Galaxienhaufengas reißt Loch in die Hintergrundstrahlung

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Bildcredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al., NASA/ESA Weltraumteleskop Hubble

Beschreibung: Warum reißt dieser Galaxienhaufen ein Loch in die kosmische Hintergrundstrahlung? Die berühmte Hintergrundstrahlung entstand durch abkühlendes Gas im frühen Universum und dringt durch den Großteil an Gas und Staub im Universum. Sie umgibt uns von allen Seiten.

Große Galaxienhaufen haben genug Gravitation, um sehr heißes Gas zu enthalten – dieses Gas ist heiß genug, um Mikrowellenphotonen in Licht mit deutlich mehr Energie hinaufzuverteilen und so ein Loch in CMB-Karten zu bilden. Dieser sogenannte Sunjajew-Seldowitsch-Effekt hilft seit Jahrzehnten, um neue Information über heißes Gas in Haufen zu bekommen, und man kann damit sogar Galaxienhaufen auf einfache und einheitliche Art und Weise zu entdecken. Hier ist das bisher detailreichste Bild des Sunjajew-Seldowitsch-Effekts: Mithilfe von ALMA wurde die Hintergrundstrahlung vermessen, und mit dem Weltraumteleskop Hubble wurden die Galaxien im massereichen Galaxienhaufen RX J1347.5-1145 abgebildet. Falschfarbenblau zeigt das Licht der Hintergrundstrahlung, und fast jedes gelbliche Objekt ist eine Galaxie. Die Form des SS-Lochs zeigt nicht nur, dass heißes Gas überall im Galaxienhaufen vorhanden ist, sondern auch, dass es überraschend ungleich verteilt ist.

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Ein Dreifachstern ist geboren

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Bildcredit und Bildrechte: Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF – Publikation: John Tobin (Univ. Oklahoma/Leiden) et al.

Beschreibung: Ein Dreifachsternsystem entsteht, es ist etwa 750 Lichtjahre entfernt in der Perseus-Molekülwolke in diese staubhaltige Geburtsscheibe eingehüllt. Die extreme Nahaufnahme wurde in Millimeter-Wellenlängen vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile abgebildet und zeigt zwei Protosterne, die ungefähr 61 AE voneinander entfernt sind. 1 AE ist die Entfernung Erde-Sonne. Ein dritter Protostern ist ungefähr 183 AE vom zentralen Protostern entfernt.

Das ALMA-Bild zeigt auch eine deutliche Spiralstruktur, was vermuten lässt, dass Instabilität und Fragmentierung zu den mehrfachen protostellaren Objekten in der Scheibe führten. Astronomen schätzen, dass das System, das als L1448 IRS3B katalogisiert ist, weniger als 150.000 Jahre alt ist. Das Sternbildungsszenario wurde in einer frühen Phase fotografiert und ist wahrscheinlich nicht ungewöhnlich, da fast die Hälfte aller sonnenähnlichen Sterne mindestens einen Begleiter hat.

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Einsteinring-Galaxie

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Bildcredit: Y. Hezaveh (Stanford) et al., ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), NASA/ESA Hubble Space Telescope

Beschreibung: Kann sich eine Galaxie hinter einer anderen verstecken? Nicht im Fall von SDP.81. Die Vordergrundgalaxie, die mit dem Weltraumteleskop Hubble fotografiert wurde und blau dargestellt ist, verhält sich wie eine riesige Gravitationslinse, die das Licht einer Hintergrundgalaxie um sich herum krümmt und sie somit sichtbar macht. Die Hintergrundgalaxie ist rot dargestellt und wurde in Radiowellenlängen vom Atacama Large Millimeter Array (ALMA) abgebildet. Die Ausrichtung ist so präzise, dass das Bild der fernen Galaxie zu einer Art Teilring – ein als Einsteinring bekanntes Gebilde – um die Vordergrundgalaxie gekrümmt ist. Genaue Analysen der Verzerrung durch die Gravitationslinse lassen vermuten, dass eine kleine, dunkle Begleitgalaxie zur Ablenkung beiträgt – ein weiteres Anzeichen, dass viele Begleitgalaxien ziemlich schwach und von Dunkler Materie dominiert sind. Die kleine Galaxie ist links als kleiner weißer Punkt abgebildet. Dieser Einsteinring ist zwar nur wenige Bogensekunden groß, misst aber in Wirklichkeit Zigtausende Lichtjahre.

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Die protoplanetare Scheibe um HL Tauri von ALMA

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Bildcredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NSF

Beschreibung: Warum hat diese gewaltige Scheibe Lücken? Die aufregende mögliche Antwort lautet: Planeten. Ein Rätsel ist, wie Planeten, die massereich genug sind, um diese Lücken zu bilden, so rasch entstanden sein können, da das Sternsystem HL Tauri nur etwa eine Million Jahre alt ist. Das Bild, auf dem die Lücken entdeckt wurden, wurde mit den Teleskopen des neuen Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chile erstellt. ALMA bildete die nur etwa 1500 Lichtminuten große protoplanetare Scheibe beispiellos detailreich ab und löst sogar nur 40 Lichtminuten große Strukturen auf. Das energiearme Licht, das ALMA beobachtet, konnte auch durch einen dazwischenliegenden Nebel aus Gas und Staub spähen. Das HL-Tauri-System ist ungefähr 450 Lichtjahre von der Erde entfernt. Untersuchungen von HL Tauri werden wahrscheinlich einen Einblick in die Entstehung und Entwicklung unseres eigenen Sonnensystems gewähren.

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ALMA-Milchstraße

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Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Las Campanas Observatory, Carnegie Institution)

Beschreibung: Diese faszinierende Ganzhimmelslandschaft wurde 5100 Meter über Seehöhe auf der Chajnantor-Hochebene in den chilenischen Anden fotografiert. Die prächtige Milchstraße ist durch die dünne Atmosphäre des Beobachtungsortes zu sehen – der Luftdruck beträgt etwa 50% des Drucks auf Meeresniveau – und verläuft durch die Szenerie. Zu ihren kosmischen Furchen aus Staub, Sternen und Nebeln gesellt sich Venus, ein gleißender Morgenstern, eingetaucht in das starke Band des Zodiakallichtes in der Morgendämmerung. Sogar in dieser großen Höhe ist der Nachthimmel noch nicht komplett dunkel. Der grünliche Schimmer entsteht durch Nachthimmellicht – Emissionen von Sauerstoffatomen. Um den Horizont herum sind Antennenschüsseln verteilt – Einheiten des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ALMA, welches das Universum in Wellenlängen erforscht, die mehr als 1000 Mal länger sind als sichtbares Licht.

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ALMA-Teleskopanordnung in Zeitraffer


Videocredit: ESO, José Francisco Salgado, NRAO; Musik: Flying Free (Jingle Punks)

Beschreibung: Es ist das größte und komplexeste erdgebundene Astronomieprojekt aller Zeiten – was sieht es heute Nacht? Das Projekt Atacama Large Millimeter Array (ALMA) besteht aus 66 Schüsseln, von denen viele die Größe eines kleinen Hauses haben, und die sich in der Atacamawüste im Norden Chiles in großer Höhe befinden. Zusammen beobachtet ALMA den Himmel in hochfrequentem Radiolicht – einem Frequenzbereich, der wegen beträchtlicher Absorption durch feuchte Luft normalerweise nur für lokale Kommunikation verwendet wird. Die dünne Atmosphäre und die geringe Luftfeuchtigkeit über ALMA machen es jedoch möglich, auf neue und einzigartige Weise tief in unser Universum zu blicken. Das erlaubt zum Beispiel die Sondierung des frühen Universums nach Chemikalien, die an Sternbildung beteiligt waren, oder die Suche in lokalen Sternsystemen nach Anzeichen von Scheiben, in denen Planeten entstehen. Das obige Zeitraffervideo zeigt den Kurs von vier ALMA-Antennen im Laufe einer Nacht. Der Mond geht im Video früh unter, während sich drei Schüsseln gemeinsam ausrichten. Hintergrundsterne rotieren unaufhörlich nach oben, das Zentralband unserer Milchstraße dreht sich und tritt schließlich rechts ab, während in der Mitte die Kleine und Große Magellansche Wolke – Begleitgalaxien unserer Milchstraße – am Horizont aufgehen. Scheinwerfer von Autos beleuchten die Schüsseln für kurze Augenblicke, während oben gelegentlich ein die Erde umkreisender Satellit vorbeizieht. Das Tageslicht beendet das Video, nicht aber die ALMA-Beobachtungen, die üblicherweise Tag und Nacht durchgeführt werden.

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Nacht im Eiswald der Anden

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Bildcredit und Bildcredit: Babak Tafreshi (TWAN)

Beschreibung: Dieser Wald aus Büßerschnee und -eis reflektiert das Mondlicht, das auf die Chajnantor-Hochebene scheint. Die Region liegt in den chilenischen Anden auf einer Höhe von 5000 Metern, in der Nähe des größten astronomischen Observatoriums der Erde, dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

Die bis zu mehrere Meter hohen, abgeflachten, scharfkantigen Formen sowie die Ausrichtungen des Büßereises neigen dazu, mittags die Schatten zu minimieren. In der trockenen, kalten, dünnen Atmosphäre ist die vom Sonnenlicht ausgelöste Sublimierung wichtig für ihre Entstehung.

Sublimierung, der direkte Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand, formt auch andere Geländearten im Sonnensystem, etwa die eisigen Oberflächen von Kometen und die Eiskappen des Mars.

Über der traumhaften Landschaft breitet sich der Nachthimmel des Südens aus. Betrachten Sie die Sternbilder Pegasus, Andromeda und Perseus am linken Rand des Panoramas, deren Formen in der der Mythologie verwurzelt sind. Die hellen, farbenprächtigen Sterne Orions, des Jägers, stehen nahe der Mitte, und ganz rechts die Große Magellansche Wolke und der Himmelssüdpol.

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