Dank des scharfen Auges des „James Webb“-Weltraumteleskops entdecken zwei Forscher im Orionnebel bisher unbekannte Himmelskörper, die „JuMBOs“.

Noordwijk – Wer im Herbst und Winter zum dunklen Himmel hinauf schaut, kann ihn mit bloßem Auge sehen: Den Orionnebel. Nicht nur für Teleskop-Anfänger ist er ein beliebtes Beobachtungsobjekt, auch die professionelle Astronomie nimmt den Orionnebel und das Trapez, einen offenen Sternenhaufen im Zentrum des Orionnebels, gerne unter die Lupe. Schließlich ist es das der Erde am nächsten gelegene Sternenentstehungsgebiet und damit auch für die Forschung interessant.

Daher war es nur eine Frage der Zeit, bis das „James Webb“-Weltraumteleskop (JWST) der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA auf den Orionnebel gerichtet wird. Einem Forschungsduo der Europäischen Raumfahrtorganisation Esa ist in den JWST-Daten nun sogar eine überraschende Entdeckung gelungen. „JuMBOs“ haben Samuel Pearson und Marc McCaughrean die Himmelskörper genannt, die sie im Orionnebel neu entdeckt haben. Die Abkürzung steht für „JupiterMass Binary Objects“, also binäre Objekte von der Größe des Planeten Jupiter.

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„JuMBOs“ scheinen grundlegenden astronomischen Theorien zu widersprechen

„Die ‚JuMBOs‘ sind Paare von planetenähnlichen Objekten, die alleine durch das Weltall schweben, ohne an irgendwelche Sterne gebunden zu sein“, erklärt Studienautor Pearson auf Anfrage von fr.de von IPPEN.MEDIA. Die meisten der Objekte hätten eine ähnliche Masse wie Jupiter, die Paare würden sich auf sehr weiten Umlaufbahnen umkreisen.

„Das war eine wirklich unerwartete Entdeckung“, betont Pearson und erklärt, warum: „Wissenschaftler arbeiten seit Jahrzehnten an Theorien und Modellen für die Entstehung von Sternen und Planeten, aber keiner von ihnen hat je vorhergesagt, dass wir Paare von Objekten mit sehr geringer Masse finden würden, die alleine im Weltraum treiben – und wir sehen viele davon.“

Die große Frage ist nun: Wie sind die „JuMBOs“ entstanden? Sie könnten wie Sterne aus einer kollabierenden Gaswolke entstanden sein. Doch dabei gibt es einen Haken, sagt Pearson: „Die Physik legt nahe, dass es nicht möglich sein sollte, so kleine Einzelobjekte direkt aus Staub- und Gaswolken zu bilden, geschweige denn in Paaren.“ Außerdem hätten Jahrzehnte der Beobachtung gezeigt, dass kleinere Objekte nur selten paarweise auftreten. Das Urteil des Fachmanns: „Es ist sehr schwierig, sich eine sternähnliche Entstehung von ‚JuMBOs‘ vorzustellen, es sei denn, es fehlt etwas Grundlegendes in unserem Verständnis der Physik.“

Wissenschaftler arbeiten seit Jahrzehnten an Theorien und Modellen für die Entstehung von Sternen und Planeten, aber keiner von ihnen hat je vorhergesagt, dass wir Paare von Objekten mit sehr geringer Masse finden würden, die alleine im Weltraum treiben – und wir sehen viele davon.

„JuMBOs“ sind weder Sterne noch Planeten – wie sind sie dann entstanden?

Ähnlich geht es den Forschern aber auch mit einer Planeten-ähnlichen Entstehung: Planeten können in einer Umlaufbahn um ihren Wirtsstern entstehen und dann aus der Umlaufbahn ins Weltall geschleudert werden, das ist bekannt. „Aber wie kann man ein Planetenpaar hinausschleudern, das trotzdem zusammenbleibt?“, fragt Pearson. Der Forscher ist überrascht: „Eine Wechselwirkung, die so heftig ist, dass sie ein Planetenpaar von seinem Stern wegreißt, es aber irgendwie nicht trennt – das ist verblüffend.“

Blick in die Tiefen des Universums – So sieht „Hubble“ das Weltall

Der Ring-Nebel (M57) ist ein planetarischer Nebel im Sternbild Leier. Es handelt sich um die leuchtenden Überreste eines einst sonnenähnlichen Sterns, der vor etwa 20.000 Jahren seine äußere Gashülle abgestoßen hat. Der Ring hat einen Durchmesser von etwa 1,3 Lichtjahren. Im Inneren befindet sich ein weißer Zwergstern.

Der ikonische Pferdekopfnebel ist ein beliebtes Ziel für Amateur- und Berufsastronomen. Der Pferdekopfnebel ist Teil einer Dunkelwolke im Sternbild Orion, die von einem rot leuchtenden Nebel (IC 434) beleuchtet wird. Der Nebel ist etwa 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Diese Aufnahme der elliptischen Radiogalaxie Hercules A stammt ebenfalls vom „Hubble“-Weltraumteleskop der Nasa. Die Galaxie ist 2,1 Milliarden Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Herkules. Zu sehen sind riesige Plasma-Jets, die vermutlich von einem supermassereichen schwarzen Loch im Innern der Galaxie angetrieben werden.

Auf diesem Bild sind zwei Spiralgalaxien zu sehen, die miteinander interagieren. Die Gruppe trägt den Namen Arp 273. Dass die beiden Galaxien in dieser Gruppe miteinander interagieren oder interagiert haben, erkennt man der US-Raumfahrtorganisation Nasa zufolge an den ungewöhnlichen Spiral-Mustern. Arp 273 ist etwa 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, und auch die beiden Galaxien liegen eigentlich zehntausende Lichtjahre weit auseinander. Nur eine sehr zarte „Brücke“ verbindet die beiden.

Eine majestätische Spiralgalaxie ist auf diesem Bild des „Hubble“-Weltraumteleskops der Nasa zu sehen. Es handelt sich um die Spiralgalaxie NGC 2841, die 46 Millionen Lichtjahre entfernt, im Sternbild Großer Bär zu finden ist.

Wie ein Feuerwerk sieht diese „Hubble“-Aufnahme aus. Tatsächlich handelt es sich um das Sternentstehungsgebiet NGC 3603 im Sternbild „Kiel des Schiff“. Der Nebel ist etwa 20.000 Lichtjahre entfernt und längst nicht so friedlich, wie er aussieht: UV-Strahlung und heftige Sternenwinde haben den Blick auf den Sternhaufen freigegeben. NGC 3603 behebergt einige der größten bekannten Sterne. Sie sterben früh, weil sie ihren Wasserstoff schnell verbrennen am Ende steht eine Supernova-Explosion.

Die Existenz der „JuMBOs“ wirft ganz offensichtlich Fragen auf, die die Forschung derzeit nicht beantworten kann. „Das Wichtigste, was wir aus der Existenz von JuMBOs lernen, ist, dass entweder mit unserem Verständnis der Planetenbildung, der Sternentstehung oder mit beiden etwas grundlegend falsch ist“, bilanziert Pearson. Die Studie der beiden Forscher wurde auf dem Preprint-Server ArXiv veröffentlicht und bei einem Fachmagazin zur Veröffentlichung eingereicht.

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Neue Beobachtung der „JuMBOs“ mit JWST ist schon geplant

Anfang 2024 wollen die Forscher erneut mit dem „James Webb“-Teleskop den Orionnebel anvisieren und die neu entdeckten Himmelskörper genauer untersuchen. „Wir werden mit dem NIRSpec-Instrument beobachten und Spektren der JuMBOs und anderer Objekte mit planetarischer Masse aufnehmen“, erzählt der Esa-Forscher. Geplant sei, einen viel detaillierteren Blick auf die Objekte und ihre atmosphärische Zusammensetzung zu werfen. „Wir hoffen, dass dies die nötigen Hinweise liefert, um das Rätsel ihrer Entstehung zu lösen“, betont Pearson. (tab)

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