James-Webb-Teleskop - Start des Webb-Teleskops geglückt: Die Videos, die Hintergründe

Mit zwölf Jahren Verspätung geht es los: Das neue Weltraumteleskop soll uns so nah an den Urknall bringen wie kein Teleskop zuvor. Nun ist es endlich gestartet.

Es ist das ehrgeizigste und mit 10 Milliarden US-Dollar teuerste Weltraumteleskop, das je ins All geschickt wurde. Hochkomplexe Technik und unvorhergesehene Komplikationen haben immer wieder zu Verschiebungen geführt. Nun ist es endlich gestartet.

Wenn sich alle Träume erfüllen, wird das Webb-Teleskop unsere Vorstellung vom Beginn des Universums auf den Kopf stellen und vielleicht sogar Leben in anderen Sonnensystemen finden.

Was passiert nach dem Start?

Sobald das Teleskop im All ankommt, faltet es sich wie ein Schmetterling Schritt für Schritt auf. Langsam und über zwei Wochen geschieht dieser Prozess. Die James-Webb-Crew spricht von den «zwei Wochen des Terrors», denn Dutzende Mechanismen müssen für diese Entfaltung funktionieren.

Misslingt ein Schritt, steht die gesamte Mission auf dem Spiel. Wird alles klappen? Eine spätere Reparatur ist unmöglich, dafür ist das Teleskop viel zu weit draussen im All.

Welche Fragen soll das James-Webb-Teleskop beantworten?

Die berühmten Säulen der Schöpfung: links ein Bild des Sternentstehungsgebiets im sichtbaren, rechts im infraroten Licht.

ASA/ESA HUBBLE AND THE HUBBLE HERITAGE TEAM

Wie alt ist das Universum? Das Webb-Teleskop soll ganz nah ran an den Urknall und sich dafür das erste sichtbare Licht im Universum anschauen.

Wie entstanden die frühesten Sterne? Sterne entstehen in riesigen Wolken aus Gas- und Staub, die uns die Sicht versperren, weil sie das sichtbare Licht verschlucken. Das Infrarot-Teleskop kann durch diesen Staub hindurch mitten in die Wolke hineinschauen.

Gibt es weitere erdähnliche Planeten? Exoplaneten strahlen im Infrarotbereich besonders hell. Das neue Weltraumteleskop kann sie deshalb besonders gut finden und die Zusammensetzung ihrer Atmosphäre untersuchen.

Was kann das Webb-Teleskop, was sein Vorgänger «Hubble» nicht konnte?

«Hubble» - das Teleskop, das seit 31 Jahren um die Erde kreist - hat das Weltall hauptsächlich im sichtbaren Licht beobachtet. Das James-Webb-Teleskop hingegen schaut mit Infrarot-Augen ins All – und mit einem sehr viel grösseren Spiegel.

Die Infrarot-Messgeräte braucht das Teleskop, um in die Vergangenheit des Universums schauen zu können, da weit entferne Sterne oder Galaxien oft nur im infraroten Licht gesehen werden können (siehe Box). Auch Planeten strahlen besonders stark im infraroten Bereich, auch hier soll das Webb-Teleskop neue Erkenntnisse liefern.

Warum wir ferne Sterne nur im Infraroten sehen

Sobald wir ins ferne Weltall blicken, schauen wir automatisch in die Vergangenheit. Denn das Licht ferner Sterne oder Galaxien braucht Millionen oder sogar Milliarden Jahre, bis es uns erreicht. Wenn das Licht bei uns ankommt, sehen wir die Objekte wie sie waren, als das Licht seine Reise zu uns angetreten hat. Wir schauen also in die ferne Vergangenheit. Das bisher entfernteste gemessene Licht stammt aus einer Zeit, als das Universum gerade erst 700 Millionen Jahre alt war. Das Licht war also rund 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs.

Das Licht kommt aber nicht in dem Zustand bei uns an, in dem es startet. Denn seit dem Urknall vor 13,79 Milliarden Jahren dehnt sich das Universum aus – und mit ihm das Licht, das von fernen Himmelsobjekten zur Erde gelangt. Dabei vergrössert sich die Wellenlänge des Lichts und es verschiebt sich auf dem elektromagnetischen Spektrum in Richtung der infraroten Wellenlängen, Astronomen sprechen von der Rotverschiebung.

Je weiter weg ein Objekt ist, desto stärker ist diese Rotverschiebung. Das kann so weit gehen, dass wir beispielsweise einen weit entfernten Stern gar nicht mehr im sichtbaren Licht sehen können, sondern nur noch im infraroten Bereich. Aus der Rotverschiebung können Astronomen ermitteln, wie lange das Licht unterwegs war und wie alt das Universum ist.

Die Infrarot-Instrumente arbeiten bei eiskalten minus 233 Grad Celsius, deshalb schützt sie ein tennisplatzgrosser Sonnenschirm vor Wärmestrahlung.

Damit das Teleskop das Licht weit entfernter Sterne überhaupt einfangen kann, hat es den grössten Spiegel, mit dem ein Weltraumteleskop je ausgestattet wurde. Dank ihm kann das James-Webb-Teleskop rund sechs Mal mehr Licht sammeln als «Hubble». Das ist wichtig, weil weit entferntes Licht extrem schwach ist.

Der grosse Spiegel schärft den Blick des Webb-Teleskops. Die Goldschicht reflektiert optimale im infraroten Bereich.

Nasa

Wo genau fliegt das Teleskop hin?

Das Webb-Teleskop wird 1,5 Millionen Kilometer von der Erde weg transportiert – vier Mal weiter als der Mond. 29 Tage lang dauert die Reise durchs All zum sogenannten Lagrange-Punkt 2 (L2). Dort werden die Schwerkräfte von Sonne und Erde gerade von der Zentrifugalkraft der Körper aufgehoben, so dass das Teleskop antriebslos mit der Erde um die Sonne fliegen kann.

Während das neue Weltraumteleskop mit der Erde die Sonne umrundet, kann es innerhalb von sechs Monaten so gut wie jeden Punkt im Weltall beobachten, ohne dass die Erde im Weg steht. Die Erde selber wird es deshalb nicht durchleuchten können.

Wann sendet es die ersten Daten zur Erde?

Schon während das Teleskop sich entfaltet, sendet es erste Daten zur Erde. Doch die dienen erstmal der Kalibrierung des Spiegels und der Messgeräte. Ab Sommer 2022 gehen dann die wissenschaftlichen Beobachtungen los. Das erste Jahr ist bereits ausgebucht: Es wurde genau festgelegt, welcher Wissenschaftler und welche Wissenschaftlerin wann wieviel Beobachtungszeit für ihre Forschung bekommt.

Wie lang bleibt das James-Webb-Teleskop im All?

Ausgelegt ist das Teleskop auf mindestens fünf Jahre, vorgesehen sind zehn Jahre. So lange wird der Treibstoff für den Kaltdüsenantrieb reichen, mit dem das Teleskop von einem Stern auf den anderen gerichtet wird. Erfahrungen zeigen, dass mit einer guten Missionsplanung auch mehr drin sein könnten.

Wer ist der Namensgeber?