Die wolkigen Kerne aktiver Galaxien

Bildcredit: NASA / GSFC, W. Steffen (UNAM)

Wie sieht es aus, wenn man ins Zentrum einer aktiven Galaxie reist? Vermutlich enthalten die meisten Galaxienzentren Schwarze Löcher. Sie sind Millionen Mal massereicher als unsere Sonne. Die Räume um diese sehr massereichen Schwarzen Löcher sind wohl alles andere als ruhig. Sie flackern in vielen Farben. Daher trägt die gesamte Objektklasse die Bezeichnung Aktiver Galaxienkern.

Dieses Video zeigt, wie ein aktiver galaktischer Kern aus der Nähe aussehen könnte. Aktive Galaxienkerne besitzen meist massereiche Akkretionsscheiben, die das zentrale Schwarze Loch speisen. Mächtige Strahlen schießen elektrisch geladene Materie weit hinaus ins umgebende Universum.

Wolken aus Gas und Staub kreisen um die zentralen Schwarzen Löcher. In jüngster Zeit erkannte man, dass die Wolken so dicht sind, dass sie sogar die alles durchdringenden Röntgenstrahlen ausblenden können, sodass sie uns nicht erreichen. Solche Trübungen von Röntgenlicht können Stunden oder Jahre dauern. Das wurden bei der Analyse von Daten entdeckt, die in mehr als einem Jahrzehnt vom RossiX-ray-Timing-Explorer (RXTE) der NASA gewonnen wurden.

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NGC 5101 und Freunde

Links unten und rechts oben sind zwei markante Galaxien, die linke untere ist von der Seite zu sehen, darunter ist eine kleinere Galaxie. Die Galaxie rechts oben sehen wir von oben.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Dieses scharfe Teleskop-Sichtfeld enthält zwei helle Galaxien. Es sind die Balkenspirale NGC 5101 rechts oben und die fast von der Seite sichtbare Galaxie NGC 5078. Beide sind am Himmel etwa 0,5 Grad voneinander entfernt. Das ist die scheinbare Breite eines Vollmondes. Sie liegen im gewundenen Sternbild Hydra (Wasserschlange).

Die Galaxien sind ungefähr 90 Millionen Lichtjahre entfernt und ähnlich groß wie unsere Milchstraße. Falls sie tatsächlich gleich weit von uns entfernt sind, beträgt der Abstand zwischen ihnen nur etwa 800.000 Lichtjahre. Das ist weniger als die halbe Entfernung der Milchstraße zur Andromedagalaxie.

NGC 5078 wechselwirkt mit einer kleineren Begleitgalaxie. Sie ist als IC 879 katalogisiert. Im Bild liegt links unter dem hellen Kern der größeren Galaxie. Im farbigen Bildfeld sind noch weiter entfernte Galaxien im Hintergrund verteilt. Manche sieht man sogar durch die von oben sichtbare Scheibe von NGC 5101 hindurch. Die markanten Zackensterne liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße.

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NGC 2683, eine von der Seite sichtbare Spiralgalaxie

Die Spiralgalaxie NGC 2683 im Sternbild Luchs verläuft diagonal durchs Bild. Sie hat die Form einer Spindel, weil wir sie von der Seite sehen. Vorne verlaufen sehr markante dunkle Staubbahnen.

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

Hat die Spiralgalaxie NGC 2683 einen Balken in der Mitte? Sie ist unserer Balken-Galaxis so ähnlich, dass man einen Balken vermuten könnte. Doch wir sehen sie fast von der Seite. Daher ist das schwer zu erkennen. Jedenfalls ist dieses prächtige Inseluniversum als NGC 2683 katalogisiert. Es ist etwa 20 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und liegt im nördlichen Sternbild Luchs (Lynx).

Diese kosmische Aussicht entstand aus Daten und Bildern des erdgebundenen Subaru-Teleskops und des Weltraumteleskops Hubble. NGC 2683 ist fast von der Seite zu sehen. Hinten sind weiter entfernte Galaxien verstreut. Das gemischte Licht einer großen Population alter gelblicher Sterne bildet den markanten hellen Kern der Galaxie.

Vor dem Sternenlicht verlaufen die Silhouetten der Staubstraßen in den gewundenen Spiralarmen. Sie werden vom verräterischen blauen Leuchten junger Sternhaufen der Sternbildungsregionen in der Galaxie gesäumt.

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Spiralgalaxie M83: Das südliche Feuerrad

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 verleihen der Galaxie den gängigen Namen "Südliches Feuerrad".

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA) und W. P. Blair (JHU) et al.

M83 ist eine der nächstgelegenen und hellsten Spiralgalaxien am Himmel. Man sieht sie mit Fernglas im Sternbild Wasserschlange. Ihre majestätischen Spiralarme führten zu ihrem Umgangsnamen „Südliche Feuerradgalaxie„. Sie wurde zwar schon vor 250 Jahren entdeckt. Doch erst viel später kam es zur Vermutung, dass M83 keine nahe gelegene Gaswolke ist, sondern eine Balkenspiralgalaxie, ähnlich wie unsere Milchstraße.

Das Bild des Weltraumteleskops Hubble wurde kürzlich veröffentlicht. M83 ist ein bekanntes Mitglied einer Galaxiengruppe, zu der auch Centaurus A und NGC 5253 gehören. Die Galaxien sind etwa 15 Millionen Lichtjahre entfernt. In M83 wurden mehrere helle Supernovaexplosionen beobachtet. In Zentrum von M83 wurde ein faszinierender doppelter Ring um den Kern entdeckt.

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Helle Supernova in M82

Die irreguläre Galaxie M82 im Sternbild Uras Major mitten im Bild ist von wenigen markanten Sternen umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, U. Arizona

Astronom*innen finden Supernovae nicht, indem sie nach Pfeilchen suchen. Auf diesem Bild vom 23. Jänner zeigt ein Pfeil auf eine Supernova in der nahen hellen Galaxie M82. Sie ist jetzt als SN 2014J katalogisiert.

M82 befindet sich am Himmel der Erde nahe beim Großen Wagen. Sie ist auch als Zigarrengalaxie bekannt. Auf der Nordhalbkugel ist sie ein beliebtes Ziel für Teleskope. SN 2014J wurde erstmals am Abend des 21. Januar an der Sternwarte des University College London beobachtet. Der Dozent Steve Fossey sowie Ben Cooke, Tom Wright, Matthew Wilde und Guy Pollack – Teilnehmer eines Astronomie-Workshops – entdeckten die Supernova als unbekannte Quelle in der an sich vertrauten Galaxie.

M82 ist etwa 12 Millionen Lichtjahre entfernt. Somit fand die Explosion der Supernova vor 12 Millionen Jahren statt. Doch ihr Licht erreichte erst jetzt die Erde. Die Supernova SN 2014J ist eine der nächstgelegenen der letzten Jahrzehnte.

Beobachtungen des Spektrums lassen vermuten, dass es eine Supernova vom Typ Ia ist. Das ist die Explosion eines weißen Zwerges, der zuvor Materie eines Begleitsterns ansammelte. Es gibt Schätzungen, wonach SN 2014J in zwei Wochen ihre maximale Helligkeit erreicht. Aber sie ist jetzt schon das hellste Licht in M82. Man sieht sie mit kleinen Teleskopen am Abendhimmel.

Galerie: Supernova in M82

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Baryonische akustische Schwingungen von SDSS-III

Diese künstlerische Darstellung zeigt ringförmige Verdichtungen in der Verteilung von Galaxien im fernen Universum. Damals war das Universum halb so alt wie heute.

Illustrationscredit: Zosia Rostomian (LBNL), SDSS-III, BOSS

Wie groß erscheinen Dinge, wenn sie weit entfernt sind? Wenn man durch das Universum späht, sagt uns die Antwort auch etwas über seine gemittelte Gravitationsgeschichte und seine Zusammensetzung.

Die Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) der Sloan Digital Sky Survey-III (SDSS-III) vermaß leichte wiederkehrende Steigerungen der Galaxiendichte. Sie sind bis zu sechs Milliarden Lichtjahre entfernt. Die Rotverschiebung beträgt 0,7. Damals war das Universum etwa halb so alt wie jetzt.

Die Dichteschwankungen werden als Baryonische akustische Oszillation (BAO) bezeichnet. Man vermutet, dass sie im frühen Universum in einer bekannten Größenordnung entstanden sind. Die BOSS-Messungen dieser Größenordnung legen einen großen Anteil an Dunkler Energie im Universum nahe. Sie bestätigen somit frühere Hinweise auf diese ungewöhnliche Zusammensetzung.

Diese Illustration zeigt verstärkte BAOs im fernen Universum.

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Kollidierende Spiralgalaxien

Die beiden gelb leuchtenden Spiralgalaxien im Bild erinnern an Augen. Sie treten offensichtlich miteinander in Wechselwirkung.

Bildcredit: Debra Meloy Elmegreen (Vassar College) et al. und das Hubble-Vermächtnisteam (AURA/STScI/NASA)

Milliarden Jahre in der Zukunft bleibt nur eine dieser beiden Galaxien übrig. Bis dahin reißen die Spiralgalaxien NGC 2207 und IC 2163 einander langsam auseinander. Dabei entstehen Materieströme, Schichten aus komprimiertem Gas und dunkle Staubspuren. Auch Ausbrüche an Sternbildung und Ströme abgetriebener Sterne sind zu erwarten.

Forschende vermuten, dass NGC 2207 sich wahrscheinlich die kleinere Galaxie rechts einverleibt. NGC 2207 ist die größere Galaxie links, IC 2163 die kleinere Galaxie rechts.

Die aktuelle Begegnung erreichte vor etwa 40 Millionen Jahren ihren Höhepunkt. Die kleinere Galaxie schwingt sich gegen den Uhrzeigersinn um die größere Galaxie und liegt nun ein Stück dahinter. Zwischen den Sternen ist so gewaltig viel Raum, dass die Sterne in den kollidierenden Galaxien normalerweise nicht zusammenstoßen.

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Sternströme in M83

Die Spiralgalaxie im Bild hat prachtvolle Spiralarme, die von einem gelben Kern ausgehen. Sie sind von hellen blauen Sternhaufen und roten Sternbildungsregionen gesprenkelt.

Bildcredit und Bildrechte: R. Gendler, D. Martinez-Delgado (ARI-ZAH, Univ. Heidelberg) D. Malin (AAO), NAOJ, ESO, HLAMontage und Bearbeitung: Robert Gendler

Die große, helle Spiralgalaxie M83 ist ungefähr zwölf Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegt am südöstlichen Rand des langen Sternbildes Wasserschlange (Hydra). Die detailreiche Ansicht des Inseluniversums entstand aus Beobachtungen von Hubble. Sie wurden mit Daten erdgebundener Teleskope kombiniert. Zu den Observatorien auf der Erde, deren Bilder verwendet wurden, zählten Einheiten des Very Large Telescope der ESO, das Subaru-Teleskop am Nationalen Astronomischen Observatorium von Japan und Bilder, die David Malin am Australischen Astronomischen Observatorium machte.

M83 ist etwa 40.000 Lichtjahre groß. Sie hat ausgeprägte Spiralarme. Das führte zum volkstümlichen Namen „südliche Feuerradgalaxie“. Viele rötliche Sternbildungsregionen verlaufen an den Rändern der dicken Staubbahnen in den Armen. Sie führten zu einem weiteren Spitznamen für M83: „Galaxie der tausend Rubine„.

Am oberen Rand des kosmischen Porträts wölbt sich der nördliche stellare Gezeitenstrom von M83. Er besteht aus den Resten einer kleineren Begleitgalaxie. Sie wurde durch Gravitation zerrissen und verschmilzt mit M83. Der blasse Sternstrom wurde Mitte der 1990er-Jahre entdeckt, als Fotoplatten verbessert wurden.

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