Schlagwort: Röntgen

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Swift-Boost-Mission

Bildcredit: Katalyst Space; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Manchmal braucht jeder ein bisschen Hilfe von Freundinnen oder Freunden. Das Neil Gehrels Swift-Observatorium der NASA ist fast 22 Jahren im All. Nun benötigt es einen Schub, um in der Umlaufbahn zu bleiben.

Dieses Video zeigt eine künstlerische Darstellung der Swift Boost Mission: Das Raumfahrzeug LINK von Katalyst startete gestern auf einer Pegasus XL-Rakete von Northrop Grumman. Es ist jetzt unterwegs und hebt Swift in den nächsten Monaten in eine höhere Umlaufbahn.

Noch nie hat jemand so ein Manöver versucht. Wenn es gelingt, haben wir eine neue Technologie, mit der Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen länger im All bleiben können. Normalerweise sinken sie mit der Zeit ab.

Die Instrumente von Swift beobachten die energiereichsten Explosionen im Universum. Dazu nützen sie Gammastrahlung, Röntgen- und Ultraviolettlicht. Er hat auch die besondere Fähigkeit, sich in ein paar Dutzend Sekunden neu auszurichten. Astronominnen und Astronomen auf der ganzen Welt und alle, die kosmische Explosionen mögen, hoffen auf einen Erfolg der Mission!

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Ein Supernova-Überrest beim Galaktischen Zentrum

Hinter weißen, blauen und roten Sternen leuchtet eine rote Wolke und rechts darunter eine kleinere blaue. Diese blaue Wolke ist vielleicht ein Supernova-Überrest.
Bildcredit und Bildrechte: X-ray: NASA/CXC/UCLA/Z. Zhu et al.; ESA/XMM-Newton; Optical: PanSTARRS; Radio: MeerKAT; Image Processing: NASA/CXC/SAO/L. Frattare and P. Edmonds; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Seht ihr diesen blauen Klecks rechts unter der Bildmitte? Astronom*innen denken, dass dort ein massereicher Stern als Supernova explodiert ist. Ihr Licht hat die Erde vor etwa 1700 Jahren erreicht. Das Bild ist aus verschiedenen Beobachtungen zusammengesetzt. Es besteht aus sichtbarem Licht des Teleskops PanSTARRS auf Hawaii (Sterne im Hintergrund leuchten rot, grün und blau). Die Daten in Radiowellen kommen vom MeerKAT-Teleskop in Südafrika (die große rote Wolke). In Blau sehen wir Röntgenlicht der Röntgenteleskope Chandra der NASA und XMM-Newton der ESA.

Die große Wolke ist eine Sternentstehungsregion namens Sagittarius C. Sie ist ungefähr 50 Lichtjahre groß und 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie liegt nur etwa 260 Lichtjahre neben vom sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxis (links außerhalb des Bildes).

Wenn der blaue Klecks tatsächlich ein Supernova-Überrest ist, wäre er der nächste beim galaktischen Zentrum, den wir je entdeckt haben. In dieser dichten Region geht das Ende von massereichen Sternen mit dem Entstehen neuer Sterne über Gas und Magnetfelder einher.

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Kollision von Galaxienhaufen

Vor dem dunklen Hintergrund schimmern Galaxien als verschwommene weiße Punkte. Eine leuchtend blaue Spirale breitet sich von der Mitte her aus.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/C. Watson et al.; Optisch: PanSTARRS; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk und P. Edmonds; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Diese prächtige Spiralstruktur leuchtet im Röntgenlicht. Sie ist ungefähr 20-mal so groß wie unsere Galaxie. Die Struktur ist Teil des Galaxienhaufens Abell 2029 und befindet sich in einer Entfernung von einer Milliarde Lichtjahren.

Galaxienhaufen sind die größten Strukturen im Universum, die durch Gravitation gebunden sind. So besteht auch Abell 2029 aus Tausenden von Galaxien. Sie sind in eine große Wolke aus heißem Gas eingebettet – sowie Dunkler Materie, die eine Masse von insgesamt mehreren Billionen Sonnenmassen hat. Sie ist für die meiste Masse verantwortlich. (Übrigens: Die Galaxien sieht man, wenn man den Mauszeiger über das Bild schiebt oder diesem Link folgt!)

Die hell leuchtende Spirale im Bild ist das heiße Gas im Galaxienhaufen. Es besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Seine Temperatur beträgt mehrere Millionen Grad Celsius. Diese Struktur wurde kürzlich untersucht. Dazu wertete man Röntgen-Daten des NASA-Teleskops Chandra aus. Es zeigte sich, dass Abell 2029 vor etwa 4 Milliarden Jahren mit einem kleinen Galaxienhaufen kollidierte. Diese Kollision beeinflusste das Schwerefeld, sodass sich das Gas im Haufen hin und her bewegte. So entstand die spiralförmige Struktur.

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Cir X-1: Strahlströme im Afrikanebel

Der Nebel erinnert ein bisschen an Afrika. Das komplizierte Radiobild zeigt Ringe und Strahlströme.

Bildcredit: J. English (U. Manitoba) und K. Gasealahwe (U. Kapstadt), SARAO, MeerKAT, ThunderKAT; Wissenschaft: K. Gasealahwe, K. Savard (U. Oxford) et al.; Text: J. English und K. Savard

Wie lange dauert es, ehe bei einem neu entstandenen Neutronenstern Strahlströme entstehen? Der Afrika-Nebel gibt uns darauf Hinweise: Dieser Supernova-Überrest umgibt Circinus X-1 (auch: Cir X-1). Das ist ein Neutronenstern, der Röntgenstrahlung aussendet. Auch seinen Begleitstern ist im Bild.

Das Bild stammt von der ThunderKAT-Arbeitsgemeinschaft am MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika. Es zeigt die helle Kernregion und eine keulenförmige Struktur der aktiven Strahlen von Cir X-1 im Nebel. Sein junges Alter beträgt gerade einmal 4600 Jahre. Damit könnte Cir X-1 die „kleine Schwester“ des Mikroquasars SS433* sein.

Aktuelle Entdeckungen werfen ein neues Licht auf die Geschichte des Systems: Aus einem ringförmigen Loch im oberen rechten Eck des Nebels steigen blasenartige Strukturen auf. Die Blasen und die Anwesenheit eines Rings links unten deutet darauf hin, dass es schon früher Strahlen gab. Simulationen mit Computern zeigen, dass diese Strahlströme schon 100 Jahre nach der Supernovaexplosion entstanden sind, und dass sie über 1000 Jahre lang aktiv blieben. Überraschend ist, dass diese Jets um vieles stärker sein müssten, um die beobachteten Blasen zu erzeugen, als man bisher bei jungen Neutronensternen vermutete.

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IXPE erforscht einen Strahl aus einem Schwarzen Loch

Ein weißer wirbelnder Strahl steigt auf und endet in einer gelb-orange-roten Scheibe, die um ein Schwarzes Loch rotiert.

Illustrationscredit: NASA, Pablo Garcia

Wie erzeugen Schwarze Löcher Röntgenstrahlung? Diese Frage stellt man sich seit Langem. Kürzlich kam man der Antwort durch Daten des NASA-Satelliten IXPE erheblich näher. Röntgenstrahlen können nicht aus einem Schwarzen Loch austreten. Sie können aber in der energetischen Umgebung in der Nähe entstehen, vor allem durch einen Strahl von Teilchen, die sich nach außen bewegen.

Die Galaxie BL Lac ist ein Blazar. Als man das Röntgenlicht in der Nähe des sehr massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie BL Lac beobachtete, stellte man fest, dass diese Röntgenstrahlen keine eindeutige Polarisation aufweisen. Das ist zu erwarten, wenn sie eher von energiereichen Elektronen als von Protonen erzeugt werden.

Die künstlerische Illustration zeigt einen starken Strahl. Er geht von einer orangefarbenen Akkretionsscheibe aus, die das Schwarze Loch umkreist. Wenn man hochenergetische Prozesse im Universum besser versteht, hilft uns das, ähnliche Prozesse auf unserer Erde oder oder in ihrer Nähe zu verstehen.

Setz alles zusammen: Astronomie-Puzzle des Tages

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Der Coma-Galaxienhaufen

Im Bild sind unterschiedlich helle und große Galaxien verteilt, einige davon sind von gelblichen Nebeln umgeben, zwei links oben haben einen bläulichen Schimmer.

Bildcredit und Bildrechte: Joe Hua

Fast jedes Objekt auf diesem abgebildeten Foto ist eine Galaxie. Der hier abgebildete Coma-Galaxienhaufen ist einer der dichtesten bekannten Galaxienhaufen – er enthält Tausende von Galaxien. Jede dieser Galaxien beherbergt Milliarden von Sternen – genau wie unsere eigene Milchstraßengalaxie.

Obwohl er im Vergleich zu den meisten anderen Galaxienhaufen sehr nahe liegt, braucht das Licht des Coma-Haufens immer noch Hunderte von Millionen Jahren, um uns zu erreichen. Tatsächlich ist der Coma-Haufen so groß, dass das Licht Millionen von Jahren braucht, um von einer Seite zur anderen zu gelangen.

Die meisten Galaxien im Comahaufen und in anderen Haufen sind elliptisch, während die meisten Galaxien außerhalb von Haufen spiralförmig sind. Die Natur der Röntgenemission von Coma wird noch untersucht.

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Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenspektralbereich

Ein Nebel, der aus vielen Schalen besteht, die jeweils stark strukturiert sind, ist in violetten Farben abgebildet. Das Zentrum in der Mitte leuchtet orangefarben, außen herum sind schwach leuchtende konzentrische Schalen erkennbar.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Chandra-Röntgenobs.; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Mache Leute sehen hier ein Katzenauge. Andere erkennen vielleicht die Schale einer riesigen kosmischen Meeresschnecke. Der planetarische Nebel ist einer der hellsten und detailreichsten, die wir kennen. Sein Gas wurde von einem sonnenähnlichen Stern in einer kurzen, prächtigen Phase ausgestoßen, die am Ende seiner Entwicklung stand.

Vermutlich stieß der vergehende Zentralstern im Nebel die äußeren, konzentrischen Hüllen ab. Er warf diese Schichten wohl in einer Serie regelmäßiger Pulse ab. Im Inneren sind viele hübsche, komplexe, symmetrische Strukturen. Wie sie entstanden sind, wird noch erforscht.

Das Bildkomposit entstand aus Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble und des Chandra-Observatoriums im Röntgenlicht. Das Hubblebild wurde digital geschärft. Die fantastische Skulptur im Weltraum ist größer als ein halbes Lichtjahr. Wenn wir ins Katzenauge blicken, sehen wir die Zukunft unserer Sonne. In etwa 5 Milliarden Jahren beginnt ihre Phase des planetarischen Nebels.

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UHZ1: Ferne Galaxie und Schwarzes Loch

Das Bild ist voller Galaxien, die wie Sterne verteilt sind. In der Mitte leuchtet ein violetter Nebel. Links oben sind zwei Bildeinschübe, die ein Schwarzes Loch zeigen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Infrarot: NASA/ESA/CSA/STScI; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/L. Frattare und K. Arcand

Von dunkler Materie dominiert, ist der massereiche Galaxienhaufen Abell 2744 auch als Pandoras Haufen bekannt. Er befindet sich 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernt im Sternbild Bildhauer. Astronomen* haben mithilfe der enormen Masse des Galaxienhaufens als Gravitationslinse den Raum verzerrt und dahinter liegende, noch fernere Objekte vergrößert entdeckt. Darunter befindet sich die Hintergrundgalaxie UHZ1 mit einem bemerkenswerten Rotverschiebungswert von Z=10.1. Damit ist UHZ1 sehr viel weiter entfernt als Abell 2744. Sie befindet sich in einer Entfernung von 13,2 Milliarden Lichtjahren, als unser Universum etwa 3 Prozent seines aktuellen Alters hatte.

UHZ1 wurde in diesem kombinierten Bild gefunden, das sich aus Röntgenstrahlen (lila Töne) vom Weltraumteleskop Chandra und Infrarotlicht vom Weltraumteleskop James Webb zusammensetzt. Die Röntgenemission von UHZ1, die in den Chandra-Daten entdeckt wurde, ist das charakteristische Zeichen eines sich entwickelnden, sehr massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum dieser Galaxie mit extrem hoher Rotverschiebung. Das macht das wachsende Schwarze Loch von UHZ1 zum bisher am weitesten entfernten Schwarzen Loch, das in Röntgenstrahlen nachgewiesen wurde, und deutet darauf hin, wie und wann die ersten sehr massereichen Schwarzen Löcher im Universum entstanden sind.

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