Illustration der Milchstraße und unserer Nachbargalaxie Andromeda in vier Milliarden Jahren
Eine Zukunftsvision unseres Nachthimmels: Die Illustration zeigt unsere Nachbargalaxie Andromeda (links) und die Milchstraße (rechts) nebeneinander am Firmament. Bis sich dieser Anblick in der Realität bestaunen lässt, dauert es allerdings noch etwa vier Milliarden Jahre. © National Geographic, NASA, ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI, T. Hallas and A. Mellinger
Seitdem die NASA am 12. Juli 2022 die ersten Bilder des James-Webb-Weltraumteleskops (James Webb Space Telescope, JWST) veröffentlichte, hat sich für alle Raumfahrtbegeisterten eine neue Tür zum Weltall geöffnet. Doch wie funktioniert dieses 10 Milliarden US-Dollar teure Gerät eigentlich? Und warum kann man mit ihm in die Vergangenheit schauen?
Teleskope fangen Lichtstrahlen ein, um weit entfernte Gegenstände sichtbar zu machen. Das JWST ist dabei auf Infrarotlicht-Strahlung spezialisiert, denn nur damit lassen sich besonders alte Himmelskörper ausmachen. Das Licht der ersten Galaxien ist schon 13,5 Milliarden Jahre unterwegs, wenn es sich der Erde nähert. Mit der Zeit hat es die sogenannte „kosmologische Rotlichtverschiebung“ durchlaufen.
Wellenlängen werden auf dem Weg durch das All gedehnt und gestreckt, sodass sie vom sichtbaren ins infrarote Spektrum rutschen. Das hat mit der stetigen Ausdehnung des Universums zu tun. Demzufolge sind infrarote Galaxien besonders alt. Und genau die können wir mit dem JWST jetzt sehen.
Mehr als nur ein großer Spiegel
An Bord befinden sich vier Instrumente, die speziell im nahen und mittleren Infrarotspektrum aufzeichnen können. Webb schießt aber keine Farbfotos, sondern schickt die einzelnen Daten seiner Sensoren weiter zur Erde – unteranderem an die ESA. Durch Überlagerung der Schichten und nachträgliche Zuweisung von Farben per manueller Nachbearbeitung entstehen dann Bilder, wie sie auch in dieser Galerie zu sehen sind. Theoretisch kann das sogar jeder selbst versuchen. Viele Rohdaten des JWST sind für die Öffentlichkeit zugänglich und Tutorials zeigen, wie man sie entsprechend umbauen und für sich nutzen kann.
Die Herausforderung: Wärmestrahlung fällt ebenfalls zu einem großen Teil ins infrarote Spektrum. Vergleichbar mit handelsüblichen Rotlicht-Wärmelampen senden Himmelskörper wie Sterne oder Planeten störende Hitzewellen durch das All. Um dieses „Rauschen“ auszublenden, muss Webb sehr stark heruntergekühlt werden. Der große Sonnenschild, dessen fünf Lagen aus dem Spezialkunststoff Kapton bestehen, sorgt für eine Temperatur der Spiegel von unter minus 235 Grad Celsius. So kann das JWST problemlos die Spuren des uralten Lichts verfolgen.
Auch die Rezension zum Bildband ist auf „wissenschaft.de“ zu finden.
Till Mundzeck
Unser neues Auge im All
Das James-Webb-Weltraumteleskop
National Geographic, 49,99 €
Einzelgänger-Planeten auf der Spur
