöre auch die Frage, ob bei erdähnlichen Planeten Atmosphären wie die der Erde oder alternative wie jene der Venus gefunden werden.

Exoplaneten genauer unter der Lupe

"Mit umfangreichen Modellrechnungen werden wir in den nächsten Monaten die Spektren weiter modellieren und so auch andere physikalische Größen der Atmosphären bestimmen. Wir werden damit systematisch untersuchen können, welche Ähnlichkeiten die Exoplaneten zu den wenigen Planeten unseres Sonnensystems aufweisen, oder ob sie vielmehr neue, uns bisher verborgene Eigenschaften haben", so Güdel. "Unser Ziel wird es sein, besser zu verstehen, wie es im Universum überhaupt zu lebensfreundlichen Planeten wie der Erde kommen kann."

Ein weiterer Untersuchungspunkt sind sogenannte protoplanetare Scheiben, das sind riesige Gasscheiben von der Größe eines ganzen Sonnensystems, die sich während der Entstehung eines Sterns formen und um den Stern kreisen. In diesen Scheiben spielt sich der Aufbau von Molekülen ab, aber auch die gesamte Planetenentstehung vom Staub bis zum erdähnlichen oder jupiterähnlichen Planeten. Die Scheiben verschwinden nach einigen Millionen Jahren wieder und hinterlassen im Idealfall ein ganzes Planetensystem.

"MIRI ist besonders gut geeignet, um die Scheiben chemisch zu untersuchen, aber auch die festen Bestandteile wie mikroskopisch kleinen 'Staub' zu erforschen. Mit entsprechenden Modellen kann man den Aufbau dieser Scheiben und dadurch ihre Rolle in der Planetenentstehung und damit von Planeten wie der Erde erforschen", sagte der Astrophysiker.