Schlagwort: Sgr A*

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Die galaktische Ebene: Radio kontra Licht

Bildcredit und Bildrechte: Radio: S. Mantovanini und the GLEAM team; Licht: Axel Mellinger (milkywaysky.com)

Wie sieht die Milchstraße in Radiowellen aus? Um das herauszufinden, bildete GLEAM (GaLactic and Extragalactic All-sky MWA) das zentrale Band unserer Galaxis mit hoher Auflösung in Radiolicht auf. Dazu wurde das Murchison Widefield Array (MWA) in Australien eingesetzt. Im Video sehen wir dieses Radiolicht auf der linken Seite.

Rechts ist das sichtbare Licht aus der gleichen Gegend am Himmel. Die Unterschiede sind so groß, weil die meisten Objekte im Radiolicht ganz anders leuchten als im sichtbaren Licht. Außerdem wird das sichtbare Licht vom interstellaren Staub in unserer Nähe blockiert.

Besonders deutlich werden diese Unterschiede in Richtung des Zentrums unserer Galaxis. Das sehen wir nach etwa einem Drittel des Videos. Wir erkennen ganz verschiedene bunte Strukturen im Radiolicht. Die hellen, roten Flecken sind Supernova-Überreste von explodierten Sternen. Die blauen Bereiche dagegen sind Sternschmieden. Sie sind voll von jungen, hellen Sternen.

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Straße zum galaktischen Zentrum

Das Kompositbild zeigt im Vordergrund das Monument Valley in Utah in den USA. Im Hintergrund ist die Ebene der Milchstraße mit dem Zentrum der Galaxis.

Bildcredit und Bildrechte: Michael Abramyan

Geht der Weg zum Zentrum der Galaxis durch das amerikanische Monument Valley? Das muss nicht so sein. Sollte aber der Weg dort entlang führen: macht ein Foto! In diesem Fall ist es die US-Bundesstraße U.S. Highway 163. Ikonische Hügel im Reservat der Navajo (Navajo Nation Reservation) säumen den Horizont. Das Band der Milchstraße reicht vom Himmel herab. Es wirkt wie eine Verlängerung der Straße auf der Erde.

Staubwolken bilden dunkle Filamente in der Milchstraße und somit einen Kontrast zu den Milliarden heller Sternen und bunt leuchtender Gaswolken. Dazu gehören der Lagunennebel und der Trifidnebel.

Dieses Bild ist ein Komposit mehrerer Aufnahmen mit derselben Kamera am selben Ort: dem Forest Gump Point im US-Bundesstaat Utah. Der Vordergrund wurde kurz nach Sonnenuntergang aufgenommen. Es war Anfang September 2021 zur „blauen Stunde„. Der Hintergrund ist ein Mosaik aus vier Aufnahmen. Sie entstanden einige Stunden später.

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MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum in Radio

Falschfarbenbild in Gelb- und Blautönen vom galaktischen Zentrum im Radiobereich. Verschiedene Wolken, Blasen und Fäden lassen sich erkennen.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, SARAO, S. Crowe (UVA), J. Bally (CU), R. Fedriani (IAA-CSIC), I. Heywood (Oxford)

Was geht im Zentrum unserer Galaxie vor sich? Mit optischen Teleskopen ist das schwer zu beurteilen, denn der Staub zwischen den Sternen verschluckt das sichtbare Licht. In anderen Wellenlängen wie dem Radiobereich kann man das galaktische Zentrum beobachten. Dann ist es eine interessante und aktive Region.

Dieses Bild zeigt das Zentrum unserer Milchstraße. Es entstand mit MeerKAT, einer Anlage aus 64 Radioteleskopen in Südafrika. Das Panorama ist am Himmel so breit wie vier Vollmonde, also 2 Grad. Weil es lange belichtet wurde, zeigt es viele Details. Ihr könnt viele bekannte Quellen klar und detailliert erkennen. Viele tragen das Präfix „Sgr“, weil das galaktische Zentrum im Sternbild Schütze (Sagittarius) liegt.

Im Zentrum unserer Galaxis liegt Sgr A*. Dort ist das zentrale, extrem massereiche Schwarze Loch der Milchstraße. Andere Radioquellen im Bild sind nicht so gut erforscht. Dazu zählen der Bogen links neben Sgr A* und viele fadenartige Strukturen.

Das Weltraumteleskop James Webb hat kürzlich einen kleinen Himmelsbereich beobachtet. Dabei untersuchte man die Auswirkungen von Magnetfeldern auf die Sternentstehung. Das Bild der Infrarotkamera ist rechts oben eingefügt.

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Die Reise zum Mittelpunkt der Galaxis

Videocredit: ESO/MPE/Nick Risinger (skysurvey.org)/VISTA/J. Emerson/Digitized Sky Survey 2

Welche Wunder liegen im Zentrum unserer Galaxis? In Jules Vernes Science-Fiction-Klassiker „Die Reise zum Mittelpunkt der Erde“ begegnen Professor Liedenbrock und seine Forscherkollegen vielen seltsamen und aufregenden Wundern.

Astronomen* kennen bereits einige der bizarren Objekte, die sich in unserem galaktischen Zentrum befinden. Dazu zählen riesige kosmische Staubwolken, helle Sternhaufen, wirbelnde Gasringe und sogar ein supermassereiches schwarzes Loch. Ein großer Teil des galaktischen Zentrums ist durch den dazwischenliegenden Staub und das Gas vor unserem Blick auf das sichtbare Licht abgeschirmt. Das kann jedoch mit anderen Formen der elektromagnetischen Strahlung erkundet werden.

Dieses Video ist ein digitaler Zoom in das Zentrum der Milchstraße. Es beginnt mit sichtbaren Lichtbildern aus dem Digitized Sky Survey. Im weiteren Verlauf des Films wechselt das sichtbare Licht zu Infrarot, das durch Staub dringt. Dabei werden Gaswolken sichtbar, von denen 2013 entdeckt wurde, dass sie zum zentralen Schwarzen Loch fallen.

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Wirbelndes Magnetfeld um das zentrale Schwarze Loch der Galaxis

Vor einem schwarzen Hintergrund leuchtet eine Spiralstruktur aus Fäden, die von innen nach außen verlaufen. Die Fäden sind in einen orangefarbenen Hintergrund gebettet.

Bildcredit: EHT-Zusammenarbeit

Was geschieht um das große Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie? Es saugt Materie aus einer wirbelnden Scheibe an – einer Scheibe, die magnetisiert ist, wie jetzt bestätigt wurde. Vor kurzem wurde beobachtet, dass die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs polarisiertes Licht aussendet. Das ist eine Strahlung, die häufig mit einer magnetisierten Quelle in Verbindung gebracht wird.

Das Bild zeigt eine Nahaufnahme von Sgr A*, dem zentralen Schwarzen Loch unserer Galaxie. Aufgenommen wurde sie von Radioteleskopen aus aller Welt, die am Event Horizon Telescope (EHT) Verbund beteiligt sind. Überlagert wird sie von gekrümmten Linien, die polarisiertes Licht anzeigen. Das wird wahrscheinlich von wirbelndem, magnetisiertem Gas emittiert, das bald in das Schwarze Loch mit einer Masse von mehr als 4 Millionen Sonnenmassen stürzen wird.

Der zentrale Teil dieses Bildes ist wahrscheinlich dunkel, weil zwischen uns und dem dunklen Ereignishorizont des Schwarzen Lochs nur wenig Gas zu sehen ist, welches auch Licht aussendet. Die fortgesetzte Beobachtung von Sgr A* und des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie M87 mit dem EHT könnte neue Erkenntnisse über die Schwerkraft Schwarzer Löcher und die Entstehung von Scheiben und Strahlströme durch einfallende Materie liefern.

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Der Radiobogen im galaktischen Zentrum

Rechts unten im Bild leuchtet ein helles orangefarbenes Objekt, von dem nach links oben wolkige, dunklere orangefarbene Strukturen verlaufen. Oben verlaufen von links unten nach rechts oben orangefarbene Bögen.

Bildcredit: Ian Heywood (Oxford U.), SARAO

Wie entsteht diese ungewöhnliche gekrümmte Struktur, die wir nahe beim Zentrum unserer Galaxis beobachten? Lange, parallele Strahlen laufen schräg über das Radiobild. Man bezeichnet sie kollektiv als die Radiobögen im galaktischen Zentrum. Die Bögen ragen aus der galaktischen Ebene heraus.

Seltsame, gekrümmte Fasern verbinden den Radiobogen mit dem galaktischen Zentrum. Man bezeichnet sie als die Arches. Die helle Radiostruktur rechts unten umgibt ein Schwarzes Loch. Es liegt im galaktischen Zentrum, das als Sagittarius A* bekannt ist.

Es gibt eine Hypothese zum Ursprung der Geometrie der Radiobögen und der Arches. Sie vermutet, dass die Bögen heißes Plasma enthalten, das entlang von Linien eines konstanten Magnetfeldes fließt. Es gibt Bilder des Observatoriums Chandra der NASA, das Röntgenlicht beobachtet. Diese Aufnahmen zeigen, wie das Plasma mit anscheinend mit einer kalten Gaswolke in der Nähe kollidiert.

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Galaxis am See

Das Bild zeigt die Milchstraße in einer Winternacht im August über dem argentinischen Trafulsee bei Neuquén.

Bildcredit und Bildrechte: Gerardo Ferrarino

Dieses 180-Grad-Panorama des Nachthimmels zeigt unsere Milchstraße, die sich in einer Winternacht im August über dem Horizont wölbte. Etwa um Mitternacht befand sich das galaktische Zentrum nahe am Zenit, darunter das klare Wasser des Trafulsees bei Neuquén im südamerikanischen Argentinien auf dem Planeten Erde.

Auch Zodiakallicht leuchtet am sehr dunklen Nachthimmel der Region, es ist Sonnenlicht, das vom Staub in der ekliptischen Ebene des Sonnensystems reflektiert wird. Das zarte Lichtband reicht von den fernen, verschneiten Gipfeln aufwärts zum Zentrum der Galaxis.

Am linken Ende vom Bogen der Milchstraße findet ihr Alpha und Beta Centauri, die stellaren Leuchtfeuer der Südhalbkugel. Nahe am Horizont spiegelt sich der helle Stern Wega im ruhigen Bergsee.

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EHT zeigt das Schwarze Loch in der Milchstraße

Das Event Horizon Telescope (EHT) zeigt ein Bild vom Schwarzen Loch Sgr A* in unserer Milchstraße, es befindet sich im Sternbild Schütze.

Bildcredit: Röntgen – NASA/CXC/SAO, Infrarot – NASA/HST/STScI; Einschub: Radio – Arbeitsgruppe Event Horizon Telescope

Ein Schwarzes Loch haust im Zentrum der Milchstraße. Man beobachtet, dass dort Sterne um ein sehr massereiches, kompaktes Objekt kreisen. Es wird als Sgr A* bezeichnet. Die Aussprache lautet: Sagittarius A Stern. Das Radiobild im Einschub wurde soeben veröffentlicht. Es ist der erste direkte Nachweis des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Das Bild entstand mit dem Event Horizon Telescope (EHT) auf der Erde.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie sagte vorher, dass die starke Gravitation eines Schwarzen Lochs das Licht krümmt. So entsteht ein schattenartiger dunkler Bereich in der Mitte. Er ist von einer hellen, ringähnlichen Struktur umgeben. Das Schwarze Loch ist vier Millionen Sonnenmassen schwer.

Mit Weltraumteleskopen und Observatorien auf der Erde wurden begleitende Beobachtungen angestellt. Sie bieten einen umfassenderen Blick auf die dynamische Umgebung im galaktischen Zentrum und zeigen das Bild des Schwarzen Lochs, das mit dem Event Horizon Telescope aufgenommen wurde, im Zusammenhang. Das Hauptbild entstand aus Röntgendaten von Chandra und Infrarotdaten von Hubble.

Das große Bild ist etwa 7 Lichtjahre breit. Der kleine Bildeinschub vom Event Horizon Telescope zeigt nur 10 Lichtminuten im Zentrum unserer Galaxis. Wir sind etwa 27.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt.

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