Schlagwort: Chandra

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Der Adlernebel mit heißen Röntgensternen

Säulen aus Gas und dunklem Staub verlaufen diagonal von links unten nach rechts oben. Leuchtstarke Röntgenquellen sind als helle Punkte um das Bild herum eingeblendet. Infraroter Staub leuchtet hinter den Säulen.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/SAO, XMM: ESA/XMM-Newton; Infrarot: JWST: NASA/ESA/CSA/STScI, Spitzer: NASA/JPL/CalTech; Sichtbares Licht: Hubble: NASA/ESA/STScI, ESO; Bildbearbeitung: L. Frattare, J. Major, N. Wolk und K. Arcand

Wie sehen die berühmten Sternsäulen im Adlernebel in Röntgenlicht aus? Um das herauszufinden, spähte das NASA-Röntgenobservatorium Chandra im Orbit in und durch diese interstellaren Berge der Sternbildung. Es zeigte sich, dass die Staubsäulen selbst nicht viel Röntgenlicht abstrahlt, doch es kamen viele kleine, aber helle Röntgenquellen zum Vorschein. Sie sind als helle, rötliche Punkte abgebildet.

Das Bild ist ein Komposit aus Aufnahmen von Chandra (Röntgen), XMM (Röntgen), JWST (Infrarot), Spitzer (Infrarot), Hubble (visuell) und dem VLT (visuell). Welche Sterne diese Röntgenstrahlen erzeugen, wird weiterhin erforscht, doch einige sind vermutlich heiße, kürzlich entstandene Sterne mit geringer Masse, andere dagegen heiße, ältere Sterne mit großer Masse.

Die heißen Röntgensterne sind im Bild verteilt. Schon früher wurden sie als verdampfende gasförmige Globulen (EGGS) erkannt. In sichtbarem Licht sind sie unsichtbar, und derzeit sind sie auch nicht heiß genug, um Röntgenlicht abzustrahlen.

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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 nahe dem Zentrum unserer Galaxis? Die langen, parallelen Strahlen, die schräg über dieses Radiobild verlaufen, sind kollektiv als die Radiobögen im galaktischen Zentrum bekannt. Sie ragen aus der galaktischen Ebene heraus.

Der Radiobogen ist mit dem galaktischen Zentrum durch seltsame, gekrümmte Filamente verbunden, die als Arches bekannt sind. Die helle Radiostruktur rechts unten umgibt ein Schwarzes Loch im galaktischen Zentrum, das als Sagittarius A* bekannt ist.

Eine Ursprungshypothese besagt, dass die Geometrie des Radiobogens und der Arches entsteht, weil sie heißes Plasma enthalten, das entlang der Linien eines konstanten Magnetfeldes fließt. Bilder des Röntgenobservatoriums Chandra der NASA zeigen anscheinend, wie dieses Plasma mit einer kalten Gaswolke in der Nähe kollidiert.

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Der rotierende Pulsar im Krebsnebel

Das Bild zeigt das Innere des Krebsnebels mit dem rotierenden Neutronenstern - dem Krebs-Pulsar, der die Energie für das Leuchten des Krebsnebels M1 liefert.

Bildcredit: NASA: Röntgen: Chandra (CXC), Optisch: Hubble (STScI), Infrarot: Spitzer (JPL-Caltech)

Im Inneren des Krebsnebels befindet sich ein magnetischer Neutronenstern. Er ist als Krebs-Pulsar bekannt, hat die Größe einer Stadt und rotiert 30-mal pro Sekunde. Es ist der helle Punkt im Zentrum des gasförmigen Wirbels im Kern des Nebels.

Das spektakuläre Bild ist etwa zwölf Lichtjahre breit, es zeigt leuchtendes Gas, Höhlen und wirbelnde Fasern um das Zentrum des Krebsnebels. Das Bild kombiniert Aufnahmen in sichtbarem Licht des Weltraumteleskops Hubble in Violett, Röntgen-Daten des Röntgen-Observatoriums Chandra in Blau und Infrarot-Daten des Weltraumteleskops Spitzer in Rot.

Wie ein kosmischer Dynamo liefert der Krebspulsar die Energie für die Emissionen des Nebels. Er treibt eine Stoßwelle durch das umgebende Material und beschleunigt die Elektronen auf spiralförmigen Bahnen.

Der rotierende Pulsar besitzt mehr Masse als die Sonne und ist so dicht wie ein Atomkern. Er ist der kollabierte Kern eines explodierten massereichen Sterns. Die äußeren Teile des Krebsnebels sind die expandierenden Überreste der Gasbestandteile des Sterns. Die Supernovaexplosion wurde im Jahr 1054 auf dem Planeten Erde beobachtet.

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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. Es wurde beobachtet, dass Sterne um ein sehr massereiches, kompaktes Objekt kreisen, das als Sgr A* (gesprochen: „Sagittarius A Stern„) bezeichnet wird. Doch dieses soeben veröffentlichte Radiobild (Einschub) des auf der Erde stationierten Event Horizon Telescope (EHT) ist der erste direkte Nachweis des zentralen Schwarzen Lochs in der Milchstraße.

Wie von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt, krümmt die starke Gravitation des vier Millionen Sonnenmassen schweren Schwarzen Lochs das Licht und erzeugt einen schattenartigen dunklen Zentralbereich. Dieser ist von einer hellen, ringähnlichen Struktur umgeben.

Begleitende Beobachtungen mit Weltraumteleskopen und Observatorien auf der Erde bieten einen umfassenderen Blick auf die dynamische Umgebung des galaktischen Zentrums und zeigen das Bild des Schwarzen Lochs vom Event Horizon Telescope im Kontext. Das Hauptbild entstand aus Röntgendaten von Chandra sowie Infrarotdaten von Hubble.

Das große Bild ist etwa 7 Lichtjahre breit, der kleine Bildeinschub vom Event Horizon Telescope umfasst nur 10 Lichtminuten im Zentrum unserer Galaxis, das etwa 27.000 Lichtjahre entfernt ist.

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Das Grinsen der Gravitation

Diese Grinsekatze im Sternbild Ursa Major ist ein Galaxienhaufen, der dahinter liegende Galaxien zu Bögen verzerrt, wie von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt.

Bildcredit: Röntgen – NASA / CXC / J. Irwin et al. ; Optisch – NASA/STScI

Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, die vor mehr als 100 Jahren publiziert wurde, sagte das Phänomen der Gravitationslinsen voraus. Dieses Phänomen verleiht weit entfernten Galaxien eine drollige Erscheinung, wenn man sie mit den Augen der Weltraumteleskope Chandra und Hubble in Röntgen- und sichtbarem Licht betrachtet.

Diese Gruppe wird landläufig als Grinsekatze bezeichnet. Die beiden großen elliptischen Galaxien sind von suggestiven Bögen gerahmt. Diese Bögen sind optische Bilder weit entfernter Hintergrundgalaxien, die von der gesamten Gravitationsmasse der Gruppe im Vordergrund gebrochen werden. In dieser gravitativen Masse überwiegt Dunkle Materie.

Die beiden großen elliptischen „Augen“-Galaxien sind die hellsten Mitglieder ihrer jeweiligen Galaxiengruppen, die gerade miteinander verschmelzen. Ihre relative Kollisionsgeschwindigkeit von fast 1350 Kilometern pro Sekunde heizt Gas auf Millionen Grad auf. Dabei entsteht Röntgenleuchten, das hier in Violett abgebildet ist.

Neugierig auf die Galaxiengruppenverschmelzung? Die Grinsekatzen-Gruppe lächelt im Sternbild Ursa Major in einer Entfernung von 4,6 Milliarden Lichtjahren.

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Der Krebsnebel in vielen Wellenlängen

Der Krebsnebel Messier 1 im Sternbild Stier, abgebildet in vielen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums.

Bildcredit: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universität von Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; Hubble/STScI

Beschreibung: Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert, er ist das erste Objekt auf Charles Messiers berühmter Liste an Dingen, die keine Kometen sind. Heute wissen wir, dass der Krebsnebel ein Supernovaüberrest ist, also die sich ausdehnenden Trümmer von der finalen Explosion eines massereichen Sterns. Diese Explosion wurde 1054 n. Chr. auf dem Planeten Erde beobachtet.

Dieses beeindruckende neue Bild zeigt eine Ansicht der Krabbe aus dem 21. Jahrhundert, es stellt Bilddaten aus dem gesamten elektromagnetischen Spektrum in Wellenlängen des sichtbaren Lichts dar. Daten aus dem Weltraum von Chandra (Röntgen), XMM-Newton (Ultraviolett), Hubble (sichtbares Licht) und Spitzer (Infrarot) sind in violetten, blauen, grünen und gelben Farbtönen abgebildet. Radio-Daten des Very Large Array vom Boden sind rot eingefärbt.

Der Krebs-Pulsar ist eines der exotischsten Objekte, die Astronominnen und Astronomen heute kennen. Es der helle Punkt nahe der Bildmitte – ein Neutronenstern, der 30 Mal pro Sekunde rotiert. Wie ein kosmischer Dynamo sorgt dieser kollabierte Überrest des Sternkerns für die Emissionen des Krebsnebels im gesamten elektromagnetischen Spektrum.

Der Krebsnebel ist ungefähr 12 Lichtjahre groß und 6500 Lichtjahre entfernt, ihr seht ihn im Sternbild Stier.

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Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenlicht

Der Katzenaugennebel, ein planetarischer Nebel im Sternbild Drache.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Nachlassarchiv; Chandra-Röntgenobservatorium; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Beschreibung: Manche erkennen darin ein Katzenauge, andere vielleicht eine riesige kosmische Meeresschnecke. Doch es ist einer der hellsten, detailreichsten planetarischen Nebel, die wir kennen. Er besteht aus Gas, das in der kurzen, aber prachtvollen Phase am Ende der Existenz eines sonnenähnlichen Sterns ausgestoßen wird.

Vermutlich erzeugte der verglimmende Zentralstern dieses Nebels die äußeren runden konzentrischen Schalen, indem er in einer Serie regelmäßiger Erschütterungen die äußeren Schichten abstieß. Wie die schönen, komplexen, symmetrischen inneren Strukturen entstanden sind, ist jedoch nicht gut erklärbar.

Dieses Bild ist ein Komposit aus einem digital geschärften Bild des Weltraumteleskops Hubble und einem Röntgenlichtbild, das mit dem Chandra-Observatorium im Orbit aufgenommen wurde. Die einzigartige schwebende Weltraumstatue misst etwa ein halbes Lichtjahr. Wenn wir in dieses Katzenauge blicken, sehen wir vielleicht das Schicksal unserer Sonne, die ebenfalls in die Phase eines planetarischen Nebels eintreten wird … in etwa 5 Milliarden Jahren.

APOD in den Weltsprachen arabisch, bulgarisch, chinesisch (Peking), chinesisch (Taiwan), deutsch, französisch, französisch (Kanada), hebräisch, indonesisch, japanisch, katalanisch, koreanisch, kroatisch, montenegrinisch, niederländisch, polnisch, russisch, serbisch, slowenisch, spanisch, taiwanesisch, tschechisch, türkisch, türkisch und ukrainisch
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Vertont: Die Materie des Geschosshaufens


Bildcredit und Bildrechte: Röntgen: NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI, Magellan/U.Arizona; Gravitationslinsenkarte: NASA/STScI, ESO WFI, Magellan/U.Arizona; Vertonung: NASA/CXC/SAO/K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Beschreibung: Was ist mit dem Geschoßhaufen los? Dieser massereiche Galaxienhaufen (1E 0657-558) bildet Gravitationslinsenverzerrungen an Hintergrundgalaxien auf eine Weise, die als Bestätigung für die führende Theorie interpretiert wurde: dass es dort Dunkle Materie gibt.

Andere Untersuchungen lassen jedoch eine weniger beliebte Alternative vermuten: veränderte Gravitation. Diese könnte die Haufendynamik ohne Dunkle Materie erklären und bietet auch ein wahrscheinlicheres Ursprungsszenario.

Derzeit wetteifern zwei wissenschaftliche Hypothesen um die Erklärung der Beobachtungen: unsichtbare Materie versus veränderte Gravitation. Das Duell ist dramatisch, denn ein eindeutiges, „kugelsicheres“ Beispiel für Dunkle Materie würde die Einfachheit der Theorie der modifizierten Gravitation erschüttern.

Dieses vertonte Kompositbild stammt von Hubble, Chandra und Magellan. Röntgenstrahlen, die von heißem Gas abgestrahlt werden, sind rot abgebildet, Blau zeigt die vorgeschlagene getrennte Verteilung der Dunklen Materie. Tiefe Töne der Sonifikation sind der Dunklen Materie zugewiesen, mittlere Frequenzen dem sichtbaren Licht und hohe Töne den Röntgenstrahlen.

Der Kampf um die Materie im Geschoßhaufen geht wahrscheinlich weiter, sobald mehr Beobachtungen, Computersimulationen und Analysen abgeschlossen sind.

Bei APOD eingereicht: Schöne Bilder des Geminiden-Meteorstroms 2020
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Hörbar gemacht: Die Säulen des Adlernebels


Bildcredit: NASA, ESA und das Hubble-Kulturerbe-Team (STScI/AURA);
Vertonung: NASA, CXC, SAO, K. Arcand, M. Russo und A. Santaguida

Beschreibung: Habt ihr schon einmal den Adlernebel mit euren Ohren erlebt? Der berühmte Nebel M16 ist als Augenschmaus bekannt: Er hebt helle junge Sterne hervor, die tief im Inneren der dunklen, aufgetürmten Strukturen entstehen. Diese Säulen aus kaltem Gas und Staub sind Lichtjahre lang und liegen ungefähr 6500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlange (Serpens).

Die kosmischen Säulen sind dem Untergang geweiht. Sie wurden vom energiereichen Ultraviolettlicht und den mächtigen Winden der massereichen Sterne im Sternhaufen M16 geformt und erodiert. Die stürmische Umgebung der Sternbildung im Inneren von M16, dessen spektakuläre Details wir auf diesem kombinierten Bild von Hubble (sichtbares Licht) und Chandra (Röntgen) sehen, ist wahrscheinlich ähnlich wie die Umgebung, in der unsere Sonne entstanden ist.

Lauscht in diesem Video den Sternen und dem Staub, die erklingen, während die Linie der Umwandlung in Schall von links nach rechts wandert. Die vertikale Position bestimmt die Tonhöhe.

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Das Galaktische Zentrum von Radio bis Röntgen

Sgr A*, das Zentrum unserer Galaxis mit einem Schwarzen Loch, leuchtet in jeder Art von Licht; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: NASA, CXC, UMass, D. Wang et al.; Radio: NRF, SARAO, MeerKAT

Beschreibung: Auf wie viele Arten leuchtet das Zentrum unserer Galaxis? Diese rätselhafte Region, etwa 26.000 Lichtjahre entfernt ist und im Sternbild Schütze (Sagittarius) liegt, leuchtet in jeder Art von Licht, die wir sehen können.

Für dieses Bild wurde mit dem Röntgenobservatorium Chandra der NASA im Erdorbit energiereiche Röntgenstrahlung abgebildet, diese erscheint in Grün und Blau. Die rot gefärbte Abbildung der energiearmen Radiostrahlung stammt von der Teleskopanordnung MeerKAT des SARAO, die auf der Erde stationiert ist. Rechts neben der farbenfrohen Zentralregion liegt Sagittarius A (Sgr A), eine starke Radioquelle, die sich an derselben Stelle befindet wie Sgr A*, das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis.

Heißes Gas, das Sgr A* umgibt, sowie eine Reihe parallel verlaufender Radiofilamente, die als der „Bogen“ bezeichnet werden, sind links neben der Bildmitte zu sehen. Weiters verlaufen im Bild zahlreiche ungewöhnliche einzelne Radiofilamente. Viele Sterne kreisen in und um Sgr A*, außerdem zahlreiche kleine Schwarze Löcher und dichte Sternkerne, die als Neutronensterne und Weiße Zwerge bekannt sind. Das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße wird gegenwärtig vom Event Horizon Telescope abgebildet.

Aktivitäten: NASA-Wissenschaft zu Hause
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Extremer Ausbruch eines Schwarzen Lochs

Ein Schwarzes Loch sprengt in einem Anfall von Übelkeit eine Höhlung ins intergalaktische Medium; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; Infrarot: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF; Text: Michael F. Corcoran (NASA, Catholic U., HEAPOW)

Beschreibung: Astronomen glauben, dass sie nun das mächtigste Beispiel für einen Ausbruch eines Schwarzen Lochs gefunden haben, der je im Universum beobachtet wurde. Dieses Falschfarben-Kompositbild zeigt einen Galaxienhaufen im Sternbild Ophiuchus (Schlangenträger). Es enthält Röntgenbilder (vom Chandra-Röntgenobservatorium und XMM-Newton) in Violett sowie ein Radiobild (vom Giant Metrewave Radio Telescope in Indien) in Blau (dazu ein Infrarotbild der Galaxien und Sterne im Blickfeld in Weiß zur besseren Erkennbarkeit).

Die gestrichelte Linie markiert die Grenze eines leer gefegten Hohlraums, die von dem sehr massereichen Schwarzen Loch aufgeblasen wurde, das im Zentrum der Galaxie lauert und mit einem Kreuz markiert ist. Dieser Hohlraum ist mit Radioemissionen gefüllt. Man vermutet, dass es zu diesem riesigen Ausstoß kam, weil das Schwarze Loch zu viel gefressen hatte und einen vorübergehenden Anfall von „Schwarzloch-Übelkeit“ erlitt, der zum Ausstoß eines mächtigen Radiostrahls führte, der in den intergalaktischen Raum geschleudert wurde. Die Menge an Energie, die benötigt wird, um diese Höhlung zu leeren, entspricht ungefähr 10 Milliarden Supernovaexplosionen.

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