De eerste hogeresolutie-opnames van de James Webb-ruimtetelescoop bevatten ongelooflijk heldere beelden van onder andere de Carinanevel en de exoplaneet WASP-96b.

De James Webb-ruimtetelescoop (JWST) van NASA heeft zijn eerste beelden in volledige resolutie vrijgegeven. Deze vijf beelden tonen twee sprankelende nevels, een groep verdoemde sterrenstelsels en de samenstelling van een reusachtige exoplaneet. Ze vormen de kroon op tientallen jaren werk van wetenschappers en ingenieurs – en ze zijn bovendien nog maar het begin van de jarenlange missie van de telescoop.

De eerste deep field-opname van ruimtetelescoop James Webb. Beeld: NASA/ESA/CSA/STScI.

Het eerste beeld, dat hierboven te zien is, was op 11 juli al vrijgegeven. Het is het diepste beeld van de kosmos dat ooit is gemaakt. Dergelijke beelden moeten ons helpen te begrijpen hoe kort na de oerknal de eerste sterrenstelsels zijn ontstaan. Onder de zwakke sterrenstelsels op deze foto bevindt zich het verste sterrenstelsel waarvan we de samenstelling ooit hebben kunnen meten.

Galactische geesten
LEES OOK
Galactische geesten

‘Voor de vorige recordhouder, het Hubble Extreme Deep Field, moest er twee weken lang onafgebroken gewerkt worden met de Hubble-ruimtetelescoop’, zei JWST-wetenschapper Jane Rigby tijdens een persconferentie op NASA’s Goddard Space Flight Center. ‘Met Webb namen we die foto eventjes voor het ontbijt… Vanaf nu gaan we elke week dit soort ontdekkingen doen.’

WASP-96b

james webb wasp-96b
Het lichtspectrum van exoplaneet WASP-96b. Beeld: NASA/ESA/CSA/STScl.

Dit beeld toont een van de andere belangrijke capaciteiten van de JWST: hij kan licht onderzoeken door de atmosfeer van een exoplaneet is gereisd. Dit is het lichtspectrum van de planeet WASP-96b, een gasreus op ongeveer 1150 lichtjaar van de aarde. De massa van deze planeet is ongeveer twee keer zo klein als die van Jupiter. Wel is WASP-96b veel heter en draait hij veel sneller rond zijn ster. De exoplaneet doet daar 3,4 dagen over, terwijl Jupiter 12 aardse jaren nodig heeft om rond de zon te draaien.

WASP-96b heeft bijna geen wolken, waardoor het veel gemakkelijker is om de samenstelling van zijn atmosfeer te onderzoeken. Er is niets dat het licht dat door de atmosfeer reist tegenhoudt.

‘Hij is extreem heet en staat extreem dicht bij zijn ster. Dat maakt hem onvergelijkbaar met de planeten in ons zonnestelsel – maar dat is oké’, zei NASA-onderzoeker Knicole Colon. ‘Dit is nog maar het begin. We gaan metingen zoals deze ook verrichten op kleinere, verdere planeten.’

NGC 3132

james webb southern ring nebula
De planetaire nevel NGC 3132, links in nabij-infrarood, rechts in mid-infrarood. Beeld: NASA/ESA/CSA/STScl

Deze wolk van stof en gas rond een stervende ster is de planetaire nevel NGC 3132. Hij wordt in het Engels ook wel de Southern Ring Nebula of de Eight-Burst Nebula genoemd. Beide opnamen tonen de nevel in het infrarood, maar de foto rechts is gemaakt met langere golflengten dan de foto links.

De nevel staat op ongeveer 2000 lichtjaar afstand en is bijna een half lichtjaar in doorsnee. De heldere wolk die de ring vormt, komt van de buitenste lagen van een van de twee sterren in het centrum van de nevel. Die ster is aan het eind van zijn leven veranderd van een zonachtige ster in een witte dwerg. De afbeelding rechts laat de twee sterren in buitengewoon detail zien. Daaruit blijkt dat de zwakkere, rodere ster – de ster die deze nevel heeft voortgebracht – omgeven is door stof. De fellere ster zou in de toekomst zijn eigen nevel kunnen vormen.

Kwintet van Stephan

james webb kwintet van stephan
Deze vijf sterrenstelsels staan samen bekend als het Kwintet van Stephan. Beeld: NASA/ESA/CSA/STScl.

Deze vijf sterrenstelsels worden het Kwintet van Stephan genoemd. Ze staan op een afstand van ongeveer 290 miljoen lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Pegasus.

Vier van de vijf zijn verwikkeld in een dodelijke dans, waarbij ze steeds dichter langs elkaar heen vliegen tot ze in de toekomst op elkaar botsen en samensmelten. We hebben dit kwintet al eerder gezien – de groep van vier is zelfs de bestbestudeerde compacte groep van sterrenstelsels die er bestaat – maar dit beeld is veel gedetailleerder dan alle voorgaande. Het is een mozaïek van bijna duizend foto’s, waardoor het de grootste opname van de JWST tot nu toe is.

Dankzij die details kunnen we het gebied rond het superzware zwarte gat in het bovenste sterrenstelsel zien. ‘We kunnen het zwarte gat zelf niet zien, maar wel het materiaal dat rondwervelt en door dit kosmische monster wordt opgeslokt’, aldus JWST-onderzoeker Giovanna Giardino. Dit gebied is 40 miljard keer zo helder als de zon.

Carinanevel

james webb carinanevel
De Carinanevel, een heldere nevel in het sterrenbeeld Kiel. Beeld: NASA/ESA/CSA/STScl.

De Carinanevel is een van de helderste nevels aan de hemel. Het is een enorme wolk van gas en ontluikende sterren. De nevel bevindt zich op ongeveer 7600 lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Kiel. Het bovenste deel van de afbeelding staat vol met enorme hete sterren, die hun licht werpen op de stellaire kraamkamer onder in de afbeelding.

‘Vandaag zien we voor het eerst gloednieuwe sterren die volledig aan ons zicht onttrokken waren’, zegt JWST-wetenschapper Amber Straughn. ‘We zien voorbeelden van bellen, holtes en jets die door deze pasgeboren sterren naar buiten worden geblazen. We zien zelfs enkele sterrenstelsels die zich hier op de achtergrond schuilhouden. We zien voorbeelden van structuren waarvan we eerlijk gezegd niet eens weten wat ze zijn.’

Zover het oog reikt

Nu we de eerste JWST-beelden met volledige resolutie hebben, is de volgende stap het verkrijgen van meer gedetailleerde telescoopgegevens. Dit omvat niet alleen de gegevens achter deze beelden, maar ook nog diepere observaties van de kosmos. Daarmee zullen de verste sterren in kaart worden gebracht, evenals een groot aantal verre planeten, en ook planetoïden in ons eigen zonnestelsel.

‘Deze dag geeft een nieuwe betekenis aan de uitdrukking ‘zover het oog reikt’’, zei Amerikaans congreslid Steny Hoyer tijdens het evenement waarbij de beelden werden vrijgegeven.

Verwacht wordt dat de JWST in de komende maanden en jaren de grenzen van de astronomie zal blijven verleggen. Het systeem heeft genoeg brandstof om minstens twintig jaar te blijven werken. De vrijgave van deze nieuwe beelden markeert het begin van het eerste jaar.