Schlagwort: Chandra

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Die Radioquelle Treble Clef ist in Röntgen ungewöhnlich heiß

Die blaue Wolke im Hintergrund leuchtet in Röntgenstrahlen. Darin zeichnet sich eine rot leuchtende Form ab, die in Radiowellenlängen abgebildet wurde. Ihre Form erinnert an einen Notenschlüssel oder einen Drachen.
Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/INAF-IRA/A. Botteon et al.; Infrarot: UKIDSS–GPS ; Radio: ASTRON–LOFAR; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Was ist Treble Clef? Es ist eine ungewöhnliche Radioquelle, und sie ist größer als zwei Millionen Lichtjahre! Ihre Form erinnert an ein Symbol aus der Musik. Leider verschluckt unsere Milchstraße das sichtbare Licht dieses Objekts, das auch als VLSS J0328.9+5755 bekannt ist. Als man Treble Clef im Jahr 2004 genauer unter die Lupe nahm, wusste man nichts über seine Natur.

Erst kürzlich beobachteten die Röntgenteleskope Chandra und eRosita die Wolke vom Weltraum aus. Dabei fand man Hinweise, dass ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie die geladenen Teilchen ausstieß. Die Radiostrahlung war bereits verblasst, als anscheinend bei der Kollision zweier Galaxienhaufen eine Stoßwelle entstand. Diese Welle regte das Leuchten der Teilchen erneut an. Das Bild ist ein Komposit aus Aufnahmen in Radiowellenlängen (rot) und Röntgenstrahlung (blau).

Dieses Video zeigt die Erkenntnisse zu Treble Clef (englisch). Ungewöhnliche Objekte wie Treble Clef bieten uns unerwartete Hinweise, wie Galaxienhaufen miteinander in Wechselwirkung treten. Sie zeigen aber auch, wie sich das Universum allgemein entwickelt.

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Ein Supernova-Überrest beim Galaktischen Zentrum

Hinter weißen, blauen und roten Sternen leuchtet eine rote Wolke und rechts darunter eine kleinere blaue. Diese blaue Wolke ist vielleicht ein Supernova-Überrest.
Bildcredit und Bildrechte: X-ray: NASA/CXC/UCLA/Z. Zhu et al.; ESA/XMM-Newton; Optical: PanSTARRS; Radio: MeerKAT; Image Processing: NASA/CXC/SAO/L. Frattare and P. Edmonds; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Seht ihr diesen blauen Klecks rechts unter der Bildmitte? Astronom*innen denken, dass dort ein massereicher Stern als Supernova explodiert ist. Ihr Licht hat die Erde vor etwa 1700 Jahren erreicht. Das Bild ist aus verschiedenen Beobachtungen zusammengesetzt. Es besteht aus sichtbarem Licht des Teleskops PanSTARRS auf Hawaii (Sterne im Hintergrund leuchten rot, grün und blau). Die Daten in Radiowellen kommen vom MeerKAT-Teleskop in Südafrika (die große rote Wolke). In Blau sehen wir Röntgenlicht der Röntgenteleskope Chandra der NASA und XMM-Newton der ESA.

Die große Wolke ist eine Sternentstehungsregion namens Sagittarius C. Sie ist ungefähr 50 Lichtjahre groß und 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie liegt nur etwa 260 Lichtjahre neben vom sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxis (links außerhalb des Bildes).

Wenn der blaue Klecks tatsächlich ein Supernova-Überrest ist, wäre er der nächste beim galaktischen Zentrum, den wir je entdeckt haben. In dieser dichten Region geht das Ende von massereichen Sternen mit dem Entstehen neuer Sterne über Gas und Magnetfelder einher.

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Kollision von Galaxienhaufen

Vor dem dunklen Hintergrund schimmern Galaxien als verschwommene weiße Punkte. Eine leuchtend blaue Spirale breitet sich von der Mitte her aus.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/C. Watson et al.; Optisch: PanSTARRS; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk und P. Edmonds; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Diese prächtige Spiralstruktur leuchtet im Röntgenlicht. Sie ist ungefähr 20-mal so groß wie unsere Galaxie. Die Struktur ist Teil des Galaxienhaufens Abell 2029 und befindet sich in einer Entfernung von einer Milliarde Lichtjahren.

Galaxienhaufen sind die größten Strukturen im Universum, die durch Gravitation gebunden sind. So besteht auch Abell 2029 aus Tausenden von Galaxien. Sie sind in eine große Wolke aus heißem Gas eingebettet – sowie Dunkler Materie, die eine Masse von insgesamt mehreren Billionen Sonnenmassen hat. Sie ist für die meiste Masse verantwortlich. (Übrigens: Die Galaxien sieht man, wenn man den Mauszeiger über das Bild schiebt oder diesem Link folgt!)

Die hell leuchtende Spirale im Bild ist das heiße Gas im Galaxienhaufen. Es besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Seine Temperatur beträgt mehrere Millionen Grad Celsius. Diese Struktur wurde kürzlich untersucht. Dazu wertete man Röntgen-Daten des NASA-Teleskops Chandra aus. Es zeigte sich, dass Abell 2029 vor etwa 4 Milliarden Jahren mit einem kleinen Galaxienhaufen kollidierte. Diese Kollision beeinflusste das Schwerefeld, sodass sich das Gas im Haufen hin und her bewegte. So entstand die spiralförmige Struktur.

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HD 61005 und seine Astrosphäre

In einem dichten Sternenfeld ist ein einzelner Stern mit einem Kasten markiert und vergrößert. Im Einschub sieht man seine Atmosphäre und Staubflügel.
Bildcredit: Röntgen: NASA / CXC / Johns Hopkins Univ. / C.M. Lisse et al.; Infrarot: NASA / ESA / STIS; Optisch: NSF / NoirLab / CTIO / DECaPS2; Bearbeitung: NASA / CXC / SAO / N. Wolk – Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Werfen junge Sterne Blasen? Das große Bild zeigt eine Sternfeldaufnahme vom Cerro Tololo Inter-American Observatory CTIO in Chile. Das eingefügte Bild zeigt den Stern HD 61005. Er ist ein sonnenähnlicher Stern, der nur 120 Lichtjahre entfernt ist. HD 61005 ist viel jünger als die Sonne, er ist nur ca. 100 Millionen Jahre alt. Er stößt einen schnellen, dichten Sternwind aus, der das kältere Gas und den Staub wegschiebt, die den Stern zuvor umgaben. So entsteht eine Blase, die man auch Astrosphäre nennt.

Das Röntgenobservatorium Chandra spürte die Blase um den Stern auf. Ihr Durchmesser beträgt rund 200-mal die Entfernung Erde-Sonne. Auch unsere Sonne hat so eine Blase, die Heliosphäre. Sie schützt die Planeten vor der kosmischen Strahlung.

Das eingeschobene Bild zeigt den Schotter, der von der Sternentstehung übrig blieb und den Hubble beobachtete. Die Trümmer sind flügelförmig um den Stern angeordnet. Das führte zu dem Spitznamen des Sterns: die Motte.

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Der rotierende Pulsar im Krebsnebel

Der Krebspulsar ist von weißen, wirbelnden Wolken umgeben. Außen herum sind violette Wolken angeordnet. Das Bild wurde eingefärbt.

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

Im Zentrum des Krebsnebels liegt ein magnetischer Neutronenstern von der Größe einer Stadt. Er rotiert 30 Mal pro Sekunde. Das Objekt ist auch als Krebspulsar bekannt. Es ist der helle Fleck im Gaswirbel, der sich im Nebelzentrum befindet. Das spektakuläre Bild ist zwölf Lichtjahre breit. Es zeigt leuchtendes Gas, Höhlungen und wirbelnde Filamente mitten im Krebsnebel.

Das Bild ist aus Aufnahmen in mehreren Wellenlängen zusammengesetzt: Das Weltraumteleskop Hubble fotografiert im sichtbaren Licht (lila), das Röntgenteleskop Chandra im Röntgenbereich (blau) und das Weltraumteleskop Spitzer im infraroten Wellenlängenbereich (rot).

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

Der rotierende Pulsar hat mehr Masse als die Sonne und der Dichte eines Atomkerns. Er ist der kollabierte Kern eines massereichen Sterns, der explodierte. Die äußeren Teile des Krebsnebels sind die Überreste des Gases, aus dem der Stern bestand. Sie dehnen sich aus. Die Supernova-Explosion wurde auf dem Planeten Erde im Jahr 1054 von Menschen bezeugt.

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Krebsnebel: sichtbares Licht bis Röntgenbereich

Der Krebsnebel ist in unvertrauten violett-blauenFarbtönen dargestellt. In der Mitte ist in lila die Röntgenstrahlung überlagert, die vom Krebs-Pulsar abgestrahlt wird.

Bildcredit: NASA, ESA, ASI, Hubble, Chandra, IXPE

Was treibt den Krebsnebel an? Ein stadtgroßer magnetisierter Neutronenstern, der sich ungefähr 30 Mal pro Sekunde dreht. Dieser als Krebsnebel-Pulsar bekannte Stern ist der helle Fleck in der Mitte des Gaswirbels im Kern des Nebels.

Das spektakuläre Bild des Krebsnebels (M1) mit einem Durchmesser von rund 10 Lichtjahren zeigt eine wirbelnde zentrale Scheibe und komplexe Filamente aus umgebendem und sich ausdehnendem glühendem Gas. Das Bild kombiniert das sichtbare Licht vom Hubble-Weltraumteleskop in Rot und Blau mit dem Röntgenlicht vom Chandra-Röntgenobservatorium in Weiß und der diffusen Röntgenemission, die vom Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) entdeckt wurde, in diffusem Lila.

Der zentrale Pulsar treibt die Emissionen und die Ausdehnung des Krebsnebels an, indem er seine Rotationsgeschwindigkeit leicht verlangsamt, was einen Sternenwind aus energiereichen Elektronen auslöst. Das Bild wurde heute, am 25. Jahrestag des Starts von Chandra, dem NASA-Flaggschiff unter den Röntgenobservatorien, veröffentlicht.

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Der ungewöhnliche Nebel Pa 30

Der magentafarbene Nebel mit gelblichen radialen Strahlen erinnert an ein Feuerwerk.

Bildcredit: NASA, ESA, USAF, NSF; Bearbeitung: G. Ferrand (U. Manitoba), J. English (U. Manitoba), R. A. Fesen (Dartmouth), C. Treyturik (U. Manitoba); Text: G. Ferrand und J. English

Wie entstand dieses ungewöhnliche himmlische Feuerwerk? Der Nebel wird Pa 30 genannt. Er liegt in derselben Himmelsregion, wo im Jahr 1181 ein heller „Gaststern“ am Himmel stand. Die Fasern von Pa 30 sehen zwar ähnlich aus wie solche, die bei einer Nova (z. B. GK Per) oder einem planetarischen Nebel (z. B. NGC 6751) entstehen.

Trotzdem schlagen einige Astronom*innen vor, dass er durch eine seltene Art Supernova entstand: eine thermonukleare Explosion vom Typ Iax, die SN 1181 heißt. In diesem Modell entstand die Supernova nicht durch die Explosion eines einzigen Sterns. Stattdessen entsteht diese Explosion, wenn zwei Weiße Zwerge auf einer spiralförmigen Bahn zusammenlaufen und verschmelzen.

Der blaue Punkt in der Mitte ist wohl ein Zombiestern, nämlich der übrig gebliebene Weiße Zwerg, der die Supernova-ähnliche Explosion überdauert hat.

Für dieses Bild wurden mehrere Bilder und Datensets kombiniert, die mit Teleskopen für Infrarot (WISE), sichtbares Licht (MDM, Pan-STARRS) und Röntgen (Chandra, XMM) aufgenommen wurden. Zukünftige Beobachtungen und Analysen können uns noch mehr erzählen.

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Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenspektralbereich

Ein Nebel, der aus vielen Schalen besteht, die jeweils stark strukturiert sind, ist in violetten Farben abgebildet. Das Zentrum in der Mitte leuchtet orangefarben, außen herum sind schwach leuchtende konzentrische Schalen erkennbar.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Chandra-Röntgenobs.; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Mache Leute sehen hier ein Katzenauge. Andere erkennen vielleicht die Schale einer riesigen kosmischen Meeresschnecke. Der planetarische Nebel ist einer der hellsten und detailreichsten, die wir kennen. Sein Gas wurde von einem sonnenähnlichen Stern in einer kurzen, prächtigen Phase ausgestoßen, die am Ende seiner Entwicklung stand.

Vermutlich stieß der vergehende Zentralstern im Nebel die äußeren, konzentrischen Hüllen ab. Er warf diese Schichten wohl in einer Serie regelmäßiger Pulse ab. Im Inneren sind viele hübsche, komplexe, symmetrische Strukturen. Wie sie entstanden sind, wird noch erforscht.

Das Bildkomposit entstand aus Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble und des Chandra-Observatoriums im Röntgenlicht. Das Hubblebild wurde digital geschärft. Die fantastische Skulptur im Weltraum ist größer als ein halbes Lichtjahr. Wenn wir ins Katzenauge blicken, sehen wir die Zukunft unserer Sonne. In etwa 5 Milliarden Jahren beginnt ihre Phase des planetarischen Nebels.

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