Schlagwort: Galaxie

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Galaxiehnaufen Abell 1689 vergrößert das dunkle Universum

Im Bild sind viele Lichtflecken verteilt, die fast allesamt Galaxien sind. In der Mitte sind sie von einen blauen Nebel umgeben.

Credit: NASA, ESA, E. Jullo (JPL), P. Natarajan (Yale) und J.-P. Kneib (LAM, CNRS); Danksagung an H. Ford, N. Benetiz (JHU) und T. Broadhurst (Tel Aviv)

Beschreibung: Was ist mit diesem Galaxienhaufen los? Um herauszufinden, welche Formen an Materie der Haufen Abell 1689 enthält, braucht man nicht nur genaue Bilder von Teleskopen wie dem Weltraumteleskop Hubble, sondern auch detaillierte Computermodelle.

Fast jedes verschwommene gelbe Fleckchen im Bild ist eine ganze Galaxie. Eine genaue Untersuchung zeigt, dass viele Galaxien im Hintergrund auf seltsame Weise vergrößert und durch die Gravitationslinse des Haufens zu langen, gekrümmten Bögen verzerrt sind. Computeranalysen der Platzierung und Glätte dieser Bögen lassen vermuten, dass der Haufen zusätzlich zu der Materie in den Galaxien, die wir sehen, auch eine erhebliche Menge an Dunkler Materie enthält, die etwa wie in dem Modell verteilt ist, das in Purpur digital darübergelegt wurde.

Abell 1689 bleibt dennoch rätselhaft, weil die Bögen so zahlreich und vielfältig sind, dass es kein Modell für Dunkle Materie gibt, das alle Bögen erklären kann und trotzdem mit den Modellen für Dunkle Materie übereinstimmt, die für die Einschränkung ihrer Bewegung benötigt werden.

Die detailreiche Information, die durch Galaxienhaufen wie Abell 1689 verfügbar ist, lässt hoffen, dass eines Tages eine vollständige Erklärung gefunden wird, die nicht nur die Dunkle Materie in Haufen vollständig erklärt, sondern auch den Anteil an Dunkler Energie im Universum, die in der Sichtlinie zu den fernen Bögen nötig ist.

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Hoags Objekt: eine seltsame Ringgalaxie

In der Mitte leuchtet ein helles, diffuses rundes Objekt, außen herum verläuft ein Ring aus blauen Sternen, dazwischen ist eine Lücke.

Credit: R. Lucas (STScI/AURA), Hubble-Vermächtnisteam, NASA

Beschreibung: Ist das eine Galaxie oder sind es zwei? Diese Frage stellte sich 1950, als der Astronom Art Hoag zufällig auf dieses ungewöhnliche extragalaktische Objekt stieß. Außen verläuft ein Ring mit markanten, hellen, blauen Sternen, und nahe der Mitte befindet sich eine Kugel aus viel röteren Sternen, die wahrscheinlich wesentlich älter sind. Zwischen Ring und Zentrum liegt eine Lücke, die fast völlig dunkel erscheint.

Wie Hoags Objekt entstand, ist unbekannt, doch inzwischen wurden ähnliche Objekte entdeckt und kollektiv als Ringgalaxien klassifiziert. Eine Entstehungshypothese geht von einer Galaxienkollision vor Milliarden Jahren aus, mit gravitativen Einflüssen auf einen Zentralbalken, der inzwischen verschwunden ist.

Dieses Bild entstand im Juli 2001 mit dem Weltraumteleskop Hubble. Es zeigt beispiellose Details von Hoags Objekt und könnte zu einem besseres Verständnis führen. Hoags Objekt ist etwa 100.000 Lichtjahre breit und ungefähr 600 Millionen Lichtjahre entfernt, es befindet sich im Sternbild Schlange (Serpens). Zufällig ist durch die Lücke (auf zirka ein Uhr) noch eine Ringgalaxie zu sehen, die wahrscheinlich weit dahinter liegt.

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NGC 1365: Majestätisches Inseluniversum

Im Bild leuchtet eine Balkenspiralgalaxie mit dunklen Staubbahnen über den Zentrum und einem aufgefächerten Spiralarm nach rechts oben. Im Hintergrund leuchten wenige Sterne.

Credit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Die Balkenspiralgalaxie NGC 1365 ist mit einem Durchmesser von etwa 200.000 Lichtjahre ein wahrlich majestätisches Inseluniversum. NGC 1365 ist etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im chemischen Sternbild Fornax. Sie ist ein dominantes Mitglied des gut untersuchten Fornax-Galaxienhaufens.

Dieses eindrucksvolle scharfe Farbbild zeigt intensive Sternbildungsregionen an den Enden des Balkens und entlang der Spiralarme sowie Details in den Staubbahnen, die den hellen Kern der Galaxie durchschneiden.

Im Kern ligt ein sehr massereiches schwarzes Loch. Astronominnen* vermuten, dass der markante Balken von NGC 1365 eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Galaxie spielt, indem er Gas und Staub in einen Sterne bildenden Sog zieht und schließlich auch Materie in das zentrale schwarze Loch speist.

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Arp 286: Trio in Virgo

Im Bild sind zwei größere Galaxien, rechts eine "stehende", schräg sichtbare Spiralgalaxie, in der Mitte eine längliche Spiralgalaxie mit herausgezogenen Armen und rechts unten eine kleine, blasse, blaue Spiralgalaie. Rechts sind zwei hellere Sterne, einer blau, einer orangefarben. Im Hintergrund sind Sterne verteilt.

Credit und Bildrechte: Stephen Leshin

Diese Szenerie ist eine interessante Teleskopkomposition in gelb und blau. Sie zeigt ein Trio miteinander wechselwirkender Galaxien im Sternbild Jungfrau (Virgo), das fast 90 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Links mimen zwei gezackte Vordergrundsterne in der Milchstraße die Farbtöne des Galaxientrios, eine Erinnerung daran, dass Sterne in unserer Galaxis jenen in den fernen Inseluniversen ähnlich sind.

NGC 5566 (rechts) leuchtet überwiegend gelb mit ausladenden Spiralarmen und Staubbahnen. Sie ist riesig und hat einen Durchmesser von etwa 150.000 Lichtjahren. Knapp darunter liegt die kleine blaue NGC 5569. Die dritte Galaxie, NGC 5560 nahe der Mitte, ist mehrfärbig und offensichtlich durch ihre Wechselwirkung mit NGC 5566 gestreckt und verzerrt.

Das Galaxientrio ist in Halton Arps Atlas of Peculiar Galaxies aus dem Jahr 1966 als Arp 286 vermerkt. Solche kosmischen Wechselwirkungen wurden inzwischen als häufiger Abschnitt in der Entwicklung von Galaxien erkannt.

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Die Antennengalaxien in Kollision

Das hoch aufgelöste Zentrum einer Galaxie ist von vielen dunklen Wolken überzogen, dazwischen leuchten hellrote Sternbildungsgebiete.

Credit: NASA, ESA und B. Whitmore (STScI) et al.; Bildbearbeitung: Davide De Martin

Beschreibung: Zwei Galaxien im Raben gehen aufeinander los, hier sind die aktuellsten Bilder. Wenn zwei Galaxien kollidieren, tun das die Sterne, aus denen sie bestehen, normalerweise nicht, weil Galaxien hauptsächlich aus leerem Raum bestehen. Die Sterne, egal wie hell sie sind, nehmen nur sehr wenig von diesem Raum ein.

Während der langsamen, hunderte Millionen Jahre dauernden Kollision kann eine Galaxie die andere gravitativ auseinanderreißen, und der Staub und das Gas, die in beiden Galaxien reichlich vorhanden sind, kollidieren. Bei diesem Kampf der Titanen werden Staubsäulen, die massereiche Molekülwolken markieren, im Lauf der galaktischen Begegnung komprimiert. Dadurch entstehen plötzliche Millionen Sterne, von denen manche in massereichen Sternhaufen durch Gravitation aneinander gebunden sind.

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Galaxien im Fluss

Mitten im Bild schwebt eine schräg von der Seite sichtbare Spiralgalaxie, darüber ist eine kleinere Galaxie. Rundum sind wenige Sterne verteilt.

Credit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Große Galaxien wachsen, indem sie kleine verschlingen. Sogar unsere Galaxis betreibt galaktischen Kannibalismus und verschlingt kleine Galaxien, die ihr zu nahe kommen und von der Gravitation der Milchstraße eingefangen werden. Diese Praxis ist im Universum weit verbreitet.

Dieses auffällige Paar miteinander wechselwirkender Galaxien am Ufer des südlichen Sternbildes Eridanus (der Fluss) veranschaulicht das. Die riesige, verzerrte Spiralgalaxie NGC 1532, die mehr als 50 Millionen Lichtjahre entfernt ist, ist offenbar in einem Gravitationskampf mit der Zwerggalaxie NGC 1531 gefangen. Diesen Kampf könnte die kleinere Galaxie verlieren.

Die von der Kante sichtbare Spirale NGC 1532 hat einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren. Das Paar NGC 1532 und NGC 1531 auf diesem Bild ähnelt vermutlich dem gut erforschten System einer von oben sichtbaren Spirale mit kleinem Begleiter, das als M51 bekannt ist.

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HCG 87: Eine kleine Galaxiengruppe

Mehrere Galaxien sin dim Bild verteilt, oben eine zerfledderte Spiralgalaxie, unter zwei hellen Sternen eine kleine, von oben sichtbare Spiralgalaxie und rechts eine kleine elliptische Galaxie, unten eine flache Spiralgalaxie, die von der Kante sichtbar ist, mit einem markanten Staubwulst in der Mitte.

Credit: Sally Hunsberger (Lowell Obs.), Jane Charlton (Penn State) et al.; Daten: Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung: Robert Gendler

Beschreibung: Manchmal bilden Galaxien Gruppen. Zum Beispiel unsere Galaxis, die Milchstraße, ist Teil der Lokalen Gruppe. Kleine kompakte Gruppen wie die oben gezeigte Hickson Compact Group 87 (HCG 87) sind interessant, weil sie sich langsam selbst zerstören.

Die Galaxien von HCG 87 dehnen einander während ihrer 100 Millionen Jahre dauernden Umläufe um ein gemeinsames Zentrum durch die Gravitation. Dieser gravitative Zug bewirkt, dass Gas kollidiert, das führt zu hellen Ausbrüchen an Sternbildung, und Materie landet in ihreb aktiven Galaxienzentren.

HCG 87 besteht aus einer großen, von der Kante sichtbaren Spiralgalaxie unten, einer elliptischen Galaxie rechts unten und einer Spiralgalaxie, die oben zu sehen ist. Die kleine Spirale nahe der Mitte liegt vielleicht weit dahinter. Auch einige Sterne unserer Galaxis sind im Vordergrund sichtbar.

Dieses Bild entstand im Juli 1999 von der Wide Field Planetary Camera 2 des Weltraumteleskops Hubble. Untersuchungen von Gruppen wie HCG 87 bieten Einblicke, wie alle Galaxien entstehen und sich entwickeln.

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Galaxien an einem Band

Im Bild mit wenigen Sternen sind in der Mitte zwei Galaxien übereinander, die untere wirkt strukturlos mit hellem Kern und Nebel rundherum, die obere hat verzerrte Strukturen.

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

Beschreibung: Die Galaxien NGC 5216 (oben) und NGC 5218 sehen aus, als hingen sie an einem Faden. Natürlich ist dieser Faden ein etwa 22.000 Lichtjahre langer kosmischer Schweif, er besteht aus Gas, Staub und Sternen.

Das wechselwirkende Galaxienpaar ist auch als Keenans System (nach ihrem Entdecker) oder Arp 104 bekannt. Es ist etwa 17 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Großer Bär. Der Trümmerschweif, der sie verbindet, und die kommaförmigen Fortsätze von NGC 5218 sowie die verzerrten Armen von NGC 5216 sind eine Folge der Gezeiten, die durch die Gravitation hervorgerufen werden. Die Gezeiten zerreißen die Galaxien, während sie immer wieder nahe aneinander vorbeischwingen.

Die Begegnungen dauern Milliarden Jahren und führen wahrscheinlich zu einer einzigen Sternengalaxie. Solche spektakulären galaktischen Verschmelzungen wurden als normaler Teil der Entwicklung von Galaxien erkannt – auch unserer Milchstraße.

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