Webb zeigt die Kinderstube der Sterne in NGC 7129

Beitragsbild: Symbolbild, nicht die neue Webb-Aufnahme von NGC 7129.

Das Weltraumteleskop James Webb hat ein neues Bild der Sternentstehungsregion NGC 7129 geliefert. Veröffentlicht haben es die NASA und die europäische Raumfahrtagentur ESA am Dienstag, dem 6. Oktober. Die Aufnahme zeigt eine Wolke aus Gas und Staub, die rund 3.300 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Kepheus liegt. Besonders ist, dass hier junge Sterne in sehr unterschiedlichen Phasen ihres Lebens auf engem Raum nebeneinander zu sehen sind. Manche wachsen noch, andere sind schon fast erwachsen.

Sterne entstehen in kalten, dichten Wolken aus Gas und Staub. Dieser Staub schluckt sichtbares Licht, deshalb bleiben die jüngsten Sterne für die meisten Teleskope unsichtbar. Webb beobachtet dagegen im Infraroten, also in einem Bereich des Lichts mit längeren Wellenlängen, der den Staub zu großen Teilen durchdringt. Aufgenommen wurde das Bild mit Webbs Nahinfrarotkamera NIRCam. Schon das im Januar 2020 abgeschaltete Spitzer-Teleskop der NASA hatte die Region im Infraroten beobachtet. Webb bildet sie nun deutlich schärfer ab, mit feinen Fäden aus Gas und Staub und vielen fernen Galaxien im Hintergrund. Was dabei grundsätzlich passiert, erklären wir in unserem Beitrag darüber, wie Sterne entstehen.

Ein heller Stern räumt seine Umgebung frei

In der Mitte des Bildes leuchtet der Stern LkHα 234. Er ist der massereichste und am weitesten entwickelte Stern der Gruppe und hat etwa fünf- bis achtmal so viel Masse wie unsere Sonne. Je schwerer ein Stern ist, desto schneller durchläuft er seine Jugend, und so ist LkHα 234 den anderen weit voraus. Seine Wachstumsphase ist weitgehend vorbei. Jetzt schrumpft er langsam, und dabei steigt die Temperatur in seinem Inneren. Wird es dort heiß genug, beginnt er Wasserstoff zu verschmelzen, wie es auch unsere Sonne tut. Die auffälligen Strahlen, die von ihm ausgehen, gehören übrigens nicht zum Stern selbst. Sie entstehen im Teleskop, an den Kanten der sechseckigen Spiegelsegmente und an den Streben, die den kleineren Zweitspiegel halten. Deshalb tragen helle Sterne auf Webb-Bildern fast immer dieses typische Strahlenmuster.

Links von LkHα 234 öffnet sich eine golden leuchtende Höhle von etwa 3,5 Lichtjahren Breite. Gegraben hat sie der Stern selbst, mit kräftigen Gasströmen aus einer früheren Lebensphase. Heute regen seine Strahlung und diese Ströme den Wasserstoff in der Höhle so stark an, dass er leuchtet. Dabei wird das Gas nicht nur weggeschoben, sondern an manchen Stellen auch verdichtet, und in solchen dichten Bereichen kann die nächste Sterngeneration heranwachsen. In der Höhle sitzen weitere junge Sterne, deren Sternwinde kleine, bogenförmige Verdichtungen ins Gas drücken, ähnlich der Bugwelle vor einem fahrenden Schiff. Am oberen Rand der Höhle zeichnet sich eine scharfe Kante ab. Dort trifft das von den Sternen aufgeheizte Gas auf die kältere, dichte Wolke, und das Sternlicht spaltet die Wasserstoffmoleküle in einzelne Atome auf. An solchen Grenzen lässt sich beobachten, wie junge Sterne ihre Geburtswolke im Lauf von Millionen Jahren nach und nach abtragen.

Rote Jets aus der dunklen Wolke

Rechts vom Zentralstern geht es noch wilder zu. In dem rötlichen, klumpigen Bereich stecken deutlich jüngere Objekte, sogenannte Protosterne. So heißen Sterne in ihrer frühesten Phase, wenn sie noch Material aus ihrer Umgebung aufsammeln und wachsen. Dabei schleudern sie Ströme aus sehr heißem Gas ins All. Wo diese Jets auf das dichte Gas ringsum treffen, entstehen Stoßfronten, die rot leuchten und der Wolke ihr zerklüftetes Aussehen geben. Von der Erde aus blicken wir auf die Jets mehrerer Protosterne zugleich, sie schieben sich im Bild übereinander, und das macht die Szene so unruhig. Die grauen Bereiche sind die kältesten und dichtesten Teile der Wolke. Protosterne haben sich dort bisher noch keine gebildet.

Oben links im Bild fällt ein bläulich schimmernder Nebel auf. Im Nebel zeichnet sich ein dunkler Schatten ab. Ihn wirft eine Scheibe aus Gas und Staub, die wie ein Donut um einen Protostern im Zentrum liegt. Ein ganz ähnliches Schattenspiel hatte das Hubble-Teleskop 2018 bei dem jungen Stern HBC 672 entdeckt, den sogenannten Fledermausschatten. Für die Forschung ist NGC 7129 insgesamt ein dankbares Ziel, denn in einem einzigen Bild lässt sich verfolgen, wie Sterne unterschiedlichen Alters Gas und Staub in ihrer Umgebung umformen.

Webb ist ein Gemeinschaftsprojekt von NASA, ESA und CSA. Aus Europa stammen unter anderem die Ariane-5-Rakete, mit der das Teleskop ins All gestartet ist, das Spektrometer NIRSpec, eines seiner vier Hauptinstrumente, sowie die Hälfte des Mittelinfrarot-Instruments MIRI.