Astronomie: Das ist der bisher tiefste Blick in die Vergangenheit des Alls

Nach dreißig Jahren Entwicklungszeit und monatelanger Kalibrierung stellt US-Präsident Biden das erste wissenschaftliche Bild des Weltraumteleskops "James Webb" vor.

Es ist das teuerste und das ambitionierteste Weltraumteleskop, das die Menschheit je besessen hat: Seit Ende Januar befindet sich das James Webb Space Telescope (JWST) in seinem Orbit um den Lagrange-Punkt L2 - etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Nach und nach wurden im Weltraum der riesige Sonnenschild und die Spiegel entfaltet. Lange hatten die Ingenieure von Nasa, Esa und der kanadischen Weltraumagentur CSA gezittert, ob dabei nicht doch noch etwas schiefgehen würde, das das internationale Großprojekt beeinträchtigen oder gar zu einem neun Milliarden Euro teuren Haufen Weltraumschrott machen könnte. Aber alles lief - mit Ausnahme von einigen Mikrometeoriten-Einschlägen, die glimpflich ausgingen - praktisch perfekt. Die Techniker konnten aufatmen. Zur Kalibrierung wurden bereits erste Testbilder gemacht, die erahnen ließen, was das Teleskop leisten kann.

Am Montag stellte US-Präsident Joe Biden nun das erste wissenschaftliche Bild vor, das das Teleskop aufgenommen hat. Weitere spektakuläre Bilder sollen am Dienstag folgen.

Das Bild, das die Weltöffentlichkeit jetzt erstmals zu sehen bekommt, ähnelt im Ansatz einer klassischen Aufnahme von Webbs Vorgänger, dem Hubble-Weltraumteleskop. Das Webb richtete seinen Blick auf einen Galaxiencluster namens SMACS 0723. Der Name steht für die südliche Erweiterung (S) des Massive Cluster Survey (MACS), einer Beobachtungsreihe, die seit Langem besonders große Galaxienhaufen katalogisiert. Der nun gezeigte Himmelsausschnitt entspreche im Vergleich zum gesamten Universum in etwa einem auf Armeslänge entfernt gehaltenen Sandkorn, teilte die Nasa mit.

Der Galaxienhaufen wirkt als Linse

Tatsächlich geht es in der Aufnahme aber nicht um SMACS 0723 selbst, sondern um das, was dahinter zu sehen ist. Denn der Galaxienhaufen ist so massereich, dass er als Gravitationslinse wirkt und das Licht von anderen Objekten verstärkt und verzerrt. So wirkt er als natürliches Teleskop, das hilft, sehr weit entfernte, nur schwach leuchtende Galaxien sichtbar zu machen - jedenfalls für die superempfindlichen Augen des Webb-Teleskops. So entsteht eine Art Panorama dieses Himmelsabschnitts, auf dem zahlreiche Galaxien in unterschiedlicher Entfernung und unterschiedlichen Stadien ihrer Entwicklung zu sehen sind.

Es handelt sich um den tiefsten Infrarot-Blick in die Vergangenheit des Alls, der Menschen je gelungen ist. Andere Missionen wie Cobe und WMAP haben zwar kosmische Hintergrundstrahlung aufgefangen, die aus noch deutlich früheren Zeiten stammt, aber die Webb-Bilder zeigen auf eindrucksvolle Weise konkrete Objekte aus dem jungen Universum. Doch es dürfte erst der Anfang sein. "Das Bild wird den Rekord nicht lange halten", sagte Marcia Rieke von der University of Arizona, Leiterin eines Kamera-Teams des Webb-Teleskops, der New York Times. "Aber es zeigt eindeutig die Macht dieses Teleskops."

Schon Hubble hatte 1995 eine erste Panorama-Aufnahme namens "Hubble Deep Field" gemacht, die heute zu den Klassikern der Astronomie gehört. In den Jahren danach wurden mehrere Folgebilder gemacht, die insgesamt 265 000 Galaxien in bis zu 13,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung zeigen - was bedeutet, dass das Licht aus der Anfangszeit des Universums stammte, nur rund vierhundert Millionen Jahre nach dem Urknall. Webb soll das Potenzial haben, auf bis zu 100 Millionen Jahre an den Urknall heranzukommen.

Das Webb-Teleskop ist Hubble deutlich überlegen; seine Auflösung ist dank Webbs enormer Größe besser, und das Teleskop kann Licht anderer Wellenlängen auffangen. Während Hubble besonders im optischen und im ultravioletten Bereich stark war, arbeitet Webb vor allem mit Infrarotlicht. Das ist ein Vorteil, wenn man tief ins All und damit weit in die Vergangenheit schauen will: Je weiter ein Objekt entfernt ist, desto stärker wird sein Licht durch die Ausdehnung des Raumes in den Infrarotbereich verzerrt. Hinzu kommt, dass man mit Infrarotlicht durch Staub im Weltall hindurchsehen kann.