Schlagwort: Galaxienhaufen

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Die lange Gasspur der Spiralgalaxie D100

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Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, Hubble, Subaru-Teleskop, W. Cramer (Yale) et al., M. Yagi, J. DePasquale

Beschreibung: Warum hängt an dieser Galaxie ein langer roter Streifen? Der Streifen besteht großteils aus leuchtendem Wasserstoff, der systematisch abgestreift wurde, während sich die Galaxie durch das umgebende heiße Gas in einem Galaxienhaufen bewegte. Diese Galaxie hier ist die Spiralgalaxie D100 im Coma-Galaxienhaufen.

Der rote Pfad ist mit dem Zentrum von D100 verbunden, weil das äußere Gas, das gravitativ schwächer gebunden war, durch den Staudruck bereits abgestreift wurde. Der ausgedehnte Gasschweif ist ungefähr 200.000 Lichtjahre lang, enthält etwa 400.000 Sonnenmassen und bildet Sterne. Die Galaxie D99, die links unter D100 sichtbar ist, erscheint rötlich, weil sie vorwiegend im Licht alter roter Sterne leuchtet – junge blaue Sterne können nicht mehr entstehen, weil das Sternbildungsgas in D99 abgestreift wurde.

Dieses Falschfarbenbild ist ein digital verstärktes Komposit aus Bildern des erdumkreisenden Hubble und des bodengebundenen Subaru-Teleskops. Untersuchungen auffälliger Systeme wie diesem verbessern unser Verständnis davon, wie sich Galaxien in Haufen entwickeln.

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Hyperion: Größter bekannter Proto-Supergalaxienhaufen

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Visualisierungscredit: ESO, L. Calçada und Olga Cucciati et al.

Beschreibung: Wie entstanden Galaxien im frühen Universum? Um das herauszufinden, durchmusterten Astronomen eine Stelle des dunklen Nachthimmels mit dem Very Large Telescope array in Chile, um Galaxien zu finden und zu zählen, die entstanden, als unser Universum noch sehr jung war.

Analysen der Verteilung einiger ferner Galaxien (Rotverschiebung annähernd 2,5) zeigten eine gewaltige Ansammlung von Galaxien in einem Bereich von 300 Millionen Lichtjahren, mit ungefähr der 5000-fachen Masse unserer Milchstraße. Die Ansammlung trägt die Bezeichnung Hyperion, sie ist derzeit der größte und massereichste Proto-Superhaufen, der bisher im frühen Universum entdeckt wurde.

Ein Proto-Superhaufen ist eine Gruppe junger Galaxien, die durch Gravitation kollabiert, um einen Superhaufen zu bilden. So ein Superhaufen ist eine Gruppe aus mehreren Galaxienhaufen, die ihrerseits Gruppen aus Hunderten Galaxien sind, und jede dieser Galaxien ist selbst eine Gruppe aus Milliarden Sternen.

Auf dieser Visualisierung sind massereiche Galaxien in Weiß abgebildet. Regionen, die einen großen Anteil kleinerer Galaxien enthalten, sind blau schattiert. Das Aufspüren und Erklären solch großer Gruppen früher Galaxien hilft der Menschheit, die Zusammensetzung und Entwicklung des Universums als Ganzes besser zu verstehen.

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ESO 137-001 entblättern

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Bildcredit: NASA, ESA, CXC

Beschreibung: Die Spiralgalaxie ESO 137-001 rast durch den massereichen Galaxienhaufen Abell 3627, der ungefähr 220 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Die ferne Galaxie liegt in diesem farbenprächtigen Hubble-Chandra-Kompositbild hinter den Milchstraßensternen im Vordergrund des südlichen Sternbildes Südliches Dreieck. Da die Spirale mit fast 7 Millionen Kilometern pro Stunde dahinrast, werden Gas und Staub darin entfernt, wenn der Staudruck des heißen, dünnen Mediums im Galaxienhaufen stärker wird als die Gravitation in der Galaxie.

Anhand der Daten von Hubble im sichtbaren Licht ist klar erkennbar, dass im abgestreiften Material entlang der kurzen, nachziehenden blauen Schliere helle Sternhaufen entstanden sind. Chandras Röntgendaten zeigen die gewaltige Ausdehnung des aufgeheizten, abgestreiften Gases als diffuse Bahnen in dunklerem Blau, die sich über mehr als 400.000 Lichtjahre zum rechten unteren Rand ausdehnen. Der deutliche Verlust an Staub und Gas macht neue Sternbildung in dieser Galaxie schwierig. Im Bild liegt rechts neben ESO 137-001 eine gelbliche elliptische Galaxie, der es an Sterne bildendem Staub und Gas mangelt.

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M86 mitten im Virgohaufen

Mehrere Galaxien und lose verteilte Sterne füllen das Bild. Die größte Galaxie oben ist M86.

Bildcredit und Bildrechte: Mark Hanson, Stan Watson Obs.

Verläuft zwischen diesen großen Galaxien eine Brücke aus Gas? Gut möglich, aber es ist schwer zu erkennen. Links oben ist M86 beim Zentrum des nahen Virgo-Galaxienhaufens. Sie ist eine riesige elliptische Galaxie. Die Milchstraße fällt zum Virgohaufen, der etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt ist.

Rechts unter M86 liegt die ungewöhnliche Spiralgalaxie NGC 4438. Sie und ihr spitzer Nachbar NGC 4435 bilden zusammen die „Augen der Jungfrau„. Sie sind auch als Arp 120 bekannt. Das Bild ist etwa so breit wie der Vollmond. Es ist eines der detailreicheren, die es von dieser Region gibt. Es deutet an, dass M86 von rot leuchtendem Gas umgeben ist, das sie scheinbar mit NGC 4438 verbindet.

Wir wissen auch, dass vor dem Virgohaufen Cirrusgas liegt, das sich in unserer Galaxis befindet. Die geringe Geschwindigkeit des Gases passt scheinbar besser zu dieser Hypothese des Ursprungs. Das könnte auch erklären, wie die ausgefahrenen blauen Arme von NGC 4435 entstanden sind. Vielleicht liefern künftige Forschungen eine klare Antwort.

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Zufallsblitz – ein Kandidat für den bisher fernsten Stern

Die Markierung im linken Bild zeigt einen besonderen Stern, der in den Einschüben rechts markiert ist. Im oberen Bild von 2011 ist an der Stelle kein Stern, im unteren Bild von 2016 tauchte er wie aus dem Nichts auf.

Bildcredit: NASA, ESA und P. Kelly (U. Minnesota) et al.

Stammt dieser Blitz vom fernsten Stern, den wir je gesehen haben? Auf Bildern des Weltraumteleskops Hubble wurde zufällig ein unerwarteter Lichtblitz entdeckt. Er ist vielleicht nicht nur ein ungewöhnliches Ereignis, bei dem eine Gravitationslinse entstand. Es kann sein, dass er das Bild eines normalen Sterns ist, der 100 Mal weiter entfernt ist als jeder Stern, der bisher einzeln abgebildet wurde.

Das Bild zeigt links viele gelbliche Galaxien im Galaxienhaufen. Ein Quadrat zeigt, wo 2016 eine Quelle auftauchte, die 2011 nicht erkennbar war. Spektrum und Veränderlichkeit der Quelle passen seltsamerweise nicht zu einer Supernova. Stattdessen passen sie eher zu einem normalen blauen Überriesenstern, der durch mehrere ausgerichtete Gravitationslinsen etwa 2000-fach vergrößert wurde. Diese Quelle wird Icarus genannt. Sie befindet in einer Galaxie, die weit hinter dem Galaxienhaufen im fernen Universum liegt. Ihre Rotverschiebung beträgt 1,5.

Nehmen wir an, die Linse wurde korrekt interpretiert und Icarus ist kein explodierender Stern. Dann liefern weitere Beobachtungen dieses Sterns und anderer Sterne, die ähnlich vergrößert sind, vielleicht Information, wie viel stellare und Dunkle Materie es in diesem Galaxienhaufen und im Universum gibt.

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Der Coma-Galaxienhaufen

Fast jeder dieser verschwommenen Flecken ist eine Galaxie. Eine klare Ausnahme ist der helle, blaue Lichtpunkt mit vier Zacken rechts oben. Die Galaxien gehören zum Coma-Galaxienhaufen im Sternbild Haar der Berenike.

Bildcredit: Russ Carroll, Robert Gendler und Bob Frank; Dan Zowada Memorial Observatory

Fast jedes Objekt auf diesem Bild ist eine Galaxie. Es zeigt den Coma-Galaxienhaufen im Sternbild Haar der Berenike. Er ist einer der dichtesten Haufen, die wir kennen, und enthält Tausende Galaxien. In jeder dieser Galaxien befinden sich Milliarden Sterne, genau wie unsere Milchstraße.

Verglichen mit den meisten anderen Galaxienhaufen ist er recht nahe. Trotzdem braucht das Licht des Comahaufens immer noch Hunderte Millionen Jahre, bis es uns erreicht. Der Comahaufen ist so groß, dass Licht Millionen Jahre braucht, nur um von einer Seite bis zur anderen zu gelangen.

Die meisten Galaxien in Coma und anderen Haufen sind elliptisch. Außerhalb von Haufen sind die meisten Galaxien spiralförmig. Die Natur von Comas Strahlung im Röntgenspektrum ist Gegenstand der Forschung.

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Katalogeintrag Nummer 1

Sechs Bildfelder zeigen erste Einträge in bekannten astronomischen Katalogen. Die Reihenfolge ist chronologisch. Links oben ist der bekannte Krebsnebel M1.

Bildcredit und Bildrechte: Bernhard Hubl (CEDIC)

Jede Reise beginnt mit einem ersten Schritt und jeder Katalog hat einen ersten Eintrag. Die Bildfelder sind – von links oben nach rechts unten – chronologisch nach der Erstveröffentlichung sortiert. Sie zeigen die ersten Einträge sechs bekannter Deep-Sky-Kataloge.

Der erste Eintrag in Charles Messiers Katalog aus dem Jahr 1774 ist das berühmte kosmische Krustentier M1, der Krebsnebel. Er ist ein bekannter Supernovaüberrest. J.L.E. Dreyers (nicht so neuer) New General Catalog (NGC) wurde 1888 veröffentlicht. NGC 1 ist eine Spiralgalaxie im Pegasus. Sie ist im nächsten Bildfeld gezeigt. Im selben Bild befindet sich darunter eine weitere Spiralgalaxie. Sie ist als NGC 2 katalogisiert. IC 1 in Dreyers nachfolgendem Index Catalog (IC, nächstes Bildfeld) ist jedoch ein blasser Doppelstern.

Der Dunkelnebel Barnard 1 liegt im Perseus-Molekülwolkenkomplex. Er eröffnet die untere Reihe mit einem Katalog dunkler Markierungen am Himmel, den E.E. Barnard 1919 veröffentlichte. Abell 1 ist ein ferner Galaxienhaufen in Pegasus aus George Abells Catalog of Rich Clusters of Galaxies aus dem Jahr 1958. Das letzte Bild zeigt vdB 1 aus Sidney van den Berghs Studien im Jahr 1966. Der hübsche blaue galaktische Reflexionsnebel liegt im Sternbild Kassiopeia.

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Unerwartete Röntgenstrahlen vom Perseus-Galaxienhaufen

Mitten im Bild strahlt ein helles Licht. Es ist von einem violetten Schimmer umgeben, noch weiter außen verläuft ein breiter, dunkelblauer ovaler Ring. Im Bild sind einige Sterne und Galaxien verteilt.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al.; Radio: NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al.; Optisch: NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS

Warum leuchtet der Galaxienhaufen im Perseus so seltsam in einer bestimmten Wellenlänge von Röntgenlicht? Das ist nicht bekannt. Eine viel diskutierte Hypothese besagt, dass diese Röntgenstrahlen ein Hinweis auf die lange gesuchte Form Dunkler Materie sind. Das Rätsel dreht sich um eine Röntgenfarbe von 3,5 Kiloelektronenvolt (KeV). Sie leuchtet anscheinend nur dann stark, wenn man Bereiche weit außerhalb vom Haufenzentrum beobachtet. Im Bereich um das zentrale, sehr massereiche Schwarze Loch, das sich wahrscheinlich dort befindet, gibt es nur wenig 3,5 KeV-Röntgenstrahlung.

Ein ziemlich umstrittener Lösungsvorschlag lautet, dass es sich um etwas handeln könnte, das man nie zuvor sah: fluoreszierende Dunkle Materie (FDM). Diese Art Dunkler Teilchenmaterie könnte 3,5-KeV-Röntgenstrahlung absorbieren. Falls dem so ist, strahlt FDM nach Absorption dieses Röntgenlicht vielleicht später aus dem ganzen Haufen ab. Dabei entsteht eine bestimmte Emissionslinie. Sieht man sie jedoch vor der Zentralregion um das Schwarze Loch, müsste die Absorption von FDM deutlicher ausfallen und eine Absorptionslinie erzeugen.

Das Kompositbild zeigt den Galaxienhaufen im Perseus. Sichtbares Licht und Radiolicht leuchten rot. Das Röntgenlicht wurde vom Weltraumobservatorium Chandra aufgenommen. Es ist blau dargestellt.

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