Die Radioquelle Treble Clef ist in Röntgen ungewöhnlich heiß

Die blaue Wolke im Hintergrund leuchtet in Röntgenstrahlen. Darin zeichnet sich eine rot leuchtende Form ab, die in Radiowellenlängen abgebildet wurde. Ihre Form erinnert an einen Notenschlüssel oder einen Drachen.
Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/INAF-IRA/A. Botteon et al.; Infrarot: UKIDSS–GPS ; Radio: ASTRON–LOFAR; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Was ist Treble Clef? Es ist eine ungewöhnliche Radioquelle, und sie ist größer als zwei Millionen Lichtjahre! Ihre Form erinnert an ein Symbol aus der Musik. Leider verschluckt unsere Milchstraße das sichtbare Licht dieses Objekts, das auch als VLSS J0328.9+5755 bekannt ist. Als man Treble Clef im Jahr 2004 genauer unter die Lupe nahm, wusste man nichts über seine Natur.

Erst kürzlich beobachteten die Röntgenteleskope Chandra und eRosita die Wolke vom Weltraum aus. Dabei fand man Hinweise, dass ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie die geladenen Teilchen ausstieß. Die Radiostrahlung war bereits verblasst, als anscheinend bei der Kollision zweier Galaxienhaufen eine Stoßwelle entstand. Diese Welle regte das Leuchten der Teilchen erneut an. Das Bild ist ein Komposit aus Aufnahmen in Radiowellenlängen (rot) und Röntgenstrahlung (blau).

Dieses Video zeigt die Erkenntnisse zu Treble Clef (englisch). Ungewöhnliche Objekte wie Treble Clef bieten uns unerwartete Hinweise, wie Galaxienhaufen miteinander in Wechselwirkung treten. Sie zeigen aber auch, wie sich das Universum allgemein entwickelt.

Zur Originalseite

Simulation TNG50: Ein Galaxienhaufen entsteht

Videocredit: IllustrisTNG Project; Visualisierung: Dylan Nelson (Max Planck Institute for Astrophysics) et al.; Music: Symphony No. 5 (Ludwig van Beethoven), via YouTube-Audio-Bibliothek

Wie entstehen Haufen aus Galaxien? Das Universum bewegt sich zu langsam, um das zu beobachten. Also erstellte man mit Computern schnellere Simulationen. Ein bekanntes Projekt ist TNG50 von IllustrisTNG. Es ist eine verbesserte Version der bekannten Illustris-Simulation.

Der erste Teil des Videos folgt der Spur von kosmischem Gas, es ist großteils Wasserstoff, während es sich zu Galaxien und Galaxienhaufen entwickelt. Die Simulation beginnt beim frühen Universum und läuft bis heute. Helle Farben markieren schnelleres Gas. Während sich das Universum entwickelt, fällt Gas in Gravitationssenken. Wir sehen, wie Galaxien entstehen. Diese Galaxien drehen sich, stoßen zusammen und verschmelzen. Und die ganze Zeit entstehen Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien. Sie stoßen das umgebende Gas mit hoher Geschwindigkeit aus.

Die zweite Hälfte des Videos folgt den Sternen. Wir sehen, wie sich ein Galaxienhaufen formiert. Sternströme begleiten diesen Prozess. Der Ausfluss aus Schwarzen Löchern ist in der Simulation TNG50 überraschend komplex. Am Ende folgt ein Vergleich der Details mit unserem realen Universum.

Wir untersuchen immer noch, wie Gas im frühen Universum verschmolzen ist. So verstehen wir besser, wie unsere Erde, die Sonne und das Sonnensystem einst entstanden sind.

Portal ins Universum: APOD-Zufallsgenerator

Zur Originalseite

Der Hydra-Galaxienhaufen

Links unten und rechts oben strahlen zwei helle Sterne mit Zacken. Dahinter sind viele Galaxien verteilt, etliche davon sind sehr klein.
Bildcredit und Bildrechte: Rafael Sampaio

Zwei Sterne in der Milchstraße leuchten auf diesem kosmischen Schnappschuss. Es sind helle Lichter mit Zacken, die wie Wächter wirken. Hinter den Sternen tummeln sich Galaxien, sie gehören zum Hydra-Galaxienhaufen. Die Sterne sind nur wenige Hundert Lichtjahre von uns entfernt. Dagegen beträgt die Distanz zu den Galaxien über 100 Millionen Lichtjahre!

Drei große Galaxien prägen den Zentralbereich: die beiden gelben elliptischen Galaxien NGC 3311 und NGC 3309 sowie die blaue Spiralgalaxie NGC 3312. Jede dieser Galaxien misst etwa 150.000 Lichtjahre. Links über NGC 3312 sind zwei Galaxien, die einander überlappen. Sie sind als NGC 3314 katalogisiert.

Der Hydra-Galaxienhaufen hat auch den Namen Abell 1060. Er ist einer der drei größten Galaxienhaufen in der Umgebung von 200 Millionen Lichtjahren. Im nahen Universum bindet die Gravitation große Galaxienhaufen aneinander. Die Haufen gehören zu noch größeren Strukturen. Man nennt sie Superhaufen. Selbst diese gewaltigen Strukturen sind anscheinend über noch größere Distanzen gebunden.

Zur Originalseite

Die Sombrerogalaxie Messier 104

Die Galaxie M104 schwebt hier mitten im Bild. Sie ist von einem breiten Staubring umgeben, daher erinnert ihr Aussehen an einen Sombrero.
Bildcredit: CTIO, NOIRLab, DOE, NSF, AURA; Bildbearbeitung: T. A. Rector (U. Alaska Anchorage), D. de Martin (NOIRLab / NSF) und M. Zamani (NSF, NOIRLab)

Die prachtvolle Spiralgalaxie Messier 104 ist berühmt für ihren breiten Ring aus dunklem Staub, den wir beinahe von der Kante her sehen. Die Silhouette der Staubscheibe zeichnet sich vor dem ausgedehnten Zentralbereich aus Sternen ab. Die Galaxie ähnelt dadurch einem Hut mit einer breiten Krempe. So ist auch ihr beliebter Spitzname zu erklären: Sombrerogalaxie.

Die Galaxie wird auch NGC 4594 genannt und wird in allen Farben des Spektrums beobachtet. Außerdem enthält sie ein extrem massereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum. Sie ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und 28 Millionen Lichtjahre von uns entfernt.

M104 ist eine der größten Galaxien am südlichen Rand des Virgo-Galaxienhaufens. Doch die Sterne liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße. Die Nahaufnahme der altbekannten Galaxie entstand mit der Dark Energy Camera (DECam) am Blanco-Teleskop. Dieses hat eine Öffnungsweite von 4 m und gehört zum Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO).

Zur Originalseite

Kollision von Galaxienhaufen

Vor dem dunklen Hintergrund schimmern Galaxien als verschwommene weiße Punkte. Eine leuchtend blaue Spirale breitet sich von der Mitte her aus.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/C. Watson et al.; Optisch: PanSTARRS; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk und P. Edmonds; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Diese prächtige Spiralstruktur leuchtet im Röntgenlicht. Sie ist ungefähr 20-mal so groß wie unsere Galaxie. Die Struktur ist Teil des Galaxienhaufens Abell 2029 und befindet sich in einer Entfernung von einer Milliarde Lichtjahren.

Galaxienhaufen sind die größten Strukturen im Universum, die durch Gravitation gebunden sind. So besteht auch Abell 2029 aus Tausenden von Galaxien. Sie sind in eine große Wolke aus heißem Gas eingebettet – sowie Dunkler Materie, die eine Masse von insgesamt mehreren Billionen Sonnenmassen hat. Sie ist für die meiste Masse verantwortlich. (Übrigens: Die Galaxien sieht man, wenn man den Mauszeiger über das Bild schiebt oder diesem Link folgt!)

Die hell leuchtende Spirale im Bild ist das heiße Gas im Galaxienhaufen. Es besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Seine Temperatur beträgt mehrere Millionen Grad Celsius. Diese Struktur wurde kürzlich untersucht. Dazu wertete man Röntgen-Daten des NASA-Teleskops Chandra aus. Es zeigte sich, dass Abell 2029 vor etwa 4 Milliarden Jahren mit einem kleinen Galaxienhaufen kollidierte. Diese Kollision beeinflusste das Schwerefeld, sodass sich das Gas im Haufen hin und her bewegte. So entstand die spiralförmige Struktur.

Zur Originalseite

Markarjans Kette

Eine Kette aus Galaxien verläuft diagonal durchs Bild - von rechts unten nach links oben. Sie wird Markarjans Kette genannt, zu der auch Markarjans Augen gehört.
Bildcredit und Bildrechte: Chuck Ayoub

Diese Teleskopansicht zeigt eine Kette von Galaxien, die nahe beim Zentrum des Virgo-Galaxienhaufens verläuft. Man nennt sie Markarjans Kette. Sie beginnt bei den markanten linsenförmigen Galaxien M84 (im Bild unten) und M86 (rechts unten). Von dort lässt sich der sanfte Bogen der Kette nach links oben verfolgen. Mitten im Bild befinden sich die beiden Galaxien NGC 4438 und NGC 4435, die miteinander wechselwirken. Man nennt sie auch Markarjans Augen.

Die Entfernung zum Virgo-Haufen wird auf 50 Millionen Lichtjahre geschätzten. Damit ist er der am nächsten gelegene Galaxienhaufen. Er enthält bis zu etwa 2000 Galaxien und übt einen spürbaren gravitativen Einfluss auf unsere Lokale Galaxiengruppe aus.

Mindestens sieben Galaxien in Markarjans Kette bewegen sich anscheinend gemeinsam durch den Virgo-Haufen. Andere Mitglieder sind womöglich nur zufällig Teil der Kette.

Zur Originalseite

NGC 1275 im Perseus-Galaxienhaufen

Viele elliptische Galaxien füllen das Bild, nur einige wenige haben eine Spiralstruktur. In der Mitte ist eine besonders auffällige Galaxie, weil rote und blaue Fäden von ihr ausgehen. Es ist die aktive Galaxie NGC 1275 im Perseus-Galaxienhaufen.

Bildcredit und Bildrechte: Michal Wierzbinski, Hellas-Sky

Die aktive Galaxie NGC 1275 ist das zentrale große Mitglied im großen Perseus-Galaxienhaufen, der relativ nahe ist. Schon im sichtbaren Licht erscheint sie fast „wild“. Die aktive Galaxie ist eine gewaltige Quelle für Röntgenstrahlung und Radiowellen. NGC 1275 sammelt Materie an, indem ganze Galaxien in sie hineinfallen. Sie speisen am Ende ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie.

Dieses scharfe Teleskopbild entstand aus Schmalband-Bilddaten. Sie betonen die galaktischen Trümmer und Filamente aus leuchtendem Gas, die bei dem Tumult entstehen. Einige davon sind bis zu 20.000 Lichtjahre lang. Die Filamente in NGC 1275 bleiben bestehen, obwohl die heftigen galaktischen Kollisionen sie eigentlich zerstören müssten.

Was hält diese Filamente zusammen? Die Aktivität des Schwarzen Lochs drückt die Strukturen vom dem Zentrum der Galaxie nach außen. Es gibt Hinweise aus Beobachtungen, dass Magnetfelder diese Strukturen stabilisieren. NGC 1275 ist auch als Perseus A bekannt. Sie ist mehr als 100.000 Lichtjahre breit und etwa 230 Millionen Lichtjahre entfernt.

Zur Originalseite

Galaxien im Chemischen Ofen

Eine große Galaxie ist von schalenartigen Hüllen umgeben. Rechts neben ihrem Zentrum ist eine kleinere Galaxie mit Hüllen. Beide gehören zum Fornax-Galaxienhaufen. Im Bild sind einige weitere, kleinere Galaxien und ein paar Sterne mit Lichtkreuzen verteilt. Dazwischen sind viele kleine Sterne.

Bildcredit und Bildrechte: Simone Curzi und das ShaRA-Team

Die elliptische Galaxie NGC 1316 ist ein Beispiel für Gewalt in kosmischem Ausmaß. Sie ist etwa 75 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im südlichen Sternbild Chemischer Ofen (Fornax). Man untersuchte diese riesige Galaxie. Daher vermuten Forschende der Astronomie, dass sie mit ihrer kleineren Nachbarin NGC 1317 kollidiert. Diese liegt rechts neben der Mitte der großen Galaxie. Bei der Begegnung wurden Schleifen und Hüllen aus Sternen weit hinausgeschleudert. Das Licht, das bei ihrer nahen Begegnung abgestrahlt wurde, erreichte die Erde vor etwa 100 Millionen Jahren.

Das scharfe Teleskopbild zeigt die zentralen Bereiche von NGC 1316 und NGC 1317. Sie sind mehr als 100.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Komplexe Staubspuren in NGC 1316 zeigen, dass auch sie das Ergebnis der Verschmelzung von Galaxien in der fernen Vergangenheit ist.

Man kennt NGC 1316 auch als Fornax A. Sie liegt am Rand des Galaxienhaufens in Fornax. Dort ist sie ist eine der hellsten Galaxien, aber auch eine der stärksten und größten Radioquellen am ganzen Himmel. Ihre Radioemissionen reichen weit über dieses Sichtfeld, das 1 Grad breit ist, hinaus.

Zur Originalseite