Max-Planck-Institut für Astronomie

Eine neue Objektklasse supermassereicher schwarzer Löcher, die in eine dicke Gashülle eingebettet sind, könnte kleine rote Punkte auf den Bildern des James-Webb Weltraumteleskops erklären

Forschende finden Hinweise auf komplexe organische Moleküle – Vorstufen von Zuckern und Aminosäuren – in einer planetenbildenden Scheibe.

Ein neues Laborexperiment untersucht in einem Wasserstrudel, wie sich Planeten in protoplanetaren Gas- und Staubscheiben bilden

Die ersten Bilder sind größer und tiefer als je zuvor, sie zeigen Ausschnitte der Milchstraße und des tiefen Universums. Astronominnen und Astronomen der Max-Planck-Gesellschaft berichten von ihrer geplanten Forschung

Bilder vom Weltall sehen nicht nur gut aus, sie enthalten auch eine Menge Informationen. Was steckt drin und was unterscheidet vier prominente Teleskope? Ein Überblick.

Gibt es in den Weiten des Weltalls einen Planeten wie unseren – nicht zu groß, nicht zu klein, nicht zu heiß, nicht zu kalt, aus Gestein und mit einer Atmosphäre, die Leben ermöglicht? Laura Kreidberg und ihr Team am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg suchen mit dem James Webb-Weltraumteleskop nach einer zweiten Erde. Am überraschendsten ist, was sie dabei nicht finden.

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.

Wir haben im Sternhaufen Omega Centauri schnell bewegte Sterne ausgemacht, die zeigen: Im Zentrum des Sternhaufens befindet sich ein schwarzes Loch mit mindestens 8200 Sonnenmassen. Die Existenz solcher schwarzen Löcher mittlerer Masse galt in der Astronomie lange als ausgemacht. Zuverlässige Beobachtungen dazu hatte es aber bisher nicht gegeben. Der Fund bestätigt außerdem, dass Omega Centauri die Kernregion einer Galaxie ist, die vor Milliarden Jahren von der Milchstraße verschluckt wurde. Ohne seine äußeren Sterne hat sich der Galaxienkern seither kaum weiterentwickelt.

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.