Das Hubble Ultra-Deep Field in Licht und Ton

Vertonte Darstellung des Hubble Ultra Deep Field (HUDF).

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Vertonung: G. Salvesen (UCSB); Daten: M. Rafelski et al.

Beschreibung: Habt ihr schon einmal vom Hubble Ultra-Deep Field gehört? Jedenfalls habt ihr davon sicherlich noch nie so wie hier gehört – klickt auf das Bild und hört zu! In den Jahren 2003-2004 wurde das Hubble Ultra-Deep Field (HUDF) mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen, das für eine sehr lange Zeit einen fast leeren Raum anstarrte, sodass ferne, blasse Galaxien sichtbar wurden.

Das HUDF ist eines der berühmtesten Bilder der Astronomie. Bei Klick auf das Bild wird es in einer sehr lebendigen Form präsentiert – mit vertonten Distanzen. Wenn ihr auf eine Galaxie zeigt, hört ihr einen Ton, die ihre ungefähre Rotverschiebung verrät. Weil die Rotverschiebung Licht zum roten Ende des Lichtspektrums verschiebt, werden die Töne hier mit einer Verschiebung zum tiefen Ende des Klangspektrums dargestellt. Je weiter die Galaxie entfernt ist, desto größer ist ihre kosmologische Rotverschiebung (sogar dann, wenn sie blau erscheint), und umso tiefer ist der abgespielte Ton.

Durchschnittlich sind Galaxien im HUDF etwa 10,6 Milliarden Lichtjahre entfernt und klingen wie ein F#. Welche ist die am weitesten entfernte Galaxie, die ihr findet?

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Die Ringgalaxie AM 0644-741

Die Ringgalaxie AM 0644-741 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Volans).

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, HLA; Bearbeitung: Jonathan Lodge

Beschreibung: Der Rand der großen blauen Galaxie rechts ist eine riesige, ringartige, 150.000 Lichtjahre große Struktur, die aus neu entstandenen, extrem hellen massereichen Sternen besteht. AM 0644-741 ist als Ringgalaxie bekannt und entstand durch eine gewaltige Galaxienkollision.

Wenn Galaxien kollidieren, durchdringen sie sich gegenseitig, doch ihre Einzelsterne kommen selten in Kontakt. Die Ringform der Galaxie ist das Ergebnis der gravitationsbedingten Störung, hervorgerufen durch eine kleine Galaxie, als sie die Galaxie passierte. Wenn so etwas geschieht, werden interstellares Gas und Staub komprimiert. Dadurch wandert eine Stoßfront an Sternbildung vom Einschlagpunkt auswärts wie eine Welle über die Oberfläche eines Teichs.

Die anderen Galaxien im Sichtfeld liegen im Hintergrund, die  nicht mit AM 0644-741 wechselwirken. Die gezackten Sterne im Vordergrund liegen weit innerhalb unserer Milchstraße. Die kleinere eindringende Galaxie befindet sich rechts nahe am oberen Rand des Bildes, das mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurde.

Die Ringgalaxie AM 0644-741 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Volans).

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CG4: Eine zerrissene kometare Globule

Die Globule CG4 im Sternbild Puppis (Achterdeck des Schiffes) schnappt scheinbar nach einer Galaxie.

Bildcredit und Bildrechte: Nicolas Rolland und Martin Pugh

Beschreibung:  Kann eine Gaswolke eine Galaxie schnappen? Nicht einmal annähernd. Die „Klaue“ der seltsam wirkenden „Kreatur“ auf diesem Foto ist eine Gaswolke und als kometare Globule bekannt. Diese Globule ist jedoch geplatzt.

Kometare Globulen sind typischerweise von Staubköpfen und länglichen Schweifen gekennzeichnet. Wegen dieser Strukturen haben kometare Globulen eine visuelle Ähnlichkeit mit Kometen, sie sind jedoch ganz anders. Häufig entstehen in Globulen neue, sehr junge Sterne, die in ihren Köpfen stecken. Der Grund für den Riss im Kopf dieses Objekts ist noch nicht bekannt.

Die Galaxie links neben der Globule ist riesig und sehr weit entfernt. Nur durch zufällige Überlagerung sehen wir sie in der Nähe von CG4.

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NGC 7814: Kleiner Sombrero mit Supernova

Die Galaxie NGC 7814 im Sternbild Pegasus erinnert an M104, den Sombreronebel und wird daher Kleiner Sombrero genannt - hier mit Supernova SN 2021rhu.

Bildcredit und Bildrechte: CHART32 Team

Beschreibung: Richtet euer Teleskop zum hoch fliegenden Sternbild Pegasus, dort findet ihr eine Ansammlung von Milchstraßensternen und fernen Galaxien. In der Mitte dieses hübschen Sichtfeldes, das von einem Vollmond fast bedeckt würde, liegt NGC 7814. Diese Galaxie wird manchmal Kleiner Sombrero genannt, weil sie an die hellere, berühmtere M104 erinnert, die Sombrerogalaxie.

Sowohl der Sombrero als auch der Kleine Sombrero sind von der Seite sichtbare Spiralgalaxien, beide haben ausgedehnte Halos und Zentralwölbungen, die von den Silhouetten dünner Staubbahnen durchschnitten werden. NGC 7814 ist ungefähr 40 Millionen Lichtjahre entfernt und geschätzte 60.000 Lichtjahre groß. Damit ist der Kleine Sombrero physisch ungefähr gleich groß wie seine bekanntere Namensgeberin und erscheint nur deshalb kleiner und blasser, weil er weiter entfernt ist.

Auf dieser Teleskopansicht vom 17. Juli befindet sich in NGC 7814 eine neu entdeckte Supernova, die links neben dem Zentrum der Galaxie markant leuchtet. Die Sternexplosion ist als SN 2021rhu katalogisiert, sie ist eine Typ Ia-Supernova und kann somit der Kalibrierung der Entfernungsskala des Universums dienen.

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Fenster zur Galaxis, von Bäumen umrahmt

16 Aufnahmen wurden kombiniert und zeigen das Zentrum der Galaxis über einer Lichtung im Kuitpo-Forst in South Australia mit Antares und Alpha Centauri.

Bildcredit und Bildrechte: Will Godward

Beschreibung: Der Fotograf hatte diese Aufnahme schon eine Weile im Hinterkopf. Er wusste, dass Objekte im Zenit am hellsten sind, weil ihr Licht am wenigsten durch die Atmosphäre gestreut wird. Er wusste auch, dass das Zentrum unserer Milchstraße in South Australia zu dieser Jahreszeit etwa um Mitternacht im Zenit steht.

Seinem geistigen Bild folgend, wagte er sich tief in den KuitpoForst vor, wo große Monterey-Kiefern einen Großteil des Himmels verdeckten, nicht aber auf dieser Lichtung. Dort fotografierte er durch ein von Bäumen gerahmtes Fenster die Kombination aus heimischer und ferner Natur, die er sich ausgemalt hatte. Sechzehn Aufnahmen mit Bäumen und Milchstraße wurden dort fotografiert.

Antares ist der hellorangefarbene Stern links neben der Zentralebene unserer Galaxis, Alpha Centauri ist der helle Stern rechts neben der Bildmitte. Die Richtung zum Zentrum unserer Galaxis liegt unter Antares. In wenigen Stunden bewegte die Erdrotation die galaktische Ebene nach links oben, und bald verschwand sie hinter dem Gehölz, doch die Idee war für immer gespeichert und ist hier zu sehen.

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M82: Sternentstehungsgalaxie mit Superwind

Die Zigarrengalaxie M82 ist 30.000 Lichtjahre groß, sie liegt 12 Millionen Lichtjahre entfernt an der nördlichen Grenze der Großen Bärin.

Bildcredit und Bildrechte: Team ARO, Alentejo Remote Observatory

Beschreibung: M82 ist eine Sternbildungsgalaxie mit Superwind. Der Ausbruch an Sternbildung in M82 löst nämlich durch anschließende Supernovaexplosionen und die mächtigen Winde massereicher Sterne einen gewaltigen Ausstrom aus.

Auf scharfen Teleskopaufnahmen sind die Hinweise auf den Superwind aus der Zentralregion der Galaxie deutlich erkennbar. Dieses Kompositbild betont die Emissionen der langen Ausströmungs-Filamente aus atomarem Wasserstoff in rötlichen Farben. Ein Teil des Gases im Superwind ist mit schweren Elementen angereichert, die in den massereichen Sternen gebildet wurden. Diese schweren Elemente entweichen schließlich mit dem Wind in den intergalaktischen Raum. Der rasante Ausbruch an Sternbildung in M82 wurde durch eine enge Begegnung mit der nahen großen Galaxie M81 ausgelöst und dauert ungefähr 100 Millionen Jahre an.

M82 ist wegen ihres länglichen Erscheinungsbildes auch als Zigarrengalaxie bekannt. Ihr Durchmesser beträgt 30.000 Lichtjahre, und sie liegt 12 Millionen Lichtjahre entfernt an der nördlichen Grenze der Großen Bärin.

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Andromdeda als Einzelaufnahme

Die Andromeda-Galaxie M31 posiert über einer alten Mine im Süden von Portugal.

Bildcredit und Bildrechte: Miguel Claro (TWAN, Dark Sky Alqueva)

Beschreibung: Wie weit können wir sehen? Die 2,5 Millionen Lichtjahre entfernte Andromedagalaxie ist das fernste Objekt, das man leicht mit bloßem Auge sehen kann. Andere Objekte des Nachthimmels wie Sterne, Sternhaufen und Nebel sind in der Regel Hunderte bis Tausende Lichtjahre entfernt. Damit liegen sie weit außerhalb des Sonnensystems, sind aber bezogen auf unsere Galaxis relativ nahe.

Die außerhalb der Milchstraße gelegene Galaxie ist auch als M31 bekannt. Auf dieser gut geplanten, detailreichen Nachthimmelslandschaft, die bei einer alten Mine im Süden von Portugal fotografiert wurde, posiert sie direkt über einem Schornstein. Das Bild wurde als Einzelaufnahme fotografiert. Die Kamera folgte dem Himmel, daher ist der Vordergrund durch die Bewegung leicht verschwommen.

Andromeda selbst erscheint riesig. Normalerweise sieht man mit bloßem Auge nur die helle Zentralregion der Galaxie. Hier geht das Zentrum in die blasseren äußeren Bereiche mit den Spiralarmen über, die am Himmel mehr als vier Vollmonde umfassen. In ungefähr 5 Milliarden Jahren könnten die Sterne von Andromeda den ganzen Nachthimmel einnehmen, da die Andromedagalaxie mit der Milchstraße verschmilzt.

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Messier 99

Messier 99, auch als M99 oder NGC 4254 katalogisiert, ist eine Galaxie des Virgo-Galaxienhaufens im Sternbild Haar der Berenike.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, Janice Lee; Bearbeitung und Bildrechte: Leo Shatz

Beschreibung: Die imposante Spiralgalaxie Messier 99 wirkt majestätisch in einem wahrhaft kosmischen Ausmaß. Dieses kürzlich bearbeitete vollständige Galaxienporträt umfasst mehr als 70.000 Lichtjahre von M99. Die scharfe Ansicht ist eine Kombination aus ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bilddaten des Weltraumteleskops Hubble.

Die von oben sichtbare Spirale ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im gestriegelten Sternbild Haar der Berenike (Coma Bernices). Sie gehört zum nahe gelegenen Virgo-Galaxienhaufen und ist auch als NGC 4254 katalogisiert. Eine enge Begegnung mit einem anderen Mitglied des Virgo-Galaxienhaufens beeinflusste wahrscheinlich die Form ihrer ausgeprägten blauen Spiralarme.

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Die Kaulquappengalaxie von Hubble

Die verzerrte Spiralgalaxie Arp 188, die Kaulquappengalaxie, liegt etwa 420 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Drache.

Bildcredit: Hubble Legacy Archive, ESA, NASABearbeitung: Amal Biju

Beschreibung: Warum hat diese Galaxie einen so langen Schweif? Diese atemberaubende Ansicht basiert auf einem Bild aus dem Nachlass-Archiv des Weltraumteleskops Hubble. Ferne Galaxien bilden hier einen dramatischen Hintergrund für die zerrissene Spiralgalaxie Arp 188, die Kaulquappengalaxie. Die kosmische Kaulquappe liegt etwa 420 Millionen Lichtjahre entfernt im nördlichen Sternbild Drache (Draco). Ihr auffälliger Schweif ist etwa 280.000 Lichtjahre lang und weist massereiche, helle blaue Sternhaufen auf.

Eine Vermutung besagt, dass eine kompaktere eindringende Galaxie vor Arp 188 kreuzte – auf dieser Ansicht von rechts nach links – und durch ihre Schwerkraft hinter die Kaulquappe geschleudert wurde. Während der engsten Begegnung zogen die Gezeitenkräfte Sterne, Gas und Staub aus der Spiralgalaxie heraus, daraus entstand der spektakuläre Schweif.

Die eindringende Galaxie liegt schätzungsweise etwa 300.000 Lichtjahre hinter der Kaulquappe und ist rechts oben hinter den Spiralarmen im Vordergrund zu sehen. Wie ihr irdischer Namensgeber verliert die Kaulquappengalaxie wahrscheinlich ihren Schweif, sobald sie älter wird, wobei die Sternhaufen des Schweifes kleinere Begleiterinnen der großen Spiralgalaxie bilden.

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

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Das galaktische Zentrum mit Sternen, Gas und Magnetismus

Dieses detailreiche Panorama von Chandra und MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum mit zahlreichen, komplexen Wechselwirkungen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT

Beschreibung: Was passiert um das Zentrum unserer Galaxis? Um das herauszufinden, wurde kürzlich ein detailreiches Panorama erstellt, das die Regionen knapp über und unter der galaktischen Ebene in Radiowellen und Röntgenlicht erforscht. Das Röntgenlicht wurde mit dem Chandra-Observatorium aufgenommen, es ist orangefarben (heiß), grün (heißer) und violett (am heißesten) abgebildet und wurde über ein hochdetailliertes Bild in Radiowellen in Grau gelegt, das vom MeerKATTeleskop stammt.

Die Wechselwirkungen sind zahlreich und komplex. Galaktische Ungeheuer wie expandierende Supernovaüberreste, heiße Winde von neu entstandenen Sternen, ungewöhnlich starke, kollidierende Magnetfelder und ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch kämpfen in einem Raum, der nur 1000 Lichtjahre groß ist. Die dünnen, hellen Streifen stammen anscheinend von verdrehten und neu verknüpften Magnetfeldern in kollidierenden Regionen, die eine Art energiereiches innergalaktisches Weltraumwetter erzeugen, ähnlich wie jenes, das unsere Sonne erzeugt.

Weitere Beobachtungen und Forschungen versprechen, nicht nur mehr Licht auf die Geschichte und Entwicklung unserer Galaxis zu werfen, sondern auch auf die Entwicklung aller Galaxien.

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Der Galaxienbaum

Eichenwald in Salamanca (Spanien) mit Galaxienbaum.

Bildcredit und Bildrechte: César Vega Toledano; Überlagerte Beschriftung: Judy Schmidt

Beschreibung: Erst kamen die Bäume. In Salamanca (Spanien) bemerkte ein Fotograf, wie markant ein Eichenwäldchen nach dem Zurechtstutzen aussah. Als Nächstes kam die Galaxie. Der Fotograf blieb bis zwei Uhr morgens wach und wartete, bis die Milchstraße auf die Höhe einer majestätischen Eiche stieg. Aus der sorgfältig gewählten Perspektive wirkten die Staubbahnen der Galaxis wie die natürliche Fortsetzung der Zweige des Baumes.

Zuletzt kam das Licht. Mit einer Taschenlampe beleuchtete der Fotograf den Baum und projizierte dessen Silhouette. Zufällig standen am relativ hellen Horizont weitere Bäume mit ähnlichen Silhouetten. Dieses Bild wurde 2015 als 30-Sekunden-Einzelaufnahme fotografiert und digital so bearbeitet, dass die Milchstraße betont wurde.

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