Weltraumteleskop: Herschel sendet erste Bilder

© 2009 ESA & The PACS Consortium (Ausschnitt)

M 51 als Falschfarben-Überlagerung dreier Infrarotaufnahmen | Die Aufnahme entstand mit dem Drei-Band-Fotometer von PACS bei Wellenlängen von 160, 100 und 70 Mikrometern. Diese liegen im Infraroten und sind etwa 200-mal länger als diejenigen des für unsere Augen sichtbaren Lichts. In der Abbildung sind diese drei Farbkanäle als Rot, Grün und Blau zu einem Falschfarbenbild kombiniert worden.
Licht dieser Wellenlängen zeigt kühle Staubwolken zwischen den Sternen. Diese enthalten das Rohmaterial für die Entstehung neuer Sterne. Ein Strahler bei einer Wellenlänge von 160 Mikrometern weist eine Temperatur von -255 Grad Celsius auf, bei 100 Mikrometern sind es -244 Grad Celsius und bei 70 Mikrometern -232 Grad Celsius. Blaue Farben heben also die Gebiete relativ warmen Staubs hervor, der von nahe gelegenen heißen Sternen aufgeheizt wird. Der kühlere Staub in anderen Regionen von M51 zeigt sich in Rot.

Nur einen Monat nach seinem Start befindet sich das Infrarot-Weltraumteleskop Herschel eigentlich noch in einer Test- und Optimierungsphase, bevor es in einigen Monaten in Betrieb gehen kann. Außerdem erreicht Herschel erst etwa in einem Monat seinen endgültigen Einsatzort. Dennoch hat die europäische Raumfahrtagentur ESA die Gelegenheit genutzt, erste Bilder aufzunehmen. Diese geben einen Vorgeschmack auf die Qualität zukünftiger Beobachtungen.

Am 14. Juni öffnete sich die vordere Abdeckung des Kryostaten für die Messinstrumente und gab zum ersten Mal den Blick ins Universum frei. Das Instrument PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) konnte dabei Bilder produzieren, die bereits in diesem frühen Stadium der Mission die Qualität dieses größten und rund 1,1 Milliarden teuren Weltraumteleskops demonstrieren.

Einzelkanäle des überlagerten Bildes | Diese Einzelbilder von M 51 wurden mit dem Drei-Band-Fotometer von PACS bei Wellenlängen von 160, 100 und 70 Mikrometern aufgenommen. Sie zeigen Staubansammlungen in Messier 51 bei Temperaturen von -255, -244 und -232 Grad Celsius.

Die Bilder zeigen die bekannte "Whirlpool-Galaxie" M51. Dieses klassische Beispiel einer Spiralgalaxie liegt im Sternbild Jagdhunde und ist mit etwa 37 Millionen Lichtjahren Entfernung relativ nahe der Milchstraße.

Die Bilder entstanden im Infraroten bei Wellenlängen die etwa 200-mal länger als diejenigen des für unsere Augen sichtbaren Lichts sind. Im hier genutzten Wellenlängenbereich von 170 bis 70 Mikrometern gab es bislang keine geeigneten Weltraumteleskope, die derartig scharfe Aufnahmen liefern konnten. Licht dieser Wellenlängen zeigt Staubwolken zwischen den Sternen. Diese enthalten das Rohmaterial für die Entstehung neuer Sterne.

Im Falschfarbenbild oben wurden drei Infrarotkanäle als Rot, Grün und Blau kombiniert. Blaue Farben heben die Gebiete warmen Staubs hervor, der von nahe gelegenen heißen Sternen aufgeheizt wird. Der kühlere Staub in anderen Regionen von M 51 zeigt sich in Rot.

In Zentralbereich von M 51 ist ein Balken erkennbar, ein Merkmal, das sich bei vielen Spiralgalaxien, darunter auch dem Milchstraßensystem, beobachten lässt. Am oberen Bildrand ist ein weiterer heller Fleck sichtbar, es ist die Kernregion der kleineren Begleitgalaxie NGC 5195, die mit M 51 in gravitativer Wechselwirkung steht. Die Schwerkraft von NGC 5195 sorgt für eine Verzerrung der Scheibe von M 51.

Vergleich der Herschel-Aufnahme mit einem Bild des Weltraumteleskops Spitzer | Eine Aufnahme des Infrarotsatelliten Spitzer bei 160 Mikrometern (links) besitzt eine wesentlich geringere Auflösung als das Bild von Herschel (rechts). Deutlich treten hier die Vorteile des mit 3,5 Metern rund fünfmal größeren Hauptspiegels von Herschel hervor. Bei großen Wellenlängen ist die Abbildungsleistung eines kleinen Spiegels sehr schlecht.

Der neue, dreieinhalb Meter große Teleskopspiegel von Herschel ermöglicht es erstmals, scharfe Bilder im Wellenlängenbereich von mehr als 150 Mikrometern zu erzeugen. Dies ist wichtig zur Beobachtung von Sternentstehungsgebieten und Aktiven Galaktischen Zentren, die sich wie bei M51 oftmals hinter dichten Staubgebieten verbergen.

Herschel startete zusammen mit dem Planck-Weltraumteleskop zur Erkundung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds am 14. Mai an Bord einer Ariane-5-Rakete. Am Lagrangepunkt L2, dem Punkt, an dem die kombinierte Schwerkraft von Erde und Sonne einen konstanten Orbit entlang der Erdbahn erlauben, werden beide Teleskope in Zukunft das Weltall unbehelligt von Infrarotstrahlung der Erde, des Mondes und der Sonne beobachten.

Ralf Strobel