Max-Planck-Institut für Astronomie

Forschende entdecken mit dem James Webb-Teleskop den bislang ältesten und kältesten bekannten Exoplaneten

Erster klarer Nachweis unterschiedlicher Bedingungen in den Übergangszonen zwischen den Tag- und Nachtseiten eines heißen Jupiters in gebundener Rotation

Mit 8200 Sonnenmassen füllt das schwarze Loch die Evolutionslücke zwischen stellaren und supermassereichen schwarzen Löchern 

Ein schwarzes Loch im frühen Universum wog trotz durchschnittlichem Appetit schon über eine Milliarde Sonnenmassen

JWST entdeckt eine große Vielfalt an kohlenstoffhaltigen Gasen, die als Zutaten für zukünftige Planeten um einen sehr massearmen Stern dienen

Die Säulen der Schöpfung in neuem Licht: Das James-Webb-Weltraumteleskop wirft einen Blick auf die Wiege der Sterne inmitten unserer Milchstraße.

Galaxien, wie wir sie heute kennen, blicken auf eine bewegte Vergangenheit zurück. Es gab schwungvolle Kollisionen, mächtige Gasströme und Phasen heftiger Sternentstehung – auch in unserer Heimatgalaxie. Deren Geschichte rekonstruiert ein Team um Hans-Walter Rix am Max-Planck-Institut für Astronomie und betreibt damit eine Art kosmischer Archäologie.

Ein halbes Jahr nach dem Start hat das James-Webb-Teleskop erste Bilder geliefert. Sie zeigen faszinierende Einblicke in ferne Galaxien ebenso wie turbulente Szenarien von Geburt und Tod der Sterne. Zudem hat die Weltraumsternwarte Spektren von Exoplaneten aufgenommen. Das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg war am Bau der Instrumente beteiligt.

Seit zwei Jahren verfügt das Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg über eine neue Abteilung, in der Forschende die Atmosphären von extrasolaren Planeten untersuchen. Ihre junge Direktorin Laura Kreidberg hat mit aufsehenerregenden Beobachtungen von sich reden gemacht und gehört zu den Glücklichen, die mit dem neuen James-Webb-Weltraumteleskop beobachten werden.

Sterne sammeln sich in Galaxien mit völlig unterschiedlichen Formen und Größen. Es gibt elliptische, kugel-, linsen- und spiralförmige Galaxien, manche haben gar keine regelmäßige Gestalt. Nach den Ursachen dieser Vielfalt suchen Nadine Neumayer am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und Ralf Bender am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. Einen entscheidenden Akteur haben sie bereits ausgemacht: dunkle Materie.

Mit bisher unerreichter Präzision vermisst das europäische Weltraumteleskop Gaia an die zwei Milliarden Sterne – ein Datenschatz, der schon jetzt unser Bild der Milchstraße verändert. Ein Mann der ersten Stunde ist Coryn Baile-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Er hat einen Teil des Himmelskatalogs erstellt und darin unter anderem auch nach Sternen gesucht, die unserem Sonnensystem sehr nahe gekommen sind oder dies zukünftig tun werden.

Wasser ist für das Leben zumindest auf der Erde unerlässlich. Daher ist die Frage nach seiner Herkunft auch für die Chance auf Leben auf anderen erdähnlichen Planeten zentral. Durch Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop James Webb haben wir nun Hinweise auf einen Mechanismus gefunden, der potenziell lebensfreundliche Planeten schon während ihrer Entstehung mit Wasser versorgt. Die JWST/MIRI-Daten zeugen von einem beträchtlichen Wasserreservoir im Zentralbereich einer planetenbildenden Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Stern PDS 70, wo möglicherweise erdähnliche Planeten entstehen.

Durch Beobachtungen des Exoplaneten WASP-121 b mit dem Weltraumteleskop Hubble haben wir erstmals die atmosphärischen Bedingungen auf der Nachtseite eines heißen Jupiters im Detail untersucht. Unter Einbeziehung von Messungen der Tagseite ermittelten wir dessen Temperaturschichtung in der Stratosphäre und einen ungewöhnlichen Wasserkreislauf zwischen den beiden Hemisphären. Diese Studie ist ein großer Schritt zur Entschlüsselung der globalen Stoff- und Energiekreisläufe in den Atmosphären von Exoplaneten.

Aus den Daten der am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) geleiteten THOR-Durchmusterung haben wir in der Milchstraße mit rund 3900 Lichtjahren eine der längsten bekannten Strukturen identifiziert, die fast ausschließlich aus atomarem Wasserstoffgas besteht. Dieses Filament, genannt Maggie, könnte ein Bindeglied in dem Materiekreislauf der Sterne darstellen. Unsere Auswertung deutet darauf hin, dass sich dort lokal das atomare Gas zu molekularem Wasserstoff verbindet. In großen Wolken verdichtet, bilden sich darin letztendlich Sterne.

Wir haben die Leistungsfähigkeit einer neuen Methode zur Bestimmung der Massen von supermassereichen Schwarzen Löchern in Quasaren erstmalig durch Beobachtungen erfolgreich erprobt. Bei dieser Spektroastrometrie misst man Strahlung, die von Gas in der Umgebung der Schwarzen Löcher stammt. Im Vergleich zu anderen Techniken lässt sich die Spektroastrometrie mit modernen Großteleskopen relativ unkompliziert und effizient durchführen. Ihre hohe Empfindlichkeit ermöglicht die Erforschung der Umgebung leuchtkräftiger Quasare und supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum. 

In riesigen interstellaren Gaswolken bewegen sich Gas und Staub in einem komplexen Netzwerk aus Filamenten zu den Ballungszentren, wo sich die Materie zu Sternen und Planeten verdichtet. Unsere Gruppe hat die Bewegung von Gas gemessen, das von der Dimension einer Galaxie bis hinunter zu den kleinsten Verdichtungen reicht. Es zeigte sich,  dass Gas, das alle Hierarchieebenen durchdringt, dynamisch miteinander verbunden ist: Während die Stern- und Planetenentstehung auf den kleinsten Skalen stattfindet, wird dieser Prozess auf größerer Skala durch eine Kaskade von Materieströmen gesteuert.