Die Sternenströme von NGC 5907

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Bildcredit und Bildrechte: R Jay Gabany (Blackbird Observatory) – Kollaboration; D.Martinez-Delgado (IAC, MPIA), J.Penarrubia (U.Victoria) I. Trujillo (IAC) S.Majewski (U.Virginia), M.Pohlen (Cardiff)

Beschreibung: Um die Galaxie NGC 5907 verlaufen große Gezeitenströme aus Sternen. Die bogenförmigen Strukturen bilden zarte Schleifen, diese reichen mehr als 150.000 Lichtjahre über die schmale, von der Kante sichtbaren Spirale hinaus, die auch als der Splitter oder Messerschneidengalaxie bekannt ist.

Die Ströme, die auf sehr lang belichteten Aufnahmen dokumentiert wurden, stellen wahrscheinlich die geisterhaften Spuren einer Zwerggalaxie dar – es sind Trümmer einer kleineren Begleitgalaxie, die entlang ihrer Bahn verstreut wurden, nachdem sie allmählich auseinandergerissen wurde und vor mehr als vier Milliarden Jahren mit NGC 5907 verschmolz.

Dieses bemerkenswerte Entdeckungsbild, das mit einem kleinen robotischen Observatorium in New Mexico aufgenommen wurde, stützt schlussendlich das kosmologische Szenario, bei dem große Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße durch Einlagerung kleinerer Galaxien entstanden sind. NGC 5907 liegt etwa 40 Millionen Lichtjahre entfernt im nördlichen Sternbild Drache.

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NGC 3717: Eine fast von der Seite sichtbare Spiralgalaxie

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Bildcredit: ESA/Hubble und NASA, Bearbeitung: D. Rosario

Beschreibung: Manche Spiralgalaxien sind fast von der Seite zu sehen. Die meisten hellen Sterne in Spiralgalaxien wirbeln in einer Scheibe um das Zentrum. Von der Seite gesehen kann so eine Scheibe ziemlich dünn wirken. Manche Spiralgalaxien sehen sogar noch dünner aus als NGC 3717, die man eigentlich nur ein bisschen geneigt sieht.

Spiralgalaxien bilden Scheiben, weil das ursprüngliche Gas mit sich selbst kollidierte und abkühlte, als es nach innen fiel. Vielleicht kreisen Planeten aus ähnlichen Gründen in Ebenen. Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt eine helle zentrale Wölbung, die aus älteren Sternen besteht, sie liegt hinter Fasern aus rotierendem dunkelbraunem Staub. NGC 3717 ist ungefähr 100.000 Lichtjahre groß und liegt etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Wasserschlange (Hydra).

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M101 im 21. Jahrhundert

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Bildcredit: NASA, ESA, CXC, JPLCaltech, STScI

Beschreibung: Die große, schöne Spiralgalaxie M101 ist einer der letzten Einträge in Charles Messiers berühmtem Katalog, aber sicherlich nicht einer der geringsten. Diese Galaxie ist gewaltig – sie misst etwa 170.000 Lichtjahre und ist somit fast doppelt so groß wie unserer Milchstraße. M101 war auch einer der ursprünglichen Spiralnebel, die mit Lord Rosses großem Teleskop des 19. Jahrhunderts beobachtet wurden, dem Leviathan von Parsonstown.

Im Gegensatz dazu ist diese Ansicht des großen Inseluniversums in mehreren Wellenlängen ein Komposit aus Bildern, die im 21. Jahrhundert mit Teleskopen im Weltraum aufgenommen wurden. Das Bild ist von Röntgen bis Infrarot- Wellenlängen (hohe bis niedrige Energien) farbcodiert. Die Bilddaten stammen vom Chandra-Röntgenteleskop (violett), dem Galaxy Evolution Explorer (blau), dem Weltraumteleskop Hubble (gelb) und dem Weltraumteleskop Spitzer (rot).

Die Röntgendaten zeigen Orte in M101, an denen sich viele Millionen Grad heißes Gas um explodierte Sterne sowie Doppelsysteme mit Neutronensternen oder Schwarzen Löchern befindet. Die Daten mit niedriger Energie zeigen Sterne und Staub, welche die prächtigen Spiralarme von M101 bilden. M101 ist auch als Feuerradgalaxie bekannt. Sie liegt innerhalb der Grenzen des nördlichen Sternbildes Ursa Major, etwa 25 Millionen Lichtjahre entfernt.

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Extrem schnell rotierende Spiralgalaxien

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Bildcredit: obere Reihe: NASA, ESA, Hubble, P. Ogle und J. DePasquale (STScI); untere Reihe: SDSS, P. Ogle und J. DePasquale (STScI)

Beschreibung: Warum rotieren diese Galaxien so schnell? Wenn Sie die Masse jeder Spirale danach einschätzen, wie viel Licht sie abstrahlt, müssten sie durch ihre schnelle Rotation auseinanderbrechen.

Die führende Vermutung, warum diese Galaxien nicht auseinanderbrechen, ist Dunkle Materie – Masse, die so dunkel ist, dass wir sie nicht sehen können. Diese Galaxien übertreffen mit ihrer Rotationsgeschwindigkeit sogar die Zerfallsgrenze – sie sind die am schnellsten rotierenden Scheibengalaxien, die wir kennen. Daher wird weiters vermutet, dass ihre Höfe aus Dunkler Materie so massereich sind – und ihre Rotation so schnell -, dass in diesen Galaxien weniger leicht Sterne entstehen als in gewöhnlichen Spiralen. Falls dem so ist, könnten diese Galaxien zu den massereichsten Spiralgalaxien gehören, die überhaupt möglich sind.

Überraschende Superspiralen wie diese werden weiterhin erforscht, wahrscheinlich auch durch Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA, dessen Start für 2021 geplant ist.

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Das Grinsen der Schwerkraft

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Bildcredit: Röntgen – NASA / CXC / J. Irwin et al.; Optisch – NASA/STScI

Beschreibung: Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, die vor 100 Jahren veröffentlicht wurde, sagte das Phänomen des Gravitationslinseneffektes voraus. Dieser Effekt verleiht diesen fernen Galaxien eine so launige Erscheinung, wenn man sie im Spiegel von Röntgen- und optischen Bilddaten der Weltraumteleskope Chandra und Hubble betrachtet.

Die Galaxiengruppe trägt den Spitznamen Grinsekatze. Ihre beiden elliptischen Galaxien werden von angedeuteten Bögen eingerahmt. Diese Bögen sind optische Bilder ferner Hintergrundgalaxien. Sie wurden von der Gesamtverteilung der Gravitationsmasse der Gruppe im Vordergrund gebrochen. Diese Gravitationsmasse besteht vorwiegend aus Dunkler Materie.

Die beiden großen elliptischen „Augen“-Galaxien sind die hellsten Mitglieder ihrer Galaxiengruppe, sie sind dabei zu verschmelzen. Ihre relative Kollisionsgeschwindigkeit von fast 1350 Kilometern pro Sekunde erhitzt Gas auf Millionen Grad. Dabei entsteht das Leuchten im Röntgenspektralbereich, das in violetten Farbtönen abgebildet ist.

Sind Sie neugierig auf die Verschmelzung von Galaxiengruppen? Die Grinsekatzengruppe lächelt etwa 4,6 Milliarden Lichtjahre entfernt im Sternbild Großer Bär (Ursa Major).

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Nachthimmelreflexion vom größten Spiegel der Welt

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Bildcredit und Bildrechte: Jheison Huerta

Beschreibung: Was reflektiert dieser größte Spiegel der Welt? Sterne, Galaxien und einen Planeten. Viele dieser Sterne sind in den prächtigen Bogen gefasst, der durch das Bild läuft. Dieser Bogen ist die zentrale Ebene unserer Heimatgalaxis, der Milchstraße. Unter dem Bogen befindet sich eine weitere Galaxie, die benachbarte Große Magellanische Wolke (GMW). Zu den sichtbaren Einzelsternen gehören Antares ganz links und Sirius ganz rechts. Der Planet Jupiter leuchtet hell unter Antares.

Dieses Bild entstand aus 15 hochformatigen Bildern, die in der Salzebene Salar de Uyuni in Bolivien hintereinander in einem Zeitraum von 10 Minuten fotografiert wurden. Die Salar de Uyuni ist die größte Salzebene der Erde – sie ist so riesig und so außerordentlich flach, dass sie nach einem Regen der größte Spiegel der Welt werden kann, mit einem Durchmesser von 130 Kilometern. Dieser weitläufige Spiegel wurde Anfang April fotografiert und spiegelt alle oben erwähnten Galaxien, Sterne und den Planeten.

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NGC 7714: Sternbildungsausbruch nach Galaxienkollisionen

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Beschreibung: Springt diese Galaxie durch einen riesigen Sternenring? Vermutlich nicht. Die genaue Dynamik hinter diesem Bild ist zwar noch nicht klar, was wir jedoch wissen, ist, dass diese Galaxie – NGC 7714 – bei einer aktuellen Kollision mit einer benachbarten Galaxie gestreckt und verzerrt wurde. Dieser kleinere Nachbar – NGC 7715 – liegt links außerhalb dieses Bildes und dürfte direkt durch NGC 7714 gestürmt sein.

Beobachtungen lassen vermuten, dass der hier abgebildete goldene Ring aus Millionen älteren sonnenähnlichen Sternen besteht, die sich wahrscheinlich im Einklang mit den inneren blauen Sternen bewegen. Im hellen Zentrum von NGC 7714 hingegen findet anscheinend ein Ausbruch an neuer Sternbildung statt.

Dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble fotografiert. NGC 7714 liegt etwa 130 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild der beiden Fische (Pisces). Die Wechselwirkungen zwischen diesen Galaxien begannen wahrscheinlich vor 150 Millionen Jahren und sollten noch mehrere Hundert Millionen Jahre andauern, danach könnte eine einzige zentrale Galaxie entstehen.

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Die Wasserstoffwolken von M33

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Bildcredit: Subaru-Teleskop (NAOJ), Weltraumteleskop Hubble; Bildbearbeitung: Robert Gendler; zusätzliche Daten: BYU, Robert Gendler, Johannes Schedler, Adam Block; Bildrechte: Robert Gendler, Subaru-Teleskop, NAOJ

Beschreibung: Die prächtige Spiralgalaxie M33 besitzt anscheinend mehr als ihren gerechten Anteil an leuchtendem Wasserstoff. M33 ist auch als die Dreiecksgalaxie bekannt und ein markantes Mitglied der Lokalen Gruppe. Sie ist ungefähr drei Millionen Lichtjahre von uns entfernt.

Auf diesem prachtvollen Mosaik aus 25 Teleskopbildern sind die inneren 30.000 Lichtjahre der Galaxie dargestellt. Dieses Porträt von M33 entstand aus Bilddaten von Teleskopen im Weltraum und auf der Erde. Es zeigt die rötlichen ionisierten Wasserstoffwolken der Galaxie – so genannte HII-Gebiete. Die riesigen HII-Regionen von M33 sind entlang der losen Spiralarme verteilt, die sich zum Kern winden. Sie gehören zu den größten Sternbildungsgebieten, die wir kennen – Orte, an denen kurzlebige, aber sehr massereiche Sterne entstehen. Die intensive Ultraviolettstrahlung der leuchtstarken massereichen Sterne ionisiert den umgebenden Wasserstoff und erzeugt so das charakteristische rote Leuchten.

Um dieses Bild zu verbessern, wurde mit Breitbanddaten eine Farbansicht der Galaxie erstellt und mit Schmalbanddaten kombiniert, welche durch einen H-alpha-Filter aufgenommen wurden. Dieser Filter ist durchlässig für das Licht der stärksten sichtbaren Wasserstoffemissionsline.

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M31: Die Andromeda-Galaxie

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Bildcredit und Bildrechte: Amir H. Abolfath (TWAN)

Beschreibung: Wie weit sehen Sie? Das fernste Objekt, das man leicht mit bloßem Auge erkennen kann, ist M31, die große, mehr als zwei Millionen Lichtjahre entfernte Andromedagalaxie. Ohne Teleskop erscheint sogar diese gewaltige Spiralgalaxie als unscheinbare, blasse nebelige Wolke im Sternbild Andromeda. Doch auf diesem faszinierenden, sechs Stunden belichteten Digitalmosaik aus Teleskopaufnahmen unserer nächsten großen galaktischen Nachbarin sind ein heller, gelblicher Kern, dunkle gewundene Staubbahnen, leuchtend blaue Spiralarme und helle rote Emissionsnebel zu sehen.

Heute sind sogar Gelegenheits-Himmelsbeobachter* beeindruckt von dem Wissen, dass es viele ferne Galaxien wie M31 gibt. Doch dieses grundlegende Konzept wurde von Astronomen erst vor 100 Jahren ernsthaft diskutiert. Waren diese „Spiralnebel“ einfach abgelegene Gaswolken in unserer Milchstraße, oder waren es „Inseluniversen“ – ferne Galaxien aus Sternen, vergleichbar mit der Milchstraße selbst? Diese Frage stand im Zentrum der berühmten Shapley-Curtis-Debatte von 1920, die später durch Beobachtungen dahingehend gelöst wurde, dass Andromeda eine Galaxie wie unsere Milchstraße ist – ein Fazit, das den Rest des Universums viel gewaltiger machte, als viele sich je hätten vorstellen können.

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Magellans große Wolke

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Bildcredit und Bildrechte: Alessandro Cipolat Bares

Beschreibung: Der portugiesische Seefahrer Ferdinand Magellan und seine Besatzung hatten im 16. Jahrhundert bei der ersten Umsegelung des Planeten Erde viel Zeit, um den südlichen Himmel zu erforschen. Daher sind zwei verschwommene wolkenähnliche Objekte, die für Himmelsbeobachterinnen auf der Südhalbkugel leicht sichtbar sind, als die Magellans Wolken bekannt. Heute versteht man diese als Begleitgalaxien der viel größeren spiralförmigen Milchstraßengalaxie.

Auf diesem äußerst detailreichen, farbenprächtigen Bild ist die Große Magellansche Wolke (GMW) zu sehen. Sie liegt ungefähr 160.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwertfisch. Mit einem Durchmesser von ungefähr 15.000 Lichtjahren ist sie die massereichste unter den Begleitgalaxien der Milchstraße und war Schauplatz der nächstliegenden Supernova der Neuzeit: SN 1987A. Der auffällige Fleck unter der Mitte ist 30 Doradus, auch bekannt als der prächtige Tarantelnebel, eine riesige, etwa 1000 Lichtjahre große Sternbildungsregion.

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Nahaufnahme von Messier 61

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, ESO, Amateurdaten; Bearbeitung und Bildrechte: Robert Gendler und Roberto Colombari

Beschreibung: Bilddaten des Weltraumteleskops Hubble, der Europäischen Südsternwarte und kleiner Teleskope auf dem Planeten Erde wurden zu diesem prächtigen Porträt der von oben sichtbaren Spiralgalaxie Messier 61 (M61) kombiniert.

M61 liegt ungefähr 55 Millionen Lichtjahre entfernt im Virgo-Galaxienhaufen und ist auch als NGC 4303 bekannt. Man hält sie für ein Beispiel einer Balkenspiralgalaxie, ähnlich wie unsere Milchstraße. Wie viele Spiralgalaxien besitzt M61 ausladende Spiralarme, kosmische Staubbahnen, rötliche Sternbildungsregionen und junge blaue Sternhaufen. Der helle galaktische Kern ist auf dieser 50.000 Lichtjahre großen Nahaufnahme nach links versetzt.

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