Die ersten Bilder von Jupiter, die das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) lieferte, stammten aus der ersten Phase unmittelbar nach dessen Inbetriebnahme – und waren schon einmal sehr beeindruckend (DER STANDARD berichtete). Diese Aufnahmen verblassen jedoch im Vergleich zu den beiden ersten richtigen wissenschaftlichen Bildern des Gasriesen, die am Montag von der Nasa veröffentlicht wurden.

Diese neuen Beobachtungen sind so detailreich, dass nicht nur Strukturen in der turbulenten Atmosphäre des größten Planeten des Sonnensystems erkennbar sind, sondern auch die Ringe des Jupiter, einige seiner Monde und sogar Polarlichter. Vor allem aber sehen sie großartig aus.

"Um ehrlich zu sein, hatten wir nicht erwartet, dass die Bilder so gut sein würden", sagt auch die Astronomin Imke de Pater, emeritierte Professorin an der University of California in Berkeley, mit einigem Stolz. De Pater leitete die JWST-Jupiterbeobachtungen zusammen mit Thierry Fouchet, Astronom am Pariser Observatorium, im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit für das Early-Release-Science-Programm von Webb.

Infrarot in Farben umgewandelt

Wie kamen die beiden neuen Aufnahmen und die darauf zu sehenden Farben zustande? Das JWST beobachtet das Universum im für uns unsichtbaren Infrarotlicht. Entsprechend müssen die für uns sichtbaren Farben auf den Bildern von drei verschiedenen Filtern erzeugt werden. Blau repräsentiert die kürzeste Infrarot-Wellenlänge, was bedeutet, dass in dieser Farbe die heißeren Bereiche gehalten sind. Rot ist Farbe der längeren Wellenlänge und steht für die kälteren Bereiche.

Im obigen Bild sind entsprechend die Polarlichter und einige der hoch gelegenen Dunstglocken des Gasriesen in Rot dargestellt. Tiefere Wolkenschichten und Dunst erscheinen in Grün oder Gelb. Die tiefsten Stellen sind blau. Die weißen Regionen, wie das Zentrum des Großen Roten Flecks, sind auf reflektiertes Sonnenlicht zurückzuführen. "Die Helligkeit hier deutet auf eine große Höhe hin – der Große Rote Fleck hat also hoch gelegene Dunstschleier, ebenso wie die Äquatorialregion", erklärt Heidi Hammel, Planetologin, Jupiter-Spezialistin und Vizepräsidentin der Association of Universities for Research in Astronomy (Aura).

In dieser Weitwinkelansicht zeigt das JWST Jupiter mit seinen Ringen und zwei winzige Monde namens Amalthea und Adrastea. Bei den unscharfen Flecken im unteren Hintergrund handelt es sich wahrscheinlich um Galaxien, die diese Jupiteransicht mit Photonen bombardieren. "Dieses eine Bild fasst die Wissenschaft unseres Jupitersystemprogramms zusammen, das die Dynamik und Chemie des Jupiters selbst, seiner Ringe und seines Satellitensystems untersucht", resümiert Thierry Fouchet.

Komplexe Datenverarbeitung

Die Daten von Teleskopen wie Webb kommen nicht feinsäuberlich verpackt auf der Erde an. Stattdessen enthalten sie Informationen über die Helligkeit des Lichts, das auf die Detektoren von Webb auftrifft. Diese Informationen kommen beim Space Telescope Science Institute (STScI), dem Zentrum für die Mission und den wissenschaftlichen Betrieb von Webb, als Rohdaten an. Das STScI verarbeitet die Daten zu kalibrierten Dateien für die wissenschaftliche Analyse und leitet sie an das Mikulski-Archiv für Weltraumteleskope weiter, um sie zu verbreiten.

Die Wissenschafter setzen diese Informationen dann im Laufe ihrer Forschung in Bilder wie die beiden neuen Aufnahmen um. Während ein Team am STScI die Webb-Bilder formell für die offizielle Freigabe bearbeitet, tauchen oft auch nichtprofessionelle Astronomen in das öffentliche Datenarchiv ein, um Bilder zu finden und zu bearbeiten – wie zum Beispiel Judy Schmidt aus Modesto in Kalifornien.

Astronomische Bürgerwissenschafterin

Schmidt hat zwar keine formale Ausbildung in Astronomie, ist aber seit vielen Jahren im Bereich Citizen-Science tätig, also als engagierte Bürgerwissenschafterin. Sie hat diese neuen Bilderbuchansichten des Jupiters mithergestellt, was keine einfache Aufgabe war. Der Gasriese sei schwieriger zu bearbeiten als weiter entfernte kosmische Wunder, sagt Schmidt. Der Grund: Jupiter dreht sich sehr schnell, was das Kombinieren mehrerer Bilder zu einer Ansicht zu einer Herausforderung mache. (red, tasch, 23.8.2022)

Anm. d. Red.: Die irreführende Bildunterschrift, dass diese Fotos die bisher schärfsten von Jupiter seien, wurde korrigiert. Unter anderem die Juno-Mission war natürlich näher dran.