MAC0647: Webbs Gravitationslinsen im frühen Universum

Webbs neue Ansicht des Objekts MACS0647-JD zeigt bisher unbekannte Details. Beschreibung im Text.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI), Rebecca Larson (UT), Yu-Yang Hsiao (JHU); Bearbeitung: Alyssa Pagan (STScI); Text: Michael Rutkowski (Minn. St. U. Mankato)

Dieses lebhafte neue Vielfarben-Infrarotbild des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) zeigt die Gravitationslinse des Galaxienhaufens MACS0647. Der massereiche Vordergrundhaufen verzerrt und bricht das Licht der dahinter liegenden fernen Galaxien in derselben Sichtlinie. So wird die Hintergrundquelle MACS0647-JD vom Haufen offenbar dreifach vergrößert.

Als MACS0647-JD erstmals mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachtet wurde, sah man sie als amorphen Klecks. Mit Webb entpuppt sich diese einzelne Quelle jedoch als Paar oder kleine Galaxiengruppe. Auch die Farben der MACS0647-JD-Objekte sind unterschiedlich – ein möglicher Hinweis auf Unterschiede im Alter oder im Staubgehalt dieser Galaxien.

Diese neuen Bilder liefern seltene Beispiele an Galaxien aus einer Zeit von wenigen 100 Millionen Jahren nach dem Urknall.

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Unerwartete Wolken in Richtung der Andromedagalaxie

Das Amateurbild zeigt die Andromedagalaxie umgeben von rotem Leuchten von Wasserstoff. Links neben der Galaxie sind blau leuchtende Bögen aus Sauerstoff. Beschreibung im Text.

Bildcredit und Bildrechte: Yann Sainty und Marcel Drechsler

Warum gibt es in Richtung der Andromeda-Galaxie Bögen, die Licht von angeregtem Sauerstoff abgeben? Niemand weiß das genau. Die blau leuchtenden Gasbögen wurden erst letztes Jahr durch Amateurbeobachtende entdeckt und bestätigt.

Die beiden Hauptursprungshypothesen für die Bögen lauten, dass sie sich entweder wirklich in der Nähe der Andromedagalaxie (M31) befinden oder dass sie nur zufällig platzierte Gasfilamente in unserer Milchstraße sind. Ein weiteres Rätsel ist, dass die Bögen auf früheren detailreichen Bildern von M31, die vorwiegend das Licht von angeregtem Wasserstoff abbildeten, nicht zu sehen waren. Außerdem weisen andere, weiter entfernte Galaxien keine ähnlichen Strukturen auf, die Licht von angeregtem Sauerstoff abstrahlen.

Diese Entdeckung gelang passionierten Amateuren mit handelsüblichen Teleskopen unter anderem deshalb, weil professionelle Teleskope meist nur winzige Bereiche des Nachthimmels untersuchen, während diese Bögen einen Winkeldurchmesser von mehreren Vollmonden haben. Mit Sicherheit folgen bald weitere Beobachtungen in Licht, das von Sauerstoff und anderen Elementen abgestrahlt wird.

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Optimierter Mond

Der Mond wurde hier mit verstärkten Details und Farben abgebildet, die Hinweiss auf die Zusammensetzung liefern.

Bildcredit und Bildrechte: Darya Kawa Mirza

Unser Mond sieht nicht wirklich so aus. Luna, der Erdmond, weist nicht von Natur aus diese starke Struktur auf, und die Farben sind eher dezent. Dennoch basiert dieses digitale Werk auf der Realität.

Das Komposit aus mehreren Bildern wurde optimiert, um vorhandene Strukturen auf der Oberfläche zu betonen. Die Krater sind zum Beispiel auf dem verstärkten Bild deutlicher zu erkennen, sie veranschaulichen die schweren Einschläge auf unserem Mond im Laufe seiner 4,6 Milliarden alten Geschichte.

Die dunklen Bereiche, so genannte Mare, waren einst Meere voll geschmolzener Lava und weisen weniger Krater auf. Die Farben im Bild wurden verändert und verstärkt, doch sie basieren auf der tatsächlichen Zusammensetzung. Blaue Farbtöne sind ein Hinweis auf eine eisenreiche Region, Orange zeigt einen leichten Überschuss an Aluminium.

Seit Milliarden Jahren ist von der Erde aus immer dieselbe Seite des Mondes zu sehen. Doch moderne Technik ermöglicht es der Menschheit, viel mehr über den Mond und seinen Einfluss auf die Erde zu erfahren.

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M1: Der Krebsnebel von Hubble

Der Krebsnebel ist eine chaotische Wolke aus vielen Fasern, wie dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt. Beschreibung im Text.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, J. Hester, A. Loll (ASU)

So ein Chaos entsteht, wenn ein Stern explodiert. Der Krebsnebel ist das Ergebnis einer Supernova aus dem Jahr 1054 n. Chr. und voller rätselhafter Fasern. Die Fasern sind nicht nur ungeheuer komplex, sie besitzen anscheinend auch weniger Masse, als von der ursprünglichen Supernova ausgestoßen wurde, und sie haben eine höhere Geschwindigkeit, als man bei einer freien Explosion erwarten würde.

Dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Es ist in drei Farben dargestellt, die nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten gewählt wurden. Der Krebsnebel ist etwa 10 Lichtjahre groß. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein Pulsar, das ist ein Neutronenstern mit der Masse der Sonne, der aber nur so groß wie eine Kleinstadt. Der Krebspulsar rotiert etwa 30-mal pro Sekunde.

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Sonne im Perihel 2023

Dieses Bild der Sonne in H-alpha-Licht wurde kurz vor dem Perihel aufgenommen, man sieht die Granulation, Protuberanzen und helle Flecken.

Bildcredit und Bildrechte: Peter Ward (Barden-Ridge-Observatorium)

Das Perihel 2023, die größte Annäherung der Erde an die Sonne, war am 4. Januar um 16:17 UTC. Das war weniger als 24 Stunden, nachdem dieses scharfe Bild der Sonnenscheibe mit Teleskop und H-alpha-Filter auf dem Planeten Erde in Sidney, Australien, aufgenommen wurde.

Ein H-alpha-Filter ist für das typische rote Licht von Wasserstoffatomen durchlässig. Wenn man damit die Sonne betrachtet, zeigt er die Chromosphäre der Sonne, das ist die Region, die über der Photosphäre der Sonne liegt – der normalerweise sichtbaren Sonnenoberfläche.

Auf diesem H-alpha-Bild der immer aktiveren Sonne werden planetengroße Sonnenfleckenregionen von hellen Klecksen geprägt, die als „solar plages“ bezeichnet werden. Dunkle Plasmafilamente, die sich über die Sonnenscheibe schlängeln, gehen am Sonnenrand in helle Protuberanzen über.

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Der junge Sternhaufen NGC 346

Der Sternhaufen NGC 346 ist in eine Molekülwolke in der Kleinen Magellanschen Wolke eingebettet. Genaue Beschreibung im Text.

Bildcredit: WissenschaftNASA, ESA, CSA, Olivia C. Jones (UK ATC), Guido De Marchi (ESTEC), Margaret Meixner (USRA); Bearbeitung – Alyssa Pagan (STScI), Nolan Habel (USRA), Laura Lenkić (USRA), Laurie E. U. Chu (NASA Ames)

Der massereichste junge Sternhaufen in der Kleinen Magellanschen Wolke ist NGC 346. Er ist in die größte Sternbildungsregion eingebettet, die sich in unserer 210.000 Lichtjahre entfernten kleinen Begleitgalaxie befindet.

Die massereichen Sterne von NGC 346 sind kurzlebig, aber sehr energiereich. Ihre Winde und ihre Strahlung formten die Ränder der staubhaltigen Molekülwolke in der Region und lösten in ihrem Inneren Sternbildung aus. Die Sternbildungsregion enthält anscheinend auch eine große Population junger Sterne. Die jungen Sterne sind 3 bis 5 Millionen Jahre alt und verbrennen noch keinen Wasserstoff in ihren Kernen. Sie sind im eingebetteten Sternhaufen verteilt.

Diese spektakuläre Infrarotansicht von NGC 346 stammt von der NIRcam des James-Webb-Weltraumteleskops. Emissionen von atomarem Wasserstoff, der durch die energiereiche Strahlung des massereichen Sterns ionisiert wurde, sowie von molekularem Wasserstoff und Staub in der sternbildenden Molekülwolke sind detailreich in Rosa und orangefarbenen Tönen dargestellt. Webbs scharfes Bild der jungen Sternbildungsregion ist in der Entfernung der Kleinen Magellanischen Wolke 240 Lichtjahre breit.

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Sternenstaub im Perseus

Das 6 Grad große Sichtfeld im Sternbild Perseus zeigt Staubwolken und junge Sternhaufen in der Perseus-Molekülwolke.

Bildcredit und Bildrechte: Jack Groves

Diese kosmische Ansammlung von Staub, Gas und Sternen bedeckt am Himmel im heroischen Sternbild Perseus etwa 6 Grad. Auf der prächtigen Himmelslandschaft seht ihr links oben den faszinierenden jungen Sternhaufen IC 348 und den benachbarten Fliegender-Geist-Nebel mit Wolken aus undurchsichtigem interstellarem Staub, die als Barnard 3 und 4 katalogisiert sind.

Rechts befindet sich NGC 1333, ein weiteres aktives Sternbildungsgebiet, es ist etwa 850 Lichtjahre entfernt und durch dunkle, staubhaltige Ranken am Rand mit der gewaltigen Perseus-Molekülwolke verbunden. Andere staubhaltige Nebel und das blasse rötliche Leuchten von Wasserstoff sind über das Sichtfeld verstreut.

Der kosmische Staub neigt dazu, die neuen Sterne und junge stellare Objekte oder Protosterne vor den neugierigen optischen Teleskopen zu verbergen. Protosterne entstehen aus den dichten Kernen, die in Molekülwolke eingebettet sind, und kollabieren durch Eigengravitation. In der geschätzten Entfernung wäre dieses Sichtfeld größer als 90 Lichtjahre.

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Spiralförmiges Polarlicht über Island

Über einer fantastischen Küste mit Steinen und einem Felsbogen wogt ein gewundenes lebhaftes Polarlicht.

Bildcredit und Bildrechte: Stefano Pellegrini

Die Szene wirkt fantastisch, doch es ist wirklich Island. Der Felsbogen heißt Gatklettur und befindet sich an der Nordwestküste von Island. Die größeren Felsen im Vordergrund sind etwa einen Meter groß. Der Nebel über den Felsen sind in Wirklichkeit lange belichtete wogende Wellen.

Dieses Bild wurde aus Vordergrund- und Hintergrundbildern kombiniert, die alle in einer Nacht im letzten November am selben Ort mit derselben Kamera fotografiert wurden. Der Ort wurde wegen seines malerischen Vordergrundes gewählt, doch der Zeitpunkt fiel auf einen farbenprächtigen Hintergrund: ein Polarlicht. Die Polarlichtspirale weit hinter dem Bogen war eine der hellsten, die der Astrofotograf je gesehen hatte. Doch das gewundene Muster war vergänglich. Die Polarlichtmuster wogten und tanzten stundenlang in der kalten Nacht.

Weit im Hintergrund leuchteten die unveränderlichen Sterne, die durch die Erdrotation scheinbar langsam den nördlichsten Punkt am Himmel beim Polarstern kreisten.

Himmlische Überraschung: Welches Bild zeigte APOD an deinem Geburtstag? (nach 1995)
Deutsche Übersetzung ab 2007

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NGC 2264: Der Kegelnebel

Der Kegelnebel ist eine Sternbildungsregion im Sternbild Einhorn.

Bildcredit und Bildrechte: Matthew Dieterich

In dieser gewaltigen Staubsäule, dem Kegelnebel, entstehen Sterne. In Sternentstehungsgebieten gibt es viele Kegel, Säulen und majestätisch fließende Formen, die von energiereichen Winden neu entstandener Sterne geformt werden.

Der Kegelnebel ist ein bekanntes Beispiel. Er liegt in der hellen galaktischen Sternbildungsregion NGC 2264. Dieses Bild des Kegels wurde kürzlich fotografiert. Es kombiniert Aufnahmen mit einer Belichtungszeit von 24 Stunden, die mit einem Spiegelteleskop mit ½ Meter Öffnung am El-Sauce-Observatorium in Chile aufgenommen wurden.

Der Kegelnebel ist etwa 2500 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Einhorn (Monoceros). Die kegelförmige Säule ist etwa 7 Lichtjahre lang. Die wahrscheinliche Quelle des Windes, der den Kegelnebel formt, ist der massereiche Stern NGC 2264 IRS. Er liegt außerhalb des oberen Bildrandes. Der rötliche Schleier des Kegelnebels besteht aus leuchtendem Wasserstoff.

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Die Schweife des Kometen ZTF

Schweife und Koma des Kometen ZTF; Details im Text

Bildcredit und Bildrechte: Jose Francisco Hernández

Der Komet ZTF könnte mit bloßem Auge sichtbar werden. Dieser massereiche Schneeball wurde zu Beginn des letzten Jahres entdeckt und wird immer heller, während er sich der Sonne und der Erde nähert.

Ende dieser Woche erreicht C/2022 E3 (ZTF) seine größte Annäherung an die Sonne. Vielleicht wird er im Norden in einer dunklen Nacht bei klarem Himmel sogar ohne Fernglas sichtbar sein. Doch die Helligkeit von Kometen bei ihrer Annäherung an die Sonne ist bekanntlich schwierig vorherzusagen.

Dieses Bild wurde letzte Woche vor einem malerischen Sternenfeld aufgenommen. Drei blaue Ionenschweife zeigen nach rechts oben, wahrscheinlich entstanden sie, indem ein veränderlicher Sonnenwind auf Ionen traf, die vom eisigen Kometenkern ausgestoßen wurden. Der viel kürzere weiße Staubschweif des Kometen verläuft nach links oben. Das grünliche Leuchten ist die Koma des Kometen, es stammt von leuchtendem Kohlenstoffgas.

Anfang Februar erreicht Komet ZTF die geringste Entfernung zur Erde. Danach verblasst er wahrscheinlich rasch.

Forschung und Öffentlichkeitsarbeit: Forschungsstelle bei APOD frei

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Woher eure Elemente kommen

Die Grafik zeigt den Ursprung aller Elemente des Periodensystems

Bildcredit und Lizenz: Wikipedia: Cmglee; Daten: Jennifer Johnson (OSU)

Der Wasserstoff in eurem Körper, der in jedem Wassermolekül enthalten ist, stammt vom Urknall. Anderen nennenswerten Quellen von Wasserstoff gibt es im Universum nicht. Der Kohlenstoff im Körper entstand durch Kernfusion im Inneren von Sternen, ebenso wie der Sauerstoff.

Ein Großteil des Eisens im Körper entstand vor langer Zeit bei weit entfernten Supernova-Explosionen. Das Gold in eurem Schmuck* entstand wahrscheinlich vor langer Zeit bei Zusammenstößen von Neutronensternen, die als kurze Gammablitze oder Gravitationswellenereignisse sichtbar waren. Elemente wie Phosphor und Kupfer sind im Körper nur in Spuren vorhanden, doch sie sind für das Funktionieren allen bekannten Lebens unverzichtbar.

Diese Periodentabelle ist farbcodiert, sie veranschaulicht die beste Hypothese der Menschheit, was die Nukleosynthese aller bekannten Elemente betrifft. Die Orte der Nukleosynthese mancher Elemente wie Kupfer sind nicht gut bekannt und werden weiterhin durch Beobachtungen und Computermodelle erforscht.

*In fast allen elektronischen Bauteilen, zB. in Autos, Smartphones oder Computern, wird Gold verwendet. (Anm. d. Ü.)

Forschung und Öffentlichkeitsarbeit: Forschungsstelle bei APOD frei

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