Wenn Schwarze Löcher kollidieren


Videocredit und -rechte: Simulating Extreme Spacetimes Collaboration

Beschreibung: Was passiert, wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren? Dieses extreme Szenario passiert in den Zentren vieler verschmelzender Galaxien und in Mehrfachsternsystemen. Dieses Video zeigt eine Computeranimation der Endphase so einer Verschmelzung und veranschaulicht die Gravitationslinseneffekte, die am Sternenfeld im Hintergrund auftreten würden.

Die schwarzen Regionen markieren die Ereignishorizonte des dynamischen Duos, während ein darum herum verlaufender Ring aus sich verschiebenden Hintergrundsternen die Position ihres gemeinsamen Einsteinrings anzeigt. Von allen Hintergrundsternen sind Bilder nicht nur außerhalb dieses Einsteinrings sichtbar, sondern jeweils auch ein oder mehrere Begleitbilder im Inneren.

Am Ende verschmelzen die beiden Schwarzen Löcher. Heute wissen wir, dass das Endstadium so einer Verschmelzung heftige Gravitationsstrahlung erzeugt, die eine neue Sichtweise auf unser Universum bietet.

Diese Woche ist Schwarze-Löcher-Woche der NASA

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NGC 3521: Galaxie in einer Blase

Die prächtige Spiralgalaxie NGC 3521 ist nur 35 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe.

Bildcredit und Bildrechte: BeschaffungEric Benson, BearbeitungDietmar Hager

Beschreibung: Die prächtige Spiralgalaxie NGC 3521 ist nur 35 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Löwe. Am Himmel des Planeten Erde leuchtet NGC 3521 relativ hell, sie ist mit kleinen Teleskopen leicht sichtbar, wird aber von Amateurfotografen häufig zugunsten anderer Spiralgalaxien im Löwen übersehen, etwa M66 und M65.

Auf diesem farbenprächtigen kosmischen Porträt kann man sie aber kaum ignorieren. Die Galaxie umfasst ungefähr 50.000 Lichtjahre und zeigt uns charakteristische unregelmäßige, irreguläre Spiralarme, die von Staub, rötlichen Sternbildungsregionen und Haufen junger, blauer Sterne gesäumt sind.

Außerdem zeigt dieses detailreiche Bild, dass NGC 3521 in gewaltige blasenähnliche Hüllen eingebettet ist. Die Hüllen sind wahrscheinlich Gezeitenschutt – Sternströme, die aus Begleitgalaxien herausgerissen wurden, die in der fernen Vergangenheit mit NGC 3521 verschmolzen sind.

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M64: Die Blaues-Auge-Galaxie

Messier 64, auch bekannt als Blaues-Auge- oder Dornröschen-Galaxie, hat scheinbar den bösen Blick.

Bildcredit: ESA/Hubble, NASA und das PHANGS-HST Team; Danksagung: Judy Schmidt

Beschreibung: Wer weiß, welches Übel im Auge von Galaxien lauert? Hubble weiß es – oder hilft im Fall der Spiralgalaxie M64, es herauszufinden. Messier 64, auch bekannt als Blaues-Auge- oder Dornröschen-Galaxie, hat scheinbar den bösen Blick. Denn in der Zentralregion rotieren all ihre Sterne in die gleiche Richtung wie das interstellare Gas, aber in den äußeren Regionen rotieren sie in die Gegenrichtung.

Dieses sehr detailreiche Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble im Erdorbit fotografiert. Gewaltige Staubwolken verdecken die uns zugewandte Seite der Zentralregion von M64. Diese wird vom verräterischen rötlichen Leuchten von Wasserstoff gesäumt, das mit Sternbildung einhergeht.

M64 ist etwa 17 Millionen Lichtjahre entfernt. Somit wurde das heute von dort sichtbare Licht abgestrahlt, als die letzten gemeinsamen Vorfahren zwischen Menschen und Schimpansen auf der Erde lebten. Das staubige Auge und seine groteske Rotation entstanden wahrscheinlich bei der Verschmelzung zweier Galaxien, die Millionen Jahre zurückliegt.

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Die Antennen erforschen

Im südlichen Sternbild Rabe kollidieren zwei Galaxien, die als NGC 4038 und NGC 4039 katalogisiert sind.

Bildcredit und Bildrechte: Bernard Miller

Beschreibung: Etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt kollidieren im südlichen Sternbild Rabe zwei große Galaxien. Nur sehr selten kollidieren im Zuge der schwerfälligen Katastrophe, die Hunderte Millionen andauert, einzelne Sterne in den beiden Galaxien, die als NGC 4038 und NGC 4039 katalogisiert sind. Doch die großen Wolken aus molekularem Gas und Staub in den Galaxien tun das häufig, was heftige Episoden an Sternbildung nahe dem Zentrum der kosmischen Karambolage auslöst.

Diese faszinierende Ansicht umfasst mehr als 500.000 Lichtjahre und zeigt auch neue Sternhaufen und Materie, die durch Gezeitenkräfte weit vom Schauplatz der Kollision fortgeschleudert wurde. Dieses scharfe, auf der Erde aufgenommene Bild enthält Schmalbanddaten, die das charakteristische rote Leuchten des atomaren Wasserstoffs in Sternbildungsregionen betonen.

Das vielsagende visuelle Gesamtbild der ausgedehnten bogenförmigen Strukturen gibt dem Galaxienpaar seinen geläufigen Namen: die Antennen.

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Das Zentrum von NGC 1316: Nach der Kollision von Galaxien

NGC 1316 ist vermutlich eine riesige elliptische Galaxie und vermutlich das Ergebnis einer riesigen Galaxienkollision.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Daniel Nobre

Beschreibung: Wie ist diese seltsam aussehende Galaxie entstanden? Astronominnen und Astronomen suchen detektivisch nach der Ursache für das ungewöhnliche Durcheinander an Sternen, Gas und Staub in NGC 1316. Untersuchungen lassen vermuten, dass NGC 1316 eine riesige elliptische Galaxie ist, die auch dunkle Staubbahnen enthält, welche normalerweise in Spiralgalaxien zu finden sind.

Detailreiche Bilder des Weltraumteleskops Hubble zeigt jedoch Details, die dabei helfen, die Geschichte dieses riesigen Wirrwarrs zu rekonstruieren. Detailreiche Weitwinkelbilder zeigen riesige Kollisionshüllen, während genaue Bilder vom Zentrum zeigen, dass es im Inneren von NGC 1316 nur wenige Kugelsternhaufen gibt. Solche Effekte sind in Galaxien zu erwarten, die in den letzten Milliarden Jahren Kollisionen oder Verschmelzungen mit anderen Galaxien hatten. Die dunklen Knoten und Staubbahnen im Bild lassen vermuten, dass eine oder mehrere der verschlungenen Galaxien Spiralgalaxien waren.

NGC 1316 ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und liegt ungefähr 60 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Chemischer Ofen (Fornax).

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Die Antennengalaxien in Kollision

Die kollidierenden Galaxien sind als NGC 4038 und NGC 4039 im Sternbild Rabe sind als Antennengalaxien bekannt.

Bildcredit und Bildrechte: ESA/Hubble, NASA

Beschreibung: Diese beiden großen Galaxien kollidieren sechzig Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Rabe (Corvus). Das kosmische Zugunglück, das atemberaubend detailreich auf diesem Bild des Weltraumteleskops Hubble dargestellt ist, dauert Hunderte Millionen Jahre.

Die Galaxien sind als NGC 4038 und NGC 4039 katalogisiert, ihre Einzelsterne stoßen aber nur selten zusammen – anders als ihre großen Wolken aus molekularem Gas und Staub, was Schübe heftiger Sternbildung nahe dem Zentrum der Karambolage auslöst. Neue Sternhaufen und interstellare Materie bilden ein Durcheinander und werden durch die Gravitation weit vom Schauplatz der Havarie fortgeschleudert.

Diese Hubble-Nahaufnahme ist in der geschätzten Entfernung der kollidierenden Galaxien ungefähr 50.000 Lichtjahre breit. Ihre suggestive visuelle Erscheinung auf großflächigeren Ansichten mit ausgedehnten Strukturen, die sich über Hunderttausende Lichtjahre wölben, führte zum landläufigen Namen Antennengalaxien.

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Hubble zeigt die extrem wechselwirkende Galaxie UGC 1810

Die Galaxie UGC 1810 ist zusammen mit ihrer Kollisionspartnerin als Arp 273 bekannt.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, HLA; Bearbeitung und Bildrechte: Domingo Pestana

Beschreibung: Was passiert mit dieser Spiralgalaxie? Die Details sind unklar, doch es geht sicherlich um einen Kampf mit ihrer kleineren galaktischen Nachbarin. Die Galaxie selbst wird als UGC 1810 bezeichnet, doch zusammen mit ihrer Kollisionspartnerin ist sie als Arp 273 bekannt.

Die Gesamtform von UGC 1810 – vor allem ihr blauer Außenring – ist wahrscheinlich das Ergebnis gewaltiger GravitationsWechselwirkungen. Die blaue Farbe dieses Ringes entsteht durch heiße, blaue, massereiche Sterne, die erst in den letzten Millionen Jahren entstanden sind. Die innere Galaxie erscheint älter und röter, sie ist von kühlem, faserartigem Staub durchzogen.

Einige helle Sterne liegen weit im Vordergrund und stehen in keinem Zusammenhang mit UGC 1810. Weit im Hintergrund sind mehrere Galaxien zu sehen. Arp 273 liegt ungefähr 300 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Andromeda. Ziemlich wahrscheinlich verschlingt UGC 1810 im Laufe der nächsten Milliarden Jahre ihre galaktische Begleiterin und entwickelt sich zu einer klassischen Spiralform.

APOD in den Weltsprachen arabisch, chinesisch (Peking), chinesisch (Taiwan), deutsch, Farsi, französisch, hebräisch, indonesisch, japanisch, katalanisch, koreanisch, kroatisch, montenegrinisch, niederländisch, polnisch, russisch, serbisch, slowenisch, spanisch, tschechisch, türkisch, türkisch und ukrainisch

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Die Schalengalaxien in den Fischen

Dieses merkwürdige Galaxiensystem ist ungefähr 100 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Fische, es ist als Arp 227 katalogisiert.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Das merkwürdige Galaxiensystem auf dieser intergalaktischen Himmelslandschaft ist als Arp 227 katalogisiert. Es ist ungefähr 100 Millionen Lichtjahre entfernt und treibt innerhalb der Grenzen des Sternbildes Fische. Arp 227 besteht aus den beiden markanten Galaxien rechts neben der Mitte: der seltsamen Schalengalaxie NGC 474 und ihrer blauen, spiralarmigen Nachbarin NGC 470.

Die blassen, breiten Bögen oder Hüllen von NGC 474 sind vielleicht durch eine gravitative Begegnung mit ihrer Nachbarin NGC 470 entstanden. Alternativ sind die Schalen vielleicht durch die Verschmelzung mit einer kleineren Galaxie entstanden, bei der ein Effekt entstand, der so ähnlich ist wie Wellen auf der Oberfläche eines Teiches.

Die große Galaxie links oben in diesem detailreichen Bild, NGC 467, ist anscheinend ebenfalls von blassen Hüllen umgeben – ein Hinweis auf ein weiteres wechselwirkendes Galaxiensystem. Im Hintergrund sind faszinierende Galaxien über das Feld verteilt, das auch gezackte Vordergrundsterne enthält. Natürlich liegen diese Sterne weit innerhalb unserer Milchstraße. Das Sichtfeld umfasst 25 Bogenminuten oder etwa 1/2 Grad am Himmel.

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Galaxienkrieg: M81 und M82

Die Galaxien Messier 81 und M82 im Sternbild Großer Bär kollidieren miteinander, bis nur noch eine der beiden Galaxien übrig bleibt.

Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Torsten Grossmann

Beschreibung: Diese beiden Galaxien sind weit weit weg – 12 Millionen Lichtjahre entfernt im nördlichen Sternbild Großer Bär. Links sieht man die Spiralgalaxie M81 mit prächtigen Spiralarmen und einem hellen gelben Kern, sie ist ungefähr 100.000 Lichtjahre groß. Rechts befindet sich die von roten Gas- und Staubwolken markierte irreguläre Galaxie M82.

Das Paar ist seit einer Milliarde an Jahren in einem Gravitationskampf gefangen. Die Gravitation beider Galaxien beeinflusste die jeweils andere in einer Folge enger kosmischer Begegnungen tiefgreifend. Ihre letzte Runde dauerte etwa 100 Millionen Jahre und rief wahrscheinlich die Dichtewellen hervor, welche sich um M81 kräuseln, was zum Reichtum der Spiralarme in M81 führte. M82 blieb mit gewaltigen Sternbildungsregionen und kollidierenden Gaswolken zurück, die so energiereich sind, dass die Galaxie im Röntgenspektralbereich leuchtet.

In den nächsten Milliarden Jahren führen ihre anhaltenden gravitationsgetriebenen Begegnungen zu einer Verschmelzung, und eine einzige Galaxie bleibt übrig.

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Die Schweinswal-Galaxie von Hubble

Die Schweinswalgalaxie im Sternbild Wasserschlange, Teil des Galaxienpaares Arp 142, kollidiert mit einer elliptischen Galaxie.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, HLA; Neubearbeitung und Bildrechte: Raul Villaverde

Beschreibung: Was passiert mit dieser Spiralgalaxie? Vor nur wenigen Hundert Millionen Jahren war NGC 2936, die obere dieser beiden großen Galaxien, wahrscheinlich eine normale Spiralgalaxie – sie drehte sich, bildete Sterne und kümmerte sich um ihren eigenen Kram. Doch dann kam sie der massereichen elliptischen Galaxie NGC 2937 darunter zu nahe und geriet ins Trudeln.

NGC 2936 wird wegen ihrer kultigen Form Schweinswalgalaxie genannt. Sie wurde nicht nur abgelenkt, sondern durch die enge gravitative Wechselwirkung auch deformiert. Ein Schwall junger blauer Sterne bildet rechts an der oberen Galaxie die Nase des Schweinswals, während das Zentrum der Spirale das Auge darstellt. Manche sehen in dem Galaxienpaar, das zusammen als Arp 142 bekannt ist, einen Pinguin, der ein Ei beschützt. Rechts unten folgen verworrene Staubbahnen und helle blaue Sternströme der aufgewühlten Galaxie.

Dieses neu bearbeitete Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen, es zeigt Arp 142 so detailreich wie nie zuvor. Arp 142 ist ungefähr 300 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt zufällig im Sternbild Wasserschlange (Hydra). In ungefähr einer Milliarde an Jahren verschmelzen die beiden Galaxien wahrscheinlich zu einer größeren Galaxie.

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Galaxien im Fluss

Siehe Beschreibung. Ein wechselwirkendes Galaxienpaar im Fluss Eridanus; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Star Shadows Remote Observatory, PROMPT, CTIO

Beschreibung: Große Galaxien wachsen, indem sie kleine fressen. Auch unsere Galaxis betreibt diese Art galaktischen Kannibalismus und verschluckt kleine Galaxien, die ihr zu nahe kommen und von ihrer Gravitation eingefangen werden. Diese Praxis kommt im Universum häufig vor. Hier wird sie von einem auffälligen Paar aus miteinander wechselwirkenden Galaxien am Ufer des Flusses Eridanus – ein südliches Sternbild – veranschaulicht.

Die große, verzerrte Spirale NGC 1532 ist mehr als 50 Millionen Lichtjahre entfernt, und ist in einem Gravitationskampf mit der Zwerggalaxie NGC 1531 (rechts neben der Mitte) gefangen. Die kleinere Galaxie wird diesen Kampf schlussendlich verlieren. Die Spiralgalaxie NGC 1532 ist ungefähr 100.000 Lichtjahre groß und von der Kante sichtbar.

Das Paar NGC 1532/1531 ist auf diesem scharfen Bild detailreich abgebildet, vermutlich ähnelt es einem gut untersuchten System mit einer von oben sichtbaren Spirale und ihrer Begleiterin, die als M51 bekannt ist.

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