Schlagwort: Abell

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Der Perseushaufen

Das Feld ist voller Galaxien, schräg über die Bildmitte ist eine Reihe von Galaxien verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Bob Franke

Beschreibung: Hier ist eines der größten Objekte, das man je am Himmel sehen wird. Jeder der verschwommenen Kleckse ist eine Galaxie. Zusammen bilden sie den Perseushaufen, er ist einer der am nächsten gelegenen Galaxienhaufen. Wir sehen den Haufen durch einen Vordergrund aus Sternen in unserer Milchstraße.

Nahe dem Zentrum des Haufens befindet sich NGC 1275, die markanteste Galaxie des Haufens. Sie ist etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt. Es ist die große Galaxie links im Bild. NGC 1275 ist eine gewaltige Quelle für Röntgenstrahlen und Radioemissionen. Sie sammelt Materie an, wenn Gas und Galaxien hineinfallen.

Der Perseushaufen ist auch als Abell 426 katalogisiert. Er ist ein Teil des Pisces-Perseus-Superhaufens, dieser ist 15 Grad breit und enthält mehr als 1000 Galaxien. In der Entfernung von NGC 1275 ist diese Ansicht etwa 15 Millionen Lichtjahre breit.

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Abell 2744: Pandoras Galaxienhaufen

Das Bildfeld ist mit Galaxien gefüllt, in der Mitte leuchtet ein intensiv gefärbter Nebel, links unten blau, rechts oben rot, in der Mitte magentafarben.

Bildcredit: NASA, ESA, J. Merten (ITA, AOB) und D. Coe (STScI)

Beschreibung: Warum ist dieser Galaxienhaufen so durcheinander? Von einer gleichmäßigen Verteilung ist Abell 2744 weit entfernt. Er besitzt nicht nur Knoten aus Galaxien. Auch das rot gefärbte, heiße Gas im Haufen, das Röntgenlicht abstrahlt, ist offenbar anders verteilt als die dunkle Materie. Die Masse im Haufen besteht bis zu 75 Prozent aus Dunkler Materie. Sie ist im Bild blau gefärbt.

Die dunkle Materie wurde von dem Material durcheinandergewirbelt, das durch den Gravitationslinseneffekt die Verzerrung der Galaxien im Hintergrund hervorrief. Das Durcheinander stammt anscheinend von einer Zeitlupenkollision von mindestens vier kleineren Galaxienhaufen im Laufe einiger Milliarden Jahre.

Dieses Bild kombiniert Bilder im sichtbaren Licht vom Weltraumteleskop Hubble und dem Very Large Telescope VLT der ESO mit Bildern im Röntgenlicht des Weltraumteleskops Chandra. Abell 2744, der auch Pandorahaufen genannt wird, ist mehr als zwei Millionen Lichtjahre breit. Er ist mit einem wirklich großen Teleskop im Sternbild Bildhauer zu sehen.

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Galaxiehnaufen Abell 1689 vergrößert das dunkle Universum

Im Bild sind viele Lichtflecken verteilt, die fast allesamt Galaxien sind. In der Mitte sind sie von einen blauen Nebel umgeben.

Credit: NASA, ESA, E. Jullo (JPL), P. Natarajan (Yale) und J.-P. Kneib (LAM, CNRS); Danksagung an H. Ford, N. Benetiz (JHU) und T. Broadhurst (Tel Aviv)

Beschreibung: Was ist mit diesem Galaxienhaufen los? Um herauszufinden, welche Formen an Materie der Haufen Abell 1689 enthält, braucht man nicht nur genaue Bilder von Teleskopen wie dem Weltraumteleskop Hubble, sondern auch detaillierte Computermodelle.

Fast jedes verschwommene gelbe Fleckchen im Bild ist eine ganze Galaxie. Eine genaue Untersuchung zeigt, dass viele Galaxien im Hintergrund auf seltsame Weise vergrößert und durch die Gravitationslinse des Haufens zu langen, gekrümmten Bögen verzerrt sind. Computeranalysen der Platzierung und Glätte dieser Bögen lassen vermuten, dass der Haufen zusätzlich zu der Materie in den Galaxien, die wir sehen, auch eine erhebliche Menge an Dunkler Materie enthält, die etwa wie in dem Modell verteilt ist, das in Purpur digital darübergelegt wurde.

Abell 1689 bleibt dennoch rätselhaft, weil die Bögen so zahlreich und vielfältig sind, dass es kein Modell für Dunkle Materie gibt, das alle Bögen erklären kann und trotzdem mit den Modellen für Dunkle Materie übereinstimmt, die für die Einschränkung ihrer Bewegung benötigt werden.

Die detailreiche Information, die durch Galaxienhaufen wie Abell 1689 verfügbar ist, lässt hoffen, dass eines Tages eine vollständige Erklärung gefunden wird, die nicht nur die Dunkle Materie in Haufen vollständig erklärt, sondern auch den Anteil an Dunkler Energie im Universum, die in der Sichtlinie zu den fernen Bögen nötig ist.

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Abell 2218 – eine Galaxienhaufen-Linse

Im Bild sind viele Galaxien verteilt. Die zarten Bögen im Bild sind Bilder von Galaxien, die noch weiter entfernt sind.

Credit: Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2, HST, NASA; Digital nachbearbeitet: Al Kelly

Beschreibung: Was sind diese seltsamen Fasern? Es sind Galaxien im Hintergrund. Gravitation kann Licht beugen, daher wirken große Galaxienhaufen als Teleskope, die Bilder von Hintergrundgalaxien zu länglichen Strängen verzerren.

Fast alle hellen Objekte auf diesem Bild des Weltraumteleskops Hubble sind Galaxien des Haufens Abell 2218. Der Haufen ist so massereich und kompakt, dass seine Gravitation das Licht von dahinter liegenden Galaxien beugt und bündelt. Ein Ergebnis dessen sind Mehrfachbilder der Hintergrundgalaxien, die zu langen, zarten Bögen verzerrt sind – ein einfacher Linseneffekt, ähnlich wie wenn man ferne Straßenlampen durch ein Weinglas betrachtet.

Der Galaxienhaufen Abell 2218 ist etwa drei Milliarden Lichtjahre entfernt und liegt im nördlichen Sternbild Drache (Draco). Die Stärke dieses massereichen Haufenteleskops erlaubte Astronomen* eine Galaxie mit einer Rotverschiebung von 5,58 zu entdecken.

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Der Medusa-Nebel

Rechts oben leuchtet in einem gleichmäßig mit Sternen gefüllten Bild ein magentafarbener, leicht gefaserter Nebel, dessen Form an eine Sichel erinnert.

Credit und Bildrechte: Bob Franke (Focal Pointe Observatory)

Beschreibung: Verflochtene, geschlängelte Fasern aus leuchtendem Gas sind ein Hinweis auf den landläufigen Namen dieses Nebels: Medusanebel. Diese Medusa ist auch als Abell 21 bekannt, sie ist ein alter, etwa 1500 Lichtjahre entfernter planetarischer Nebel im Sternbild Zwillinge (Gemini).

Wie sein mythologischer Namensvetter ist der Nebel einer dramatischen Transformation unterworfen. Die Phase des planetarischen Nebels ist ein Endstadium in der Entwicklung von Sternen mit geringer Masse wie der Sonne. Dabei verwandelt sich ein Stern von Roten Riesen zu heißen weißen Zwergsternen und stößt bei diesem Prozess seine äußeren Hüllen ab. Das Leuchten des Nebels entsteht durch ultraviolette Strahlung des heißen Sterns. Der transformierende Stern der Medusa steht nahe der Mitte der hellen sichelförmigen Form.

Auf diesem detailreichen Weitwinkel-Teleskopbild verlaufen zarte Fasern von der Sichelregion nach links unten. Der Durchmesser des Medusanebels wird auf mehr als als vier Lichtjahre geschätzt.

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Der Coma-Galaxienhaufen

Im Bildfeld sind Galaxien wie Sterne verteilt. In der Mitte leuchten zwei hellorange hervor, oben sind zwei blau leuchtende Sterne, links am Bildrand ist eine markante runde Galaxie.

Credit und Bildrechte: Dean Rowe

Beschreibung: Fast jedes Objekt im Bild ist eine Galaxie. Der oben gezeigte Coma-Galaxienhaufen ist einer der dichtesten Haufen, die wir kennen – er enthält Tausende Galaxien. Jede dieser Galaxien besteht aus Milliarden Sternen, genau wie unsere Milchstraße. Obwohl der Coma-Haufens verglichen mit fast allen anderen Haufen nahe liegt, braucht sein Licht immer noch Hunderte Millionen Jahre, um uns zu erreichen.

Der Coma-Haufen ist so groß, dass Licht Millionen Jahre braucht, nur um von einer Seite zur anderen zu gelangen. Die meisten Galaxien in Coma und anderen Haufen sind elliptisch, während die meisten Galaxien außerhalb von Haufen Spiralgalaxien sind. Die Natur der Röntgenstrahlung des Coma-Haufens wird immer noch erforscht.

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Zwei Schwarze Löcher in 3C 75

Vor einem blau leuchtenden Hintergrund sind zwei helle Flecken, von denen rosarote Nebel ausströmen, die sich nach links krümmen.

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

Beschreibung: Was geschieht in der Mitte dieser massereichen Galaxie? Die beiden hellen Quellen in der Mitte dieses Kompositbildes aus Röntgen- (blau) und Radiodaten (rosa) sind vermutlich sehr massereiche Schwarze Löcher, die einander umkreisen und die riesige Radioquelle 3C 75 speisen. Diese sehr massereichen Schwarzen Löcher sind 25.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Sie stoßen Ströme aus relativistischen Teilchen aus und sind von viele Millionen Grad heißem Gas umgeben, das Röntgenstrahlen emittiert. Sie sind etwa 300 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und befinden sich in den Zentren zweier verschmelzender Galaxien im Galaxienhaufen Abell 400. Astronom*innen kommen zu dem Schluss, dass diese beiden massereichen Schwarzen Löcher in einem Binärsystem durch Gravitation verbunden sind, teils weil die gleichförmig zurückgefegte Erscheinung der Jets sehr wahrscheinlich durch ihre gemeinsame Bewegung entsteht – sie rasen mit 1200 Kilometern pro Sekunde durch das heiße Haufengas. Solche spektakulären kosmischen Verschmelzungen kommen im fernen Universum in den Umgebungen dicht gedrängter Galaxienansammlungen vermutlich häufig vor. Im Endstadium sind solche Verschmelzungen vermutlich starke Quellen von Gravitationswellen.

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Haufenkollision beleuchtet Rätsel um Dunkle Materie

In Abell 520 kollidieren riesige Galaxienhaufen, die Verteilung von normaler und Dunkler Materie ist unterschiedlich.

Credits: Röntgen: NASA / CXC / U. Victoria / A. Mahdavi et al.; Optisch/Linseneffekt: CFHT / U. Victoria / A. Mahdavi et al.

In Abell 520 kollidieren riesige Galaxienhaufen – so viel steht fest. Astrophysiker können jedoch nicht mit Sicherheit sagen, warum die Dunkle Materie von der normalen Materie getrennt vorkommt.

Dieses Kompositbild in verschiedenen Wellenlängen zeigt die Dunkle Materie in Falschfarbenblau, indem sorgfältig ermittelt wurde, auf welche Weise der Haufen das Licht weiter entfernter Galaxien verzerrt. Sehr heißes Gas – eine Form normaler Materie – ist in Falschfarbenrot dargestellt. Dieses Gas wurde mit dem Röntgen-Weltraumteleskop Chandra im Erdorbit erfasst. Einzelne Galaxien, in denen normale Materie vorherrscht, leuchten gelblich oder weiß.

Nach herkömmlicher Meinung werden sowohl normale als auch Dunkle Materie durch die Gravitation zusammengehalten und sollten daher in Abell 520 gleichmäßig verteilt sein. Bei genauer Betrachtung des Bildes zeigt sich jedoch ein überraschender Mangel an Dunkler Materie in der Konzentration sichtbarer Galaxien.

Eine mögliche Erklärung besagt, dass diese Diskrepanz durch die großen Galaxien verursacht wird, die in eine Art herkömmliche Gravitationsschleuder geraten sind. Einer umstritteneren Hypothese zufolge kollidiert die Dunkle Materie auf eine nie zuvor beobachtete nicht-gravitative Weise mit sich selbst.

Weitere Simulationen und Beobachtungen dieses Haufens könnten dieses Rätsel lösen.

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