Monat: Januar 2021

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Die Wiederverwertung von Cassiopeia A

Der Supernovaüberrest Cassiopeia A ist 11.000 Lichtjahre entfernt, sein Licht war erstmals vor etwa 350 Jahren zu sehen.

Bildcredit: Röntgen – NASA, CXC, SAO; Optisch – NASA, STScI

Beschreibung: Massereiche Sterne in unserer Milchstraße haben ein spektakuläres Leben. Sie kollabieren in riesigen kosmischen Wolken, dann zünden ihre Kernschmelzöfen und beginnen, schwere Elemente zu erzeugen. Nach ein paar Millionen Jahren wird das angereicherte Material in den interstellaren Raum zurückgeschleudert, wo die Sternbildung von Neuem beginnen kann.

Die sich ausdehnende Trümmerwolke Cassiopeia A ist ein Beispiel für die Schlussphase im Lebenszyklus eines Sterns. Das Licht der Explosion, bei der dieser Supernovaüberrest entstand, war erstmals vor etwa 350 Jahren am Himmel des Planeten Erde zu sehen, doch das Licht brauchte ungefähr 11.000 Jahre, um uns zu erreichen.

Dieses Falschfarbenbild wurde aus Röntgen-Bilddaten des Röntgenobservatoriums Chandra sowie Daten im sichtbaren Licht des Weltraumteleskops Hubble erstellt. Es zeigt die immer noch heißen Fasern und Knoten im Überrest. In der geschätzten Entfernung von Cassiopeia A ist das Bild zirka 30 Lichtjahre breit.

Die energiereichen Emissionen bestimmter Elemente im Röntgenbereich wurden farbcodiert: Silizium in Rot, Schwefel in Gelb, Kalzium in Grün und Eisen in Violett. Das hilft Astronominnen und Astronomen bei der Erforschung der Wiederverwertung des Sternenmaterials in unserer Galaxis.

Die äußere Explosionswelle, die sich immer noch ausdehnt, ist blau abgebildet. Der helle Fleck nahe der Mitte ist ein Neutronenstern – das ist der unglaublich dichte, kollabierte Überrest des massereichen Sternkerns.

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Der Milchstraßenring

Dieses Bildmosaik zeigt ein Panorama der gesamten Milchstraße, zu einem Ring projiziert, mit Jupiter, Orion, Antares sowie der Großen und der Kleinen Magellanschen Wolke.

Bildcredit und Bildrechte: Alvin Wu

Beschreibung: Eine Menge an kosmischem Staub, Sternen und Nebeln in der Ebene unserer Milchstraße bilden auf dieser projizierten Ganzhimmelsansicht einen schönen Ring. Das kreative Panorama ist ein ambitioniertes 360-Grad-Mosaik. Seine Fertigstellung dauerte zwei Jahre, und es deckt die ganze vom Planeten Erde aus sichtbare Galaxis ab. Die Bilddaten wurden auf der Nordhalbkugel an Orten im Westen von China und auf der Südhalbkugel an Orten in Neuseeland gesammelt.

Die Wölbung des galaktischen Zentrums leuchtet im Milchstraßenring ganz oben wie ein Juwel. Der helle Planet Jupiter ist das Himmelslicht über der zentralen Wölbung, er befindet sich links neben dem roten Riesenstern Antares. Am unteren Ende des Rings, fast 180 Grad vom galaktischen Zentrum entfernt, seht ihr den Bereich um Orion, er ist im Winter auf der Nordhalbkugel ein Bewohner des Abendhimmels. Auf dieser Projektion schließt der Milchstraßenring zwei interessante Galaxien am Südhimmel ein, die Große und die Kleine Magellansche Wolke.

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Das weite Feld von M78

Weitwinkelfeld mit den Reflexionsnebeln M78 und NGC 2071 im Sternbild Orion.

Bildcredit und Bildrechte: Wes Higgins

Beschreibung: Interstellare Staubwolken und leuchtende Nebel sind im reichhaltigen Sternbild Orion reichlich vorhanden. Einer der hellsten – M78 – liegt mitten in dieser farbigen Weitwinkelansicht, die ein Gebiet nördlich von Orions Gürtel zeigt.

Der bläuliche Reflexionsnebel ist etwa 1500 Lichtjahren entfernt und ungefähr fünf Lichtjahre groß. Seine Färbung entsteht, weil Staub vorwiegend das blaue Licht heißer, junger Sterne reflektiert. Links neben M78 liegt der Reflexionsnebel NGC 2071.

Vor den dunklen Staubbahnen zeichnen sich die Lichtflecken von Herbig-Haro-Objekten ab – dabei handelt es sich um energiereiche Strahlen von Sternen im Entstehungsprozess. Die Aufnahme bringt auch das blassere, überall vorhandene rötliche Leuchten von atomarem Wasserstoff zur Geltung.

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Das Magnetfeld der Strudelgalaxie

Dieses Bild entstand aus Daten des Weltraumteleskops Hubble und dem Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA). Es zeigt Magnetfelder in der Strudelgalaxie M51.

Bildcredit: NASA, SOFIA, HAWC+, Alejandro S. Borlaff, JPL-Caltech, ESA, Hubble; Text: Jayanne English (U. Manitoba)

Beschreibung: Fließen Magnetfelder immer entlang von Spiralarmen? Unser Blick von oben auf die Strudelgalaxie M51 bietet eine spektakulär klare Sicht auf das spiralförmige Wellenmuster in einer scheibenförmigen Galaxie.

Bei Beobachtung mit einem Radioteleskop folgt das Magnetfeld anscheinend den Kurven der Arme. Doch mit dem fliegenden Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) der NASA wirkt das Magnetfeld, als wäre es am äußeren Rand der Scheibe von M51 über die Spiralarme hinweg verflochten. Die Magnetfelder werden durch ausgerichtete Staubkörnchen erkennbar, weil sie auf Infrarotlicht wie polarisierende Brillen wirken.

Auf diesem Bild wurden die Feldausrichtungen, die aus diesem polarisierten Licht ermittelt wurden, algorithmisch miteinander verbunden, sodass Stromlinien entstehen. Die Begleitgalaxie am oberen Bildrand übt einen Gravitationszug auf das staubhaltige Gas in der rötlichen Sternbildungsregionen aus, die ihr im Bild des Weltraumteleskops Hubble seht. Möglicherweise verstärkt dieser Zug die Turbulenzen und wirbelt den Staub auf, dabei entstehen vielleicht die unerwarteten Feldmuster in den äußeren Armen.

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Mondkorona mit Jupiter und Saturn

Mondkorona, Jupiter und Saturn über dem italienischen Dorf Pieve di Cadore und dem Sfornioi, der zur Bosconerogruppe gehört.

Bildcredit und Bildrechte: Alessandra Masi

Beschreibung: Warum wirkt ein wolkiger Mond manchmal farbig? Der Effekt wird als Mondkorona bezeichnet und entsteht durch die quantenmechanische Beugung des Lichts an einzelnen, etwa einheitlich großen Wassertröpfchen in einer dazwischen liegenden, aber großteils transparenten Wolke. Da Licht unterschiedlicher Farben aus unterschiedlichen Wellenlängen besteht, wird jede Farbe anders gebeugt.

Mondkoronen gehören zu den wenigen quantenmechanischen Farbeffekten, die mit bloßem Auge leicht erkennbar sind. Manchmal sind auch Sonnenkoronen sichtbar.

Dieses Kompositbild wurde ein paar Tage vor der engen großen Konjunktion von Saturn und Jupiter im letzten Monat fotografiert. Hinter dem italienischen Dorf Pieve di Cadore seht ihr den Sfornioi, der zur Bosconerogruppe gehört.

Neu! APOD ist jetzt auf Taiwanesisch von der National Central University verfügbar.
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Der Supernovaüberrest des Medullanebels

Der Supanovaüberrest CTB-1 im Sternbild Kassiopeia heißt wegen seiner gehirnähnlichen Form auch Medullanebel.

Bildcredit und Bildrechte: Russell Croman

Beschreibung: Woher stammt die Energie für diesen ungewöhnlichen Nebel? CTB-1 ist eine expandierende Gashülle, die übrig blieb, als vor ungefähr 10.000 Jahren im Sternbild Kassiopeia ein massereicher Stern explodierte. Wahrscheinlich passierte das, als um den Kern des Sterns die Elemente zur Neige gingen, die durch Kernfusion einen stabilisierenden Druck aufbauen konnten. Der dabei entstandene Supernovaüberrest trägt wegen seiner gehirnähnlichen Form den Beinamen Medullanebel.

Durch die Hitze, die bei seiner Kollision mit angrenzendem interstellarem Gas entsteht, leuchtet der Nebel immer noch in sichtbarem Licht. Warum er auch in Röntgenlicht noch leuchtet, bleibt ein Rätsel. Eine Hypothese besagt, dass auch ein energiereicher Pulsar entstand, der den Nebel mit einem schnellen, nach außen gerichteten Wind befeuert. Dieser Spur folgend entdeckte man kürzlich in Radiowellenlängen einen Pulsar, der anscheinend bei der Supernovaexplosion mit mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde hinausgeschleudert wurde.

Der Medullanebel erscheint zwar so groß wie der Vollmond, leuchtet aber so schwach, dass 130 Stunden Belichtungszeit mit zwei kleinen Teleskopen in New Mexico in den USA nötig waren, um dieses Bild zu schaffen.

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Strahlen der ungewöhnlichen Galaxie Centaurus A

Aus Centaurus A strömen Plasmastrahlen, die mehr als eine Million Lichtjahre lang sind.

Bildcredit: ESO/WFI (sichtbares Licht); MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al. (Mikrowellen); NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al. (Röntgen)

Beschreibung: Die Strahlen, die von Centaurus A ausströmen, sind mehr als eine Million Lichtjahre lang. Diese Ströme aus Plasma, die von einem gewaltigen Schwarzen Loch im Zentrum dieser Spiralgalaxie ausgestoßen werden, beleuchten das hier gezeigte Kompositbild von Cen A.

Auf welche Weise das zentrale Schwarze Loch einfallende Materie ausstößt, ist nicht bekannt. Doch nach Verlassen der Galaxie bauen die Ströme riesige Radioblasen auf, die wahrscheinlich noch Millionen Jahre leuchten werden. Wenn sie von vorbeiziehenden Gaswolken angeregt werden, können die Radioblasen sogar nach Milliarden Jahren wieder aufleuchten.

Röntgenlicht ist auf diesem Kompositbild blau abgebildet, während Mikrowellen–Licht orange gefärbt ist. Am Ansatz des Strahls sind in Radiolicht Details des innersten Lichtjahres des zentralen Stroms erkennbar.

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Die Berge von NGC 2174

Die Sternbildungsregion NGC 2174 ist etwa 6400 Lichtjahre entfernt und wurde 2014 mit dem Weltraumteleskop Hubble in Infrarotwellenlängen aufgenommen.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Beschreibung: Diese fantastische Himmelslandschaft liegt am Rand der Sternbildungsregion NGC 2174, etwa 6400 Lichtjahre entfernt im nebelreichen Sternbild Orion. Sie zeigt gebirgige Gas- und Staubwolken, die vom Wind und der Strahlung neu entstandener Sterne in der Region geformt wurden. Diese sind nun in offenen Sternhaufen um das Zentrum von NGC 2174 außerhalb des oberen Bildrandes verteilt.

Im Inneren der staubhaltigen kosmischen Wolken entstehen weiterhin Sterne, doch in wenigen Millionen Jahren werden sie wahrscheinlich von den energiereichen, neu entstandenen Sternen aufgelöst.

Die ungefähr 6 Lichtjahre breite interstellare Szenerie wurde 2014 mit dem Weltraumteleskop Hubble in Infrarotwellenlängen aufgenommen. 2021 soll das James-Webb-Weltraumteleskop starten, das für die Erforschung des Universums in Infrarot-Wellenlängen optimiert ist.

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