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Neues Weltraumteleskop "James Webb" soll zweite Erde suchen

Von dpa
Aktualisiert am 16.08.2021Lesedauer: 4 Min.
Die von Northrop Grumman ĂŒber die Nasa verbreitete Computergrafik aus dem Jahr 2015 zeigt das "James Webb"-Teleskop.
Die von Northrop Grumman ĂŒber die Nasa verbreitete Computergrafik aus dem Jahr 2015 zeigt das "James Webb"-Teleskop. (Quelle: Northrop Grumman/Nasa/dpa)
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Was passierte nach dem Urknall? Gibt es eine zweite Erde und wie wird sich das Universum in Zukunft weiterentwickeln? Auf diese Fragen erhoffen sich Wissenschaftler mit einem neuen Teleskop nun Antworten.

Wissenschaftler hoffen auf einen Blick zurĂŒck in die FrĂŒhzeit des Weltalls nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren. Auf Bilder von Sternen, die Ă€lter sind als unser Sonnensystem und vielleicht nicht mehr existieren.


Fotoshow: Die Sternstunden der Nasa

Am 16. Juli 1969 verlĂ€sst eine Saturn-V-Rakete mit den drei Astronauten Neil Armstrong, Edwin „Buzz“ Aldrin und Michael Collins an Bord die Erde. Ihr Ziel: der Mond.
Als erster Mensch betrat Neil Armstrong den Mond. Dieses Bild zeigt Edwin Aldrin, der nach Armstrong aus der MondfÀhre kletterte, neben der US-Flagge auf dem Mond.
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Möglicherweise gar Hinweise auf eine zweite Erde, einen blauen Planeten. Forscher erwarten mit dem fĂŒr Herbst geplanten Start des "James Webb Space Telescope" (JWST) völlig neue Erkenntnisse. "Es wird einfach gigantische neue Fenster eröffnen und neue Möglichkeiten", sagt der Direktor fĂŒr Wissenschaft bei der europĂ€ischen Raumfahrtbehörde Esa, GĂŒnther Hasinger.

Der Start des rund zehn Milliarden Dollar teuren Projekts der amerikanischen und kanadischen Weltraumagenturen Nasa sowie der Esa war immer wieder verschoben worden. Nun soll das gigantische Teleskop, quasi als Paket verpackt, im Herbst an Bord einer Ariane TrÀgerrakete starten und mit seinen vier Infrarot-Instrumenten weitaus tiefer ins All fliegen als sein VorgÀnger, das seit mehr als 30 Jahren arbeitende Weltraumteleskop "Hubble".

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"Es wird das erste kalte Teleskop"

Dies aber birgt ein Risiko: WĂ€hrend "Hubble" in 500 Kilometern Höhe mit Shuttle-FlĂŒgen mehrfach repariert und gewartet wurde, geht das beim "James Webb Space Telescope" in 1,5 Millionen Kilometer Entfernung nicht mehr. Das Teleskop mit seinem 6,5 Meter großen Spiegel und einem Tennisplatz-großen Sonnenschutz braucht Hasinger zufolge mehr als 130 Einzelmechanismen, um sich zu entfalten. "Es ist ein sehr, sehr kompliziertes Spiel, was da ablaufen muss, bis alles entfaltet ist." Er vergleicht das mit einem Schmetterling: "Die Raupe verpuppt sich, und dann bricht die Puppe auf, und der Schmetterling entfaltet sich."

Dieser Prozess beginnt bereits auf dem Weg zum Ziel. "Es gibt im Sonnensystem fĂŒnf Punkte, an denen sich die Schwerkraft gegeneinander aufhebt", sagt Hasinger. Der Zielort sei einer davon. Dort, mit Erde und Sonne im RĂŒcken und mit dem Sonnensegel geschĂŒtzt vor WĂ€rmeeinstrahlung, könnten die Instrumente mit ihren Messungen in unterschiedlichen Infrarotwellen beginnen. DafĂŒr werden sie teils runtergekĂŒhlt. "Es wird das erste kalte Teleskop. Wenn man Infrarotstrahlen messen will, das ist ja WĂ€rmestrahlung, dann muss das Teleskop selber sehr kalt sein", sagt Hasinger.

Bis zu ersten Untersuchungen werde es ungefĂ€hr sieben Monate dauern. Erste Bilder werde man voraussichtlich im kommenden Juli sehen, glaubt Hasinger. Ein vom Max-Planck-Institut fĂŒr Astronomie in Heidelberg mitentwickeltes Instrument, eine Kombination aus Kamera und Spektograf, ist nach Angaben des Instituts so empfindlich, dass es eine brennende Kerze auf einem Jupitermond nachweisen könnte.

Mehr Erkenntnisse zur Entstehung der Sterne

"Dichte MolekĂŒlwolken mit viel Staub und Gas sind die Entstehungsgebiete neuer Sterne und Planeten. Der Staub absorbiert jedoch das uns vom Sehen her vertraute sichtbare Licht, und wir könnten deshalb deren innere Regionen nur schwer oder ĂŒberhaupt nicht detailliert studieren", sagt Klaus JĂ€ger von dem Max-Planck-Institut. FĂŒr das lĂ€ngerwellige Infrarotlicht ist Staub ein viel geringeres Hindernis. "Beobachtungen im Infrarot erlauben uns daher, quasi in diese Bereiche hineinzusehen beziehungsweise die Infrarotstrahlung aus dem Inneren zu empfangen."

Mit dem Teleskop sind Hasinger zufolge eine Tiefendurchmusterung des frĂŒhen sich ausbreitenden Universums und auch eine Absuche der Sternenentstehungsgebiete geplant. "Aber dann wird auch ein Großteil an Beobachtungszeit an die extrasolaren Planeten gehen." Das Teleskop könne die AtmosphĂ€re solcher Exoplaneten auf MolekĂŒle untersuchen, die möglicherweise auf biologische AktivitĂ€t hinweisen. "Ob das gelingt oder nicht, hĂ€ngt natĂŒrlich davon ab, ob wir die richtigen Planeten finden."

Die StĂ€rke des Teleskops liege in der Spektroskopie – also dass man von jedem Punkt am Himmel einen chemischen Fingerabdruck nehmen kann. "Ein Bild ist ja wunderschön anzuschauen. Was wir mit "James Webb" bekommen ist eben, in jedem einzelnen Bildelement können wir auch noch 1.000 andere Informationen ablesen", sagt Hasinger. Etwa ob irgendwo Wasser ĂŒberhaupt möglich sei. Interessant seien natĂŒrlich erdnahe Planeten. "Man möchte ja irgendwann mal einen Planeten finden, der möglichst erdĂ€hnlich ist und wo Wasser existiert und der nah genug ist, dass vielleicht zukĂŒnftige Generationen auch mal dahin fliegen können."

Beobachtung der ersten Galaxien des Weltraums

So könnte möglicherweise eine Erde zwei gefunden werden. Das Teleskop "wird möglicherweise Charakterisierungen machen können, ob es da Sauerstoff gibt oder Ozon oder mögliche andere BiomolekĂŒle". Möglich sei das in einer Distanz bis 1.000 Lichtjahre. Zur Dimension: Ein Lichtjahr beschreibt die Entfernung, die Licht in einem Jahr zurĂŒcklegt - fast 9,5 Billionen Kilometer. Von der rund 150 Millionen Kilometer entfernten Sonne braucht Licht zur Erde etwa acht Minuten.

Mit dem Teleskop sollen die ersten nach dem Urknall entstandenen Galaxien beobachtet werden, hatte Nasa-Wissenschaftsdirektor Thomas Zurbuchen Anfang Juni gesagt. Demnach soll es einen Blick in die Vergangenheit vor 13,5 Milliarden Jahren bieten – um einiges weiter zurĂŒck als sein VorgĂ€nger "Hubble".

"Es wird uns so viel Neues zeigen, dass wir mit den Ohren schlackern", sagt Hasinger. "James Webb" arbeite im infraroten, "Hubble" im optischen und ultravioletten Bereich. Es wĂ€re ideal, wenn Hubble noch möglichst lange arbeiten wĂŒrde. "Denn dann bekĂ€me man das gesamte Band des Regenbogens."

"Wie wird sich das Universum sich weiter entwickeln?"

FĂŒr das nach dem frĂŒheren Nasa-Chef James Edwin Webb benannte Teleskop rechnet Hasinger mit einer Lebensdauer von zehn Jahren. Dann gehe ihm quasi der Treibstoff aus. FĂŒr das seit rund 25 Jahren entwickelte Projekt habe die Nasa anfangs mit Kosten von rund 500 Millionen Dollar gerechnet. "Da haben sich die damaligen Wissenschaftler und Ingenieure einfach sehr, sehr stark verschĂ€tzt", sagt Hasinger.

Der Nutzen des Zehn-Milliarden Dollar-Projekts liegt fĂŒr Hasinger dennoch auf der Hand. "Der Mensch als solcher ist ja neugierig und versucht immer, alles in seiner Umgebung zu verstehen." Es gehe um die Frage, wo kommen wir her und wo gehen wir hin. "Es ist die Frage, wie ist das Universum entstanden und wie wird es sich weiter entwickeln? Wie ist die Galaxie, das Sonnensystem, das Leben entstanden?"

JĂ€ger sagt: "Eines steht aber meiner Meinung nach schon fest und ist eine Erfahrung aus vielen anderen Meilensteinprojekten: Wir werden mit "JWST" Entdeckungen machen, von denen wir jetzt noch nichts ahnen!"

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