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Wenn Astronomen die Beobachtungsleistung des James-Webb-Weltraumteleskops und des Hubble-Weltraumteleskops kombinieren, erfassen sie detailliertere Bilder des Universums.
Das neue Bild, das ein Galaxienpaar zeigt, das am Mittwoch von der NASA geteilt wurde, ist das erstaunliche Ergebnis der Verwendung von Daten aus beiden Weltraumobservatorien.
Beide Teleskope lieferten Beobachtungen über verschiedene Lichtwellenlängen hinweg. Webb kann Infrarotlicht erkennen, das für das menschliche Auge unsichtbar ist, während Hubble die beiden Galaxien sowohl im sichtbaren als auch im ultravioletten Licht beobachten kann. Das Duo aus einer elliptischen Galaxie und einer Spiralgalaxie ist als VV 191 bekannt, Es befindet sich 700 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
„Durch die Kombination von Daten des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA und des Hubble-Weltraumteleskops der NASA haben wir mehr herausgeholt, als wir erwartet hatten!“ Webb schrieb einen interdisziplinären Wissenschaftler und Regent Professor an der Arizona State University Roger Windhorst NASA-Weblog.
„Webbs neue Daten ermöglichten es uns, das von der hellen weißen elliptischen Galaxie links emittierte Licht durch die Spiralgalaxie rechts zu verfolgen – und die Auswirkungen von interstellarem Staub in der Spiralgalaxie zu bestimmen … Webbs Nahinfrarotdaten zeigen dies ebenfalls uns die Spiralarme. Die größere und sehr staubige Galaxie ist viel detaillierter, was den Armen ein überlappendes Aussehen mit der zentralen Wölbung der hellweißen elliptischen Galaxie auf der linken Seite verleiht.“
Das Bild ist ein frühes Ergebnis des sogenannten Überwachungsprogramms Wichtige extragalaktische Regionen für Reionisation und Linsenforschung, oder PEARLS, von Webb Telescope, das noch keinem Peer-Review-Prozess unterzogen wurde. Die Studie wurde beim Astrophysical Journal eingereicht.
Wissenschaftler wählten das galaktische Paar aus fast 2.000 Kandidaten aus, die von wissenschaftlichen Freiwilligen, die Bürger des Galaxy Zoo sind, identifiziert wurden. Diese winzigen Galaxien, die sehr nahe beieinander erscheinen, interagieren nicht wirklich miteinander, aber sie ermöglichen es den Forschern, galaktischen Staub zu verfolgen und zu vergleichen.
„Es ist wichtig zu verstehen, wo sich der Staub in Galaxien befindet, denn Staub verändert die Helligkeit und die Farben, die in Bildern von Galaxien erscheinen“, schrieb Windhurst. „Staubkörner sind teilweise für die Entstehung neuer Sterne und Planeten verantwortlich, daher bemühen wir uns stets, ihre Anwesenheit für weitere Studien zu bestimmen.“
Aber ein genauerer Blick auf dieses galaktische Paar ist nicht das einzige himmlische Wunder, das in diesem zusammengesetzten Bild zu sehen ist. Hinter dem Paar erscheinen auch andere Galaxien, und einer dieser Lichtpunkte führte zu einer zweiten Entdeckung innerhalb des neuen Bildes. Dieses als Gravitationslinseneffekt bezeichnete Phänomen tritt auf, wenn Vordergrundgalaxien als Vergrößerungslinse für die dahinter liegenden Objekte fungieren.
Wissenschaftler verwendeten die gleiche Technik für Webbs erstes Foto wurde im Juli veröffentlicht. Laut NASA lieferte das Weltraumteleskop „das bisher tiefste und genaueste Infrarotbild des fernen Universums“.
Über der weißen elliptischen Galaxie auf der linken Seite befindet sich ein schwacher roter Bogen, und es handelt sich tatsächlich um eine sehr weit entfernte Galaxie. Die Schwerkraft der elliptischen Galaxie im Vordergrund beugt das Licht der äußersten Galaxie. Die Verzerrung bewirkt auch, dass die entfernte Galaxie als roter Punkt unten rechts in der elliptischen Galaxie wieder erscheint.
Bilder der fernen Galaxie sind zu schwach, um in den Hubble-Daten erkannt zu werden, aber sie sind in Webbs Nahinfrarotbeobachtung deutlich sichtbar.
„Simulationen von Galaxien mit Gravitationslinsen wie dieser helfen uns, die Menge an Masse in einzelnen Sternen zu rekonstruieren, zusammen mit der Menge an dunkler Materie im Kern dieser Galaxie“, schrieb Windhurst.
Er fügte hinzu, dass zusätzlich zu den Erkenntnissen, die Astronomen über VV 191 erhalten, dieser Hintergrund von Webbs Bild Hinweise auf tiefere Geheimnisse im Universum gibt, die noch gelüftet werden müssen. „Zwei unvollständige Spiralen oben links in der elliptischen Galaxie haben scheinbar ähnliche Größen, erscheinen aber in sehr unterschiedlichen Farben. Eine ist wahrscheinlich sehr staubig und die andere sehr weit entfernt, aber wir – oder andere Astronomen – müssen die Daten bekannt machen als Spektren, um zu bestimmen, was was ist.“