Kategorie: APOD

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NGC 4993: Der galaktische Ort einer historischen Explosion

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Bildcredit: NASA und ESA

Links über der Mitte der Galaxie NGC 4993 ist ein rötlicher Punkt. Er war vorher nicht da. Sehr ihr ihn? Im August suchte man in dem großen Feld ein mögliches optisches Gegenstück zu dem heftigen Gravitationswellenereignis GW170817. Der verblassende Punkt bekam rasch eine historische Bedeutung. Er zeigt die exakte Position von GW170817.

Es war das erste Mal, dass man bei einem Ereignis mit Gravitationswellen das Gegenstück in elektromagnetischen Wellenlängen mit großen Teleskopen untersuchen konnte. Starke Indizien zeigen, dass es eine kurze Kilonova mit Gammablitz war. Das ist eine Explosion, bei der zwei Neutronensterne verschmelzen. Bei so einer Explosion entstehen neue Elemente.

Das Bild von Hubble zeigt die Linsengalaxie NGC 4993 und den verblassenden Punkt ein paar Tage nach der Entdeckung. Weitere Analysen untersuchen die Physik der Explosion. Man will auch herausfinden, welche schweren Elemente entstanden sind. Eine Frage lautet, ob sich Gravitationswellen und Licht ähnlich schnell ausbreiten. Man sucht auch nach einer neuen Methode, um die Entfernungsskala des Universums zu kalibrieren.

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Zwei Schwarze Löcher tanzen in 3C 75

Vor einem blauen Nebel stömen von zwei hellen Lichtquellen rosafarbene, nebelartige Strahlen aus, die nach links gefegt wirken.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/D. Hudson, T. Reiprich et al. (AIfA); Radio: NRAO/VLA/ NRL

Was geschieht im Zentrum der aktiven Galaxie 3C 75? Dieses Kompositbild entstand aus Röntgendaten (blau) und Radiowellenlängen (rosarot). In der Mitte sind zwei helle Quellen. Es sind zwei sehr massereiche Schwarze Löcher, die einander umkreisen. Sie speisen die gewaltige Radioquelle 3C 75. Die massereichen Schwarzen Löcher sind 25.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Das Gas, das sie umgibt, ist viele Millionen Grad heiß. Es strahlt Röntgenlicht ab.

Die Schwarzen Löcher befinden sich in den Kernen zweier Galaxien im Galaxienhaufen Abell 400, die miteinander verschmelzen. Sie stoßen Strahlen aus relativistischen Teilchen aus. Ihre Distanz zu uns beträgt etwa 300 Millionen Lichtjahre. Man vermutet, dass die beiden Schwarzen Löcher durch Gravitation in einem Binärsystem aneinander gebunden sind. Wahrscheinlich entsteht die einheitlich zurückgefegte Erscheinung der Strahlen, weil sie sich gemeinsam bewegen. Sie rasen mit 1200 Kilometern pro Sekunde durch das heiße Gas im Haufen.

In der Umgebung dicht gedrängter Galaxienhaufen im fernen Universum gibt es wohl viele so spektakuläre kosmische Verschmelzungen. Kurz bevor die Objekte verschmelzen, stoßen sie starke Gravitationswellen aus.

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Lynds Dunkelnebel 183

Eine braune Wolke verdeckt Sterne. Es ist Lynds Dunkelnebel 183. Rechts daneben leuchten helle blaue Sterne. Der Hintergrund ist von kleineren Sternen übersät.

Bildcredit und Bildrechte: Fabian Neyer

Beverly Lynds Dunkelnebel 183 ist an die 325 Lichtjahre entfernt. Er treibt hoch über der Ebene unserer Milchstraße. Die dunkle, staubige Molekülwolke wirkt, als wäre sie sternenlos. Sie verdeckt das Licht der Sterne, die dahinter liegen, wenn man sie in sichtbaren Wellenlängen betrachtet. Doch im fernen Infrarot zeigen sich dichte Klumpen im Inneren. Wahrscheinlich sind es Sterne im frühen Stadium der Entstehung. Größere Regionen in der Wolke erfahren einen Kollaps durch Gravitation.

LDN 183 ist eine der nächstliegenden Molekülwolken. Sie liegt im Sternbild Kopf der Schlange (Serpens Caput). Das scharfe kosmische Porträt der Wolke ist am Himmel etwa ½ Grad breit. Das entspricht in der Distanz von Lynds Dunkelnebel 183 etwa 3 Lichtjahren.

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Ein schöner Trifid

Diese Bildkombination zeigt den Größenvergleich zwischen Trifidnebel und dem Vollmond.

Bildcredit und Bildrechte: Chamaeleon Team – Franz Hofmann, Wolfgang Paech

Der schöne Trifidnebel ist eine kosmische Kontraststudie. Er ist auch als M20 bekannt und ungefähr 5000 Lichtjahre entfernt. Man findet ihn im nebelreichen Sternbild Schütze. Der Trifid ist eine Region mit Sternbildung in der Ebene unserer Galaxis. Er vereint drei verschiedene Arten astronomischer Nebel:

Das Licht der Atome von Wasserstoff prägt die roten Emissionsnebel. Blaue Reflexionsnebel bestehen aus Staub, der Sternenlicht reflektiert. Dunkle Nebel sind dichte Staubwolken, sie zeichnen sich als Silhouetten ab. Die rote Emissionsregion wird von dunklen Staubbahnen grob in drei Teile gespalten. Sie gab Trifid seinen bekannten Namen.

Neu entstandene Sterne formten die Säulen und Strahlen links unter der Mitte. Das Weltraumteleskop Hubble machte von dieser Regionen berühmte Nahaufnahmen. Der Trifidnebel ist etwa 40 Lichtjahre groß. Er ist etwas zu blass für das bloße Auge. Am Himmel ist er fast gleich groß wie der Mond.

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M51: Die Strudelgalaxie

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Bildcredit und Bildrechte: Kerry-Ann Lecky Hepburn (Weather and Sky Photography)

Suche den großen Wagen. Dann folge vom Kasten aus der Deichsel bis zum letzten hellen Stern. Schiebe das Teleskop ein Stück nach Südwesten. Dort findest du dieses faszinierende Paar wechselwirkender Galaxien. Es ist der 51. Eintrag in Charles Messiers berühmtem Katalog.

Die große Galaxie hat eine gut definierte Spiralstruktur. Sie ist vielleicht der ursprüngliche Spiralnebel und auch als NGC 5194 katalogisiert. Ihre Spiralarme und Staubbahnen ziehen klar über ihre Begleitgalaxie NGC 5195 (unten). Das Paar ist etwa 31 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt offiziell im kleinen Sternbild Jagdhunde.

M51 wirkt blass und verschwommen, wenn man sie mit dem Auge betrachtet. Doch auf so detailreichen Bildern sieht man plakative Farben und blasse Ablagerungen um die kleine Galaxie, die durch Gezeiten entstanden sind.

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Sterne und Staub in der Südlichen Krone

Blaue, gefaserte Staubnebel umgeben helle Sterne. Manche Nebel biegen sich um junge Sterne. An den Rändern, wohin das Sternenlicht nicht leuchtet, sind dunkle Nebel.

Bildcredit und Bildrechte: Eric Coles und Martin Pugh

Blaue Staubwolken und junge, energiereiche Sterne sind in dieser Landschaft verteilt, die mit Teleskop fotografiert wurde. Sie ist weniger als 500 Lichtjahre entfernt und liegt an der nördlichen Grenze der Südlichen Krone (Corona Australis). Die Staubwolken verdecken das Licht der weiter entfernten Sterne im Hintergrund in der Milchstraße.

Der auffällige Komplex aus Reflexionsnebeln hat eine markante blaue Farbe. Sie entsteht, wenn das Licht der hellen, blauen Sterne in der Region von kosmischem Staub reflektiert wird. Die Nebel sind als NGC 6726, NGC 6727 und IC 4812 katalogisiert. Ihr Staub verdeckt auch Sterne, die gerade erst entstehen.

Links biegt sich der kleinere, gelbliche Nebel NGC 6729 um den jungen, veränderlichen Stern R Coronae Australis. Die Ausflüsse neu entstandener, eingebetteter Sterne komprimieren die leuchtenden Bögen und Schlingen darunter. Es sind sogenannte Herbig-Haro-Objekte. Am Himmel ist dieses Sichtfeld etwa ein Grad breit. Das entspricht in der ermittelten Entfernung der nahen Sternbildungsregion fast neun Lichtjahren.

Portal ins Universum: APOD-Zufallsgenerator

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Haumea im äußeren Sonnensystem

Die unregelmäßig geformte Haumea ist von Kratern übersät und hat einen Ring.

Illustrationscredit: Andalusisches Institut für Astrophysik

Hier ist eines der seltsamsten Objekte im äußeren Sonnensystem. Bei diesem wurde kürzlich ein Ring entdeckt. Das Objekt hat die Bezeichnung Haumea. Es ist der fünfte anerkannte Zwergplanet nach Pluto, Ceres, Eris und Makemake. Haumea hat eine längliche Form, was ziemlich ungewöhnlich ist. In einer Dimension ist Haumea deutlich länger als Pluto, in der zweiten ist sie ähnlich groß wie Pluto und in der dritten viel kleiner. Haumeas Bahn läuft manchmal näher an der Sonne als Pluto. Doch meist ist die ungewöhnliche Haumea weiter entfernt.

Oben visualisierte ein Künstler Haumea als ein Ellipsoid, das mit Kratern übersät ist. Es ist von einem einheitlichen Ring umgeben. Haumea wurde 2003 entdeckt. Sie erhielt die vorläufige Bezeichnung 2003 EL61. 2008 benannte die IAU sie nach einer hawaiianischen Göttin. Neben dem dieses Jahr entdeckten Ring besitzt Haumea zwei kleine Monde – die 2005 entdeckten und nach den Töchtern der Gottheit benannten Hi’iaka und Namaka.

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GW170817: Spektakuläre Verschmelzung in mehreren Wellenlängen entdeckt

Erklärungsvideo-Credit: Bildgebungslabor der NASA

Bei einer explosiven Verschmelzung wurden erstmals kurz nacheinander Gravitationswellen und elektromagnetische Strahlung gemessen. Die Daten des Ausbruchs passen zu einer Spirale, auf der zwei Neutronensterne in einem Binärsystem am Ende verschmelzen. Der Vorgang ähnelte einer Explosion. Er wurde am 17. August in der elliptischen Galaxie NGC 4993 beobachtet, die nur 130 Millionen Lichtjahre entfernt ist.

Erst kamen die Gravitationswellen an. Die Observatorien LIGO und Virgo auf der Erde wurden gemeinsam eingesetzt, um sie zu messen. Sekunden später sah das Fermi-Teleskop im Orbit Gammastrahlen. Ein paar Stunden später beobachteten Hubble und andere Observatorien ihr Licht im ganzen elektromagnetischen Spektrum.

Dieses Erklärvideo zeigt den wahrscheinlichen Ablauf. Heiße Neutronensterne nähern sich auf spiralförmigen Bahnen. Dabei senden sie Gravitationswellen aus. Als sie verschmelzen, bricht ein mächtiger Strahl hervor. Es ist ein kurzer Gammablitz. Dann werden Wolken ausgeworfen. Später folgt eine optische Art von Supernovae, die als Kilonova bezeichnet wird.

Erstmals passen die Entdeckungen zusammen. Sie bestätigen, dass bei LIGO-Ereignissen kurze Gammablitze auftreten. Wenn große Neutronensterne verschmelzen, verteilen sie vermutlich viele schwere Atomkerne im Universum. Dazu gehört Jod, das für Leben notwendig ist. Uran und Plutonium brauchen wir für Kernspaltung. Vielleicht habt auch ihr ein Andenken solcher Explosionen. Sie sind vermutlich die ursprüngliche Quelle von Gold.

Artikel von LIGO und LCO

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