Die lokale Leere im nahen Universum

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Bildcredit: R. Brent Tully (U. Hawaii) et al.

Beschreibung: Wie sieht unsere Region des Universums aus? Da Galaxien so weit über den Himmel verteilt sind, und weil unsere Milchstraße einen Teil des fernen Himmels abdeckt, war es schwierig, das zu beurteilen. Doch nun wurde eine neue Karte erstellt, die aus großräumigen Galaxienbewegungen ableitet, welche massereichen Objekte im nahen Universum gravitativen Einfluss ausüben müssen.

Diese Karte hat eine Seitenlänge von mehr als 600 Millionen Lichtjahren und zeigt, dass unsere Galaxis am Rand des Virgo-Galaxienhaufens liegt, der mit dem großen Attraktor verbunden ist – einer noch größeren Galaxiengruppierung. In der Nähe befinden sich auch der massereiche Koma-Haufen und der ausgedehnte Perseus-Fische-Superhaufen.

Andererseits befinden wir uns auch am Rand einer riesigen Region, die fast frei von Galaxien ist, und die als lokale Leere bekannt ist. Der abstoßende Schub der lokalen Leere, kombiniert mit dem gravitativen Zug zur erhöhten Galaxiendichte auf der anderen Seite des Himmels, erklärt einen Teil der rätselhaft hohen Geschwindigkeit unserer Galaxis vor dem kosmischen Mikrowellenhintergrund – aber nicht zur Gänze.

Wenn Sie das lokale Universum selbst – wie von Cosmicflows-3 beschrieben- erforschen möchten, können Sie diese interaktive 3D-Visualisierung vergrößern und drehen.

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Blick auf M106

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Bildcredit: Phil Keyser

Beschreibung: Die große, schöne und helle Spirale Messier 106 dominiert diese kosmische Aussicht. Das fast zwei Grad breite Teleskopsichtfeld blickt zum gut abgerichteten Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) nahe der Deichsel des Großen Wagens. M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie ist etwa 80.000 Lichtjahre groß und somit das größte Mitglied der Galaxiengruppe Canes II.

Ihre Entfernung beträgt 23,5 Millionen Lichtjahre. Für eine weit entfernte Galaxie ist die Entfernung zu M106 sehr gut bekannt, da sie direkt gemessen werden kann, indem man den außergewöhnlichen Maser – eine Mikrowellen-Laser-Strahlung – beobachtet. Die Maser-Emission ist sehr selten, aber natürlichen Ursprungs. Sie entsteht durch Wassermoleküle in Molekülwolken, die um ihren aktiven galaktischen Kern kreisen.

Eine andere markante Spiralgalaxie in der Szene ist fast von der Seite sichtbar, nämlich NGC 4217 rechts unter M106. Die Entfernung zu NGC 4217 ist viel weniger bekannt, sie wird auf etwa 60 Millionen Lichtjahre geschätzt.

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NGC 4676: Die mächtigen Mäuse

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Bildcredit und Bildrechte: Bruce Waddington

Beschreibung: Diese beiden mächtigen Galaxien zerreißen sich gegenseitig. Sie sind als „Die Mäuse“ bekannt, weil sie so lange Schweife haben. Jede der beiden großen Spiralgalaxien hat die andere bereits durchquert.

Ihre langen Schweife wurden eher durch starke Gezeiten als Kollisionen ihrer Einzelsterne herausgezogen. Weil die Entfernungen so groß sind, findet die kosmische Wechselwirkung in Zeitlupe statt – im Laufe Hunderter Millionen Jahre. Vielleicht kollidieren sie im Laufe der nächsten Milliarden wieder und wieder, bis sie zu einer einzigen Galaxie verschmelzen.

NGC 4676 liegt ungefähr 300 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices) und gehört wahrscheinlich zum Coma-Galaxienhaufen. Dieses weite Sichtfeld wird selten mit kleinen Teleskopen fotografiert, es zeigt die mehrere Hunderttausend Lichtjahre langen blassen Gezeitenschweife.

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Markarjansche Galaxienkette

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Bildcredit und Bildrechte: Sergio Kaminsky

Beschreibung: Im Zentrum des Virgo-Galaxienhaufens liegt eine markante Galaxienkette, die als Markarjansche Kette bekannt ist. Die Kette ist hier abgebildet, rechts wird sie von von zwei großen, aber strukturlosen linsenförmigen Galaxien markiert: M84 und M86. Links daneben steht ein markantes Paar miteinander wechselwirkender Galaxien, die als die Augen bekannt sind.

Ihr Aufenthaltsort, der Virgo-Galaxienhaufen, ist der nächstliegende Galaxienhaufen. Er enthält mehr als 2000 Galaxien und übt eine spürbare Gravitationskraft auf die Galaxien der Lokalen Gruppe aus, die unsere Milchstraße umgeben. Das Zentrum des Virgohaufens liegt ungefähr 70 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Jungfrau (Virgo). Mindestens sieben Galaxien in der Kette scheinen sich kohärent zu bewegen, andere hingegen liegen offenbar zufällig davor.

Hinweis: APOD ist jetzt auch auf Ukrainisch verfügbar

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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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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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Zwillingsgalaxien in Virgo

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Bildcredit und Bildrechte:  CHART32 Team, Bearbeitung: Johannes Schedler

Beschreibung: Das Spiralgalaxienpaar NGC 4567 und NGC 4568 teilt diese scharfe kosmische Aussicht mit der einsamen elliptischen Galaxie NGC 4564. Sie alle gehören zum großen Virgo-Galaxienhaufen. Das augenfällige Spiralpaar mit den klassischen Spiralarmen, Staubbahnen und Sternhaufen ist auch als Schmetterlingsgalaxien oder siamesische Zwillinge bekannt.

Die Galaxienzwillinge, die sehr nahe beisammenstehen, scheinen durch die Gezeitenkräfte nicht allzu verzerrt zu sein. Ihre riesigen Molekülwolken hingegen kollidieren bekanntlich und schüren wahrscheinlich die Entstehung massereicher Sternhaufen. Die Galaxienzwillinge sind ungefähr 52 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre hellen Kerne sind vermutlich etwa 20.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Die gezackten Vordergrundsterne liegen natürlich in unserer Milchstraße.

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Die lange Gasspur der Spiralgalaxie D100

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Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, Hubble, Subaru-Teleskop, W. Cramer (Yale) et al., M. Yagi, J. DePasquale

Beschreibung: Warum hängt an dieser Galaxie ein langer roter Streifen? Der Streifen besteht großteils aus leuchtendem Wasserstoff, der systematisch abgestreift wurde, während sich die Galaxie durch das umgebende heiße Gas in einem Galaxienhaufen bewegte. Diese Galaxie hier ist die Spiralgalaxie D100 im Coma-Galaxienhaufen.

Der rote Pfad ist mit dem Zentrum von D100 verbunden, weil das äußere Gas, das gravitativ schwächer gebunden war, durch den Staudruck bereits abgestreift wurde. Der ausgedehnte Gasschweif ist ungefähr 200.000 Lichtjahre lang, enthält etwa 400.000 Sonnenmassen und bildet Sterne. Die Galaxie D99, die links unter D100 sichtbar ist, erscheint rötlich, weil sie vorwiegend im Licht alter roter Sterne leuchtet – junge blaue Sterne können nicht mehr entstehen, weil das Sternbildungsgas in D99 abgestreift wurde.

Dieses Falschfarbenbild ist ein digital verstärktes Komposit aus Bildern des erdumkreisenden Hubble und des bodengebundenen Subaru-Teleskops. Untersuchungen auffälliger Systeme wie diesem verbessern unser Verständnis davon, wie sich Galaxien in Haufen entwickeln.

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Hyperion: Größter bekannter Proto-Supergalaxienhaufen

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Visualisierungscredit: ESO, L. Calçada und Olga Cucciati et al.

Beschreibung: Wie entstanden Galaxien im frühen Universum? Um das herauszufinden, durchmusterten Astronomen eine Stelle des dunklen Nachthimmels mit dem Very Large Telescope array in Chile, um Galaxien zu finden und zu zählen, die entstanden, als unser Universum noch sehr jung war.

Analysen der Verteilung einiger ferner Galaxien (Rotverschiebung annähernd 2,5) zeigten eine gewaltige Ansammlung von Galaxien in einem Bereich von 300 Millionen Lichtjahren, mit ungefähr der 5000-fachen Masse unserer Milchstraße. Die Ansammlung trägt die Bezeichnung Hyperion, sie ist derzeit der größte und massereichste Proto-Superhaufen, der bisher im frühen Universum entdeckt wurde.

Ein Proto-Superhaufen ist eine Gruppe junger Galaxien, die durch Gravitation kollabiert, um einen Superhaufen zu bilden. So ein Superhaufen ist eine Gruppe aus mehreren Galaxienhaufen, die ihrerseits Gruppen aus Hunderten Galaxien sind, und jede dieser Galaxien ist selbst eine Gruppe aus Milliarden Sternen.

Auf dieser Visualisierung sind massereiche Galaxien in Weiß abgebildet. Regionen, die einen großen Anteil kleinerer Galaxien enthalten, sind blau schattiert. Das Aufspüren und Erklären solch großer Gruppen früher Galaxien hilft der Menschheit, die Zusammensetzung und Entwicklung des Universums als Ganzes besser zu verstehen.

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ESO 137-001 entblättern

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Bildcredit: NASA, ESA, CXC

Beschreibung: Die Spiralgalaxie ESO 137-001 rast durch den massereichen Galaxienhaufen Abell 3627, der ungefähr 220 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Die ferne Galaxie liegt in diesem farbenprächtigen Hubble-Chandra-Kompositbild hinter den Milchstraßensternen im Vordergrund des südlichen Sternbildes Südliches Dreieck. Da die Spirale mit fast 7 Millionen Kilometern pro Stunde dahinrast, werden Gas und Staub darin entfernt, wenn der Staudruck des heißen, dünnen Mediums im Galaxienhaufen stärker wird als die Gravitation in der Galaxie.

Anhand der Daten von Hubble im sichtbaren Licht ist klar erkennbar, dass im abgestreiften Material entlang der kurzen, nachziehenden blauen Schliere helle Sternhaufen entstanden sind. Chandras Röntgendaten zeigen die gewaltige Ausdehnung des aufgeheizten, abgestreiften Gases als diffuse Bahnen in dunklerem Blau, die sich über mehr als 400.000 Lichtjahre zum rechten unteren Rand ausdehnen. Der deutliche Verlust an Staub und Gas macht neue Sternbildung in dieser Galaxie schwierig. Im Bild liegt rechts neben ESO 137-001 eine gelbliche elliptische Galaxie, der es an Sterne bildendem Staub und Gas mangelt.

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M86 im Zentrum des Virgohaufens

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Bildcredit und Bildrechte: Mark Hanson, Stan Watson Obs.

Beschreibung: Sind diese beiden großen Galaxien durch eine Brücke aus Gas verbunden? Gut möglich, aber schwierig festzustellen. M86 links oben ist eine riesige elliptische Galaxie beim Zentrum des nahen Virgo-Galaxienhaufens. Unsere Milchstraße fällt in die Richtung des Virgohaufens, der etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt ist.

Rechts unter M86 befindet sich die ungewöhnliche Spiralgalaxie NGC 4438, welche – zusammen mit ihrem winkelförmigen Nachbarn NGC 4435 – als Augen der Jungfrau (auch Arp 120) bekannt ist. Dieses Bild ist eines der detailreicheren, die bisher von der Region aufgenommen wurden, es deutet an, dass M86 von rot leuchtendem Gas umgeben ist, das sie scheinbar mit NGC 4438 verbindet. Das Bild ist etwa so groß wie der Vollmond.

Es ist aber auch bekannt, dass dem Virgohaufen Cirrusgas in unserer Galaxis vorgelagert ist, und Beobachtungen der geringen Geschwindigkeit dieses Gases sind scheinbar besser mit dieser Ursprungshypothese vereinbar. Künftige Forschungen könnten eine klare Antwort liefern, die auch erklären könnte, wie die ausgefahrenen blauen Arme von NGC 4435 entstanden sind.

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