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James-Webb-Teleskop zeigt Jupiter in neuem Licht

Infrarotaufnahme enthüllt Polarlichter, hohe Wolken und zarte Ringe

Jupiter
Der Jupiter, seine zarten Ringe und seine kleinen Monde Amalthea und Adrastea im Infrarot, aufgenommen vom James-Webb-Weltraumteleskop. © NASA/ESA/ CSA, Jupiter ERS Team/ Ricardo Hueso (UPV/EHU) und Judy Schmidt

Das James-Webb-Weltraumteleskop blickt nicht nur in die Tiefen des Alls hinaus, es zeigt auch nahe Planeten wie den Jupiter in ganz neuem Licht. Eine neue Aufnahme des Gasriesen zeigt prominente Phänomene wie die Polarlichter und den Großen Roten Fleck, aber auch die zarten, normalerweise kaum sichtbaren Ringe sowie die winzigen Monde Amalthea und Adrastea. Die Qualität dieser Daten und ihre weite Spanne der Sensitivität übertreffen die Erwartungen der Planetenforscher.

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat schon mit seinen ersten Aufnahmen alle Erwartungen übertroffen. Dank seines 6,50 Meter großen Spiegels und modernsten Infrarotinstrumenten blickt es schärfer und tiefer ins All hinein als jedes Teleskop vor ihm. Schon jetzt haben Astronomen dank seiner Daten gleich mehrere neue Rekorde für frühe Galaxien aufgestellt. Gleichzeitig eröffnet die hohe Auflösung im Infrarotbereich aber auch die Chance, neue Aspekte von nahen Objekten wie Exoplaneten oder Planeten im Sonnensystem zu untersuchen.

Jupiter mit Ringen und Monden

Ein Beispiel dafür liefern nun zwei Aufnahmen des James-Webb-Teleskops, die den Planeten Jupiter im Infrarotlicht zeigen. Dafür fing die Near-Infrared Camera (NIRCam) des Teleskops das vom Gasriesen reflektierte Licht mit drei verschiedenen Filtern ein. Dadurch lässt sich Infrarotstrahlung verschiedener Wellenbereiche getrennt auswerten und darstellen. Weil Infrarotstrahlung nicht sichtbar ist, werden die Wellenbereiche dafür in sichtbare Farben „übersetzt“.

Die erste Aufnahme zeigt Jupiter, seine kleinen Monde Amalthea und Adrastea und seine hauchzarten Ringe. Letztere sind eine Million Mal lichtschwächer als der Planet selbst und daher auf normalen Teleskopaufnahmen meist nicht zu sehen. Doch die hohe Sensitivität des Webb-Teleskops ermöglicht es, beides gleichermaßen scharf abzubilden. Selbst einige ferne Galaxien sind in der Aufnahme zu erkennen. Langwelligere Anteile des Infrarotlichts sind in ihr rötlich, kurzwelligere in Blautönen dargestellt.

„Um ehrlich zu sein, hätten wir nicht erwartet, dass die Aufnahmen so gut sein würden“, sagt die Astronomin Imke de Pater, die die Beobachtungen des Jupiters mit dem Webb-Teleskop geleitet hat. „Es ist wirklich bemerkenswert, dass wir Details auf dem Jupiter erkennen können, aber auch seine Ringe, winzigen Trabanten und sogar Galaxien – alles in einer Aufnahme.“

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Jupiter
Der Jupiter in Nahaufnahme mit Polarlichtern und dem Großen Roten Fleck. © NASA/ESA/CSA, Jupiter ERS Team/ Judy Schmidt

Polarlichter und der Große Rote Fleck

Die zweite Aufnahme zeigt den Jupiter im Porträt. Deutlich zu erkennen sind am Nord- und Südpol ausgedehnte Polarlichter, deren Strahlung hier in rötlichen Farbtönen dargestellt wurde. Unterhalb dieser hohen Auroren sind in gelb und grün dunstige Schleierwolken zu erkennen, die in großer Höhe über den Polargebieten auskondensiert sind. Eher bläulich erscheinen hingegen die von den tieferen Wolkenschichten reflektierten Strahlenanteile.

Deutlich sichtbar ist auch der Große Rote Fleck. Er erscheint in dieser Infrarotaufnahme hell, weil die dichten, hohen Wolken dieses gigantischen Wirbelsturms besonders viel Strahlung zurückwerfen. „Die Helligkeit kennzeichnet zudem die große Höhe dieser Wolken: Ähnlich wie die äquatorialen Bereiche des Planeten hat auch der Große Rote Fleck in großer Höhe liegende Wolkenschleier“, erklärt Heidi Hammel von der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA).

„Eine neue Perspektive“

Die Aufnahme zeigt auch einige weitere, deutlich kleinere Wirbelstürme als helle Flecken. „Obwohl wir viele dieser Jupiter-Merkmale schon vorher oft gesehen haben, eröffnen uns die Infrarot-Wellenlängen des James-Webb-Teleskops eine neue Perspektive“, sagt de Pater. „Die Kombination von Aufnahmen und Spektren aus dem nahen bis mittleren Infrarot wird es uns erlauben, das Wechselspiel von Dynamik, Chemie und Temperaturstruktur im und über dem Großen Roten Fleck und in den Polarlichtregionen genauer zu erforschen.“

Das James-Webb-Weltraumteleskop sendet seine Daten nicht als fertige Aufnahmen zur Erde, sondern als Zahlenkolonnen von Helligkeitswerten. Sie müssen dann mithilfe spezieller Software in Bilder umgerechnet werden und ins sichtbare Farbspektrum übertragen werden. Diese Jupiteraufnahmen hat die Bürgerwissenschaftlerin Judy Schmidt aus Kalifornien gemeinsam mit dem Astronomen Ricardo Hueso erstellt.

Quelle: NASA

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