Das leistungsstärkste und teuerste Weltraumteleskop der Welt wurde vor allem für die extrem schwache Strahlung aus den entferntesten Galaxien des Universums konzipiert. Beeindruckende Bilder solcher Galaxien lieferte das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) in den letzten Wochen bereits zuhauf. Im Vergleich dazu stellen die ersten Marsbilder des JWST auf den ersten Blick nichts Besonderes dar.

Tatsächlich braucht es aber spezielle Techniken und sehr kurze Belichtungszeiten, damit das JWST den Roten Planeten überhaupt aufnehmen kann. Denn der ist eigentlich viel zu hell für die hochempfindliche Ausstattung des Teleskops.

Die am Montag von Nasa und Esa veröffentlichten Bilder wurden vom JWST am 5. September aufgenommen und zeigen eine Region der östlichen Hemisphäre des Roten Planeten. Dazu gehört auch ein Blick auf das Hellas-Becken, einen der größten bekannten Einschlagskrater unseres Sonnensystems, der mehr als 7.000 Meter tief ist.

Neuer Blick auf die Marsoberfläche

Das Bild wurde von der Nahinfrarotkamera (Nircam) des Weltraumteleskops mit zwei verschiedenen Wellenlängen aufgenommen. Infrarot kann sich leichter durch Staub und Gas bewegen als sichtbares Licht, was bedeutet, dass das JWST weiter in den Kosmos hineinsehen kann als jedes andere Teleskop. In Sachen Mars sind die Astronominnen und Astronomen durch die Nutzung dieser Wellenlängen in der Lage, alle möglichen Phänomene auf der Oberfläche des Planeten zu untersuchen, darunter Staubstürme, Wettermuster und Veränderungen der Jahreszeiten.

Rechts die neuen Bilder von Webb mit dem dunklen Fleck im Hellas-Becken.

Das Bild auf der linken Seite zeigt eine Referenzkarte der Oberfläche, die aus Daten der Nasa und des Mars Orbiter Laser Altimeter erstellt wurde. Es besteht größtenteils aus reflektiertem Sonnenlicht, weshalb es Bildern mit sichtbarem Licht sehr ähnlich sieht. Auf der rechten Seite sehen wir zwei Nahinfrarotbilder, die vom JWST aufgenommen wurden. Nahes Infrarot ist eine Wellenlänge knapp außerhalb des Bereichs, den Menschen sehen können.

Dunkler Fleck im Hellas-Becken

Die Helligkeit des Lichts hängt mit der Temperatur der Oberfläche und der Atmosphäre zusammen, wobei die Helligkeit in Richtung der Polarregionen abnimmt, da diese weniger Sonnenlicht erhalten. Dieses Bild im nahen Infrarot kann auch verwendet werden, um etwas über die Zusammensetzung der Marsatmosphäre zu erfahren, da der Kohlendioxidgehalt einen Einfluss darauf haben kann, wie die Wärme eingefangen und absorbiert wird.

Atmosphärische Einflüsse sind wahrscheinlich der Grund, warum über dem tiefen Abgrund des Hellas-Beckens ein dunkler Fleck zu sehen ist. "Dies ist eigentlich kein thermischer Effekt in Hellas", sagte Geronimo Villanueva, der leitende Forscher des Goddard Space Flight Center der Nasa. "Das Hellas-Becken befindet sich in einer niedrigeren Höhe und hat daher einen höheren Luftdruck. Dieser höhere Druck führt zu einer Unterdrückung der thermischen Emission in diesem speziellen Wellenlängenbereich durch einen Effekt, der als Druckverbreiterung bezeichnet wird."

Das erste Nahinfrarotspektrum des Mars von JWST zeigt subtile Helligkeitsunterschiede zwischen hunderten Wellenlängen.
Foto: NASA/ESA/CSA/STScI and Mars JWST/GTO team

Das JWST befindet sich derzeit in fast 1,5 Millionen Kilometern Entfernung am zweiten "Lagrange-Punkt" der Erde, von der Sonne aus betrachtet direkt "hinter" unserem Planeten. Nach dem Start zu diesem Punkt veröffentlichte das JWST im Juli seine ersten Vollfarbbilder, die einige großartige Aufnahmen von riesigen Galaxienhaufen und atemberaubenden Nebeln zeigen.

Auch andere Himmelskörper unseres Sonnensystems wurden bereits abgebildet. Letzten Monat wurden die ersten Jupiterbilder von JWST veröffentlicht, auf denen die Ringe des Planeten, einige seiner Monde und sogar Polarlichter zu sehen sind.

Das JWST ist erst seit ein paar Monaten voll einsatzfähig, aber die Früchte seiner Arbeit sind bereits spektakulär. Das Beste aber ist, dass das Beste erst noch kommt. (red, 20.9.2022)