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Die blutarme Spirale NGC 4921 von Hubble

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Kem Cook (LLNL) & Leo Shatz

Beschreibung: Wie weit ist die Spiralgalaxie NGC 4921 entfernt? Das zu wissen ist überraschend wichtig. Ihre Entfernung wird derzeit auf etwa 300 Millionen Lichtjahre geschätzt. Doch eine präzisere Entfernungsbestimmung, gepaart mit ihrer bekannten Fluchtgeschwindigkeit, könnte der Menschheit helfen, die Expansionsgeschwindigkeit des gesamten sichtbaren Universums besser zu kalibrieren.

Um dieses Ziel zu erreichen, fotografierte das Weltraumteleskop Hubble mehrere Bilder, um stellare Schlüssel-Entfernungsmarker zu finden, die als Cepheiden–Veränderliche bekannt sind. Da NGC 4921 zum Coma-Galaxienhaufen gehört, ermöglicht eine präzisere Bestimmung seiner Entfernung auch eine bessere Entfernungsangabe zu einem der größten nahen Haufen im lokalen Universum.

Die prächtige Spirale NGC 4921 wird – wegen ihrer niedrigen Rate an Sternbildung und ihrer geringen Oberflächenhelligkeit – informell als anämisch bezeichnet. Auf diesem Bild sieht man – von der Mitte aus – einen hellen Kern, einen hellen Zentralbalken, einen markanten Ring aus dunklem Staub, blaue Haufen aus kürzlich entstandenen Sternen, mehrere kleinere Begleitgalaxien sowie dahinter liegende Galaxien im fernen Universum und Sterne, die in unserer Galaxis liegen und in keinem Zusammenhang mit der Galaxie stehen.

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Virtueller Vorbeiflug an der Strudelgalaxie


Videocredit: F. Summers, J. DePasquale und D. Player (STScI); Musik: Into the Wormhole (Jingle Punks via Youtube)

Beschreibung: Wie sieht es aus, wenn man über eine Spiralgalaxie fliegt? Um das zu visualisieren, berechneten Astronominnen und Trickfilmspezialisten am Space Telescope Science Institute aus Daten und Bildern vom Weltraumteleskop Hubble einen virtuellen Vorbeiflug an der Strudelgalaxie (M51). Die Strudelgalaxie ist nur 25 Millionen Lichtjahre entfernt und insgesamt 50.000 Lichtjahre groß. Sie ist eine der hellsten und malerischsten Galaxien am Himmel.

Beim virtuellen Vorbeiflug sind Spiralarme sichtbar, die von jungen blauen Sternen, älteren helleren Sternen, dunklen Staubbahnen und hellen roten Emissionsnebeln markiert sind. Viele weit entfernte Galaxien sind direkt durch M51 sichtbar. Die Visualisierung ist als Zeitraffer gedacht, weil sonst die Geschwindigkeit der virtuellen Kamera sehr nahe an der Lichtgeschwindigkeit liegen müsste.

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Meteor verfehlt Galaxie

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Bildcredit: Aman Chokshi

Beschreibung: Die Galaxie war nie in Gefahr. Erstens ist die hier abgebildete Dreiecksgalaxie (M33) viel größer als der winzige Kieselstein am Kopf des Meteors. Zweitens ist die Galaxie viel weiter entfernt – in diesem Fall drei Millionen Lichtjahre – der Meteor nur etwa 0,0003 Lichtsekunden.

Die Meteorspur verlief schräg unterhalb der Galaxie. Außerdem blies der Wind hoch oben der Erdatmosphäre in der Winkelprojektion die leuchtende Bahn des Meteors aus verdampften Molekülen von der Galaxie weg. Dennoch freute sich der Astrofotograf sehr, Meteor und Galaxie gemeinsam auf einer einzigen Aufnahme zu erwischen – diese fügte er anschließend zu zwei anderen Bildern von M33 hinzu, um die Farben der Spiralgalaxie hervorzuheben. Der Meteor war in einer Sekunde verschwunden, doch die Galaxie wird noch Milliarden Jahre überdauern.

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Die Galaxie, der Strahl und das Schwarze Loch

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Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Event Horizon Telescope Collaboration

Beschreibung: Die helle elliptische Galaxie Messier 87 (M87) enthält das sehr massereiche Schwarze Loch auf dem historischen ersten Bild eines Schwarzen Lochs, das vom Event Horizon Telescope auf dem Planeten Erde aufgenommen wurde. M87 ist eine Riesin im etwa 55 Millionen Lichtjahre entfernten Virgo-Galaxienhaufen. Die große Galaxie wurde auf diesem Infrarotbild des Weltraumteleskops Spitzer in blauen Farbtönen gerendert.

M87 erscheint fast strukturlos und wolkenartig, doch das Spitzer-Bild zeigt Details der relativistischen Jets, die aus der Zentralregion der Galaxie schießen. Die Strahlen im Einschub rechts oben sind Tausende Lichtjahre lang. Der hellere Strahl rechts strömt in unsere Richtung und liegt in der Nähe unserer Sichtlinie. Gegenüber erzeugt ein unsichtbarer fortströmender Strahl eine Erschütterung, welche einen blassen Materiebogen beleuchtet.

Der Einschub rechts unten zeigt das historische Bild des Schwarzen Lochs, das sich im Zentrum der riesigen Galaxie und der relativistischen Strahlen befindet. Das sehr massereiche Schwarze Loch ist im Spitzer-Bild völlig unaufgelöst, es ist von einfallender Materie umgeben und liefert die gewaltige Energie, welche die relativistischen Strahlen aus dem Zentrum der aktiven Galaxie M87 treibt.

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Das Leo-Trio

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Bildcredit und Bildrechte: Markus Bauer

Beschreibung: Diese Gruppe ist im nördlichen Frühling beliebt. Die drei prächtigen, in diesem Sichtfeld versammelten Galaxien sind als Leo-Triplett bekannt. Sie sind ein Publikumserfolg beim Abbilden, selbst wenn man sie mit kleinen Teleskopen fotografiert. Einzeln werden sie als NGC 3628 (links), M66 (rechts unten) und M65 (oben) vorgestellt. Alle drei sind große Spiralgalaxien, doch sie sehen einander nicht besonders ähnlich, weil ihre galaktischen Scheiben in unterschiedlichen Winkeln zu unserer Sichtlinie geneigt sind.

NGC 3628 wird auch Hamburgergalaxie genannt, sie ist auf interessante Weise von der Kante zu sehen, ihre undurchsichtigen Staubbahnen schneiden durch ihre gebauschte galaktische Ebene. Die Scheiben von M66 und M65 sind ausreichend geneigt, um ihre Spiralstruktur zu zeigen. Gravitative Wechselwirkungen zwischen den Galaxien der Gruppe hinterließen verräterische Zeichen, unter anderem Gezeitenschweife und die gekrümmte, aufgeblähte Scheibe von NGC 3628 und die hinausgezogenen Spiralarme von M66.

Diese prächtige Ansicht der Region umfasst am Himmel beinahe zwei Grad (vier Vollmonde). Das Feld umfasst etwa eine Million Lichtjahre in der geschätzten Entfernung des Trios von 30 Millionen Lichtjahren. Die gezackten Vordergrundsterne liegen natürlich in unserer Milchstraße.

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Messier 81

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Bildcredit und Bildrechte: Paolo De Salvatore (Zenit Observatory)

Beschreibung: Eine der hellsten Galaxien am Himmel des Planeten Erde ist ähnlich groß wie unsere Milchstraße: die große, schöne Messier 81. Sie ist auch als NGC 3031 sowie nach ihrem Entdecker aus dem 18. Jahrhundert als Bodes Galaxie bekannt. Diese prächtige Spirale befindet sich im nördlichen Sternbild Großer Bär (Ursa Major).

Die detailreiche Teleskopansicht zeigt den hellen, gelblichen Kern von M81, blaue Spiralarme, rosarote Sternbildungsregionen und ausladende Bahnen aus kosmischem Staub. Manche Staubbahnen verlaufen sogar durch die galaktische Scheibe (links neben der Mitte), jedoch entgegengesetzt zu den anderen markanten Spiralstrukturen. Die fehlgeleiteten Staubbahnen sind vielleicht das bleibende Ergebnis einer nahen Begegnung von M81 mit ihrer kleineren Begleitgalaxie M82. Untersuchungen der veränderlichen Sterne in M81 lieferten eine der besten Entfernungsbestimmungen einer externen Galaxie – 11,8 Millionen Lichtjahre.

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M104: Die Sombrerogalaxie

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble Legacy Archive; Bearbeitung und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)

Beschreibung: Die augenfällige Spiralgalaxie M104 ist berühmt, weil sie fast von der Seite sichtbar ist und einen breiten Ring aus undurchsichtigen Staubbahnen besitzt. Die breite Schneise aus kosmischem Staub ist als Silhouette vor einer ausgedehnten zentralen Wölbung aus Sternen sichtbar und verleiht der Galaxie die Erscheinung eines breitkrempigen Hutes, was zu ihrem  bekannteren Namen führte: Sombrerogalaxie.

Aus Daten des Weltraumteleskops Hubble wurde diese scharfe Ansicht der bekannten Galaxie erstellt. Die Bearbeitung führte zu einer Darstellung in natürlichen Farben und zeigt auch Details, die meist im überbordenden Glanz der hellen Zentralwölbung von M104 verschwinden, wenn man sie mit kleineren Teleskopen von der Erde aus beobachtet.

Die Sombrerogalaxie ist auch als NGC 4594 bekannt und ist im ganzen Spektrum zu sehen. Sie enthält ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch. M104 ist ungefähr 50.000 Lichtjahre groß und 28 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist eine der größten Galaxien am südlichen Rand des Virgo-Galaxienhaufens.

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Arp 194: Verschmelzende Galaxiengruppe

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Warum entstehen an der Brücke zwischen diesen kollidierenden Galaxien Sterne? Wenn Galaxien zusammenstoßen, ist die Sternbildung normalerweise auf Galaxienscheiben oder Gezeitenschweife begrenzt. Doch in Arp 194 gibt es direkt in einer verbindenden Brücke helle Knoten aus jungen Sternen.

Dieses Bild von Arp 194 stammt von Hubble. Untersuchungen von Bildern und Daten dieses und anderer Bilder sowie Computersimulationen der Wechselwirkung lassen vermuten, dass die untere Galaxie in den letzten 100 Millionen Jahren die obere Galaxie durchdrang. Dieses Ereignis hinterließ einen Strom aus Gas, der nun zur unteren Galaxie fällt. Astronomen vermuten, dass in dieser Brücke Sterne entstehen, nachdem die Turbulenzen nach der stürmischen Kollision in jüngerer Zeit nachgelassen haben. In etwa einer Milliarde Jahren werden die Galaxien – auch eine kleinere Galaxie, die vor der oberen Galaxie liegt (sehen Sie sie?) – allesamt zu einer größeren Galaxie verschmelzen.

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Abell 370: Galaxienhaufen-Gravitationslinse

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)

Beschreibung: Was sind diese seltsamen Bögen? Beim Abbilden des Galaxienhaufens Abell 370 entdeckten Astronomen einen ungewöhnlichen Bogen. Die Natur des Bogens wurde nicht sofort erkannt, sondern erst, als bessere Bilder zeigten, dass der Bogen eine noch nie zuvor beobachtete Art astrophysikalisch verzerrter Abbildungen in Gravitationslinsen war, bei denen das Zentrum eines ganzen Galaxienhaufens die Linse ist.

Heute wissen wir, dass dieser Bogen – der hellste Bogen im Haufen – eigentlich aus zwei verzerrten Bildern einer ziemlich normalen Galaxie besteht, die zufällig weit entfernt dahinter liegt. Durch die Gravitation von Abell 370 wurde das Licht der Hintergrundgalaxien – und anderer Galaxien – verteilt, sodass es auf mehrfachen Lichtlaufwegen zum Beobachter gelangte – ähnlich wie wenn ein fernes Licht durch den Stiel eines Weinglases leuchtet.

Fast alle hier abgebildeten gelblichen Strukturen sind Galaxien im Haufen Abell 370. Ein scharfes Auge erkennt jedoch viele seltsame Bögen und verzerrte Bogenteile, die eigentlich die Bilder ferner normaler Galaxien sind, welche durch Gravitation gebrochen wurden. Untersuchungen von Abell 370 und seiner Bilder bieten Astronomen einen einzigartigen Blick auf die Verteilung normaler und Dunkler Materie in Galaxienhaufen und im Universum.

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M106: Eine Spiralgalaxie mit einem seltsamen Zentrum

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Bildcredit: NASA, ESO , NAOJ, Giovanni Paglioli; Montage und Bearbeitung: R. Colombari und R. Gendler

Beschreibung: Was passiert im Zentrum der Spiralgalaxie M106, einer wirbelnden Scheibe aus Sternen und Gas? Wie dieses Bild zeigt, wird die Erscheinung von M106 von blauen Spiralarmen und roten Staubbahnen um den Kern geprägt. Der Kern von M106 leuchtet in Radiowellenlängen und Röntgenlicht hell, während über die gesamte Länge der Galaxie Zwillingsstrahlen gefunden wurden.

Mit ihrem ungewöhnlichen zentralen Leuchten ist M106 eines der am nächsten gelegenen Beispiele einer Galaxie der Seyfertklasse, bei denen riesige Mengen an leuchtendem Gas vermutlich in ein zentrales massereiches Schwarzes Loch fallen. M106, die auch als NGC 4258 bezeichnet wird, ist relativ nahe – nur 23,5 Millionen Lichtjahre entfernt -, ihr Durchmesser beträgt 60.000 Lichtjahre, und sie ist mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) zu sehen.

Astrophysiker: Stöbern Sie in 1900+ Codes der Astrophysics Source Code Library

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Ein Blick auf M101

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Bildcredit und Bildrechte: Christoph Kaltseis, CEDIC 2019

Beschreibung: Die schöne große Spiralgalaxie M101 ist zwar einer der letzten Einträge in Charles Messiers berühmtem Katalog, aber sicher nicht einer der unwichtigsten. Mit ihrem Durchmesser von etwa 170.000 Lichtjahren ist diese Galaxie gewaltig, fast doppelt so groß wie unsere Milchstraße. M101 war außerdem einer der ursprünglichen Spiralnebel, die mit Lord Rosses großem Teleskop aus dem 19. Jahrhundert, dem Leviathan von Parsontown, beobachtet wurden.

M101 teilt dieses moderne Teleskopsichtfeld mit noch weiter entfernten Hintergrundgalaxien, Vordergrundsternen in der Milchstraße und einer begleitenden Zwerggalaxie NGC 5474 (rechts unten). Die Farben der Milchstraßensterne sind auch im Sternenlicht des großen Inseluniversums zu finden, dessen Kern vom Licht kühler gelblicher Sterne dominiert wird. Entlang ihrer ausladenden Spiralarme mischen sich die blauen Farben heißerer junger Sterne mit undurchsichtigen Staubbahnen und rötlichen Sternbildungsregionen.

M101 ist auch als Feuerradgalaxie bekannt, sie ist etwa 23 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt innerhalb der Grenzen des nördlichen Sternbildes Ursa Major. Ihr Begleiter NGC 5474 wurde wahrscheinlich durch frühere gravitative Wechselwirkungen mit der größeren M101 verzerrt.

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