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: Wie die atemberaubenden Aufnahmen entstehen

22.09.2022 | 14:02 Uhr
Das "James Webb"-Teleskop liefert Einblicke in die Weiten des Universums. Doch wie entstehen die Fotos? Und wie unterscheidet sich das Technikwunder von "normalen" Handykameras.
Ein Teil des "James Webb"-Weltraumteleskops beim Bau. Quelle: Chris Gunn/NASA/Goddard/dpa
Strahlende Sterne, leuchtende Planeten, bunte Nebel: Das Weltall wird auf Bildern oft als ein mystischer Ort mit vielen Farben dargestellt. Wie entstehen eigentlich diese faszinierenden Weltraumbilder, die das "James Webb"-Teleskop neuerdings zu uns sendet?
Das "James Webb Space Telescope", wie es mit vollem Namen heißt, hat dazu mehrere Instrumente an Bord. Diese zeichnen unterschiedliche elektromagnetische Frequenzbereiche im infrarotnahen Bereich auf, die für das menschliche Auge überwiegend nicht sichtbar sind.

Wie aus Nullen und Einsen Bilder werden

Diese Daten "werden in einem digitalen Format mit Einsen und Nullen gespeichert", sagt Joe DePasquale im Nasa-Podcast. Im Wesentlichen sei es ein Schwarz-Weiß-Bild. Der Senior Data Image Developer am Space Telescope Science Institute in Baltimore (US-Bundesstaat Maryland) ist mit seinem Team für die Veröffentlichung der
Weltraumbilder zuständig.
Die Ringe des Neptuns - vom "Webb"-Teleskop sichtbar gemacht:
Diese Daten des Teleskops müssen zuerst von instrumentellen Effekten bereinigt werden, erklärt Astrophysiker Kai Noeske von der Europäischen Weltraumorganisation (Esa). Danach kommt die Farbe: Grob gesagt werden dabei unterschiedlichen Bereichen die Grundfarben Rot, Grün und Blau zugeordnet.
Denn es ist nicht so, dass die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen ein Bild mit von ihnen ausgesuchten Farben erstellen. DePasquale erklärt dazu:
Wir respektieren die Daten von Anfang bis Ende. Und wir lassen die Daten in Farbe erscheinen.
Joe DePasquale

Was Teleskop und Handykamera gemeinsam haben

Objekte im Weltall wie Sterne oder Gase sind in unterschiedlichen Wellenlängen sichtbar. Um diese aufnehmen zu können, hat das Webb-Teleskop mehrere Filter an Bord. Astrophysiker Noeske veranschaulicht die Arbeit im Bildbearbeitungsprogramm, wo die Farbe ins Bild kommt: "In der Regel wird die Aufnahme im kurzwelligsten Filter der blaue Kanal, im mittleren Filter der grüne Kanal, und die Aufnahme im langwelligsten Filter der rote Kanal."
Ebenfalls dank "James Webb" sichtbar: die Polarlichter des Jupiters:

Außerdem zu erkennen: ein Wirbelsturm mit einem größeren Durchmesser als die Erde.

23.08.2022 | 00:20 min
Diese Vorgehensweise unterscheidet sich in der Hinsicht nicht allzu stark von normalen Digital- oder Smartphone-Kameras. Auch sie nutzen Tricks, um Farben abbilden zu können. Dort messen Sensoren, wie viele Anteile Rot, Grün und Blau die jeweiligen Bildbereiche aufweisen.

Puzzle aus Hunderten Einzelbildern

Die monochromen Bildinformationen werden direkt in der Kamera oder dem Smartphone zu einem Farbbild zusammengesetzt. Bei den Bildern des Teleskops wird dieser Schritt erst nachträglich vorgenommen.
Darüber hinaus sind die veröffentlichten Aufnahmen teilweise aus Hunderten Einzelbildern zusammengesetzt.
Für die Einzelaufnahmen verantwortlich - So sieht das Teleskop im Weltall aus.Quelle: Adriana Manrique Gutierrez/NASA GSFC/CIL//dpa
Das Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat sich in einer kürzlich veröffentlichten Studie den Webb-Daten gewidmet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die derzeit verwendeten Werkzeuge zur Entschlüsselung von Lichtsignalen möglicherweise nicht ausreichen, um die Daten des Webb-Teleskops genau zu interpretieren, heißt es dort. Ein MIT-Forscher dazu:
Derzeit ist das Modell, (...) der Präzision und Qualität der Daten, die uns vom 'James-Webb'-Teleskop zur Verfügung stehen, nicht gewachsen.
MIT-Forscher
Die aktuellen Auswertungen könnten präziser sein.

30 Jahre entwickelt - Kosten von fast neun Milliarden Euro

Das "James Webb"-Teleskop startete am 25. Dezember 2021 an Bord einer Ariane-Trägerrakete ins All. Zuvor hatte es Kostenexplosionen und immer neue Verschiebungen gegeben. Die Weltraumagenturen der USA, Kanadas und Europas kooperieren bei dem Projekt.
"James Webb" und "Hubble" - Wie sich die Teleskope unterscheiden:

Das neue Weltraumteleskop liefert die bislang tiefsten Einblicke in die Anfangszeit des Universums.

12.07.2022 | 00:53 min
Dahinter stecken eine 30 Jahre lange Entwicklung und Kosten von etwa zehn Milliarden Dollar (rund 8,8 Milliarden Euro). Das "Webb"-Teleskop folgt auf das "Hubble"-Teleskop, das seit mehr als 30 Jahren im Einsatz ist. Während "Hubble" im optischen und ultravioletten Bereich arbeitet, untersucht "James Webb" im infrarotnahen Bereich.
"James Webb" liefert unter anderem mit Hilfe eines 25 Quadratmeter großen Spiegels neue Bilder aus dem frühen Universum. Die Wissenschaft erhofft sich von den Aufnahmen Erkenntnisse über die Zeit nach dem Urknall vor rund 13,8 Milliarden Jahren - und möglicherweise sogar auf Hinweise auf eine zweite Erde.
Einen detailreichen Einblick hinter die Technik des Teleskops liefert unser Modell zum Selbstentdecken:
Quelle: Jaqueline Rother, dpa

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