Sternklare Nacht auf Island

Ein grüner Polarlichtbogen wölbt sich im Bild, er spiegelt sich im Gewässer im Vordergrund.

Bildcredit: Stephane Vetter (Nuits sacrees); überlagerte Beschriftung: Judy Schmidt

In manchen Nächten bietet der Himmel die beste Schau der Stadt. In dieser Nacht war der Himmel sogar noch besser. Dieses Kompositbild mit Himmel gewann einen internationalen Wettbewerb für Landschaftsastrofotografie.

Das Siegerbild entstand 2011 über dem Jökulsárlón. Er ist der größte Gletschersee auf Island. Der Fotograf kombinierte sechs Aufnahmen. So konnte er nicht nur zwei grüne Polarlichtringe zeigen, sondern auch ihre Reflexionen im ruhigen See. Am fernen Himmel im Hintergrund leuchten das Band unserer Milchstraße und die Andromedagalaxie.

Ein mächtiger koronaler Massenauswurf von der Sonne verursachte Polarlichter, die bis nach Wisconsin in den USA reichten, das relativ weit im Süden liegt. Die Sonnenaktivität der vergangenen Woche führte in den letzten Tagen vermehrt zu Polarlichtern.

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M31 versus M33

In der Mitte leuchtet der gelbliche, gezackte Stern Mirach, links darüber und rechts darunter sind kleine Galaxien, die drei Objekte bilden eine Diagonale im Bild.

Bildcredit und Bildrechte: Malcolm Park (Astronomische Vereinigung North York)

Die Spiralgalaxien M31 (links) und M33 sind am Himmel nur 14 Grad voneinander entfernt. Das sind 28 Vollmonde nebeneinander. Beide Galaxien sind große Mitglieder der Lokalen Gruppe. Dazu gehört auch unsere Milchstraße. Das Bild kombiniert Schmal- und Breitbandbilder, die mit verschiedenen Kameras aufgenommen wurden. Es zeigt Details in der Spiralstruktur in beiden massereichen Galaxien. Im Sternenfeld balancieren sie auf beiden Seiten neben dem hellen Stern Mirach, der als Beta Andromedae katalogisiert ist.

Mirach ist nur 200 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Doch die Entfernung zu M31, der Andromedagalaxie, beträgt ganze 2,5 Millionen Lichtjahre. Zu M33, der Dreiecksgalaxie, muss man ungefähr 3 Millionen Lichtjahre zurücklegen. Beide Galaxien sind scheinbar weit voneinander entfernt. Trotzdem führen M31 und M33 einen Gravitationstanz auf. Mit Radioantennen fand man sogar Hinweise auf eine Brücke aus Wasserstoff, die zwischen den beiden verläuft. Das ist ein Hinweis auf eine nahe Begegnung in der Vergangenheit.

Auf Basis von Messungen der Gravitation wurden Simulationen durchgeführt. Sie zeigen, dass sich die Milchstraße, M31 und M33 in Milliarden Jahren begegnen. Vielleicht verschmelzen sie sogar.

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M31: Die Andromedagalaxie

Die Spiralgalaxie M31 liegt diagonal im Bild. Rechts darunter ist

Bildcredit und Bildrechte: Robert Gendler

Welche große Galaxie befindet sich in nächster Nähe unserer Milchstraße? Andromeda. Man vermutet, dass unsere Galaxis Andromeda sehr ähnlich sieht. Gemeinsam bestimmen diese beiden Galaxien die Lokale Gruppe. Das diffuse Licht der Andromedagalaxie stammt von den Hunderten Milliarden Sternen, aus denen sie besteht.

Die Einzelsterne, die um die Scheibe von Andromeda verteilt sind, befinden sich in unserer Galaxis. Sie sind weit vom Hintergrundobjekt entfernt. Andromeda wird häufig als M31 bezeichnet, weil sie der 31. Eintrag auf Messiers Liste diffuser Himmelsobjekte ist. M31 ist so weit entfernt, dass Licht ungefähr zwei Millionen Jahre braucht, um uns von dort zu erreichen.

M31 ist ohne optische Hilfe sichtbar. Doch dieses Bild von M31 ist ein digitales Mosaik aus 20 Einzelbildern. Sie wurden mit einem kleinen Teleskop fotografiert. Vieles an M31 ist noch unerforscht. Wir wissen zum Beispiel nicht genau, wie lang es dauert, bis sie mit unserer Galaxis kollidiert.

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Andromeda-Aufgang über den Alpen

Über einem bergigen Horizont in den italienischen Alpen geht die Andromedagalaxie M31 auf.

Bildcredit und Bildrechte: Matteo Dunchi

Habt ihr schon einmal die Andromedagalaxie gesehen? M31 sieht mit bloßem Auge wie ein blasser, verschwommener Klecks aus. Das Licht, das ihr seht, ist mehr als zwei Millionen Jahre alt. Damit ist es wahrscheinlich das älteste Licht, das ihr je direkt sehen werdet. Andromeda geht derzeit in mittleren nördlichen Breiten wenige Stunden nach Sonnenuntergang auf, und zwar jede Nacht etwas früher. Ab September ist sie in nördlichen Breiten die ganze Nacht sichtbar.

Das Bild zeigt, wie Andromeda letzten Monat über den italienischen Alpen aufgeht. Es ist toll, die Nachbargalaxie unserer Milchstraße selbst zu sehen. Doch Fotos mit langer Belichtungszeit bringen zusätzlich viele zarte, atemberaubende Details zum Vorschein. Aktuelle Daten zeigen, dass unsere Milchstraße in wenigen Milliarden Jahren mit der etwas größeren Andromedagalaxie kollidiert und verschmilzt.

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Die ultravioletten Ringe von M31

Die Andromedagalaxie ist in Ultraviolettlicht schräg abgebildet und wirkt verfremdet. Die Spiralarme treten stärker als sonst hervor und wirken eher wie Ringe.

Bildcredit: GALEX, JPL-Caltech, NASA

Die Andromedagalaxie ist ungefähr 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie heißt auch M31. Im Vergleich zu anderen Galaxien liegt sie gleich ums Eck. Ihr Durchmesser beträgt etwa 260.000 Lichtjahre. Das prächtige Porträt der Galaxie wurde mit dem Weltraumteleskop Galaxy Evolution Explorer (GALEX) in ultraviolettem Licht aufgenommen. Weil die Galaxie so nahe und groß ist, brauchte man dafür 11 Bildfelder.

Bilder der Galaxie in Andromeda in sichtbarem Licht zeigen ausgeprägte Spiralarme. Auf dem Ultraviolettbild von GALEX wirken die Arme eher wie Ringe. Das energiereiche Licht von heißen jungen Sternen mit viel Masse leuchtet sehr markant. In den Ringen gibt es intensive Sternbildung. Das ist vielleicht ein Hinweis, dass Andromeda vor mehr als 200 Millionen Jahren mit ihrer kleineren elliptischen Begleiterin M32 kollidierte.

Die Andromedagalaxie und unsere Milchstraße sind die größten Mitglieder der lokalen Gruppe.

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Die Milchstraße über den Toadstools-Hoodoos

Am Nachthimmel über dem Grand Staircase Escalante National Monument mit den markanten Toadstool-Hoodoos wölbt sich die Milchstraße. Bildeinschübe zeigen viele bekannte Himmelsobjekte.

Bildcredit und Bildrechte: David Lane und R. Gendler (3 Einschübe)

Was ist älter – die Steine am Boden oder das Licht am Himmel? Normalerweise sind die Steine älter. Sie stammen nämlich von Sedimenten, die abgelagert wurden, lange bevor das Licht einen der Sterne oder Nebel verließ, die wir am Himmel sehen. Doch wenn ihr mit einem Teleskop quer durchs Universum auf eine ferne Galaxie schaut, die weiter entfernt ist als Andromeda oder die Spiralgalaxie NGC 7331 im Bildeinschub, dann seht ihr Licht, das noch viel älter ist.

Die zentrale Scheibe unserer Milchstraße wölbt sich über der Felsgruppe der Toadstool-Hoodoos im Grand Staircase-Escalante National Monument in den USA. Die ungewöhnlichen Kappen der Steinpilze bestehen aus relativ hartem Sandstein, die der Wind langsamer erodiert hat als den weicheren Sandstein darunter.

Die grünen Bänder sind Nachthimmellicht. Es wird von angeregter Luft in der Erdatmosphäre abgestrahlt. Rechts unten steht eine Zeitrafferkamera. Sie fotografiert die Rotation des Himmels hinter der malerischen Szene im Vordergrund.

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100 Millionen Sterne in der Andromeda-Galaxie

An den Zacken links und unten im Bild kann man erahnen, aus wie vielen Bildfeldern die Nahaufnahme von Andromeda aufgenommen wurde. Links ist das Zentrum der Andromedagalaxie M31, rechts verläuft ein blauer Spiralarm.

Bildcredit: NASA, ESA, J. Dalcanton, B. F. Williams, L. C. Johnson (U. Washington), PHAT-Team, R. Gendler

Welche Sterne bilden die Andromeda-Galaxie? Um das herauszufinden, untersuchen Forschende die nahe Spirale. Sie setzten dazu das größte Bild zusammen, das je mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurde.

Tausende Beobachtungen und Hunderte Bildfelder führten zur „Panchromatischen Hubble-Andromeda-Schatzkammer“. Sie wird auch Panchromatic Hubble Andromeda Treasury oder kurz PHAT genannt und zeigt etwa ein Drittel der Galaxie. Mehr als 100 Millionen Sterne sind einzeln aufgelöst. Links im Kompositbild ist das Zentrum der Galaxie. Rechts verläuft ein markanter blauer Spiralarm.

Die hellsten Sterne im Bild liegen im Vordergrund in der Milchstraße. Die PHAT-Daten werden analysiert, um zu verstehen, wo und wie die Sterne in M31 entstanden sind und was den Unterschied zu unserer Galaxis ausmacht. Auch Sternhaufen und undurchsichtiger Staub in Andromeda soll erkannt und bestimmt werden.

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Andromeda in infrarotem und sichtbarem Licht

Die Andromedagalaxie im Bild hat ein ungewöhnliches Aussehen. Ihre markanten Staubbahnen wurden in Infrarotlicht aufgenommen. Diese Bilder wurden orange gefärbt und mit einem Bild in sichtbarem Licht kombiniert.

Bildcredit: Subaru-Teleskop (NAOJ), Weltraumteleskop Hubble; Mayall-4M-Teleskop (KPNO, NOAO), Digitized Sky Survey, Weltraumteleskop Spitzer; Bearbeitung und Bildrechte: Robert Gendler

Das künstlich gefärbte Kompositbild entstand aus Archiv-Bilddaten in sichtbarem und infrarotem Licht. Es zeigt die massereiche Andromedagalaxie M31. Die Spiralgalaxie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Andromeda ist etwa doppelt so breit wie unsere Milchstraße. Sie ist die größte Galaxie in unserer Nähe.

In den ausgedehnten Spiralarmen von M31 liegt eine Population heller junger blauer Sterne. Sie ist vom verräterischen rötlichen Leuchten von Gebieten gesäumt, in denen Sterne entstehen. Man sieht sie auf den hier verwendeten Bilddaten im sichtbaren Licht. Sie wurden im Weltraum und am Boden aufgenommen.

Die Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer wurden in die detailreichen Rot- und Grünkanäle des Kompositbildes gemischt. Sie betonen die klumpigen Staubbahnen, die von jungen Sternen gewärmt werden. Die Staubbahnen winden sich nach innen immer enger zum Kern der Galaxie. Der warme Staub ist in Wellenlängen des sichtbaren Lichts unsichtbar. Er wurde hier orange gefärbt.

Im Bild sind auch die beiden kleinen Begleitgalaxien M110 (unten) und M32 (oben) dargestellt.

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