Schlagwort: Galaxie

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Hubbles Ultra Deep Field in Licht und Ton

Das Bild zeigt das berühmte Hubble Ultra Deep Field mit unzähligen Galaxien. Beim Klick auf das Bild gelangt man zu einer vertonten Darstellung des Hubble Ultra Deep Field (HUDF).

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

Sicher habt ihr schon einmal Hubbles Ultra Deep Field gesehen. Aber habt ihr es auch schon mal gehört? Schiebt den Mauspfeil über das Bild und hört zu! Hubbles Ultra Deep Field (HUDF) wurde 2003–2004 mit dem Weltraumteleskop Hubble erstellt. Dazu starrte es lange Zeit in den fast leeren Raum. Dabei wurden ferne, blasse Galaxien sichtbar.

Das HUDF ist eines der berühmtesten Bilder der Astronomie. Es wurde hier in Töne übersetzt. Die Entfernungen sind akustisch dargestellt. Wenn ihr auf eine Galaxie zeigt, erklingt ein Ton. Er deutet ihre ungefähre Rotverschiebung an. Die Rotverschiebung verschiebt das Licht zum roten Ende des Spektrums von Licht. Daher wurden die Töne zum tiefen Ende des Klangspektrums verschoben. Je weiter die Galaxie entfernt ist, desto größer ist ihre kosmologische Rotverschiebung (sogar wenn sie blau erscheint), und desto tiefer ist dann auch der abgespielte Ton. Die meisten Galaxien im HUDF sind ungefähr 10,6 Milliarden Lichtjahre entfernt und klingen wie F#. Findet ihr die am weitesten entfernte Galaxie?

Dieses Weltraumbild des Tages (APOD) zeigt einen Eintrag der neuen Webpräsenz Astronomy Sound of the Month (Astronomieklang des Monats – AstroSoM).

Hinweis: Nicht alle Browser spielen den Ton ab.

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NGC 613 mit Staub, Sternen und einer Supernova

Links unten sind zwei Bilder eingeschoben, die das Aufleuchten einer Supernova zeigen. Das Hauptbild der Galaxie stammt von Hubble, es zeigt ihren Zentralbereich.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, S. Smartt (QUB); Danksagung: Robert Gendler; Einschübe: Victor Buso

Was ist dieser Fleck? Der Hobbyastronom Victor Buso testete 2016 eine neue Kamera an seinem Teleskop. Dabei beobachtete er, wie ein seltsamer Lichtfleck auftauchte – und blieb. Er meldete den ungewöhnlichen Fund. Der Fleck entpuppte sich als Licht einer Supernova, die gerade sichtbar wurde. Sie war in einem früheren Stadium, als je zuvor visuell fotografiert wurde.

Die Bilder links unten im Einschub wurden vor und nach der Entdeckung im Abstand von ungefähr einer Stunde fotografiert. Das detailreichere große Bild der Spiralgalaxie NGC 613 entstand mit dem Weltraumteleskop Hubble.

Weitere Beobachtungen zeigten, dass bei SN 2016gkg wahrscheinlich ein Überriese explodierte. Buso fotografierte wohl das Stadium, in dem die Welle der Explosion aus dem Inneren des Sterns nach außen drang und seine Oberfläche durchbrach. Seit Jahren versuchen Forschende, Supernovae in Galaxien aufzuspüren. Aber noch nie zuvor entdeckte jemand so einen „Ausbruch„. Die Wahrscheinlichkeit, dass Buso so ein Ereignis fotografierte, war so gering wie ein Hauptgewinn im Lotto.

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NGC 6946 ins Auge sehen

Die Galaxie NGC 6946 ist von oben sichtbar. An ihren Spiralarmen sind blaue Sternhaufen und rote Sternbildungsgebiete verteilt, in der Mitte leuchtet sie gelb.

Bildcredit: Kompositbilddaten – Subaru-Teleskop (NAOJ) und Robert Gendler; Bearbeitung – Robert Gendler

Von der Milchstraße aus sehen wir NGC 6946 von oben. Die prachtvolle Spiralgalaxie ist nur 10 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegt im hohen, fernen Sternbild Kepheus hinter einem nahen Schleier aus Staub und Sternen.

Vom Kern aus ändern sich die Farben der Galaxie: Im Zentrum leuchtet das gelbliche Licht alter Sterne, weiter außen sind junge blaue Sternhaufen und rötliche Regionen mit Sternbildung an den losen, lückenhaften Spiralarmen verteilt. NGC 6946 leuchtet auch im Infrarotlicht hell. Sie enthält viel Gas und Staub und hat eine hohe Rate an Sternentstehung und Sternzerstörung. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckte man mindestens neun Supernovae in NGC 6946. Eine Supernova ist die finale Explosion eines massereichen Sterns.

NGC 6946 ist fast 40.000 Lichtjahre breit. Man kennt sie auch als Feuerwerksgalaxie. Dieses außergewöhnliche Porträt von NGC 6946 ist ein Komposit aus Bilddaten des Subaru-Teleskops. Es steht auf dem Mauna Kea und hat einen 8,2 Meter großen Spiegel.

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Galaxien entstehen in einem magnetischen Universum

Bildcredit: IllustrisTNG Projekt; Visualisierung: Mark Vogelsberger (MIT) et al. Musik: Gymnopedie 3 (Komponist: Erik Satie, Musiker: Wahneta Meixsell)

Woher kommen wir? Wir wissen, dass wir auf einem Planeten leben, der um einen Stern kreist. Dieser umrundet eine Galaxie. Aber wie ist das alles entstanden?

Um das zu verstehen, verbesserten Forschende die berühmte Illustris–Simulation. So entstand IllustrisTNG, das bisher komplexeste Computermodell. Es zeigt, wie Galaxien im Universum entstehen. Im Video entwickeln sich die Magnetfelder vom frühen Universum (Rotverschiebung 5) bis heute (Rotverschiebung 0). Relativ schwache Magnetfelder sind blau, starke sind weiß dargestellt. Diese Felder passen sehr gut zu Galaxien und Galaxienhaufen.

Zu Beginn der Simulation kreist eine erdachte Kamera um das virtuelle IllustrisTNG-Universum. Sie zeigt eine junge Region, die 30 Millionen Lichtjahre groß und ziemlich fadenförmig ist. Durch die Schwerkraft entstehen viele Galaxien. Sie verschmelzen, während sich das Universum ausdehnt und entwickelt. Am Ende passt das simulierte IllustrisTNG-Universum statistisch gesehen gut zu dem Universum, das wir heute beobachten. Doch es gibt einige interessante Unterschiede. Dazu gehört z. B. eine Abweichung bei der Energie von Radiowellen, die von schnellen geladenen Teilchen ausgehen.

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Nahaufnahme von NGC 7331

Die Spiralgalaxie NGC 7331 liegt schräg im Bild. Ihr heller, gelblicher Kern ist von mächtigen Spiralarmen umgeben, die von dunklen Staubwolken geprägt sind. Dazwischen schimmern blaue Sternhaufen und rötliche Regionen, in denen Sterne entstehen.

Bildcredit und Lizenz: ESA/Hubble und NASA/D. Milisavljevic (Purdue-Universität)

Die große Spiralgalaxie NGC 7331 wird oft mit unserer Milchstraße verglichen. NGC 7331 ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt und steht im nördlichen Sternbild Pegasus. Man erkannte sie früh als Spiralnebel. Sie ist eine der helleren Galaxien, die nicht in Charles Messiers berühmtem Katalog aus dem 18. Jahrhundert enthalten sind.

Die Scheibe der Galaxie ist zu unserer Sichtlinie geneigt. Daher wirken lang belichtete Fotos mit Teleskop häufig sehr tief. Die Nahaufnahme entstand mit dem Weltraumteleskop Hubble. Sie zeigt die prächtigen Spiralarme der Galaxie und ihre dunklen Staubbahnen.

Die Galaxie enthält auch helle bläuliche Haufen mit massereichen jungen Sternen. In ihren aktiven Regionen entstehen Sterne. Man erkennt sie an ihrem verräterischen rötlichen Leuchten. In der gelblich Region in der Mitte gibt es eine Population älterer, kühler Sterne. Wie bei der Milchstraße liegt im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 7331 ein sehr massereiches Schwarzes Loch.

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Die Galaxie NGC 474: Schalen und Sternströme

Die Galaxie mitten im Bild ist von eigentümlichen Schalen umgeben. Rechts daneben ist eine kleinere Galaxie, die eher gewöhnlich aussieht. Im Vordergrund sind unterschiedlich große Sterne verteilt.

Bildcredit: CFHT, Coelum, MegaCam, J.-C. Cuillandre (CFHT) und G. A. Anselmi (Coelum)

Was passiert mit der Galaxie NGC 474? Sie hat unerwartete vielfache Schichten, die seltsam komplex schimmern. Auf Bildern mit weniger Details wirkt die elliptische Galaxie relativ strukturlos. Derzeit wissen wir nicht, wie die Hüllen entstehen. Vielleicht handelt es sich um Gezeitenschweife und Reste, die in den vergangenen Milliarden Jahren von vielen kleinen Galaxien übrig geblieben sind.

Doch vielleicht sind die Hüllen ähnlich wie Wellen in einem Teich. Bei der Kollision mit der Spiralgalaxie NGC 474, die noch andauert, sind Dichtewellen entstanden, die sich im galaktischen Riesen ausbreiten.

Was auch immer die Ursache ist – zumindest ist man sich zunehmend darüber einig, dass wenigstens einige elliptische Galaxien in jüngster Vergangenheit entstanden sind. Das zeigt auch dieses Bild. Die äußeren Höfe der meisten großen Galaxien sind nicht ebenmäßig, sondern haben viele Schichten. Sie entstehen, wenn größere Galaxien mit kleineren Galaxien in der Nähe wechselwirken und sie einlagern. Auch Hof um unsere Milchstraße hat unerwartet viele Schichten.

NGC 474 ist ungefähr 250.000 Lichtjahre breit. Die Distanz beträgt 100 Millionen Lichtjahre. Sie befindet sich im Sternbild Fische (Pisces).

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Glücks-Wagenrad

Die drei Galaxien im Bild wirken verzerrt. Rechts ist eine Galaxie, die im inneren Kern gelb leuchtet und sehr eng gewickelte Spiralarme hat. Außen herum verläuft ein blauer heller Kreis aus Sternen. Zwischen dem Kern und dem Ring verlaufen zarte Speichen. Links sind zwei viel kleinere Galaxien, die untere leuchtet gelblich und wirkt strukturiert, die obere ist verzerrt und leuchtet blau.

Bildcredit: ESA, NASA

Als zwei Galaxien kollidierten, entstand eine Form in kosmischem Maßstab, die man überraschend gut erkennt: die Wagenradgalaxie. Sie gehört zu einer Gruppe an Galaxien im Sternbild Bildhauer, die etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Links leuchten zwei kleinere Galaxien der Gruppe.

Der Radkranz der Wagenradgalaxie ist eine gewaltige Struktur und hat die Form eines Ringes. Er ist etwa 150.000 Lichtjahre breit und besteht aus neuen, extrem hellen Sternen, die viel Masse besitzen. Wenn Galaxien kollidieren, dringt eine Galaxie durch die andere. Doch ihre einzelnen Sterne berühren sich nur selten. Die Kollision verzerrt die Gravitationsfelder der Galaxie.

Die Ringform entstand durch die gravitative Erschütterung. Wie wurde von einer kleinen Galaxie verursacht, die in eine große Galaxie eindrang. Sie komprimierte interstellares Gas und Staub und löste eine Welle an Sternbildung aus, die vom Punkt des Aufschlags nach außen wanderte. Es war wie eine Welle auf der Oberfläche eines Teiches. Hier war die große Galaxie vielleicht ursprünglich eine Spirale, ähnlich wie unsere Milchstraße. Durch die Kollision erhielt sie die Form eines Rades. Doch was geschah mit dem kleinen Eindringling in die Galaxie?

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Bänder und Perlen der Spiralgalaxie NGC 1398

Um das Zentrum der Spiralgalaxie NGC 1398 im Sternbild Chemischer Ofen verläuft ein Ring. Auch sonst wirkt die Spiralgalaxie ungewöhnlich.

Bildcredit: Europäische Südsternwarte ESO

Warum läuft um das Zentrum mancher Spiralgalaxien ein Ring? Die Mitte der Spiralgalaxie NGC 1398 ist nicht nur von einem perlenartiger Ring aus Sternen, Gas und Staub umgeben. Es verläuft auch ein Balken aus Sternen und Gas durch das Zentrum. Die Spiralarme weiter außen wirken wie Bänder.

Dieses Bild wurde mit dem Very Large Telescope VLT der ESO am Paranal-Observatorium in Chile fotografiert. Die prächtige Spirale NGC 1398 ist sehr detailreich aufgelöst. Ihre Distanz beträgt etwa 65 Millionen Lichtjahre. Das bedeutet: Das Licht der Galaxie, das wir heute sehen, entstand, als die Dinosaurier von der Erde verschwanden.

Die fotogene Galaxie NGC 1398 sieht man mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Chemischer Ofen (Fornax). Der Ring um das Zentrum ist wahrscheinlich eine Dichtewelle aus Sternbildung, die sich ausdehnt. Ausgelöst wurde sie wohl durch eine gravitative Begegnung mit einer weiteren Galaxie oder durch Asymmetrien der Gravitation in der Galaxie.

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