Die Bilder sind das Ergebnis einer erstaunlichen wissenschaftlichen Leistung. Hunderte von Befehlen, die seit dem Start am 25. Dezember von der Bodenkontrolle an das Teleskop gesendet wurden, wurden fehlerfrei ausgeführt. Tausende von Forschern, Wissenschaftlern und Ingenieuren in den Vereinigten Staaten, Kanada, Europa und anderswo auf der ganzen Welt haben unermüdlich daran gearbeitet, die Leistung des Raumfahrzeugs im Orbit zu analysieren und zu optimieren. Dadurch übersteigen die gewonnenen Daten die Möglichkeiten bisheriger Weltraumteleskope bereits bei weitem. Die Veranstaltung hat auch eine große gesellschaftliche Bedeutung. Astronomen und die Öffentlichkeit warten seit über einem Jahrzehnt auf die ersten Bilder des Weltraumteleskops. Das Teleskop baut auf den Errungenschaften anderer Weltraumobservatorien wie Chandra, Spitzer und insbesondere Hubble auf, die bahnbrechende wissenschaftliche Errungenschaften hervorgebracht haben, die interessierte Beobachter auf der ganzen Welt fasziniert und inspiriert haben. Webbs erstes Deep Field, das erste Bild des Teleskops, zeigt den Galaxienhaufen SMACS 0723. Es wurde mit der Near Infrared Camera (NIRCam) des Teleskops aufgenommen. Das Bild zeigt auch Gravitationslinsen, die ansonsten unsichtbare Galaxien vergrößern, von denen einige bis zu 13,1 Milliarden Jahre alt sind. [Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI] Millionen von Menschen sahen sich die Bilder live an und Millionen weitere lasen Berichte, sahen sich Videos an, teilten sie in sozialen Medien und teilten Kollegen und Freunden mit, was JWST bisher beobachtet hat. Nach Jahren der Verzögerungen und einer Beinahe-Annullierung im Jahr 2011 durch die kulturell zurückgebliebene US-Regierung (die Kosten von 10 Milliarden Dollar für das Teleskop hätten für einen anderen Flugzeugträger ausgegeben werden können), trat JWST erfolgreich in die Konstellation der Weltraumteleskope ein und wurde weiterentwickelt. Das erste Betriebsbild des Teleskops, Webb’s First Deep Field genannt, zeigt den Galaxienhaufen (Cluster) SMACS 0723. Das Licht des Haufens brauchte 4,6 Milliarden Jahre, um die Erde zu erreichen. Das Bild bietet einen einzigartigen Blick auf die Galaxien in diesem Haufen aus dieser Zeit der kosmischen Geschichte. Der Galaxienhaufen ist so massiv, dass er auch als Linse dient. Seine Schwerkraft ist so stark, dass Licht von weiter entfernten Galaxien gebündelt und verstärkt wird. JWST konnte Licht aus einer Galaxie einfangen, die 13,1 Milliarden Jahre gereist war und nur 700 Millionen Jahre nach dem Urknall emittiert hat. Der beeindruckendste Aspekt des Bildes ist jedoch die Verbesserung der Auflösung dieses “Deep Field” im Vergleich zu früheren Hubble-Bildern. Ein besonders wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von JWST war ein Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 6,5 Metern, der eine sechsmal so große Lichtsammelfläche wie das Hubble-Teleskop hat. Dadurch kann JWST interne Strukturdetails von Galaxien aufzeichnen, die Hubble nicht erfassen kann, wie z. B. Sternhaufen und andere diffuse Merkmale. Erwähnenswert ist auch, dass die Nahinfrarotkamera (NIRCam) von JWST in nur 12,5 Stunden die für die Aufnahme von SMACS 0723 erforderlichen Daten sammeln konnte. Das Hubble-Teleskop hingegen brauchte mehrere Wochen, um vergleichbare, aber weniger aufgelöste Daten zu sammeln. JWST wird noch weiter in die Vergangenheit blicken können. Während die Galaxie GN-z11 das am weitesten entfernte Objekt ist, das Hubble beobachtet hat – das Licht hat 13,4 Milliarden Jahre zurückgelegt, bevor es gemessen wurde – wird erwartet, dass das neue Teleskop diesen Meilenstein in den kommenden Monaten übertreffen wird. JWST beobachtet hauptsächlich Wellenlängen im Infraroten (während Hubble im sichtbaren Bereich arbeitet) und ist daher darauf ausgelegt, Licht zu beobachten, das noch weiter gereist ist. Das obere Bild ist ein Hubble-Bild der „kosmischen Klippen“ des Carina-Nebels, und das untere Bild ist ein ähnliches Bild, das von JWST aufgenommen wurde. Der Vergleich zeigt die höhere Auflösung und bessere Fähigkeit des neueren Teleskops, Sternentstehung zu erkennen, die sonst durch Gas- und Staubwolken zerstört werden. [Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI, The Hubble Heritage Team; mit freundlicher Genehmigung: N. Smith (Universität von Kalifornien, Berkeley)] Ein weiteres mit NIRCam aufgenommenes Objekt ist der Carina-Nebel. Er liegt etwa 7.600 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist ein interessantes Objekt für die Untersuchung der Sternen- und Planetenentstehung. Insbesondere fotografierte JWST die sogenannten „kosmischen Klippen“ des Nebels, die wie eine Reihe von Bergen und Tälern aussehen, aber tatsächlich der Rand einer kolossalen Höhle sind, die von Sternen gebildet wurde, die in den frühen Jahren ihrer Entstehung heftig explodierten. ultraviolettes Licht. Während frühere Beobachtungen dieser Region Sternentstehung gezeigt haben, ist keine in das Gas und den Staub so weit eingedrungen, wie es JWST jetzt in der aktuellen Analyse kann. Die Beobachtungen wurden auch durch das Mid-Infrared Instrument (MIRI) unterstützt, das zuvor vermutete, aber ungesehene Regionen der Sternentstehung enthüllte. Astronomen verwendeten NIRCam und MIRI auch, um Stephans Quintett zu beobachten, eine optische Gruppe von fünf Galaxien, die erstmals 1877 beobachtet wurde. Während die Galaxie ganz links kein echtes Mitglied des Haufens ist (sie ist 40 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und die anderen vier sind 290 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt), die anderen vier sind gravitativ gebunden und wurden von einem Team sehr gut untersucht, das zeigt, wie Galaxien auseinandergerissen werden können, wenn sie miteinander interagieren. JWST hat neue Daten von diesen Galaxien erhalten, darunter Haufen junger Sterne und Regionen der Sternentstehung, die durch gegenseitige Wechselwirkungen verursacht werden. Das Teleskop bildete auch eine Schockwelle ab, die erzeugt wurde, als der Haufen die Galaxie NGC 7318B durchquerte, und Ausflüsse, die von dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie NGC 7319 erzeugt wurden Galaxien im Hintergrund, was eigentlich ein weiteres Deep Field ist. Das neueste Bild, das veröffentlicht wurde, um die Fähigkeiten von NIRCam und MIRI zu demonstrieren, zeigt den Südlichen Ringnebel, der aus einem etwa 2.500 Lichtjahre entfernten Doppelsternsystem besteht. Darin verlor einer der Sterne am Ende seines Lebens durch regelmäßige Auswürfe von Gas und Staub einen großen Teil seiner Masse. Als sich die Sterne drehten, warfen sie ihre Auswürfe in ein komplexes Netz aus Hüllen. Der Abstand der einzelnen Schalen vom Doppelsternpaar und ihre molekulare Zusammensetzung geben Aufschluss über die jahrtausendealte Geschichte des Systems, ähnlich wie das Studium geologischer Epochen durch Gesteine auf der Erde, und geben Forschern ein besseres Verständnis der Evolution solcher Sternsysteme. Mit dem NIRISS-Instrument konnte JWST schlüssig nachweisen, dass die atmosphärische Zusammensetzung des großen Gasriesen-Exoplaneten WASP-96 b Wasser enthält, eine der wichtigsten Voraussetzungen für erdähnliches Leben. [Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI] Die NASA veröffentlichte auch Daten des WASP-96 Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) Exoplanet System. Während einer Beobachtungszeit von 6,4 Stunden beobachtete das Instrument in diesem System, wie ein Gasriese mit der halben Masse und dem 1,2-fachen Durchmesser des Jupiters vor seinem Mutterstern vorbeizog. Es bestätigte frühere Beweise für Wasser in der Atmosphäre eines 1.150 Lichtjahre entfernten Planeten und lieferte zuvor unentdeckte Beweise für Dunst und Wolken. JWST ist auch in der Lage, Objekte in unserem eigenen Sonnensystem abzubilden. Ein Teil der Kalibrierungen des Teleskops bestand darin, Jupiter abzubilden, um sich schnell bewegende Objekte durch das Sichtfeld des Teleskops abzubilden. Der Detailsensor erwies sich als voll funktionsfähig, um sicherzustellen, dass solche Objekte erfolgreich erkannt und abgebildet werden konnten, und als Bonus demonstrierte NIRCam seine Fähigkeit, gleichzeitig den hellen Planeten und seine weniger sichtbaren Ringe und Monde abzubilden. Diese NIRCam-Bilder von Jupiter zeigen, dass JWST sich schnell bewegende Objekte innerhalb des Sonnensystems wie Planeten und erdnahe Asteroiden verfolgen kann, während es sowohl helle als auch schwächere Objekte in seinem Sichtfeld abbildet. [Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI] Zusammengenommen zeigen diese ersten Bilder, dass JWST in der Lage ist, die wissenschaftlichen Ziele zu erreichen, für die es gebaut wurde: in die kosmische Geschichte einzutauchen und komplexe astronomische Phänomene mit größerer Klarheit als je zuvor zu sehen. Darüber hinaus zeigen die endgültigen Inbetriebnahme- und Kalibrierungsergebnisse, dass das Teleskop die…
