Zufallsblitz – ein Kandidat für den bisher fernsten Stern

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Bildcredit: NASA, ESA und P. Kelly (U. Minnesota) et al.

Beschreibung: Stammt dieser Blitz vom fernsten Stern, den wir je gesehen haben? Ein unerwarteter Lichtblitz, der zufällig auf Bildern des Weltraumteleskops Hubble entdeckt wurde, ist vielleicht nicht nur ein ungewöhnliches Gravitationslinsenereignis, sondern auch das Bild eines normalen Sterns, der 100 Mal weiter entfernt ist als jeder bisher einzeln abgebildete Stern.

Dieses Bild zeigt links den Galaxienhaufen mit vielen gelblichen Galaxien. Rechts befindet sich ein ausgedehntes Quadrat, wo 2016 eine Quelle erschien, die 2011 nicht erkennbar war. Das Spektrum und die Veränderlichkeit dieser Quelle ähneln seltsamerweise nicht einer Supernova, sondern passen eher zu einem normalen blauen Überriesenstern, der durch eine Ansammlung ausgerichteter Gravitationslinsen etwa um den Faktor 2000 vergrößert wurde. Diese Quelle wird als Icarus bezeichnet, sie befindet in einer Galaxie weit hinter dem Galaxienhaufen im fernen Universum – bei Rotverschiebung 1,5.

Wenn die Interpretation der Linse korrekt und Icarus kein explodierender Stern ist, könnten weitere Beobachtungen dieses und anderer ähnlich vergrößerter Sterne Information über den Gehalt an stellarer und Dunkler Materie in diesem Galaxienhaufen und im Universum liefern.

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Der Coma-Galaxienhaufen

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Bildcredit: Russ Carroll, Robert Gendler und Bob Frank; Dan Zowada Memorial Observatory

Beschreibung: Fast jedes Objekt auf diesem Foto ist eine Galaxie. Der hier gezeigte Coma-Galaxienhaufen ist einer der dichtesten Haufen, die wir kennen, er enthält Tausende Galaxien. Jede dieser Galaxien enthält Milliarden Sterne, genau wie unsere Milchstraße.

Obwohl er verglichen mit den meisten anderen Galaxienhaufen nahe liegt, braucht das Licht des Comahaufens immer noch Hunderte Millionen Jahre, bis es uns erreicht. Der Comahaufen ist so groß, dass Licht Millionen Jahre braucht, nur um von einer Seite bis zur anderen zu gelangen. Die meisten Galaxien in Coma und anderen Haufen sind elliptisch, während die meisten Galaxien außerhalb von Haufen spiralförmig sind. Die Natur von Comas Röntgenemissionen wird weiterhin untersucht.

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Katalogeintrag Nummer 1

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Bildcredit und Bildrechte: Bernhard Hubl (CEDIC)

Beschreibung: Jede Reise beginnt mit einem ersten Schritt, und jeder Katalog einen ersten Eintrag. Die Bildfelder zeigen – in der chronologischen Reihenfolge der Erstveröffentlichung von links oben nach rechts unten – die ersten Einträge sechs bekannter Deep-Sky-Kataloge.

Der erste Eintrag in Charles Messiers Katalog aus dem Jahr 1774 ist das berühmte kosmische Krustentier M1 – der Supernovaüberrest Krebsnebel. J.L.E. Dreyers (nicht so neuer) New General Catalog wurde 1888 veröffentlicht. Sein NGC 1, eine Spiralgalaxie im Pegasus, befindet sich im nächsten Bildfeld. Im gleichen Bild befindet sich knapp darunter eine weitere Spiralgalaxie, die als NGC 2 katalogisiert ist. IC 1 in Dreyers nachfolgendem Index Catalog (nächstes Bildfeld) ist jedoch eigentlich ein blasser Doppelstern.

Der Dunkelnebel Barnard 1, der als Teil des Perseus-Molekülwolkenkomplexes erkannt wurde, eröffnet die untere Reihe mit einem Katalog dunkler Markierungen am Himmel von E.E. Barnard aus dem Jahr 1919. Abell 1 ist ein ferner Galaxienhaufen in Pegasus aus George Abells Catalog of Rich Clusters of Galaxies aus dem Jahr 1958. Das letzte Bild zeigt vdB 1 aus Sidney van den Berghs Studien im Jahr 1966. Dieser hübsche blaue galaktische Reflexionsnebel ist im Sternbild Kassiopeia zu finden.

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Unerwartete Röntgenstrahlen vom Perseus-Galaxienhaufen

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Bildcredit: Röntgen: NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al.; Radio: NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al.; Optisch: NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS

Beschreibung: Warum leuchtet der Perseus-Galaxienhaufen so seltsam in einer bestimmten Röntgen-Wellenlänge? Das ist nicht bekannt, doch eine viel diskutierte Hypothese besagt, dass diese Röntgenstrahlen ein Hinweis auf die lange gesuchte Form der Dunklen Materie sind. Das Rätsel dreht sich um eine Röntgenfarbe von 3,5 Kiloelektronenvolt (KeV), die nur dann stark zu leuchten scheint, wenn man Bereiche weit außerhalb des Haufenzentrums beobachtet. Im Bereich unmittelbar um ein wahrscheinliches zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch mangelt es jedoch an 3,5 KeV-Röntgenstrahlen.

Ein ziemlich umstrittener Lösungsvorschlag besagt, dass es sich um etwas nie zuvor Gesehenes handeln könnte: fluoreszierende Dunkle Materie (FDM). Diese Art Dunkler Teilchenmaterie könnte 3,5-KeV-Röntgenstrahlung absorbieren. Falls dem so ist, könnte FDM nach Absorption dieses Röntgenlicht später aus dem ganzen Haufen abstrahlen, wobei eine Emissionslinie entsteht. Sieht man sie jedoch vor der Zentralregion, die das Schwarze Loch umgibt, müsste die Absorption von FDM deutlicher ausfallen und eine Absorptionslinie erzeugen.

Dieses Kompositbild des Perseus-Galaxienhaufens zeigt sichtbares Licht und Radiolicht in Rot und Röntgenlicht, das vom Weltraumobservatorium Chandra aufgenommen wurde, in Blau.

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NGC 891 versus Abell 347

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Bildcredit und Bildrechte: Laszlo Bagi

Beschreibung: In diesem Teleskopsichtfeld liegen ferne Galaxien hinter einem Vordergrund aus gezackten Milchstraßensternen. Die Szenerie ist auf den gelblichen Stern HD 14771 zentriert und zeigt etwa 1 Grad des Himmels im nördlichen Sternbild Andromeda.

Rechts oben liegt die große Spiralgalaxie NGC 891, sie ist 100.000 Lichtjahre groß und fast exakt von der Seite zu sehen. NGC 891 ist ungefähr 30 Millionen Lichtjahre entfernt und sieht mit ihrer abgeflachten dünnen galaktischen Scheibe unserer Milchstraße sehr ähnlich. Ihre Scheibe und die zentrale Wölbung sind in der Mitte von dunklen, undurchsichtigen Staubwolken durchschnitten. Links unten sind Mitglieder des Galaxienhaufens Abell 347 verteilt.

Abell 347 ist fast 240 Millionen Lichtjahre entfernt, auf dem scharfen Bild sind seine großen Galaxien zu sehen. Sie haben ähnliche Maße wie NGC 891, sind aber fast 8-mal weiter entfernt, daher ist die scheinbare Größe der Galaxien in Abell 347 nur etwa ein Achtel von NGC 891.

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Markarjansche Kette zu Messier 64

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Bildcredit und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (Deep Sky Colors)

Beschreibung: Auf diesem farbigen breiten Teleskopmosaik führt die Markarjansche Kette aus Galaxien von oben nach unten über das Zentrum des Virgohaufens verlaufend zur staubigen Spiralgalaxie Messier 64.

Im etwa 20 Vollmonde großen Sichtfeld des prächtigen Nachthimmels sind Galaxien verstreut. Das kosmische Bild ist auch mit Vordergrundsternen der Jungfrau und des gut gekämmten Sternbildes Haar der Berenike gefüllt, und blasse, über der Ebene der Milchstraße treiben staubige Nebel.

Suchen Sie sorgfältig nach Markarjans Augen. Das berühmte Paar wechselwirkender Galaxien steht nahe dem oberen Bildrand, nicht weit von M87, einer riesigen elliptischen Galaxie des Virgo-Galaxienhaufens.

Unten können Sie Messier 64 niederstarren, auch bekannt als Blaues-Auge-Galaxie. Der Virgohaufen ist der nächstliegende große Galaxienhaufen unserer Lokalen Gruppe. Die Galaxien des Virgohaufens sind etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt, M64 ungefähr 17 Millionen Lichtjahre.

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NGC 4302 und NGC 4298

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Bildcredit: NASA, ESA, M. Mutchler (STScI)

Beschreibung: Die von der Seite sichtbare Spiralgalaxie NGC 4302 (links) befindet sich ungefähr 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt im gut gekämmten Sternbild Haar der Berenike. Sie gehört zum Virgo-Galaxienhaufen und ist ungefähr 87.000 Lichtjahre groß – ein bisschen kleiner als unsere Milchstraße.

Wie bei dieser schneiden markante Staubbahnen in NGC 4302 durch die Mitte der galaktischen Ebene, sie verdecken und röten das Sternenlicht aus unserer Perspektive. Die kleinere Begleitgalaxie NGC 4298 ist ebenfalls eine staubige Spirale. Weil NGC 4298 aus unserer Sicht jedoch eher von oben zu sehen ist, zeigt sie Staubbahnen in ihren Spiralarmen, gesäumt vom bläulichen Licht junger Sterne, sowie ihren hellen gelblichen Kern. Zum 27. Jahrestag des Starts des Weltraumteleskops Hubble am 24. April 1990 nützten Astronomen das legendäre Teleskop, um dieses prächtige Porträt eines unterschiedlichen Galaxienpaares im sichtbaren Licht zu fotografieren.

Heute Nacht: Der Lyriden-Meteorstrom
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Galaxienhaufengas reißt Loch in die Hintergrundstrahlung

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Bildcredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al., NASA/ESA Weltraumteleskop Hubble

Beschreibung: Warum reißt dieser Galaxienhaufen ein Loch in die kosmische Hintergrundstrahlung? Die berühmte Hintergrundstrahlung entstand durch abkühlendes Gas im frühen Universum und dringt durch den Großteil an Gas und Staub im Universum. Sie umgibt uns von allen Seiten.

Große Galaxienhaufen haben genug Gravitation, um sehr heißes Gas zu enthalten – dieses Gas ist heiß genug, um Mikrowellenphotonen in Licht mit deutlich mehr Energie hinaufzuverteilen und so ein Loch in CMB-Karten zu bilden. Dieser sogenannte Sunjajew-Seldowitsch-Effekt hilft seit Jahrzehnten, um neue Information über heißes Gas in Haufen zu bekommen, und man kann damit sogar Galaxienhaufen auf einfache und einheitliche Art und Weise zu entdecken. Hier ist das bisher detailreichste Bild des Sunjajew-Seldowitsch-Effekts: Mithilfe von ALMA wurde die Hintergrundstrahlung vermessen, und mit dem Weltraumteleskop Hubble wurden die Galaxien im massereichen Galaxienhaufen RX J1347.5-1145 abgebildet. Falschfarbenblau zeigt das Licht der Hintergrundstrahlung, und fast jedes gelbliche Objekt ist eine Galaxie. Die Form des SS-Lochs zeigt nicht nur, dass heißes Gas überall im Galaxienhaufen vorhanden ist, sondern auch, dass es überraschend ungleich verteilt ist.

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Der Galaxienhaufen Abell 2666

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Bildcredit und Bildrechte: Bernhard Hubl, CEDIC 2017

Beschreibung: Die Galaxien von Abell 2666 liegen weit außerhalb der Milchstraße etwa 340 Millionen Lichtjahre entfernt im hoch fliegenden Sternbild Pegasus. Auf diesem scharfen Teleskopbild sind die hübschen Haufengalaxien hinter verstreuten, gezackten Milchstraßensternen versammelt.

In der Haufenmitte liegt die zentral dominierende riesige elliptische Galaxie NGC 7768. Man vermutet, dass solche massereichen Galaxien während der Entstehung des Haufens durch Verschmelzungen wachsen, indem Galaxien durch das Zentrum der Gravitationssenke im Haufen fallen. Wahrscheinlich enthält NGC 7768 ein sehr massereiches Schwarzes Loch, was für markante Haufengalaxien typisch ist.

In der geschätzten Entfernung von Abell 2666 wäre dieses kosmische Bild etwa 5 Millionen Lichtjahre breit.

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NGC 1316: Nach einer Galaxienkollision

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Bildcredit und Bildrechte: Steve Mazlin, Warren Keller und Steve Menaker (SSRO / UNC / PROMPT / CTIO)

Beschreibung: Die gewaltige elliptische Galaxie NGC 1316 ist in Beispiel für Gewalt auf in kosmischem Ausmaß und liegt ungefähr 75 Millionen Lichtjahre entfernt in Fornax, dem südlichen Sternbild Chemischer Ofen. Astronomen untersuchen den erstaunlichen Anblick und vermuten, dass die riesige Galaxie mit der darüberliegenden kleineren Nachbargalaxie NGC 1317 kollidiert, dabei entstehen weit geschwungene Schleifen und Schalen aus Sternen. Das Licht der engen Begegnung müsste die Erde vor etwa 100 Millionen Jahren erreicht haben.

Auf dem detailreichen scharfen Bild sind die Zentralregionen von NGC 1316 und NGC 1317 offenbar mehr als 100.000 Lichtjahre voneinander getrennt. Die darin sichtbaren komplexen Staubbahnen lassen außerdem vermuten, dass NGC 1316 selbst das Ergebnis einer Verschmelzung von Galaxien in ferner Vergangenheit ist. NGC 1316 liegt am Rand des Fornax-Galaxienhaufens und ist als Fornax A bekannt. Sie ist eine der visuell hellsten Galaxien im Fornax-Haufen und eine der stärksten und größten Radioquellen, ihre Radioemission reicht sich weit über dieses Teleskopsichtfeld hinaus über mehrere Grad am Himmel.

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Die Materie des Geschoßhaufens 1E 0657-558

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Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al.; Gravitationslinsenkarte: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al.; Optisch: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Beschreibung: Was ist los mit dem Geschoßhaufen?

Dieser massereiche Galaxienhaufen (1E 0657-558) erzeugt Gravitationslinsenverzerrungen bei Hintergrundgalaxien auf eine Art, die als starkes Indiz für die führende Theorie gewertet wurde: dass es darin Dunkle Materie gibt.

Andere aktuelle Analysen lassen jedoch vermuten, dass eine weniger bekannte Möglichkeit – veränderliche Gravitation – das Kräftespiel im Haufen ohne Dunkle Materie erklären könnte, was ein weiteres wahrscheinlicheres Vorläuferszenario wäre. Derzeit wetteifern die beiden wissenschaftlichen Hypothesen um die Erklärung der Beobachtungen: unsichtbare Materie kontra abgeänderte Gravitation.

Der Wettkampf ist dramatisch, da ein klares kugelsicheres Beispiel für Dunkle Materie die Einfachheit der Theorien zu veränderter Gravitation zerschlagen würde. In naher Zukunft wird der Streit um den Geschoßhaufen wahrscheinlich fortgeführt, wenn neue Beobachtungen, Computersimulationen und Analysen abgeschlossen werden.

Dieses Bild ist ein Komposit aus Hubble-, Chandra– und Magellan-Daten, Rot die zeigt Röntgenstrahlung des heißen Gases, die vermutete Verteilung der getrennten Dunkle Materie ist in Blau abgebildet.

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