Das Galaktische Zentrum von Radio bis Röntgen

Sgr A*, das Zentrum unserer Galaxis mit einem Schwarzen Loch, leuchtet in jeder Art von Licht; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: NASA, CXC, UMass, D. Wang et al.; Radio: NRF, SARAO, MeerKAT

Beschreibung: Auf wie viele Arten leuchtet das Zentrum unserer Galaxis? Diese rätselhafte Region, etwa 26.000 Lichtjahre entfernt ist und im Sternbild Schütze (Sagittarius) liegt, leuchtet in jeder Art von Licht, die wir sehen können.

Für dieses Bild wurde mit dem Röntgenobservatorium Chandra der NASA im Erdorbit energiereiche Röntgenstrahlung abgebildet, diese erscheint in Grün und Blau. Die rot gefärbte Abbildung der energiearmen Radiostrahlung stammt von der Teleskopanordnung MeerKAT des SARAO, die auf der Erde stationiert ist. Rechts neben der farbenfrohen Zentralregion liegt Sagittarius A (Sgr A), eine starke Radioquelle, die sich an derselben Stelle befindet wie Sgr A*, das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis.

Heißes Gas, das Sgr A* umgibt, sowie eine Reihe parallel verlaufender Radiofilamente, die als der „Bogen“ bezeichnet werden, sind links neben der Bildmitte zu sehen. Weiters verlaufen im Bild zahlreiche ungewöhnliche einzelne Radiofilamente. Viele Sterne kreisen in und um Sgr A*, außerdem zahlreiche kleine Schwarze Löcher und dichte Sternkerne, die als Neutronensterne und Weiße Zwerge bekannt sind. Das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße wird gegenwärtig vom Event Horizon Telescope abgebildet.

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Ein schwarzes Loch zerstört einen vorbeiziehenden Stern

Wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt, können ihn die Gezeitenkräfte auseinanderreißen; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech

Beschreibung: Was geschieht mit einem Stern, der in die Nähe eines Schwarzen Lochs gelangt? Wenn der Stern ein massereiches Schwarzes Loch direkt trifft, fällt er als Ganzes hinein – und alles verschwindet.

Viel wahrscheinlicher ist jedoch, dass der Stern nahe genug an das Schwarze Loch herankommt, dass dessen Gravitation die äußeren Schichten des Sterns abzieht oder den Stern auseinanderreißt. Dann fällt ein Großteil vom Gas des Sterns nicht in das Schwarze Loch. Solche Ereignisse stellarer Gezeitenzerstörung können so hell wie eine Supernova sein, und ein immer größerer Teil dieser Ereignisse wird durch automatisierte Himmelsdurchmusterungen entdeckt.

Auf dieser künstlerischen Darstellung hat ein Stern gerade ein massereiches Schwarzes Loch passiert und verliert Gas, das im Orbit zurückbleibt. Der innere Rand einer Scheibe aus Gas und Staub, die das Schwarze Loch umgibt, wird von dem Zerstörungsereignis aufgeheizt und könnte nach dem Verschwinden des Sterns noch lange Zeit nachleuchten.

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M77: Spiralgalaxie mit aktivem Kern

Die aktive Seyfertgalaxie M77 wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble detailreich abgebildet. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Hubble, NASA, ESA; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Was passiert im Zentrum der nahen Spiralgalaxie M77? Die von oben sichtbare Galaxie ist an die 47 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild des Meeresungeheuers (Cetus). Bei dieser geschätzten Entfernung ist das prächtige Inseluniversum ungefähr 100.000 Lichtjahre breit.

Die Galaxie ist auch als NGC 1068 bekannt. Ihr kompakter, sehr heller Kern wurde von Astronomen genau untersucht, welche die Rätsel sehr massereicher Schwarzer Löcher in aktiven Seyfertgalaxien erforschen. M77 und ihr aktiver Kern leuchtet hell in Wellenlängen der Röntgenstrahlung, in ultraviolettem, sichtbarem und infrarotem Licht sowie in Radiowellenlängen.

Dieses scharfe Bild von M77 wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble fotografiert, das (sichtbare) rote Licht, das von Wasserstoff abgestrahlt wird, tritt markant hervor. Das Bild zeigt Details der gewundenen Spiralarme, die von undurchsichtigen Staubwolken und rot getönten Sternbildungsregionen gesäumt sind, und die bis in die Nähe des leuchtenden Kerns der Galaxie hinein reichen.

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Extremer Ausbruch eines Schwarzen Lochs

Ein Schwarzes Loch sprengt in einem Anfall von Übelkeit eine Höhlung ins intergalaktische Medium; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; Infrarot: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF; Text: Michael F. Corcoran (NASA, Catholic U., HEAPOW)

Beschreibung: Astronomen glauben, dass sie nun das mächtigste Beispiel für einen Ausbruch eines Schwarzen Lochs gefunden haben, der je im Universum beobachtet wurde. Dieses Falschfarben-Kompositbild zeigt einen Galaxienhaufen im Sternbild Ophiuchus (Schlangenträger). Es enthält Röntgenbilder (vom Chandra-Röntgenobservatorium und XMM-Newton) in Violett sowie ein Radiobild (vom Giant Metrewave Radio Telescope in Indien) in Blau (dazu ein Infrarotbild der Galaxien und Sterne im Blickfeld in Weiß zur besseren Erkennbarkeit).

Die gestrichelte Linie markiert die Grenze eines leer gefegten Hohlraums, die von dem sehr massereichen Schwarzen Loch aufgeblasen wurde, das im Zentrum der Galaxie lauert und mit einem Kreuz markiert ist. Dieser Hohlraum ist mit Radioemissionen gefüllt. Man vermutet, dass es zu diesem riesigen Ausstoß kam, weil das Schwarze Loch zu viel gefressen hatte und einen vorübergehenden Anfall von „Schwarzloch-Übelkeit“ erlitt, der zum Ausstoß eines mächtigen Radiostrahls führte, der in den intergalaktischen Raum geschleudert wurde. Die Menge an Energie, die benötigt wird, um diese Höhlung zu leeren, entspricht ungefähr 10 Milliarden Supernovaexplosionen.

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Das Zentrum von Centaurus A

Hubble-Bild vom Zentrum der aktiven Galaxie Centaurus A; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI / AURA)-ESA / Hubble Arbeitsgruppe

Beschreibung: Die nur 11 Millionen Lichtjahre entfernte Centaurus A ist die dem Planeten Erde am nächsten liegende aktive Galaxie. Die merkwürdige elliptische Galaxie ist auch als NGC 5128 bekannt größer als 60.000 Lichtjahre. Diese scharfe Nahaufnahme des Weltraumteleskops Hubble zeigt eine ungefähr 8500 Lichtjahre große Region einschließlich des Galaxienzentrums (links oben).

Centaurus A ist offensichtlich das Ergebnis einer Kollision zweier ansonsten normaler Galaxien. Diese Kollision führte zu einem heftigen Durcheinander von Sternentstehungsgebieten, massereichen Sternhaufen und imposanten dunklen Staubbahnen. In der Nähe des Galaxienzentrums werden fortlaufend übrig gebliebene kosmische Trümmer von einem zentralen Schwarzen Loch mit einer Milliarde Sonnenmassen verschlungen. Wie in anderen aktiven Galaxien erzeugt dieser Prozess wahrscheinlich die Radio, Röntgen- und Gammastrahlen-Energie, die von Centaurus A abgestrahlt wird.

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Sicherheitsvideo für ein Schwarzes Loch


Videocredit: GSFC der NASA, SVS; Musik: Prim and Proper von Universal Production Music

Beschreibung: Wenn Sie ein kleines einäugiges Monster wären, würden Sie ein Schwarzes Loch besuchen wollen? Nun, das im Video möchte eins besuchen – aber sollte es? Eigentlich nicht, aber da unsere kleine Freundin auf die Reise besteht, informiert das Video, was Schwarze Löcher eigentlich sind, und wie man den Besuch so sicher wie möglich gestalten kann.

Schwarze Löcher sind Materieklumpen, die so dicht sind, dass Licht nicht entkommen kann. In jüngster Zeit fand man durch die Messung ungewöhnlicher Gravitationswellen heraus, dass Paare Schwarzer Löcher mit jeweils mehreren Sonnenmassen verschmelzen. Die Regionen um sehr massereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien können heller werden, wenn Sterne, die ihnen zu nahe kommen, geschreddert werden.

Das erdnächste Schwarze Loch ist V616 Mon, es ist etwa 3300 Lichtjahre von uns entfernt. Als beste Möglichkeit für unsere Monsterfreundin, sicher zu reisen, empfiehlt das Video, ihm nicht zu nahe zu kommen.

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Seltsames Signal zeigt Zerstörung eines Neutronensterns durch Schwarzes Loch


Illustrations-Videocredit: NASA, Dana Berry (Skyworks Digital)

Beschreibung: Was löste diese ungewöhnliche Explosion aus? Vor drei Wochen erfassten Gravitationswellendetektoren in den USA und Europa – die LIGO– und Virgo-Detektoren – einen Ausbruch an Gravitationswellen. Die Wellenform entsprach dem, was man erwarten würde, wenn ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern zerstört. Ein Objekt des Ereignisses S190814sv passte am besten zu einer mehr als fünffachen Masse der Sonne – das machte es zu einem guten Kandidaten für ein Schwarzes Loch. Das andere Objekt hat anscheinend weniger als drei Sonnenmassen, weshalb es ein guter Kandidat für einen Neutronenstern ist.

Noch nie zuvor wurden bei einem ähnlichen Ereignis Gravitationswellen entdeckt. Leider war bei dieser Explosion kein Licht zu sehen, das von dem zerreißenden Neutronenstern stammen hätte können. Es ist theoretisch möglich, dass auch das Objekt mit geringerer Masse ein Schwarzes Loch war, doch es ist kein eindeutiges Beispiel eines Schwarzen Lochs mit einer so geringen Masse bekannt.

Dieses Video wurde erstellt, um eine zuvor vermutete Kollision zwischen einem Schwarzen Loch und einem Neutronenstern zu veranschaulichen, die 2005 durch Strahlung entdeckt wurde, insbesondere Gammastrahlen vom Ausbruch GRB 050724. Das animierte Video beginnt mit einem Neutronenstern im Vordergrund, der ein Schwarzes Loch umrundet, das von einer Akkretionsscheibe umgeben ist. Die Gravitation des Schwarzen Lochs zerreißt dann den Neutronenstern. Sobald Teile in das Schwarze Loch fallen, entsteht ein Strahl.

S190814sv wird weiterhin untersucht, wobei Hinweise auf die Natur der beteiligten Objekte vielleicht von künftigen Entdeckungen ähnlicher Systeme stammen werden.

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Die nahe Spiralgalaxie NGC 4945

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Die große Spiralgalaxie NGC 4945 in der Mitte dieses kosmischen Galaxienporträts ist fast genau von der Kante sichtbar. Sie ist sogar fast gleich groß wie unsere Galaxis, die Milchstraße.

Auf diesem scharfen, farbigen Teleskopbild treten die staubige Scheibe von NGC 4945, junge blaue Sternhaufen und rosarote Sternbildungsregionen markant hervor. NGC 4945 liegt etwa 13 Millionen Lichtjahre entfernt im ausgedehnten südlichen Sternbild Zentaur. Sie ist nur etwa sechsmal weiter entfernt als die Andromedagalaxie, jene große Spiralgalaxie, die der Milchstraße am nächsten liegt.

Obwohl der Zentralbereich dieser Galaxie für optische Teleskope großteils vor direkter Sicht verborgen ist, liefern Röntgen- und Infrarotbeobachtungen Hinweise auf ein beträchtliches Ausmaß an sehr energiereicher Strahlung und Sternbildung im Kern von NGC 4945. Der undurchsichtige, aber aktive Kern macht dieses prächtige Inseluniversum zu einer Seyfertgalaxie, er enthält ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch.

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Animation: Spiralscheibe um ein schwarzes Loch


Bildcredit: ESA, NASA, Hubble, M. Kornmesser

Beschreibung: Was sieht man, wenn man ein Schwarzes Loch umkreist? Viele Schwarze Löcher sind von wirbelnden Gasansammlungen umgeben, die als Akkretionsscheiben bezeichnet werden. Diese Scheiben können extrem heiß sein, und ein großer Teil des umkreisenden Gases fällt irgendwann durch den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs – von wo es nie wieder auftaucht.

Diese Animation ist eine künstlerische Darstellung der seltsamen Scheibe, die spiralförmig um das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 3147 wirbelt. Gas am inneren Rand dieser Scheibe kommt dem Schwarzen Loch so nahe, dass es sich ungewöhnlich schnell bewegt – mit 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. So schnelles Gas leuchtet relativistisch – dadurch erscheint die Seite der Scheibe, die sich auf uns zubewegt, deutlich heller als die Seite, die sich von uns entfernt. Diese Animation basiert auf Bildern von NGC 3147, die kürzlich mit dem Weltraumteleskop Hubble gemacht wurden.

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MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum in Radio

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Bildcredit: MeerKAT, SARAO

Beschreibung: Was passiert im Zentrum unserer Galaxis? Das ist mit optischen Teleskopen schwer zu sagen, da sichtbares Licht durch dazwischen liegenden interstellaren Staub blockiert wird. Aber in anderen Wellenlängen des Lichtes, zum Beispiel Radio, kann das galaktische Zentrum abgebildet werden und erweist sich als ziemlich interessanter, aktiver Ort.

Dieses Bild zeigt eine erste Aufnahme der Teleskopanordnung MeerKAT aus 64 Radioteleskopen, die kürzlich in Südafrika fertiggestellt wurde. Das eindrucksvoll riesige, detailreiche Bild umfasst vier Mal den Winkeldurchmesser des Mondes (2 Grad). Viele bekannte Quellen werden sehr detailreich gezeigt, etliche davon mit der Vorsilbe Sgr, da das galaktische Zentrum in Richtung des Sternbildes Schütze liegt.

Im Zentrum unserer Galaxis – hier rechts neben der Bildmitte – liegt Sgr A* mit dem sehr massereichen zentralen schwarzen Loch der Milchstraße. Andere Quellen im Bild sind weniger gut erklärbar, darunter der Bogen links neben Sgr A* sowie zahlreiche faserartige Stränge. Zu MeerKATs Zielen gehören die Suche nach Radioemissionen von neutralem Wasserstoff, die in einem viel jüngeren Universum abgestrahlt wurden, sowie kurze, ferne Radioblitze.

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Spiralgalaxie NGC 1566, die spanische Tänzerin

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

Beschreibung: Wenn nicht perfekt, dann ist diese Spiralgalaxie zumindest eine der fotogensten. Dieses Inseluniversum besteht aus Milliarden Sternen und liegt etwa 40 Millionen Lichtjahren entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado).

NGC 1566 präsentiert eine prächtige Ansicht von oben. Sie ist eine Galaxie mit zwei klar definierten, anmutigen Spiralarmen, die von hellen blauen Sternhaufen und dunklen kosmischen Staubbahnen gesäumt sind. Mit dem Weltraumteleskop Hubble wurden zahlreiche Bilder von NGC 1566 aufgenommen, um Sternbildung, Supernovae und das ungewöhnlich aktive Zentrum der Spirale zu untersuchen. Diese Bilder sind online im Hubble-Vermächtnisarchiv verfügbar, einige davon wurden von einem fleißigen Laien heruntergeladen, kombiniert und digital zu diesem Bild verarbeitet.

Das flackernde Zentrum von NGC 1566 macht die Spirale zu einer der nächstliegenden und hellsten Seyfertgalaxien. Solche Galaxien enthalten wahrscheinlich ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch, das an Sternen und Gas in der Umgebung schwere Verwüstung anrichtet.

Heute: Totale Sonnenfinsternis in Teilen von Südamerika

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