Ferne Welt: Das James-Webb-Teleskop hat seine ersten direkten Bilder eines extrasolaren Planeten aufgenommen. Die Infrarotbilder zeigen den 385 Lichtjahre entfernten Exoplaneten HIP 65426b deutlicher als je zuvor und demonstrieren einmal mehr die Leistungsfähigkeit dieses neuen Teleskops. Der 2017 entdeckte Gasriese hat die sechs- bis zwölffache Masse des Jupiters und umkreist seinen Stern in großer Entfernung. Dadurch konnte das Webb-Teleskop sein schwaches Infrarotlicht von dem des Sterns trennen.
Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das größte und teuerste astronomische Instrument, das jemals gestartet wurde, daher ist es umso wichtiger, dass es jetzt wie erwartet funktioniert. Aber genau das ist der Fall. Schon seine ersten Aufnahmen setzten neue Maßstäbe, darunter die tiefste Infrarotansicht des Weltraums, Aufnahmen der bisher ältesten Galaxien und die erste Entdeckung von Kohlendioxid auf einem extrasolaren Planeten.
Die vier Webb-Bilder von HIP 65426b mit seinem Stern. © NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), ERS 1386-Team und A Pagan (STScI)
Junger Gasriese in Sicht
Jetzt gibt es eine weitere Neuheit: Das James-Webb-Teleskop hat das erste Portrait eines Exoplaneten erstellt. „Dies ist ein transformierender Moment, nicht nur für Webb, sondern für die Astronomie im Allgemeinen“, sagte Sasha Hinkley, Astronomin an der University of Exeter, die die Beobachtung leitete. Der abgebildete Planet HIP 65426b liegt etwa 385 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Scorpius-Centaurus-Assoziation, die von jungen Sternen dominiert wird. Der Planet ist auch nur 10-15 Millionen Jahre alt.
Der 2017 vom Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte entdeckte Exoplanet ist etwa eineinhalb Mal so groß wie Jupiter und sechs- bis zwölfmal schwerer. Die ersten Spektraldaten deuteten bereits darauf hin, dass es sich um einen Gasplaneten mit Wasserdampf und rötlichen Wolken in seiner Atmosphäre handelt. Die Temperaturen auf seiner Oberfläche dürften zwischen 1.000 und 1.300 Grad liegen. HIP 65426b umkreist seinen Stern in einer großen Entfernung von fast 100 AE, was ihn besonders für die direkte Abbildung geeignet machte.
10.000 Mal schwächer als sein Stern
Für die aufgenommenen Bilder richtete das Webb-Teleskop mit zwei seiner optischen Instrumente, der Nahinfrarotkamera (NIRCam) und dem Mittelinfrarotinstrument (MIRI), auf den Exoplaneten. Beide verfügen über Koronographen: winzige Maskierungsmasken, die den hellen Stern selektiv daran hindern, das schwache Licht seines Planeten zu überstrahlen. Denn der Planet HIP 65426b ist im nahen Infrarot etwa 10.000 Mal schwächer als sein Stern und im mittleren Infrarot mehrere tausend Mal schwächer.
„Es war beeindruckend, wie gut die Webb-Koronagraphen in diesen Bildern das Licht des Wirtssterns blockieren konnten“, sagt Hinkley. Das Teleskop hat den Planeten mit vier verschiedenen Filtern aufgenommen, in jedem dieser Infrarotkanäle erscheint der Gasriese als Lichtpunkt mit etwas anderer Form. „Diese Bilder zu bekommen, war wie das Finden eines Schatzes“, sagt die Astronomin Aarynn Carter von der University of California, Santa Cruz, die für die Bildanalyse verantwortlich war.
Neues Wissen über fremde Welten
Diese Bilder sind nicht die ersten direkten Aufnahmen von extrasolaren Planeten: Bereits 2008 lieferte das Hubble-Weltraumteleskop das erste Foto eines Exoplaneten im sichtbaren Licht. Im Jahr 2021 haben Infrarotteleskope am WM-Keck-Observatorium auf Hawaii den bisher jüngsten und kleinsten extrasolaren jungen Planeten direkt abgebildet.
Aber hochauflösende Infrarotbilder des Webb-Teleskops eröffnen jetzt neue Möglichkeiten, noch mehr über solch ferne Welten zu erfahren. „Wir fangen gerade erst an: Es wird noch viele weitere Bilder von Exoplaneten geben, die unser Verständnis ihrer Physik, Chemie und Entstehung erweitern werden“, sagt Carter. “Vielleicht entdecken wir sogar Exoplaneten, die noch unbekannt sind.”
Diese: NASA
2. September 2022
– Nadja Podbregar