Halloween und der Geisterkopfnebel

Der Geisterkopfnebel NGC 2080, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble der NASA und ESA.

Bildcredit: Mohammad Heydari-Malayeri (Observatoire de Paris) et al., ESA, NASA

Beschreibung: Der Ursprung von Halloween, dem Vorabend von Allerheiligen, ist antik und astronomisch. Seit dem fünften Jahrhundert v. Chr. wird Halloween als Kreuzvierteltag gefeiert, es ist der Tag zwischen Tagundnachtgleiche und Sonnenwende (kürzester Tag / längste Nacht auf der Nordhalbkugel). Nach dem modernen Kalender findet Halloween zwar nächste Nacht statt, doch der echte Kreuzvierteltag fällt in die Woche danach. Ein weiterer Kreuzvierteltag ist der Murmeltiertag.

Auch das moderne Halloweenfest knüpft an die historischen Wurzeln, als man sich verkleidete, um die Geister der Toten zu verscheuchen. Diese Ansicht des Geisterkopfnebels, aufgenommen mit dem Weltraumteleskop Hubble, ist vielleicht eine würdige Erinnerung an diesen alten Feiertag. NGC 2080 ähnelt dem Bild eines fiktiven Gespenstes, ist aber eigentlich eine Sternbildungsregion in der Großen Magellanschen Wolke, diese wiederum ist eine Begleitgalaxie unserer Milchstraße. Der Geisterkopfnebel (NGC 2080) ist etwa 50 Lichtjahre groß und in repräsentativen Farben dargestellt.

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Palomar 6: Kugelsternhaufen

Palomar 6 ist einer von ungefähr 200 Kugelsternhaufen in unserer Milchstraße, er enthält ungefähr 500.000 Sterne und ist etwa 25.000 Lichtjahre entfernt.

Bildcredit: ESA/Hubble und NASA, R. Cohen

Beschreibung: Woher kommt diese riesige Sternenkugel? Palomar 6 ist einer von ungefähr 200 Kugelsternhaufen, die in unserer Milchstraße überlebt haben. Diese kugelförmigen Sternhaufen sind nicht nur älter als unsere Sonne, sondern auch älter als die meisten Sterne, die in der Scheibe unserer Galaxis kreisen. Palomar 6 ist schätzungsweise 12,5 Milliarden Jahre alt. Damit kommt er nahe an das Alter des gesamten Universums heran – und begrenzt es somit.

Palomar 6 enthält ungefähr 500.000 Sterne und ist etwa 25.000 Lichtjahre entfernt, befindet sich aber in der Nähe des Zentrums unserer Galaxis. In dieser Entfernung umfasst dieses scharfe Bild des Weltraumteleskops Hubble zirka 15 Lichtjahre.

Nach gründlicher Untersuchung, unter anderem anhand von Hubble-Bildern, besagt eine führende Ursprungshypothese, dass Palomar 6 nicht im fernen Hof der Galaxis entstand, wo sich nun die meisten anderen Kugelsternhaufen befinden, sondern in der zentralen Wölbung aus Sternen um das Zentrum der Milchstraße – und dort überlebte er bis heute.

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NGC 4676: Wenn Mäuse kollidieren

NGC 4676 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices).

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: William Ostling (The Astronomy Enthusiast)

Beschreibung: Diese beiden mächtigen Galaxien reißen sich gegenseitig auseinander. Sie sind wegen ihrer langen Schweife als „die Mäuse“ bekannt, und wahrscheinlich hat bereits jede der beiden Spiralgalaxien die andere durchquert. Die langen Schweife entstehen durch den relativen Unterschied zwischen der Anziehungskraft im nahen und im fernen Bereich jeder Galaxie. Weil die Entfernungen so groß sind, verläuft die kosmische Wechselwirkung in Zeitlupe – sie dauert viele Hunderte Millionen Jahre.

NGC 4676 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices) und gehören wahrscheinlich zum Coma-Galaxienhaufen. Das Bild wurde 2002 mit der verbesserten Kamera für Himmelsdurchmusterung des Weltraumteleskops Hubble aufgenommen.

Die galaktischen Mäuse kollidieren wahrscheinlich im Laufe der nächsten Milliarden Jahre immer wieder, sodass sie, statt sich gegenseitig zu zerreißen, zu einer einzigen Galaxie verschmelzen werden.

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Rubins Galaxie

Die Spiralgalaxie UGC 2885 war Teil der bahnbrechenden Studie der Astronomin Vera Rubin zur Rotation von Galaxien im Zusammenhang mit Dunkler Materie.

Bildcredit: NASA, ESA, B. Holwerda (University of Louisville)

Beschreibung: Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble entstand im heroischen nördlichen Sternbild Perseus, die hellen, gezackten Sterne liegen im Vordergrund weit innerhalb unserer Milchstraße.

Dahinter liegt UGC 2885 im Fokus, sie ist eine helle, ungefähr 232 Millionen Lichtjahre entfernte Spiralgalaxie, etwa 800.000 Lichtjahre groß. Der Durchmesser der Milchstraße beträgt im Vergleich dazu etwa 100.000 Lichtjahre. Die Zahl ihrer Sterne beträgt ungefähr eine Billion, das sind etwa 10-mal so viele Sterne wie in der Milchstraße.

UGC 2885 war Gegenstand einer Untersuchung, um zu verstehen, wie Galaxien zu einer so gewaltigen Größe anwachsen können. Außerdem war UGC 2885 auch Teil der interessanten Reise und bahnbrechenden Studie der Astronomin Vera Rubin zur Rotation von Spiralgalaxien. Ihre Arbeit war die erste, welche die alles bestimmende Präsenz Dunkler Materie in unserem Universum überzeugend nachweisen konnte.

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NGC 520: Kollidierende Galaxien von Hubble

Das Weltraumteleskop Hubble zeigt ein Porträt der Galaxie NGC 520 im Sternbild Fische.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: William Ostling (The Astronomy Enthusiast)

Beschreibung: Ist das eine Galaxie oder sind es zwei? Das Durcheinander aus Sternen, Gas und Staub in NGC 520 besteht vermutlich aus den Überresten zweier einzelner Scheibengalaxien. Ein wichtiger Bestandteil von NGC 520 ist – wie dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble sehr detailreich zeigt – ein Band aus komplex verschlungenem Staub, das senkrecht entlang des Rückgrats der kollidierenden Galaxien abwärts läuft.

Eine ähnlich aussehende Kollision ist in wenigen Milliarden Jahren zu erwarten, wenn unsere Milchstraßenscheibe mit unserer großen benachbarten Galaxienscheibe in Andromeda (M31) kollidiert. Die Kollision, bei der NGC 520 entstand, begann vor zirka 300 Millionen Jahren.

NGC 520 ist auch als Arp 157 bekannt, sie ist etwa 100 Millionen Lichtjahre entfernt, umfasst ungefähr 100.000 Lichtjahre und ist mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Fische (Pisces) zu sehen. Die Geschwindigkeiten der Sterne in NGC 520 sind zwar hoch, doch die Entfernungen sind so gewaltig, dass das kämpfende Paar seine Form sicherlich nicht zu unseren Lebenszeiten merklich ändern wird.

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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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M57: Der Ringnebel von Hubble

Dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt den Ringnebel M57 in der Leier.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung: Judy Schmidt

Beschreibung: Neben Saturns Ringen gehört der Ringnebel (M57) vielleicht zu den berühmtesten Himmelskreisen. Seine klassische Erscheinung entsteht vermutlich durch unsere Perspektive.

Die neueste Analyse der expandierenden dreidimensionalen Struktur des Nebels, die teilweise auf diesem klaren Hubblebild basiert, lässt vermuten, dass der Nebel ein relativ dichter, wulstförmiger Ring ist, der um die Mitte einer American-Football-förmigen Wolke aus leuchtendem Gas gewickelt ist. Vom Planeten Erde aus blicken wir entlang der langen Football-Achse von oben auf den Ring.

Das leuchtende Material dieses gut untersuchten Beispiels eines planetarischen Nebels stammt natürlich nicht von Planeten. Stattdessen besteht die gasförmige Hülle aus den äußeren abgestoßenen Schichten eines sterbenden, einst sonnenähnlichen Sterns, der nun als winziger Lichtpunkt im Zentrum des Nebels sichtbar ist. Das intensive ultraviolette Licht des heißen Zentralsterns ionisiert die Atome im Gas.

Der Ringnebel ist ungefähr ein Lichtjahr groß und 2500 Lichtjahre entfernt.

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Eine perfekte Spirale

Die Spiralgalaxie M74 im Sternbild Fische.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, HLA; Bearbeitung: Mehmet Hakan Ozsarac

Beschreibung: Wenn schon nicht perfekt, ist die Spiralgalaxie M74 zumindest eine der fotogensten. Das Inseluniversum entählt ungefähr 100 Milliarden Sterne und liegt 32 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Fische. M74 präsentiert eine prächtige Aufsicht. Die Spiralgalaxie ist als Sc-Galaxie klassifiziert, ihre anmutigen Spiralarme sind von hellen blauen Sternhaufen und dunklen kosmischen Staubbahnen gesäumt.

Dieses scharfe Komposit entstand aus Bilddaten, die mit der Advanced Camera for Surveys des Weltraumteleskops Hubble aufgenommen wurden. Es zeigt etwa 30.000 Lichtjahre der Vorderseite von M74, die verwendeten Aufnahmen erfassen die Emissionen von Wasserstoffatomen, die das rötliche Leuchten der großen Sternbildungsregionen in der Galaxie betonen. M74 besitzt eine geringere Oberflächenhelligkeit als die meisten Galaxien im Messierkatalog und wird manchmal als die Phantomgalaxie bezeichnet.

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Das Hubble Ultra-Deep Field in Licht und Ton

Vertonte Darstellung des Hubble Ultra Deep Field (HUDF).

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Vertonung: G. Salvesen (UCSB); Daten: M. Rafelski et al.

Beschreibung: Habt ihr schon einmal vom Hubble Ultra-Deep Field gehört? Jedenfalls habt ihr davon sicherlich noch nie so wie hier gehört – klickt auf das Bild und hört zu! In den Jahren 2003-2004 wurde das Hubble Ultra-Deep Field (HUDF) mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen, das für eine sehr lange Zeit einen fast leeren Raum anstarrte, sodass ferne, blasse Galaxien sichtbar wurden.

Das HUDF ist eines der berühmtesten Bilder der Astronomie. Bei Klick auf das Bild wird es in einer sehr lebendigen Form präsentiert – mit vertonten Distanzen. Wenn ihr auf eine Galaxie zeigt, hört ihr einen Ton, die ihre ungefähre Rotverschiebung verrät. Weil die Rotverschiebung Licht zum roten Ende des Lichtspektrums verschiebt, werden die Töne hier mit einer Verschiebung zum tiefen Ende des Klangspektrums dargestellt. Je weiter die Galaxie entfernt ist, desto größer ist ihre kosmologische Rotverschiebung (sogar dann, wenn sie blau erscheint), und umso tiefer ist der abgespielte Ton.

Durchschnittlich sind Galaxien im HUDF etwa 10,6 Milliarden Lichtjahre entfernt und klingen wie ein F#. Welche ist die am weitesten entfernte Galaxie, die ihr findet?

Hinweis: Nicht alle Browser können die Vertonung abspielen.
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Die Ringgalaxie AM 0644-741

Die Ringgalaxie AM 0644-741 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Volans).

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, HLA; Bearbeitung: Jonathan Lodge

Beschreibung: Der Rand der großen blauen Galaxie rechts ist eine riesige, ringartige, 150.000 Lichtjahre große Struktur, die aus neu entstandenen, extrem hellen massereichen Sternen besteht. AM 0644-741 ist als Ringgalaxie bekannt und entstand durch eine gewaltige Galaxienkollision.

Wenn Galaxien kollidieren, durchdringen sie sich gegenseitig, doch ihre Einzelsterne kommen selten in Kontakt. Die Ringform der Galaxie ist das Ergebnis der gravitationsbedingten Störung, hervorgerufen durch eine kleine Galaxie, als sie die Galaxie passierte. Wenn so etwas geschieht, werden interstellares Gas und Staub komprimiert. Dadurch wandert eine Stoßfront an Sternbildung vom Einschlagpunkt auswärts wie eine Welle über die Oberfläche eines Teichs.

Die anderen Galaxien im Sichtfeld liegen im Hintergrund, die  nicht mit AM 0644-741 wechselwirken. Die gezackten Sterne im Vordergrund liegen weit innerhalb unserer Milchstraße. Die kleinere eindringende Galaxie befindet sich rechts nahe am oberen Rand des Bildes, das mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurde.

Die Ringgalaxie AM 0644-741 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Volans).

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Orionnebel: Der Hubble-Anblick

Dieses Bild des Orionnebels M42 wurde aus Daten des Weltraumteleskops Hubble erstellt.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung: Francisco Javier Pobes Serrano

Beschreibung: Wenige kosmische Ansichten regen die Fantasie sosehr an wie der Orionnebel. Er ist auch als M42 bekannt, sein leuchtendes Gas umgibt heiße junge Sterne am Rand einer gewaltigen interstellaren Molekülwolke, die nur 1500 Lichtjahre entfernt ist.

Der Orionnebel bietet eine der besten Möglichkeiten, um die Entstehung von Sternen zu untersuchen, weil er die nächstliegende große Sternbildungsregion ist, und weil die energiereichen Sterne undurchsichtige Gas- und Staubwolken fortgeblasen haben, die sonst unsere Sicht blockieren würden, was uns einen detaillierten Blick auf eine Vielzahl von Stadien laufender Sternbildungen und Sternentwicklungen bietet.

Dieses Bild des Orionnebels gehört zu den schärfsten, die jemals mit Daten des Weltraumteleskops Hubble erstellt wurden. Der ganze Orionnebel ist etwa 40 Lichtjahre groß und liegt im selben Spiralarm unserer Galaxis wie die Sonne.

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