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M83: Die Tausend-Rubine-Galaxie

Die Spiralgalaxie M83 im Sternbild Wasserschlange hat markante Spiralarme. Sie sind von dunklen Staubbahnen, blauen Sternhaufen und rot leuchtenden Sternbildungsgebieten gesäumt.

Bildcredit: Subaru-Teleskop (NAOJ), Weltraumteleskop Hubble, Europäische Südsternwarte (ESO); Bearbeitung und Bildrechte: Robert Gendler

Die große, schöne Spiralgalaxie M83 ist etwa zwölf Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegt südöstlich im sehr langen Sternbild Wasserschlange. Die markanten Spiralarme sind von dunklen Staubbahnen gesäumt. Blaue Sternhaufen führten zu dem gängigen Namen der Galaxie: „Südliches Feuerrad“. Rötliche Regionen mit Sternbildung sprenkeln die ausladenden Arme. Auf dem funkelnden Farbkomposit wurden sie betont. Sie führten zu einem weiteren Namen: „Tausend-Rubine-Galaxie“.

M83 ist etwa 40.000 Lichtjahre groß. Sie gehört zur selben Galaxiengruppe wie die aktive Galaxie Centaurus A. Der Kern von M83 leuchtet im Röntgenlicht hell. Er besitzt eine hohe Konzentration an Neutronensternen und Schwarzen Löchern. Diese blieben nach einem heftigen Ausbruch an Sternbildung übrig.

Das scharfe, farbige Bildkomposit zeigt auch gezackte Sterne, die im Vordergrund in der Milchstraße liegen. Auch ferne Galaxien im Hintergrund sind zu sehen. Die Bilddaten stammen vom Subaru-Teleskop, von der Weitwinkelkamera WFI der Europäischen Südsternwarte (ESO) und aus dem Hubble-Vermächtnis.

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Im Zentrum des Virgohaufens

Der Virgo-Galaxienhaufen ist am Himmel relativ groß. Hier sid die hellsten Galaxien im Bild verteilt, die sich darin befinden. Dazwischen leuchten dünn verteilte Sterne.

Bildcredit: NASA/ESA/ESO/NAOJ/G. Paglioli; Bildrechte: R. Colombari/G. Paglioli

Der Virgo–Galaxienhaufen hat am Himmel einen Winkeldurchmesser von 5 Grad. Er ist also etwa 10-mal so breit wie der Vollmond. Sein Zentrum ist ungefähr 70 Millionen Lichtjahre entfernt. Damit ist er der nächstgelegene Galaxienhaufen in der Umgebung unserer Milchstraße.

Der Virgohaufen enthält mehr als 2000 Galaxien. Er übt einen merklichen Gravitationssog auf die Galaxien der Lokalen Gruppe um unsere Milchstraße aus. Der Haufen enthält nicht nur Galaxien voller Sterne, sondern auch Gas, das so heiß ist, dass es im Spektralbereich von Röntgen leuchtet. Die Bewegung der Galaxien in und um den Haufen zeigt, dass sie wohl mehr Dunkle Materie enthalten als sichtbare Materie, die wir direkt beobachten.

Oben ist die Mitte des Virgohaufens abgebildet. Sie enthält helle Messier-Galaxien wie Markarjans Augen links oben, M86 rechts über der Mitte oder M84 ganz rechts. Die Spiralgalaxie NGC 4388 befindet sich rechts unten.

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M106: Spiralgalaxie mit seltsamem Zentrum

Eine schräg geneigte Spiralgalaxie, die Spiralarme wirken auf diesem Bild wolkig-nebelig, in der Mitte leuchtet ein heller Kern, über dem Fasern aus Staub und Sternbildungsorten verlaufen.

Bildcredit: NASA, ESO, NAOJ, Giovanni Paglioli; Montage und Bearbeitung: R. Colombari und R. Gendler

Was geschieht mitten in der Spiralgalaxie M106? Blaue Spiralarme und rote Staubbahnen um den Kern prägen ihre Erscheinung. Der Kern von M106 leuchtet hell in Radiowellenlängen und Röntgenlicht. In Röntgenlicht fand man Doppelstrahlen, sie verlaufen durch die ganze Galaxie.

M106 zeigt ein ungewöhnliches Leuchten im Zentrum. Es ist ein Hinweis, dass die Galaxie zur Klasse der Seyfertgalaxien gehört. Sie ist sogar eines der am nächsten liegenden Exemplare. Vermutlich stürzen im Inneren gewaltige Mengen leuchtendes Gas in ein massereiches Schwarzes Loch.

M106 wird auch als NGC 4258 bezeichnet. Sie ist 23,5 Millionen Lichtjahre entfernt und somit relativ nahe. Ihr Durchmesser beträgt etwa 60.0000 Lichtjahre. Mit einem kleinen Teleskop sieht man sie im Sternbild der Jagdhunde (Canes Venatici).

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M104: Die Sombrerogalaxie

Mitten im Bild schwebt eine Spiralgalaxie, die hier an ein Ufo erinnert. Über einem hellen Kern wölbt sich eine nebelige Kuppel, die an Glas erinnert, außen herum verläuft ein breiter, sehr markanter Staubring.

Bilddaten: NASA, ESO, NAOJ, Giovanni Paglioli; Bearbeitung: R. Colombari

Die auffällige Spiralgalaxie M104 ist berühmt für ihr Profil, das wir von der Seite sehen. Die Galaxie hat einen breiten Ring aus undurchsichtigem Staub. Die markante Schneise aus kosmischem Staub sehen wir als Silhouette vor einer ausgedehnten Wölbung aus Sternen. Dadurch erinnert die Galaxie an einen Hut mit breiter Krempe. Das führte zu ihrem beliebteren Namen Sombrerogalaxie.

Die scharfe Ansicht der bekannten Galaxie entstand aus Daten des Weltraumteleskops Hubble und des Subaru-Teleskops auf der Erde. Das Bild wurde mit Amateur-Farbbilddaten ergänzt. Das führte zu natürlichen Farben. Das Ergebnis zeigt Details, die oft im gleißenden Licht der hellen, zentralen Wölbung von M104 untergehen, wenn man sie mit kleineren Instrumenten auf der Erde betrachtet.

Die Sombrerogalaxie ist als NGC 4594 katalogisiert. Sie leuchtet im ganzen Spektrum. Ihr Zentrum enthält vermutlich ein sehr massereiches Schwarzes Loch. M104 ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und 28 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist eine der größten Galaxien am südlichen Rand des Virgo-Galaxienhaufens.

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Molekülwolke Barnard 68

Mitten in einem sterngefüllten Bildfeld ist ein dunkler Fleck, es ist eine Molekülwolke, die die Sterne dahinter versteckt.

Bildcredit: FORS-Team, 8,2-Meter-VLT Antu, ESO

Wohin sind die Sterne verschwunden? Diese Stelle wurde früher für ein Loch im Himmel gehalten. Heute ist sie als dunkle Molekülwolke bekannt. Eine hohe Konzentration aus Staub und molekularem Gas absorbiert praktisch alles sichtbare Licht der dahinter liegenden Sterne.

Wegen der gespenstisch dunklen Umgebung gehört das Innere von Molekülwolken zu den kältesten und isoliertesten Orten im Universum. Eine Wolke im Sternbild Schlangenträger (Ophiuchus) zählt zu den interessantesten dunklen Absorptionsnebeln. Es ist die oben abgebildete Barnard 68. Dass man in der Mitte keine Sterne sieht, lässt den Schluss zu, dass Barnard 68 relativ nahe ist. Laut Messungen ist sie etwa 500 Lichtjahre entfernt. Sie hat einen Durchmesser von einem halben Lichtjahr.

Wir wissen nicht genau, wie Molekülwolken wie Barnard 68 entstehen. Doch wir wissen, dass in diesen Wolken wahrscheinlich neue Sterne entstehen. Man fand sogar heraus, dass Barnard 68 womöglich kollabiert und ein neues Sternsystem bildet. In Infrarot kann man durch die Wolke hindurchblicken.

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Der Homunkulusnebel als 3D-Modell

In der Mitte ist eine Aufnahme des Homunkulusnebels, der den Stern Eta Carinae umgibt. Links und rechts davon ist ein 3D-Modell von vorne und von hinten sichtbar gezeigt. Die Modelle und die Aufnahme sind beschriftet.

Wissenschaftscredit: W. Steffen (UNAM), M. Teodoro, T.I. Madura, J.H. Groh, T.R. Gull, A. Mehner, M.F. Corcoran, A. Damineli, K. Hamaguchi; Bildcredit: NASA, Goddard Space Flight Center/SVS – Einschub: NASA, ESA, Hubble SM4 ERO Team

Falls ihr neue Modelle sucht, die ihr mit eurem 3D-Drucker drucken könnt, versucht es doch mit dem Homunkulusnebel. Die bipolare kosmische Wolke enthält viel Staub. Sie ist etwa 1 Lichtjahr groß. Für den Druck wurde sie verkleinert – auf etwa ¼ Licht-Nanosekunde, das sind 80 Millimeter.

Der Homunkulus umgibt das Doppelsternsystem Eta Carinae. Die berühmten instabilen massereichen Sterne sind etwa 7500 Lichtjahre entfernt. Sie sind in den ausgedehnten Carinanebel eingebettet. Zwischen 1838 und 1845 erfuhr Eta Carinae einen großen Ausbruch. Dabei wurde er zum zweithellsten Stern am Nachthimmel des Planeten Erde und stieß den Homunkulusnebel aus.

Der Homunkulusnebel dehnt sich immer noch aus. Dieses neue 3D-Modell entstand bei der Erforschung des Nebels am VLT-X-Shooter der Europäischen Südsternwarte ESO. Dieses Instrument kartiert die Geschwindigkeit molekularer Wasserstoffregionen durch den Staub des Nebels hindurch in hoher Auflösung. Die Aufnahme zeigt Einschnitte, Löcher und Wölbungen, sogar in den Regionen, die von Staub verdeckt und von der Erde abgewandt sind.

Es gibt immer noch gewaltige Ausbrüche auf Eta Carinae. Er könnte in den nächsten Millionen Jahren als spektakuläre Supernova explodieren.

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ALMA-Teleskopanordnung in Zeitraffer

Videocredit: ESO, José Francisco Salgado, NRAO; Musik: Flying Free (Jingle Punks)

Es ist das bisher größte und komplexeste erdgebundene Astronomieprojekt. Was sieht es heute Nacht? Das Projekt Atacama Large Millimeter Array ALMA besteht aus 66 schüsselförmigen Antennen. Viele davon sind so groß wie ein kleines Haus. Sie befinden sich in der Atacamawüste im Norden Chiles in großer Höhe.

ALMA beobachtet den Himmel in hochfrequentem Radiolicht. Dieser Frequenzbereich wird normalerweise nur für die lokale Kommunikation verwendet, weil feuchte Luft ihn stark absorbiert. Die dünne Atmosphäre und die geringe Luftfeuchtigkeit über ALMA machen es jedoch möglich, auf neue und einzigartige Weise in diesem Frequenzbereich tief in unser Universum zu blicken.

Das erlaubt zum Beispiel die Sondierung des frühen Universums nach Chemikalien, die an Sternbildung beteiligt waren. Auch die Suche in lokalen Sternsystemen nach Anzeichen von Scheiben, in denen Planeten entstehen, ist möglich.

Dieses Zeitraffervideo zeigt die Bewegung von vier ALMA-Antennen im Laufe einer Nacht. Der Mond geht im Video früh unter, während sich drei Schüsseln gemeinsam ausrichten. Hintergrundsterne wandern unaufhörlich hinauf. Das Zentralband unserer Milchstraße dreht sich und tritt schließlich rechts ab. In der Mitte gehen die Kleine und Große Magellansche Wolke am Horizont auf. Es sind Begleitgalaxien unserer Milchstraße.

Scheinwerfer von Autos beleuchten die Schüsseln für kurze Augenblicke. Oben zieht gelegentlich ein Satellit vorbei, der die Erde umkreist. Das Tageslicht beendet das Video, nicht aber die Beobachtungen von ALMA, die üblicherweise Tag und Nacht durchgeführt werden.

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Der massereiche Galaxienhaufen El Gordo

Der rosarote Nebel im Bild zeigt die Röntgenstrahlung eines der massereichsten Galaxienhaufen, die wir kennen. Der blaue Nebel im Bild zeigt die berechnete Verteilung der Dunklen Materie, sie wurde anhand der Verzerrung dahinter liegender Galaxien berechnet.

Bildcredit: NASA, ESA, J. Jee (UC Davis) et al.

Es ist größer als eine Brotdose. Sogar viel größer als alle Brotladen der Welt. Der Galaxienhaufen ACT-CL J0102-4915 ist eines der größten und massereichsten Objekte, die wir kennen. Er ist sieben Milliarden Lichtjahre (z = 0.87) entfernt und hat den Spitznamen „El Gordo“. ACT-CL J0102-4915 ist etwa sieben Millionen Lichtjahre groß. Er enthält eine Masse von einer Billiarde (1.000.000.000.000.000) Sonnen.

Dieses Bild von El Gordo kombiniert ein Bild des Weltraumteleskops Hubble im sichtbaren Licht mit einem Röntgenbild des Chandra-Observatoriums. Es zeigt das heiße Gas in Rosarot. Eine computergenerierte Karte zeigt die wahrscheinlichste Verteilung der Dunklen Materie in Blau. Die Dunkle Materie wurde anhand der Verzerrung der Hintergrundgalaxien durch Gravitationslinsen berechnet.

Fast alle hellen Flecken sind Galaxien. Die Verteilung der blauen Dunklen Materie zeigt, dass sich der Haufen im mittleren Stadium einer Kollision zweier großer Galaxienhaufen befindet. Wenn man das Bild genau betrachtet, sieht man eine fast senkrechte Galaxie, die ungewöhnlich lang erscheint. Diese Galaxie ist in Wirklichkeit weit im Hintergrund. Ihr Bild ist durch den Gravitationslinseneffekt des massereichen Haufens gestreckt.

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