Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST), das gemeinsam von der NASA, der kanadischen CSA und der Europäischen Weltraumbehörde ESA betrieben wird, wurde erfolgreich in Betrieb genommen. Die am 12. Juli veröffentlichten Bilder und begleitenden Daten geben einen ersten Einblick in die volle Leistungsfähigkeit des neuen Teleskops und stellen einen großen Fortschritt in der Fähigkeit der Menschheit dar, das Universum und unseren Platz darin zu verstehen.

Die Bilder sind das Resultat einer verblüffenden wissenschaftlichen Leistung. Hunderte von Befehlen, die die Bodenkontrolle seit dem Start am 25. Dezember an das Teleskop sandte, wurden einwandfrei ausgeführt. Tausende von Forschern, Wissenschaftlern und Ingenieuren in den Vereinigten Staaten, Kanada, Europa und anderswo auf der Welt haben unermüdlich daran gearbeitet, die Leistung des Raumfahrzeugs in der Umlaufbahn zu analysieren und zu optimieren. Infolgedessen haben die gewonnenen Daten bereits das Potential früherer Weltraumteleskope weit hinter sich gelassen.

Das Ereignis hat auch eine große gesellschaftliche Bedeutung. Die Astronomen und die Öffentlichkeit warten seit über zehn Jahren auf die ersten Bilder, die das Weltraumteleskop übermittelt. Das Teleskop knüpft an die Leistungen anderer Weltraumobservatorien wie Chandra, Spitzer und vor allem Hubble an, die bahnbrechende wissenschaftliche Errungenschaften hervorbrachten und interessierte Beobachter auf der ganzen Welt faszinierten und inspirierten.

Millionen von Menschen haben die Übertragung der Bilder live mitverfolgt, und Millionen weitere haben Berichte darüber gelesen, Videos angeschaut, in den sozialen Medien geteilt und mit Kollegen und Freunden darüber gesprochen, was das JWST bisher beobachtet hat. Nach jahrelangen Verzögerungen und einer Beinahe-Absage im Jahr 2011 durch den kulturell rückständigen amerikanischen Staat (die 10 Milliarden Dollar, die das Teleskop kostete, hätten auch für einen weiteren Flugzeugträger ausgegeben werden können) hat sich das JWST erfolgreich in die Konstellation der Weltraumteleskope eingefügt und diese weiterentwickelt.

Das erste operative Bild des Teleskops, das so genannte Webb's First Deep Field, zeigt den Galaxienhaufen (Cluster) SMACS 0723. Das Licht des Clusters brauchte 4,6 Milliarden Jahre, um die Erde zu erreichen. Das Bild liefert einen einmaligen Blick auf die Galaxien in diesem Cluster aus jener Zeit der kosmischen Geschichte. Der Galaxienhaufen ist so massiv, dass er auch als Linse wirkt. Seine Schwerkraft ist so stark, dass das Licht von weiter entfernten Galaxien gebündelt und verstärkt wird. So konnte das JWST das Licht einer Galaxie auffangen, das eine Reise von 13,1 Milliarden Jahren hinter sich hat und damit nur 700 Millionen Jahre nach dem Urknall ausgesendet wurde.

Der auffälligste Aspekt des Bildes ist jedoch die Verbesserung der Auflösung dieses „Deep Field“ im Vergleich zu den früheren Hubble-Aufnahmen. Ein besonders wichtiger Aspekt bei der Entwicklung des JWST war ein Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 6,5 Metern, der eine sechsmal größere Lichtsammelfläche als das Hubble-Teleskop aufweist. Dadurch ist das JWST in der Lage, interne strukturelle Details von Galaxien zu erfassen, die Hubble nicht erfassen kann, wie z. B. Sternenhaufen und andere diffuse Merkmale.

Bemerkenswert ist auch, dass das JWST mit seiner Nahinfrarotkamera (NIRCam) die notwendigen Daten für die Aufnahme von SMACS 0723 in nur 12,5 Stunden sammeln konnte. Das Hubble Teleskop benötigte dagegen mehrere Wochen, um vergleichbare, aber weniger aufgelöste Daten zu sammeln.

Das JWST wird in der Lage sein, noch weiter in die Vergangenheit zu blicken. Während die Galaxie GN-z11 das am weitesten entfernte Objekt ist, das Hubble beobachtet hat – das Licht hat 13,4 Milliarden Jahre zurückgelegt, bis es gemessen wurde –, wird das neue Teleskop diesen Meilenstein in den kommenden Monaten voraussichtlich überschreiten. Das JWST beobachtet in erster Linie Wellenlängen im Infrarotbereich (während Hubble im sichtbaren Bereich arbeitet) und ist daher darauf ausgelegt, Licht zu beobachten, das eine noch längere Reise hinter sich hat.

Ein weiteres mit der NIRCam aufgenommes Objekt ist der Carina-Nebel. Er befindet sich etwa 7.600 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist ein interessantes Objekt für die Erforschung von Stern- und Planetenbildung. Das JWST hat inbesondere die so genannten „kosmischen Klippen“ des Nebels abgebildet, die wie eine Reihe von Bergen und Tälern aussehen, aber in Wirklichkeit der Rand eines kolossalen Hohlraums sind, der von Sternen gebildet wurde, die in den ersten Jahren nach ihrer Entstehung intensives ultraviolettes Licht aussandten.

Frühere Beobachtungen dieser Region haben zwar Sternentstehung gezeigt, aber keine konnte das Gas und den Staub in dem Maße durchdringen, wie es das JWST mit der aktuellen Auflösung jetzt kann. Die Beobachtungen wurden auch durch das Mittelinfrarot-Instrument (MIRI) unterstützt, das zuvor vermutete, aber bisher ungesehene Bereiche der Sternentstehung aufdeckte.

Die Astronomen nutzten NIRCam und MIRI auch zur Beobachtung von Stephans Quintett, einer visuellen Gruppierung von fünf Galaxien, die erstmals 1877 beobachtet wurde. Während die Galaxie ganz links kein echtes Mitglied des Haufens ist (sie ist 40 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, und die anderen vier sind 290 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt), sind die anderen vier durch die Schwerkraft aneinander gebunden und eine sehr gut untersuchte Gruppe, die zeigt, wie Galaxien auseinandergerissen werden können, wenn sie miteinander in Wechselwirkung stehen.

Das JWST hat neue Daten von diesen Galaxien aufgenommen, darunter Cluster junger Sterne sowie Regionen mit Sternentstehung, die durch die gegenseitigen Wechselwirkungen ausgelöst werden. Das Teleskop bildete auch eine Schockwelle ab, die beim Durchqueren der Galaxie NGC 7318B durch den Haufen entstand, sowie Ausströmungen, die durch das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie NGC 7319 erzeugt wurden. Die hohe Auflösung, ermöglicht durch die Größe des JWST, lieferte auch mehr Details zu den Hunderten von Galaxien im Hintergrund, die eigentlich ein weiteres Deep Field darstellen.

Das letzte Bild, das veröffentlicht wurde, um die Fähigkeiten von NIRCam und MIRI zu demonstrieren, zeigt den Südlichen Ringnebel, der aus einem etwa 2.500 Lichtjahre entfernten Doppelsternsystem besteht. Darin hat einer der Sterne am Ende seines Lebens durch regelmäßige Gas- und Staubauswürfe einen Großteil seiner Masse verloren. Als die Sterne sich drehten, warfen sie das ausgestoßene Material in ein komplexes Netz von Hüllen. Die Entfernung der einzelnen Hüllen vom Doppelsternenpaar und ihre molekulare Zusammensetzung geben Aufschluss über die Geschichte des Systems über Tausende von Jahren, ähnlich wie die Untersuchung geologischer Epochen anhand von Gesteinsschichten auf der Erde, was den Forschern ein besseres Verständnis der Entwicklung solcher Sternsysteme ermöglicht.

Die NASA hat auch Daten des Nahinfrarot-Imagers und spaltlosen Spektrographen (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph, NIRISS) des Exoplanetensystems WASP-96 veröffentlicht. Während einer 6,4-stündigen Beobachtungszeit beobachtete das Instrument, wie ein Gasriese in diesem System, der die halbe Masse und den 1,2-fachen Durchmesser des Jupiters hat, vor seinem Mutterstern vorbeizog. Es bestätigte frühere Hinweise auf Wasser in der Atmosphäre eines 1.150 Lichtjahre entfernten Planeten und lieferte Hinweise auf Dunst und Wolken, die zuvor nicht entdeckt worden waren.

Das JWST ist auch in der Lage, Objekte in unserem eigenen Sonnensystem abzubilden. Ein Teil der Kalibrationen des Teleskops war die Aufnahme des Jupiters, um Objekte abzubilden, die sich schnell durch das Sichtfeld des Teleskops bewegen. Der Feinsteuerungssensor erwies sich als voll funktionsfähig, um sicherzustellen, dass solche Objekte erfolgreich verfolgt und abgebildet werden können, und als Bonus zeigte sich, dass die NIRCam in der Lage ist, gleichzeitig sowohl den hellen Planeten als auch seine schlechter sichtbaren Ringe und Monde abzubilden.

Insgesamt zeigen diese ersten Bilder, dass das JWST in der Lage ist, die wissenschaftlichen Ziele zu erreichen, für die es gebaut wurde: einen tieferen Blick in die kosmische Geschichte zu werfen und komplexe astronomische Phänomene mit größerer Klarheit als je zuvor zu betrachten. Darüber hinaus zeigen die endgültigen Ergebnisse der Inbetriebnahme und Kalibration, dass das Teleskop die Spezifikationen vor dem Start in praktisch jedem Betriebsbereich deutlich übertrifft. Wie es in dem Dokument „JWST Science Performance from Commissioning“ heißt: „Die wissenschaftliche Leistung von JWST ist in fast allen Bereichen besser als erwartet.“

Zu den wichtigsten Verbesserungen gehört die Lebenserwartung des Teleskops. Um seine Umlaufbahn am Lagrange-Punkt 2 (1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt) aufrechtzuerhalten, wird es einen endlichen Vorrat an Treibstoff verbrauchen. Anfängliche Schätzungen gingen davon aus, dass der Treibstoffvorrat des JWST für 10,5 Jahre ausreichen würde. Die endgültigen Berechnungen zeigen, dass der Start und das Einschwenken in die Umlaufbahn so reibungslos verliefen, dass die Sonde mindestens 20 Jahre lang Beobachtungen durchführen kann.

Was die Veröffentlichung der Bilder und den Beginn des wissenschaftlichen Betriebs des Teleskops natürlich beeinträchtigte, war das Eingreifen der Biden-Regierung, die das Deep Field-Bild von SMACS 0723 einen Tag zu früh freigab. Vizepräsidentin Kamala Harris, die einst als Staatsanwältin Karriere machte, erklärte, das JWST werde „der Menschheit zum Nutzen“ sein. Biden selbst, der faktisch einen Krieg gegen Russland führt, der den Planeten in nukleare Vernichtung stürzen könnte, brachte eine nationalistischen Note auf, als er erklärte, das Teleskop sei „für Amerika und die ganze Menschheit“ da.

Aber Bidens und Harris‘ Heuchelei schmälert nicht die immense wissenschaftliche und kulturelle Leistung des James Webb Space Telescope. Es demonstriert letzten Endes den gesellschaftlichen Fortschritt und zeigt, was erreicht werden kann, wenn die kollektive Energie der Menschheit den gesellschaftlichen Interessen dient, in diesem Fall einem tieferen Verständnis der Natur und der Wechselwirkung zwischen Mensch und Natur. Mit diesem gleichen Verständnis betrachtet die Weltbevölkerung mehr und mehr auch die gesellschaftlichen Fragen. Das führt sie unweigerlich zu der Einsicht, dass es notwendig ist, Biden und das kapitalistische sozioökonomische System, das er und seinesgleichen weltweit repräsentieren, hinwegzufegen und durch eine neue und höhere Gesellschaftsordnung zu ersetzen.