Schlagwort: Chandra

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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. Man beobachtet, dass dort Sterne um ein sehr massereiches, kompaktes Objekt kreisen. Es wird als Sgr A* bezeichnet. Die Aussprache lautet: Sagittarius A Stern. Das Radiobild im Einschub wurde soeben veröffentlicht. Es ist der erste direkte Nachweis des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Das Bild entstand mit dem Event Horizon Telescope (EHT) auf der Erde.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie sagte vorher, dass die starke Gravitation eines Schwarzen Lochs das Licht krümmt. So entsteht ein schattenartiger dunkler Bereich in der Mitte. Er ist von einer hellen, ringähnlichen Struktur umgeben. Das Schwarze Loch ist vier Millionen Sonnenmassen schwer.

Mit Weltraumteleskopen und Observatorien auf der Erde wurden begleitende Beobachtungen angestellt. Sie bieten einen umfassenderen Blick auf die dynamische Umgebung im galaktischen Zentrum und zeigen das Bild des Schwarzen Lochs, das mit dem Event Horizon Telescope aufgenommen wurde, im Zusammenhang. Das Hauptbild entstand aus Röntgendaten von Chandra und Infrarotdaten von Hubble.

Das große Bild ist etwa 7 Lichtjahre breit. Der kleine Bildeinschub vom Event Horizon Telescope zeigt nur 10 Lichtminuten im Zentrum unserer Galaxis. Wir sind etwa 27.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt.

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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 symbiotische R Aquarii

Der veränderliche Stern R Aquarii im Sternbild Wassermann ist ein Doppelstern aus einem Mira-Stern und einem Weißen Zwerg.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; Optisch: Daten: NASA/ESA/STScI; Bearbeitung: Judy Schmidt (CC BY-NC-SA)

Der veränderliche Stern R Aquarii ist ein System aus zwei Sternen. Sie stehen eng beisammen und wechselwirken miteinander. Der Doppelstern ist etwa 710 Lichtjahre entfernt. Er strahlt mitten im Kompositbild, das im Weltraum in den Wellenlängen von sichtbarem Licht und Röntgen aufgenommen wurde.

Das System besteht aus einem kühlen Roten Riesen und einem heißen, dichten Weißen Zwerg. Die beiden kreisen um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Mit einem Fernglas könnt ihr beobachten, wie sich die Helligkeit von R Aquarii im Laufe eines Jahres stetig verändert.

Das sichtbare Licht des Doppelsterns stammt großteils vom Roten Riesen. Er ist ein veränderlicher Mira-Stern mit langer Periode. Der kleinere, dichte Weiße Zwerg zieht durch seine Gravitation Materie der Hülle des kühlen Riesensterns auf seine Oberfläche. Das löst schließlich eine thermonukleare Explosion aus, bei der Materie in den Weltraum geschleudert wird. Forschende beobachteten in den letzten Jahrzehnten solche Ausbrüche.

Diese Strukturen sind fast ein Lichtjahr groß. Sie wurden vom Weltraumteleskop Hubble beobachtet (Rot und Blau) und enthalten auch Hinweise auf viel ältere Ausbrüche. Daten des Röntgenteleskops Chandra (Violett) zeigen das Röntgenlicht der Stoßwellen, die entstehen, wenn ein Strahl des Weißen Zwergs auf die Materie in der Umgebung trifft.

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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

Manche erkennen hier ein Katzenauge. Andere sehen vielleicht eine riesige kosmische Meeresschnecke. Das ist einer der hellsten, detailreichsten planetarischen Nebel, die wir kennen. Er besteht aus Gas, das ein sonnenähnlicher Stern in der kurzen, aber prachtvollen Phase am Ende der Existenz ausstößt.

Der verglimmende Zentralstern im Nebel erzeugte die runden konzentrischen Schalen außen vermutlich, indem er die äußeren Schichten in einer Serie regelmäßiger Erschütterungen abstieß. Wie die schönen, komplexen, symmetrischen inneren Strukturen entstanden sind, kann man jedoch nicht gut erklären.

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

APOD ist in den Weltsprachen Arabisch, Bulgarisch, Chinesisch (Peking), Chinesisch (Taiwan), Deutsch, Englisch (GB), Französisch (Frankreich), Hebräisch, Indonesisch, Japanisch, Katalanisch, Kroatisch, Montenegrinisch, Niederländisch, Polnisch, Portugiesisch (Brasilien), Russisch, Serbisch, Slowenisch, Spanisch, Syrisch, Taiwanesisch, Tschechisch, Türkisch, Türkisch und Ukrainisch verfügbar.

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Die gekrümmten Magnetfelder von Centaurus A

Das Infrarot-Teleskop SOFIA zeigt die Magnetfeldlinien der Galaxie Centaurus A.

Bildcredit und Bildrechte: Optisch: Europäische Südsternwarte (ESO) Wide Field Imager; Submillimeter: Max-Planck-Institut für Radioastronomie/ESO/Atacama Pathfinder Experiment (APEX)/A.Weiss et al; Röntgen und Infrarot: NASA/Chandra/R. Kraft; JPL-Caltech/J. Keene; Text: Joan Schmelz (USRA)

Wenn Galaxien kollidieren, was passiert dann mit ihren Magnetfeldern? Um das herauszufinden, richtete die NASA das Infrarot-Teleskop SOFIA auf die galaktische Nachbarin Centaurus A. Dabei beobachtete SOFIA polarisierten Staub, der die Magnetfelder zeigt. SOFIA wird in einer fliegenden Boeing 747 betrieben.

Cen A erhielt ihre ungewöhnliche Form, als zwei Galaxien zusammenstießen. Dabei entstanden mächtige Strahlströme. Sie werden von Gas gespeist, das in ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch fällt. Dieses Ergebnisbild zeigt die magnetischen Feldlinien, die SOFIA fand. Sie wurden über die Bilder von ESO (sichtbares Licht: weiß), APEX (Submillimeter: orange), Chandra (Röntgenstrahlung: blau) und Spitzer (Infrarot: rot) gelegt.

Es zeigte sich, dass die Magnetfelder an den Außenbereichen der Galaxie parallel zu den Staubbahnen verlaufen. Doch nahe beim Zentrum sind sie verzerrt. Die Gravitationskräfte nahe beim Schwarzen Loch beschleunigen die Ionen und verstärken das Magnetfeld.

Fassen wir zusammen: Die Kollision vereinigte nicht nur die Massen der Galaxien, sondern verstärkte auch ihre Magnetfelder. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse, wie sich Magnetfelder im frühen Universum entwickelten. Damals kamen Verschmelzungen noch häufiger vor.

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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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