Der Infrarot-Kosmos im Zeitraffer

Ständiger Wandel: Auch wenn es beim Blick in den Nachthimmel nicht so scheint – Sterne und andere kosmischen Phänomene sind in ständiger Bewegung und verändern sich. Eine Kombination von 18 Himmelsdurchmusterungen des NASA-Weltraumteleskops NEOWISE zeigt nun die Veränderungen von hunderten Millionen Objekten in den letzten gut zwölf Jahren. Die All-Sky-Aufnahmen im Infrarotbereich liefern damit Astronomen wertvolle Informationen über die dynamischen Prozesse unseres Universums.

Ob staubverhüllte Sternenwiegen, Asteroiden, Supernovae-Reste oder die nur schwach glimmenden Braunen Zwerge: All diese kosmischen Phänomene lassen sich besonders gut im Infrarotbereich beobachten. Das im Jahr 2009 ins All gebrachte NASA-Infrarotteleskop Wide-Field-Explorer (WISE) durchmusterte ursprünglich den Himmel nach fernen Galaxien, kühlen Sternen und anderen Objekten. 2011 ging dann das Kühlmittel für einige Instrumente zu Neige und WISE wurde zu NEOWISE umfirmiert. Seither dient es vor allem zur Überwachung und Entdeckung erdnaher Asteroiden.

Den gesamten Himmel im Blick

Doch das ist nicht alles: Seit Beginn seiner Mission kartiert WISE/NEOWISE jeweils im Verlauf von sechs Monaten einmal seine gesamte Himmelsumgebung im Infrarotlicht. Das Resultat dieser Durchmusterungen sind aus unzähligen Einzelausschnitten kombinierte All-Sky-Aufnahmen, auf denen hunderte Millionen kosmischer Objekte zu sehen sind. Diese mittlerweile 18 vollständigen Himmelskartierungen haben Astronomen nun zu Zeitraffer-Aufnahmen kombiniert, die die Veränderungen am Infrarothimmel der letzten zwölf Jahre zeigen.

„Wenn man rausgeht und in den Nachthimmel hinaufschaut, dann scheint es, als wenn sich nichts verändert“, sagt NEOWISE-Teammitglied Amy Mainzer von der University of Arizona. „Aber das täuscht: Sterne leuchten auf und explodieren, Asteroiden rasen vorbei und Schwarzer Löcher reißen Sterne auseinander. Das Universum ist in Wirklichkeit ein ziemlich aktiver Ort.“

Braunen Zwergen auf der Spur

Der Vergleich der im Laufe der Zeit erstellten Aufnahmen kann Astronomen dabei helfen, Himmelskörper wie Braune Zwerge aufzuspüren. Sie verraten sich durch ihre veränderten Positionen beim Bildvergleich. Seit Beginn der Himmelsdurchmusterungen haben Forschende durch die WISE/NEOWISE-Aufnahmen schon mehr als 260 neue Braune Zwerge im Umkreis von 65 Lichtjahren um unser Sonnensystem entdeckt.

Unter diesen Funden sind auch einige der besonders kalten Y-Zwerge. Bei diesem seltenen Typ Brauner Zwerge können die Oberflächentemperaturen sogar unter dem Gefrierpunkt liegen. Einige von ihnen haben sogar Wolken aus Wassereis in ihrer oberen Atmosphäre. Warum diese gescheiterten Sterne so kalt sind und was die von den kaum kleineren Gasplaneten wie Jupiter unterscheidet, ist bisher noch ungeklärt.

Protosternen beim Wachsen zugeschaut

Die Zeitraffer-Aufnahmen von NEOWISE helfen aber auch dabei, die Entstehung und Entwicklung von Sternen zu erforschen. Das Infrarotteleskop zeigt, wie die aus komprimiertem Gas gebildeten Protosterne allmählich unter Helligkeitsausbrüchen heranwachsen und immer mehr Staub und Gas an sich binden. Astronomen überwachen zurzeit fast tausend solcher Protosterne mit NEOWISE, um so die frühen Stadien der Sternbildung systematisch mitzuverfolgen. Auch die Entwicklung ferner supermassereicher Schwarzer Löcher wird mit NEOWISE beobachtet.

„Wir hätten nie gedacht, dass dieses Weltraumteleskop so lange in Betrieb bleiben wird“, sagt Peter Eisenhardt vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Und erst recht hätten wir nie damit gerechnet, dass wir so viele Daten für die Wissenschaft bekommen würden.“

Quelle: NASA Jet Propulsion Laboratory