Schlagwort: Galaxie

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MACS 1206: Eine Galaxienhaufen-Gravitationslinse

Das Bild ist voller Galaxien. In einem Kreis sind verzerrte Bilder von weiter entfernten Galaxien um eine helle Galaxie in der Mitte verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, M. Postman (STScI) und das CLASH-Team

Es ist schwierig, eine Galaxie hinter einem Galaxienhaufen zu verstecken. Die Gravitation des näheren Haufens verhält sich wie eine riesige Linse und bricht Bilder der fernen Galaxie um die Seiten herum und verzerrt sie stark. Genau dies wurde bei diesem kürzlich veröffentlichten Bild aus der CLASH-Durchmusterung mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachtet.

Der Haufen MACS J1206.2-0847 besteht aus vielen Galaxien. Er verzerrt das Bild einer gelbroten Hintergrundgalaxie rechts zu dem riesigen Bogen. Wenn man das Bild genau betrachtet, zeigt es mehrere weitere verzerrte Hintergrundgalaxien. Viele davon erscheinen als längliche Büschel.

Der Haufen im Vordergrund kann nur dann so glatte Bögen bilden, wenn ein Großteil seiner Masse gleichmäßig verteilte Dunkle Materie ist, die nicht in den sichtbaren Haufengalaxien konzentriert ist. Eine Analyse der Positionen dieser Gravitationsbögen ist für Forschende auch eine Methode, um die Verteilung der Dunklen Materie in Galaxienhaufen abzuschätzen. Das führt zu Rückschlüssen, wann diese riesigen Galaxienansammlungen entstanden sind.

APOD-Rückblick: Die besten Galaxienhaufen
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NGC 4565, eine von der Seite sichtbare Galaxie

Wie eine Spindel wirkt die Galaxie in der linken oberen Ecke. Sie hat in der Mitte eine helle Wölbung undist von einem Staubwulst durchschnitten. Der Staubwulst läuft außen um die Galaxienscheibe und ist daher als Linie zu sehen. Rechts unten ist eine kliene, strukturlose Spiralgalaxie, die scheinbar an einer Sternenkette hängt.

Bildcredit und Bildrechte: Bob Franke

Die prächtige Spiralgalaxie NGC 4565 ist von der Erde aus von der Seite zu sehen. Die helle Galaxie NGC 4565 wird wegen ihres schmalen Profils auch Nadelgalaxie genannt. Sie ist eine Station bei vielen Teleskopreisen am nördlichen Himmel im blassen, aber gepflegten Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices).

Dieses scharfe, farbenprächtige Bild zeigt den ausgebeulten Zentralkern. Er ist von einer undurchsichtigen Staubspur geteilt. Die Staubbahn säumt die dünne galaktische Ebene von NGC 4565. Das Sichtfeld enthält auch eine Auswahl an Hintergrundgalaxien. Eine davon, die benachbarte Galaxie NGC 4562, ist rechts unten.

NGC 4565 ist etwa 40 Millionen Lichtjahre entfernt und an die 100.000 Lichtjahre breit. Sie mit kleinen Teleskopen leicht zu sehen, daher finden manche, NGC 4565 wäre ein markantes himmlisches Kunstwerk, das Messier übersehen hat.

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Nobelpreis für ein seltsames Universum

In der Mitte leuchtet ein helles Galaxienzentrum, das von viel Staub umgeben ist. Wir sehen die Galaxie schräg von der Seite. Vorne verläuft ein breiter Staubwulst, der die Galaxie vorne verdeckt.

Credit: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA

Vor dreizehn Jahren wurden erstmals Ergebnisse präsentiert, die zeigen, dass die meiste Energie in unserem Universum nicht in Sternen oder Galaxien steckt. Stattdessen ist sie an den Raum selbst gebunden. In der Kosmologie heißt das: Die Beobachtungen ferner Supernovae lassen auf eine große kosmologische Konstante schließen.

Vorschläge einer kosmologischen Konstante (Lambda) sind nicht neu. Es gibt sie seit Beginn der modernen relativistischen Kosmologie. Diese Vorschläge waren jedoch unter Astronomen* meist nicht sehr beliebt: Lambda ist den bekannten Komponenten des Universums sehr unähnlich, Lambdas Wert schien durch andere Beobachtungen begrenzt und schließlich konnten schon vorher Kosmologien, die weniger seltsam waren, die beobachteten Daten auch ohne Lambda gut erklären.

Interessant ist dabei die anscheinend direkte und zuverlässige Methode der Beobachtungen sowie der gute Ruf der Forschenden, welche die Untersuchungen leiteten. Im Lauf der letzten dreizehn Jahre sammelten unabhängige Gruppen von Astronominnen* weiterhin Daten, welche die Existenz Dunkler Energie und das verwirrende Ergebnis einer derzeit beschleunigten Expansion des Universums anscheinend bestätigten.

Dieses Jahr wurden die Leiter dieser Gruppen für ihre Arbeit mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet. Eine dieser Gruppen nahm dieses Bild der Supernova SN 1994D auf, die 1994 am äußeren Rand der Spiralgalaxie NGC 4526 beobachtet wurde.

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M82: Sternbildungsgalaxie mit Superwind

Mitten im Bild befindet sich die zerstört wirkende Zigarrengalaxie M82. Ihr heller Kern, der diagonal im Bild lieft, wird von roten Nebelfetzen gekreuzt.

Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Torsten Grossmann

M82 heißt wegen ihres länglichen Aussehens auch Zigarrengalaxie. Sie ist eine Sternbildungsgalaxie mit einem Superwind. Supernova-Explosionen und starke Winde von massereichen Sternen führen zu einem Ausbruch an Sternbildung in M82 und zu gewaltigen Materieströmen.

Das scharfe Kompositbild entstand aus Aufnahmen von kleinen Teleskopen auf der Erde. Das Bild zeigt klare Hinweise auf den Superwind aus der Zentralregion der Galaxie. Das Kompositbild betont die Emissionen der Filamente aus atomarem Wasserstoff in rötlichen Farbtönen. Die Filamente sind mehr als 10.000 Lichtjahre lang. Der Superwind ist mit schweren Elementen angereichert. Diese schweren Elemente sind in massereichen Sternen entstanden. Ein Teil des Gases gelangt vielleicht in den intergalaktischen Raum.

Die rasende Sternbildung in M82 begann mit einer engen Begegnung mit der nahe gelegenen Galaxie M81. Sie dauert voraussichtlich etwa 100 Millionen Jahre an. M82 ist 12 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich an der nördlichen Grenze der Großen Bärin (Ursa Major).

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Film mit Dunkler Materie aus der Bolshoi-Simulation

Video-Credit: A. Klypin (NMSU), J. Primack (UCSC) et al., Chris Henze (NASA Ames), Pleiaden-Supercomputer der NASA; Musik (© 2002): Her Knees Deep in Your Mind von Ray Lynch

Stellt euch vor, ihr könnt durch das Universum fliegen und Dunkle Materie sehen! An der Technologie für so einen Flug wird noch gearbeitet. Doch der Technik gelang mit Abschluss der Bolshoi-Kosmologie-Simulation ein großer Schritt bei der Visualisierung so eines Flugs. Nach 6 Millionen CPU-Stunden warf der siebtschnellste Supercomputer der Welt viele wissenschaftliche Neuheiten aus. Eine davon war diese Flugsimulation.

Am Beginn stand eine relativ gleichmäßige Verteilung der Dunklen Materie im frühen Universum. Diese sieht man am Mikrowellenhintergrund und anderen großen Datensätzen des Himmels. Die Bolshoi-Simulation folgte mit dem kosmologischen Standardmodell der Entwicklung des Universums bis zur Jetztzeit. Die Simulation seht ihr oben.

Die hellen Punkte im Video sind Knoten aus eigentlich unsichtbarer Dunkler Materie. Viele Knoten enthalten normale Galaxien. Markant sind lange Fasern und Galaxienhaufen. Sie werden von der Gravitation der Dunklen Materie bestimmt. Statistische Vergleiche zwischen Bolshoi und Himmelskarten von Galaxien zeigen eine hohe Übereinstimmung.

Die Bolshoi-Simulation stützt zwar das Vorhandensein Dunkler Materie. Doch viele Fragen zum Universum bleiben offen: Wie ist Dunkle Materie zusammengesetzt? Was ist die Natur der Dunklen Energie? Wie entstanden die ersten Sterngenerationen und Galaxien?

Astrophysik: Sucht in der Astrophysics Source Code Library
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Arp 272

Im Bild sind mehrere Galaxienkerne, die von teils verzerrten, blau leuchtenden Spiralarmen umgeben sind.

Credit: Hubble-Vermächtnisarchiv, ESA, NASA; Bearbeitung: Martin Pugh

Beschreibung: Auf diesem kosmischen Porträt kollidieren zwei große Galaxien mit verketteten Spiralarmen. Es entstand aus Bilddaten des Hubble-Vermächtnisarchivs. Die beiden Galaxien sind im Atlas ungewöhnlicher Galaxien des Astronomen Halton Arp als Arp 272 katalogisiert.

Die Galaxie unten in der Mitte ist auch als NGC 6050 bekannt, die rechte obere wird auch als IC 1179 bezeichnet. Die dritte Galaxie ist wahrscheinlich ebenfalls Mitglied des wechselwirkenden Systems. Sie befindet sich links über der größeren Spirale NGC 6050.

Die Galaxien sind ungefähr 450 Millionen Lichtjahre entfernt und befinden sich im Herkules-Galaxienhaufen. In dieser Entfernung ist das Bild mehr als 150.000 Lichtjahre breit. Das Szenario sieht zwar seltsam aus, doch inzwischen ist bekannt, dass Galaxienkollisionen und mögliche Verschmelzungen häufig vorkommen.

Arp 272 stellt ein Stadium in diesem unausweichlichen Prozess dar. Wir wissen sogar, dass sich die nahe Spiralgalaxie in Andromeda unserer Galaxis nähert. Arp 272 ist vielleicht ein Ausblick auf die Kollision von Andromeda und der Milchstraße in ferner Zukunft.

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NGC 3521: Galaxie in einer Blase

Mitten im Bild ist eine Spiralgalaxie, die etwas unregelmäßig wirkt. In der Mitte ist sie hellgelb, zum Rand hin sind markante Staubbahnen verteilt, ihre leicht derzerrten äußeren Gebiete leuchten boau, und sie ist in Nebel gehüllt.

Bildcredit und Bildrechte: R Jay Gabany (Blackbird Obs.), Arbeitsgemeinschaft: David Martinez-Delgado (MPIA, IAC), et al.

Beschreibung: Die prächtige Spiralgalaxie NGC 3521 ist etwa 35 Millionen Lichtjahre entfernt, sie befindet sich im Sternbild Löwe. NGC 3521 ist am Himmel des Planeten Erde relativ hell. Man sieht sie leicht mit kleinen Teleskopen. Fotografierende bevorzugen jedoch meist andere Spiralgalaxien wie M66 und M65, daher wird sie oft übersehen. Doch dieses farbenprächtige kosmische Porträt zeigt sie in voller Pracht.

Die Galaxie ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und besitzt charakteristische, ungleichmäßige irreguläre Spiralarme, die von Staub, rosigen Sternbildungsregionen und Haufen aus jungen blauen Sternen gesäumt sind.

Interessanterweise ist NGC 3521 auf diesem detailreichen Bild in riesige, blasenartige Hüllen eingebettet. Die Hüllen sind wahrscheinlich durch Gezeiten aus Strömen von Sternen entstanden, die aus Begleitgalaxien herausgerissen wurden, die in einer fernen Vergangenheit mit NGC 3521 verschmolzen sind.

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NGC 7331 und dahinter

Mitten im Bild zwischen Sternen schwebt eine Spiralgalaxie, die wir schräg von oben sehen, dahinter sind weitere Spiralgalaxien zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Ken Crawford (Rancho Del Sol Obs.)

Beschreibung: Die große, schöne Spiralgalaxie NGC 7331 gilt als Analogon zu unserer Milchstraße. NGC 7331 ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im nördlichen Sternbild Pegasus. Sie wurde früh als Spiralnebel erkannt und ist eine der helleren Galaxien, die nicht in Charles Messiers berühmtem Katalog aus dem 18. Jahrhundert enthalten sind.

Da die Galaxienscheibe zu unserer Sichtlinie geneigt ist, führen lange Belichtungszeiten mit Teleskop zu einer starken Tiefenwirkung. Der Effekt wird bei diesem scharfen Bild durch Galaxien verstärkt, die hinter dem prächtigen Inseluniversum liegen. Die Galaxien im Hintergrund haben etwa ein Zehntel der scheinbaren Größe von NGC 7331. Daher sind sie grob geschätzt zehnmal weiter entfernt. Ihre auffallende Nähe zu NGC 7331 am Himmel ist reiner Zufall.

Die visuelle Galaxiengruppe hinter den zarten Staubwolken im Vordergrund in der Ebene der Milchstraße ist auch als Deer-Lick-Gruppe bekannt.

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