Die Andromedagalaxie – eine Insel im Universum

100 Jahre Shapley-Curtis-Debatte: Die Andromedagalaxie M31 ist eine eigenständige Galaxie wie unsere Milchstraße; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Yuzhe Xiao

Beschreibung: Das am weitesten entfernte Objekt, das man leicht mit bloßem Auge sehen kann, ist M31, die große Andromedagalaxie. Sie ist ungefähr zweieinhalb Millionen Lichtjahre entfernt. Ohne Teleskop erscheint sogar diese gewaltige Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von mehr als 200.000 Lichtjahren als blasse, nebelige Wolke im Sternbild Andromeda. Im Gegensatz dazu sind auf diesem faszinierenden, detailreichen Teleskopbild ein heller, gelber Kern, dunkle gewundene Staubbahnen, ausgedehnte blaue Spiralarme und Sternhaufen zu erkennen.

Heutzutage sind sogar gelegentliche Himmelsbeobachterinnen begeistert von dem Wissen, dass es viele ferne Galaxien wie M31 gibt, doch vor 100 Jahren diskutierten Astronomen* ein grundlegendes Konzept: Sind diese „Spiralnebel“ einfach abgelegene Bestandteile unserer Milchstraße, oder handelt es sich um „Inseluniversen“ – ferne Systeme aus Sternen wie unsere Milchstraße selbst? Diese Frage stand im Mittelpunkt der berühmten Shapley-Curtis-Debatte von 1920, sie wurde später durch Beobachtungen von M31 zugunsten des Inseluniversums Andromeda beantwortet.

Expertendiskussion: Wie entdeckt die Menschheit erstmals extraterrestrisches Leben?
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Edwin Hubble entdeckt das Universum

Original-Glasplatte mit Hubbles Markierung

Bildcredit und Bildrechte: Dank an Carnegie Institution für Wissenschaft

Beschreibung: Wie groß ist unser Universum? Diese Frage wurde – neben anderen – heute vor 100 Jahren von zwei führenden Astronomen erörtert. Diese Diskussion wird heute als die Große Debatte der Astronomie bezeichnet.

Viele Astronomen dachten damals, unsere Galaxis, die Milchstraße, wäre das ganze Universum. Viele andere jedoch glaubten, dass unsere Galaxis nur eine von vielen wäre. In der „Großen Debatte“ wurde jedes Argument ausführlich erörtert, doch es wurde kein Konsens erzielt.

Die Antwort kam mehr als drei Jahre später mit der Entdeckung eines veränderlichen Punkts im Andromedanebel, der hier auf der digital reproduzierten originalen Entdeckungs-Glasplatte zu sehen ist. Beim Vergleichen von Bildern bemerkte Edwin Hubble, dass sich dieser Fleck verändert hatte, daher schrieb er „VAR!“ auf die Platte. Hubble wusste: Die beste Erklärung war, dass dieser Fleck das Bild eines veränderlichen, sehr weit entfernten Sterns war. Somit war M31 tatsächlich die Andromeda-Galaxie – und sie war vielleicht ähnlich wie unsere eigene Milchstraße.

Dieses Bild ist nicht hübsch, aber der veränderliche Fleck darauf öffnete eine Tür, durch welche die Menschheit erstmals bewusst in einen überraschend weiten Kosmos spähte.

100-Jahr-Feier: Die Große Debatte der Astronomie fand heute vor 100 Jahren statt.

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Ein kleiner Tropfen Galaxie

Die Andromeda-Galaxie M31 in einem Wassertropfen; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Massimo Tamajo

Beschreibung: Dieses kreative Makro-Astrofoto zeigt eine ganze Galaxie in einem Tropfen Wasser. Das einfallsreiche Werk kosmischer Naturfotografie entstand mithilfe eines Makroobjektivs. Es zeigt ein früher fotografiertes Bild einer Galaxie, das in einem Wassertropfen betrachtet wird, der an einem Stiel hing.

Die Galaxie ist die Andromedagalaxie, ein Liebling vieler Astrofotografen mit Teleskop, sie ist auch als M31 bekannt. Die majestätische Galaxie ist etwa 100.000 Lichtjahre groß, ihre Spiralarme und Staubbahnen sind auf diesem Bild im zentimetergroßen Tropfen gekrümmt und verzerrt. Andromeda ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt, doch dieses Projekt wurde in den eigenen vier Wänden durchgeführt.

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Andromeda-Station

Bergstation Weisshorn in Arosa in der Schweiz neben der Andromeda-Galaxie Messier 31; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Kompositbild-Credit und Bildrechte: Ralf Rohner

Beschreibung: Dieses surreale Bild stammt nicht aus einem Science-Fiction-Film mit Spezialeffekten. Es ist ein digitales Komposit aus Einzelbildern der echten Andromedagalaxie, die auch als M31 bekannt ist, und die über einem echten Berg aufgeht.

Aufnahmen, die der Galaxie und den Hintergrundsternen folgen, wurden digital mit separaten Aufnahmen des Geländes im Vordergrund kombiniert. Alle Hintergrund- und Vordergrundaufnahmen wurden Rücken an Rücken fotografiert, mit derselben Kamera mit Teleobjektiv in derselben Nacht am selben Ort.

Auf der „Weltraumlandschafts“-Kombination zeigt sich ein atemberaubendes Bild mit einer Bandbreite an Helligkeiten und Farben, die Ihr Auge nicht selbst sehen kann. Es scheint, als könnten Sie in einer Seilbahn diesen Berg hinauf fahren und direkt neben Andromeda aussteigen. Doch die 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernte große, schöne Spiralgalaxie liegt als Reiseziel etwas außerhalb der Reichweite. Aber keine Sorge. Warten Sie einfach 5 Milliarden Jahre, und die Andromedagalaxie kommt zu Ihnen.

Diese Andromedastation ist besser bekannt als Weisshorn, es ist der höchste Gipfel eines Skigebietes in Arosa in der Schweiz.

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Nachthimmel aus zwei Hemisphären

Nachthimmel aus zwei Hemisphären von La Palma und La Silla mit Milchstraße und Zodiakallicht; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Petr Horálek/ESO, Juan Carlos Casado/IAC (TWAN)

Beschreibung: Die Sonne versteckt sich hinter einem Horizont, der mitten durch diese Ansicht aus den beiden Hemisphären des Nachthimmels der Erde verläuft. Die digital zusammengefügten Mosaike wurden auf einander entsprechenden Breitengraden aufgenommen, ein Mosaik 29 Grad nördlich und das andere 29 Grad südlich des Äquators.

Oben sehen Sie die nördliche Ansicht mit den IAC-Observatorien auf La Palma, die im Februar 2020 aufgenommen wurde. Darunter ist eine gut passende südliche Szene vom La-Silla-Observatorium der ESO, fotografiert im April 2016. Die Milchstraße verläuft fast senkrecht vom Horizont durch diese Projektion. In der unteren Bildhälfte treten ihre dunklen Wolken und hellen Nebel nahe dem Zentrum der Galaxis markant hervor.

In der oberen Hälfte ist die gleißende Venus in Zodiakallicht getaucht. Zodiakallicht ist Sonnenlicht, das von interplanetarem Staub zart gestreut wird, es zeigt die ekliptische Ebene des Sonnensystems als vollständigen Kreis am sternklaren Himmel.

Große Teleskopkuppeln wölben sich am verkehrten Horizont von La Silla, während auf La Palma die aus vielen Spiegeln bestehenden MAGIC-Teleskope über der Mitte aufragen. Wenn Sie diesen Nachthimmel aus zwei Halbkugeln betrachten, finden Sie auch die Andromedagalaxie sowie die Große und die Kleine Magellansche Wolke.

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Andromeda vor Photoshop


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Bildcredit und Bildrechte: Kees Scherer

Beschreibung: Wie sieht die Andromedagalaxie wirklich aus? Dieses Bild zeigt, wie der nächste galaktische Nachbar unserer Galaxis, der Milchstraße aussieht, wenn man ihn auf einer Langzeitbelichtung durch den hektischen Himmel der Erde mit einer Digitalkamera fotografiert, welche die üblichen Mängel aufweist. Das Bild besteht aus 223 gestapelten Aufnahmen, die im Laufe des letzten Jahres in einer Gartensternwarte in Portugal fotografiert wurden, jede Aufnahme wurde 300 Sekunden belichtet.

Zu den offensichtlichen Bilddefiziten gehören helle parallele Flugzeugspuren, lange, fortlaufende Satellitenspuren, kurze Streifen kosmischer Strahlen und fehlerhafte Bildpunkte. Diese Mängel wurden nicht eigens mit Photoshop entfernt, sondern mit einer Serie von Computersoftwarepaketen nur stark reduziert, unter anderem Astro Pixel Processor, DeepSkyStacker und PixInsight.

Die ganze Arbeit soll keine Täuschung durch eine digitale Fantasie sein, die wenig mit dem echten Abbild der Andromedagalaxie (M31) zu tun hat, sondern sie soll irdische Artefakte minimieren, die nichts mit der fernen Galaxie zu tun haben. Das Ziel ist, das wirkliche Aussehen von M31 besser darzustellen.

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M31: Die Andromeda-Galaxie

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Bildcredit und Bildrechte: Amir H. Abolfath (TWAN)

Beschreibung: Wie weit sehen Sie? Das fernste Objekt, das man leicht mit bloßem Auge erkennen kann, ist M31, die große, mehr als zwei Millionen Lichtjahre entfernte Andromedagalaxie. Ohne Teleskop erscheint sogar diese gewaltige Spiralgalaxie als unscheinbare, blasse nebelige Wolke im Sternbild Andromeda. Doch auf diesem faszinierenden, sechs Stunden belichteten Digitalmosaik aus Teleskopaufnahmen unserer nächsten großen galaktischen Nachbarin sind ein heller, gelblicher Kern, dunkle gewundene Staubbahnen, leuchtend blaue Spiralarme und helle rote Emissionsnebel zu sehen.

Heute sind sogar Gelegenheits-Himmelsbeobachter* beeindruckt von dem Wissen, dass es viele ferne Galaxien wie M31 gibt. Doch dieses grundlegende Konzept wurde von Astronomen erst vor 100 Jahren ernsthaft diskutiert. Waren diese „Spiralnebel“ einfach abgelegene Gaswolken in unserer Milchstraße, oder waren es „Inseluniversen“ – ferne Galaxien aus Sternen, vergleichbar mit der Milchstraße selbst? Diese Frage stand im Zentrum der berühmten Shapley-Curtis-Debatte von 1920, die später durch Beobachtungen dahingehend gelöst wurde, dass Andromeda eine Galaxie wie unsere Milchstraße ist – ein Fazit, das den Rest des Universums viel gewaltiger machte, als viele sich je hätten vorstellen können.

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M31: Die Andromedagalaxie

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Bildcredit und Bildrechte: Robert Gendler

Beschreibung: Welche große Galaxie kommt unserer Milchstraße am nächsten? Andromeda. Unsere Galaxis sieht Andromeda wahrscheinlich sogar sehr ähnlich. Die beiden Galaxien sind die mächtigsten in der Lokalen Gruppe. Das diffuse Licht von Andromeda stammt von den Hunderten Milliarden Sternen, aus denen sie besteht. Die wenigen Einzelsterne, die das Bild von Andromeda umgeben, liegen in unserer Galaxis und sind viel näher als die Objekte im Hintergrund.

Andromeda wird häufig als M31 bezeichnet, weil sie das 31. Objekt auf Messiers Liste diffuser Himmelsobjekte ist. M31 ist so weit entfernt, dass Licht ungefähr zwei Millionen Jahre braucht, um von dort zu uns zu gelangen. M31 ist zwar ohne optische Hilfsmittel sichtbar, doch dieses Bild von M31 ist ein digitales Mosaik aus 20 Bildern, die mit einem kleinen Teleskop fotografiert wurden. Vieles an M31 ist unbekannt, zum Beispiel, wie lange es genau dauert, bis sie mit unserer Galaxis kollidiert.

Im Universum herumspringen: APOD-Zufallsgenerator

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Meteor vor Galaxie

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Bildcredit und Bildrechte: Fritz Helmut Hemmerich

Beschreibung: Was ist der grüne Streifen vor der Andromedagalaxie? Ein Meteor. Beim Fotografieren der Andromedagalaxie 2016 zum Höhepunkt des PerseïdenMeteorstroms zog ein sandkorngroßer Stein aus dem Weltraum direkt vor der weit entfernten Begleiterin unserer Milchstraße vorbei. Der kleine Meteor brauchte nur den Bruchteil einer Sekunde, um dieses 10-Grad-Feld zu durchqueren.

Der Meteor flammte mehrmals auf, als er beim Eintritt in die Erdatmosphäre stark abgebremst wurde. Die grüne Farbe entstand – zumindest teilweise -, weil das Gas des Meteors beim Verdampfen leuchtete. Die Aufnahme war zwar zeitlich auf Perseïden-Meteore abgestimmt, doch die Ausrichtung dieser Leuchtspur scheint eher von einem Meteor der südlichen Delta-Aquariiden zu stammen. Dieser Meteorstrom hatte seinen Höhepunkt einige Wochen zuvor erreicht. Nicht zufällig erreicht der Meteorstrom der Perseïden heute Nacht wieder seinen Höhepunkt.

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Die Wolken von Andromeda

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Bildcredit und Bildrechte: Daniel López / IAC

Beschreibung: Was sind diese roten Wolken, welche die Andromedagalaxie umgeben? Die Galaxie M31 wird häufig von Astronomen des Planeten Erde fotografiert. Als nächstliegende große Spiralgalaxie ist sie ein vertrauter Anblick mit dunklen Staubbahnen, einem hellen, gelblichen Kern und Spiralarmen, die von Wolken heller, blauer Sterne gesäumt sind.

Dieses farbenprächtige Porträt unseres benachbarten Inseluniversums, ein Mosaik aus gut belichteten Breit- und Schmalband-Bilddaten, zeigt jedoch auffallend unvertraute Eigenschaften: blasse rötliche Wolken aus leuchtendem ionisiertem Wasserstoff im gleichen Weitwinkel-Sichtfeld. Diese ionisierten Wasserstoffwolken befinden sich im Vordergrund der Szenerie, weit innerhalb unserer Milchstraße. Sie gehören wahrscheinlich zu den weitverbreiteten, staubigen interstellaren Cirruswolken, die Hunderte Lichtjahre über unserer galaktischen Ebene verteilt sind.

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Von Sivan 2 zu M31

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Bildcredit und Bildrechte: MDW Sky Survey (David Mittelman, Dennis di Cicco, Sean Walker)

Beschreibung: Dieses Teleskopmosaik von den Innengrenzen des Sternbildes Kassiopeia (links) zur Andromeda (rechts) zeigt mehr als 10 Grad vom Himmel des Planeten Erde. Die Bildfelder, aus denen die Himmelsszene erstellt wurde, sind Teil einer hoch aufgelösten astronomischen Durchmusterung der Milchstraße im H-alpha-Licht.

Die Bearbeitung der monochromatischen Bilddaten brachte die zarten Strukturen relativ unerforschter Fasern aus Wasserstoff in der Region nahe der Ebene unserer Milchstraße zum Vorschein. Der große, aber blasse und relativ unbekannte Nebel Sivan 2 liegt links oben. Die Andromedagalaxie M31 liegt rechts in der Mitte, die schwachen, alles durchdringenden Nebulositäten breiten sich im Vordergrund des weiten Sichtfeldes zu M31 aus. Das breite Durchmusterungsbild zeigt, dass die faszinierenden blassen Wasserstoffwolken, die kürzlich vom Astronomen Rogelio Bernal Andreo abgebildet wurden, tatsächlich innerhalb der Milchstraße liegen – in der Sichtlinie zur Andromedagalaxie.

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