Webb- und Hubble-Teleskope arbeiten zusammen, um „Mothra“ und einen riesigen „Christmas Tree“-Cluster abzubilden

Nov 10 2023

Das panchromatische Bild zeigt zahlreiche Galaxien und Bereiche mit Gravitationslinsenwirkung.

Ein Streifen der kürzlich abgebildeten Galaxienhaufen.

Es ist noch nicht Dezember, aber die NASA ist bereits in festlicher Stimmung: Die Weltraumteleskope Webb und Hubble haben kürzlich MACS0416 fotografiert, ein Paar kollidierender Galaxienhaufen 4,3 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, das in funkelnde Lichter gehüllt ist.

Das Bild kombiniert sichtbares und infrarotes Licht, die jeweiligen Steuerhäuser von Hubble und Webb, um einen umfassenden Blick auf die kollidierenden Sternhaufen zu schaffen. Die Webb-Beobachtungen wurden im Rahmen des Programms „Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science“ (PEARLS) durchgeführt, und die Hubble-Daten wurden im Rahmen des Frontier Fields-Programms gesammelt, das 2014 begann.

„Wir bauen auf dem Erbe von Hubble auf, indem wir zu größeren Entfernungen und schwächeren Objekten vordringen“, sagte Rogier Windhorst, Astronom an der Arizona State University und Hauptforscher von PEARLS, in einer Pressemitteilung des Space Telescope Science Institute . „Das Gesamtbild wird erst klar, wenn man Webb-Daten mit Hubble-Daten kombiniert.“

Während Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich (vielleicht offensichtlich) bedeutet, dass unsere Augen es sehen können, ist Infrarotlicht eine andere Sache. Webb ist darauf ausgelegt, Licht jenseits des roten Endes des elektromagnetischen Spektrums abzubilden, daher müssen Webb-Bildprozessoren diesen ansonsten unsichtbaren Quellen sichtbare Lichtwellenlängen zuordnen. Auf dem neuen Bild sind die blaueren Galaxien näher bei uns und können von Hubble leichter gesehen werden, während die röteren Galaxien weiter entfernt sind und von Webb am besten gesehen werden können.

Während Hubble seit über 30 Jahren in Betrieb ist, begann Webb erst im vergangenen Juli mit der wissenschaftlichen Bildgebung. Hier können Sie einige der besten Webb-Bilder aus dem ersten Jahr sehen .

In zwei Artikeln werden Aspekte des Bildes detailliert beschrieben. Einer, veröffentlicht in Astronomy and Astrophysics , beschreibt den „extrem vergrößerten Monsterstern“ mit dem Spitznamen Mothra, nach dem fiktiven Monster, das in der Godzilla- Reihe eine herausragende Rolle spielt. Der andere Artikel wurde zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal angenommen und wird derzeit auf dem Preprint-Server arXiv gehostet ; Diese Arbeit beschreibt 14 vorübergehende Objekte, die im Galaxienhaufen beobachtet wurden. Bei diesen Transienten handelt es sich um Objekte, deren beobachtete Helligkeit im Laufe der Zeit variiert, was dazu führt, dass im Auge eines Teleskops vereinzelte Farben funkeln.

„Wir nennen MACS0416 den Weihnachtsbaum-Galaxienhaufen, sowohl weil er so farbenfroh ist, als auch wegen der flackernden Lichter, die wir darin finden. Wir können überall Transienten sehen“, sagte Haojing Yan, Astrophysiker an der University of Missouri in Columbia und Hauptautor einer der Arbeiten, in derselben Pressemitteilung.

Das vollständige Bild der Galaxien, komplett mit Schlieren der Gravitationslinse.

Zwölf der entdeckten Transienten sind zu schwach und zu rot, als dass Hubble sie sehen könnte, daher waren die Webb-Daten entscheidend, um ein vollständigeres Bild des Feldes zu erhalten. Die Forscher glauben, dass es sich bei den anderen beiden Transienten um Supernovae handelt – gewaltige Explosionen, die am Ende des Lebens eines Sterns auftreten.

Der Stern mit dem Spitznamen Mothra befindet sich in einer Galaxie, die etwa drei Milliarden Jahre nach dem Urknall existierte. Das Forschungsteam geht davon aus, dass sich der Monsterstern wahrscheinlich in einem Doppelsternsystem mit einem anderen Überriesenstern befindet, dem das Team passenderweise den Spitznamen Godzilla gegeben hat. Mothra hat irgendwo zwischen dem 10.000- und einer Millionfachen der Masse unserer Sonne und könnte ein Hinweis auf die Natur der Dunklen Materie sein.

In ihrer Arbeit stellte das Team fest, dass Modelle der axionischen Dunklen Materie (die sich auf Axionen konzentrieren, ein theoretisches Teilchen, das nach einem Detergens benannt ist ) mit ihren Beobachtungen in bestimmten Massenbereichen des Axions übereinstimmen. Anfang des Jahres bestätigte ein weiterer Fall von extremer Gravitationslinsenwirkung die Argumente für axionische Dunkle Materie .

Während Webb und Hubble ihre Erforschung des Kosmos fortsetzen, wird unser Verständnis der dunklen Materie, der Entwicklung des Universums und der unzähligen Objekte, aus denen der Kosmos besteht, klarer zum Vorschein kommen. Ihre Daten – sowie die Beobachtungen anderer Teleskope, wie des entstehenden Euklid-Weltraumteleskops – werden uns helfen, den Aufbau des Kosmos zu verstehen.