Earendel: Ein Stern im frühen Universum

Das Bild zeigt den Stern Earendel im fernen Universum der durch einen Galaxienhaufen im Vordergrund so stark vergrößert wird, dass er auf der Erde tausendfach heller erscheint.

Bildcredit: NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI); Bearbeitung: A. Pagan (STScI)

Beschreibung: Ist Earendel der am weitesten entfernte Stern, der je entdeckt wurde? Diese wissenschaftliche Möglichkeit ergab sich, als das Weltraumteleskop Hubble einen riesigen Galaxienhaufen beobachtete. Der Gravitationslinseneffekt dieses Haufens vergrößert und verzerrt eine Galaxie weit dahinter. Diese verzerrte Hintergrundgalaxie ist mit einer Rotverschiebung von 6,2 sehr weit entfernt. Auf diesem Bild erscheint sie als lange rote Kordel. Die Perlen auf der Kette sind wahrscheinlich einzelne Sterne oder Sternhaufen.

Die Linse des Galaxienhaufens erzeugt eine Linie der maximalen Vergrößerung, wo überlagerte Hintergrundobjekte tausendfach vergrößert erscheinen können. Am Schnittpunkt zwischen der Galaxienlinie und der Linie der maximalen Vergrößerung befindet sich eine „Perle“, die vermutlich von einem einzelnen hellen Stern im frühen Universum stammt. Dieser wird nun Earendel genannt.

Künftige Forschungen enthalten vielleicht weiteres Bildmaterial von Hubble und – ziemlich wahrscheinlich – vom neuen James-Webb-Weltraumteleskop, wenn es in naher Zukunft in Betrieb geht. So können sich zeigen, wie sich die Helligkeit von Earendel verändert. Die große Entfernung von Earendel übertrifft die aller bekannten stabilen Sterne. Nur der Stern, bei dessen Explosion GRB 090423 entstand, hatte eine noch höhere Rotverschiebung von 8,2.

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Der Fornax-Galaxienhaufen

Der Fornax-Galaxienhaufen mit den markanten Galaxien NGC 1399, NGC 1404 und NGC 1365.

Bildcredit und Bildrechte: Marco Lorenzi, Angus Lau, Tommy Tse

Beschreibung: Der Fornax-Galaxienhaufen ist nach dem südlichen Sternbild benannt, in dem sich die meisten seiner Galaxien befinden. Er ist einer der nächstliegenden Galaxienhaufen. Seine Entfernung beträgt etwa 62 Millionen Lichtjahre, er ist somit fast 20-mal weiter entfernt als die benachbarte Andromedagalaxie und nur etwa 10 Prozent weiter als der bekanntere und dichter bevölkerte Virgo-Galaxienhaufen.

In diesem zwei Grad weiten Sichtfeld ist fast jeder sichtbare gelbliche Klecks eine elliptische Galaxie im Fornaxhaufen. Die elliptischen Galaxien NGC 1399 und NGC 1404 links oben sind markante helle Haufengalaxien, nicht aber die gezackten Sterne im Vordergrund. Rechts unten seht ihr die Balkenspiralgalaxie NGC 1365, ein markantes Mitglied des Fornax-Galaxienhaufens.

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SN Requiem: Eine Supernova, die wir schon dreimal gesehen haben

AT 2016jka, auch SN Requiem im Sternbild Walfisch wurde schon dreimal beobachtet, sehen wir sie in 16 Jahren ein viertes Mal?

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Daten: S. A. Rodney (U. South Carolina) et al.; Bildbearbeitung: J. DePasquale (STScI)

Beschreibung: Wir haben diese Supernova schon dreimal gesehen – wann sehen wir sie zum vierten Mal? Wenn ein weit entfernter Stern als Supernova explodiert, haben wir Glück, wenn wir sie überhaupt sehen. Im Fall von AT 2016jka („SN Requiem“) zeigt ein Vergleich von Bildern des Weltraumteleskops Hubble, dass wir die Supernova dreimal gesehen haben, weil der explodierende Stern zufällig hinter dem Zentrum eines Galaxienhaufens lag (in diesem Fall MACS J0138).

Die drei Supernovabilder sind im linken Bild aus dem Jahr 2016 unten mit Kreisen markiert. Im rechten Bild, das 2019 aufgenommen wurde, sind die Kreise leer, weil alle drei Bilder der Einzel-Supernova schon verblasst waren. Ein Computermodell der Haufenlinse lässt jedoch vermuten, dass eines Tages im oberen Kreis auf der rechten Seite ein viertes Bild derselben Supernova erscheinen könnte. Aber wann?

Die besten Modelle schätzen, dass es im Jahr 2037 so weit sein wird, aber wegen der Unsicherheit der Massenverteilung in der Haufenlinse und der Helligkeitsentwicklung der Sternexplosion gibt es für dieses Datum eine Unsicherheit von zwei Jahren. Mit besseren Vorhersagen und genauer Überwachung könnten Erdlinge in 16 Jahren vielleicht dieses vierte Bild beobachten – und dabei mehr über Galaxienhaufen und Supernovae in Erfahrung bringen.

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Abell 3827: Gravitationslinse eines Galaxienhaufens

Der Haufen Abell 3827 streut das Licht einer fernen Hintergrundgalaxie, sodass wir mehrere Bilder dieser Galaxie sehen.

Bildcredit: ESA/Hubble und NASA, R. Massey

Beschreibung: Ist das eine Galaxie oder sind es drei? Auf diesem Hubblebild des massereichen Galaxienhaufens Abell 3827 befindet sich rechts eine anscheinend höchst ungewöhnliche Galaxie – sie ist gekrümmt und hat drei Zentren. Eine genaue Analyse zeigt jedoch, dass es drei Bilder derselben Hintergrundgalaxie sind – und dass es mindestens vier weitere Bilder gibt.

Das Licht, das wir von dieser einzelnen blauen Galaxie im Hintergrund sehen, nimmt mehrere Wege durch die komplexe Gravitation des Haufens, so wie ein einzelnes fernes Licht mehrere Wege durch den Stiel eines Weinglases nehmen kann. Wenn man erforscht, auf welche Weise ein Haufen wie Abell 3827 und seine Bestandteile fernes Licht ablenkt, erhält man Information darüber, wie die Masse und die dunkle Materie darin verteilt sind.

Abell 3827 ist mit einer Rotverschiebung von 0,1 so weit entfernt, dass das Licht, das wir von ihm sehen, vor etwa 1,3 Milliarden Jahren abgestrahlt wurde, noch vor der Zeit, als Dinosaurier die Erde bewohnten. Daher sind die zentralen Galaxien des Haufens mittlerweile sicherlich bei einem Fest an galaktischem Kannibalismus zu einer riesigen Galaxie nahe dem Haufenzentrum verschmolzen.

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Messier 99

Messier 99, auch als M99 oder NGC 4254 katalogisiert, ist eine Galaxie des Virgo-Galaxienhaufens im Sternbild Haar der Berenike.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, Janice Lee; Bearbeitung und Bildrechte: Leo Shatz

Beschreibung: Die imposante Spiralgalaxie Messier 99 wirkt majestätisch in einem wahrhaft kosmischen Ausmaß. Dieses kürzlich bearbeitete vollständige Galaxienporträt umfasst mehr als 70.000 Lichtjahre von M99. Die scharfe Ansicht ist eine Kombination aus ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bilddaten des Weltraumteleskops Hubble.

Die von oben sichtbare Spirale ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im gestriegelten Sternbild Haar der Berenike (Coma Bernices). Sie gehört zum nahe gelegenen Virgo-Galaxienhaufen und ist auch als NGC 4254 katalogisiert. Eine enge Begegnung mit einem anderen Mitglied des Virgo-Galaxienhaufens beeinflusste wahrscheinlich die Form ihrer ausgeprägten blauen Spiralarme.

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Markarjans Kette

Die Markarjansche Kette mit den Galaxien M84 (unten) und M86 sowie NGC 4438 und NGC 4435, auch bekannt als Markarjans Augen.

Bildcredit und Bildrechte: Ginge Anvik

Beschreibung: Die Galaxienkette, die als Markarjansche Kette bekannt ist, liegt nahe dem Zentrum des Virgo-Galaxienhaufens und reicht über dieses detailreiche Teleskopsichtfeld. Die Kette ist unten in der Mitte von den markanten linsenförmigen Galaxien M84 (unten) und M86 im Bild verankert, von dort aus verläuft die Kette nach rechts oben. Nahe der Mitte erkennt ihr NGC 4438 und NGC 4435, ein Paar wechselwirkender Galaxien, manche kennen sie als Markarjans Augen.

Das Zentrum des Virgohaufens ist schätzungsweise 50 Millionen Lichtjahre entfernt, er ist der nächstgelegene Galaxienhaufen. Mit bis zu 2000 Haufengalaxien hat er einen merklichen gravitativen Einfluss auf unsere Lokale Gruppe. Im Virgohaufen bewegen sich anscheinend mindestens sieben Galaxien der Markarjanschen Kette gemeinsam, die anderen sind anscheinend zufällig Teil der Kette.

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M104, die Sombrerogalaxie

Die Spiralgalaxie M104 im Sternbild Jungfrau am Rand des Virgo-Galaxienhaufens erinnert vom Aussehen her an einen Sombrero.

Bildcredit und Bildrechte: Bray Falls

Beschreibung: Die prächtige Spiralgalaxie M104 ist berühmt für ihr Profil mit einem breiten Rand aus undurchsichtigen Staubbahnen, da man sie fast von der Seite sieht. Die Schneise aus kosmischem Staub ist als Silhouette vor einer ausgedehnten zentralen Wölbung aus Sternen zu sehen und verleiht der Galaxie die Erscheinung eines breitkrempigen Hutes, was zu ihrem landläufigen Namen führte: Sombrerogalaxie.

Diese scharfe optische Ansicht der bekannten Galaxie wurde aus bodenbasierten Bilddaten erstellt und so bearbeitet, dass Details erhalten blieben, die häufig im Glanz der hellen Zentralwölbung von M104 verloren gehen.

Die Sombrerogalaxie ist auch als NGC 4594 bekannt, sie ist im gesamten Spektrum zu sehen und 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. Die farbigen gezackten Vordergrundsterne im Sichtfeld liegen weit innerhalb unserer Milchstraße.

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Spiralgalaxie NGC 1350

Die Galaxie NGC 1350 liegt optisch am Rand des Fornax-Galaxienhaufens im Chemischen Ofen.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Selby, Warren Keller

Beschreibung: Dieses prächtige Inseluniversum ist ungefähr 85 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im südlichen Sternbild Fornax. Die eng gewundenen Spiralarme von NGC 1350 sind von jungen blauen Sternhaufen besiedelt und bilden anscheinend einen Kreis um den großen, hellen Kern. Dadurch entsteht der Eindruck eines kosmischen Auges.

NGC 1350 ist ungefähr 130.000 Lichtjahre groß, somit ist sie etwa so groß wie die Milchstraße. Astronom*innen auf der Erde sehen die Galaxie NGC 1350 im Randbereich des Fornax-Galaxienhaufens, doch ihre geschätzte Entfernung lässt vermuten, dass sie kein Mitglied des Haufens ist. Natürlich gehören die hellen, gezackten Sterne im Vordergrund dieses Teleskop-Sichtfeldes zu unserer eigenen spiralförmigen Milchstraße.

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NGC 1365: Majestätisches Inseluniversum

NGC 1365 liegt nur 60 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Chemischer Ofen und ist ein markantes Mitglied des Fornax-Galaxienhaufens.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Selby, Leonardo Orazi

Beschreibung: Die Balkenspiralgalaxie NGC 1365 ist ein wahrhaft majestätisches Inseluniversum mit einem Durchmesser von etwa 200.000 Lichtjahren. NGC 1365 liegt nur 60 Millionen Lichtjahre entfernt im chemischen Sternbild Fornax und ist ein markantes Mitglied des gut erforschten Fornax-Galaxienhaufens.

Dieses eindrucksvoll scharfe Farbbild zeigt intensiv rötliche Sternbildungsregionen an den Enden des Zentralbalkens und entlang der Spiralarme sowie Details der dunklen Staubbahnen, die den hellen Kern der Galaxie durchschneiden. Im Kern liegt ein sehr massereiches Schwarzes Loch. Astronom*innen vermuten, dass der markante Zentralbalken in NGC 1365 eine tragende Rolle bei der Entwicklung der Galaxie spielt, indem er Gas und Staub in einen Sterne bildenden Strudel zieht und Materie in das zentrale Schwarze Loch leitet.

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Der Galaxienhaufen im Herkules

Der Herkules-Galaxienhaufen ist 500 Millionen Lichtjahre entfernt und wird auch als Abell 2151 bezeichnet.

Bildcredit und Bildrechte: Howard Trottier

Beschreibung: Hier sind Galaxien des Herkuleshaufens, eine Gruppe an Inseluniversen, die etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernt sind. Der Haufen ist auch als Abell 2151 bekannt und enthält viele gas- und staubreiche, Sterne bildende Spiralgalaxien. Er besitzt aber auch einige wenige elliptische Galaxien, denen es an Gas und Staub mangelt, und somit auch an den damit zusammenhängenden jungen Sternen.

An den Farben dieses detailreichen Kompositbildes erkennt man deutlich die Sterne bildenden Galaxien an ihrem blauen Farbton und Galaxien mit älteren Sternpopulationen an ihrem gelblichen Schimmer.

Das scharfe Bild zeigt ungefähr einen halben Grad im Zentrum des Haufens, was in der geschätzten Entfernung des Haufens mehr als 4 Millionen Lichtjahren entspricht. Die Beugungslichtkreuze um hellere Vordergrundsterne in unserer Milchstraße entstehen durch die Spiegelhalterung des abbildenden Teleskops.

Viele Galaxien auf dieser kosmischen Aussicht kollidieren oder verschmelzen anscheinend mit anderen, wieder andere wirken verzerrt – all das sind klare Hinweise, dass Haufengalaxien häufig miteinander wechselwirken. Man könnte sogar den Herkuleshaufen selbst als das Ergebnis einer andauernden Verschmelzungen kleinerer Galaxienhaufen betrachten, und man vermutet, dass er sich ähnlich verhält wie junge Galaxienhaufen im viel weiter entfernten frühen Universum.

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Der Virgo-Galaxienhaufen

Die Galaxien des Virgo-Galaxienhaufens mit M64, M86, M87 und Markarjans Augen.

Bildcredit und Bildrechte: Fernando Pena

Beschreibung: Die Galaxien des Virgohaufens sind über dieses detailreiche Teleskopsichtfeld verstreut. Die kosmische Szene wurde am dunklen Himmel in der Nähe von Jalisco in Mexiko auf dem Planeten Erde fotografiert. Sie ist ungefähr drei Vollmonde breit.

Der Virgohaufen ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt, er ist der nächstgelegene große Galaxienhaufen in der Umgebung unserer Lokalen Gruppe. Virgos helle elliptische Galaxien des Messierkatalogs treten markant hervor: Links oben M87, rechts unter der Mitte M84 (unten) und darüber M86.

M84 und M86 gehören auch zu Markarjans Galaxienkette, einer visuell auffälligen, senkrechten Galaxienkette auf der rechten Seite des Bildes. In der Nähe der Kettenmitte liegt ein faszinierendes, miteinander wechselwirkendes Galaxienpaar: NGC 4438 und NGC 4435. Manche kennen die beiden als Markarjans Augen.

Die riesige elliptische Galaxie M87 ist die markanteste im Virgohaufen. Sie enthält ein sehr massereiches Schwarzes Loch. Es ist das erste Schwarze Loch, das je vom Event Horizon Telescope auf dem Planeten Erde abgebildet wurde.

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