Schlagwort: Galaxienhaufen

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M104: Die Sombrerogalaxie

Die Sombrerogalaxie schwebt schräg mitten im Bild. Sie hat einen sehr markanten Staubring, auch in der Scheibe sind Staubbahnen.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)

Die markante Spiralgalaxie M104 ist berühmt, weil man sie fast von der Seite sieht. Sie hat einen breiten Ring aus kosmischem Staub. Dieser zeichnet sich als Silhouette vor einer weiten zentralen Wölbung aus Sternen ab. Mit dem Ring sieht die Galaxie aus wie ein breitkrempiger Hut. Sie hat daher den gängigen Namen Sombrerogalaxie.

Dieses scharfe Bild der bekannten Galaxie entstand aus Daten des Weltraumteleskops Hubble. Es wurde so bearbeitet, dass man es in natürlichen Farben sieht. Das Bild zeigt auch Details, die sonst im überbordenden Glanz der hellen Zentralwölbung von M104 verschwinden, wenn man sie auf der Erde mit kleineren Teleskopen beobachtet.

Die Sombrerogalaxie ist auch als NGC 4594 bekannt. Sie leuchtet im ganzen Spektrum. Im Zentrum ist ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch. M104 ist ungefähr 50.000 Lichtjahre groß und 28 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist eine der größten Galaxien am südlichen Rand des Virgo-Galaxienhaufens.

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Abell 370: Galaxienhaufen-Gravitationslinse

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Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)

Beschreibung: Was sind diese seltsamen Bögen? Beim Abbilden des Galaxienhaufens Abell 370 entdeckten Astronomen einen ungewöhnlichen Bogen. Die Natur des Bogens wurde nicht sofort erkannt, sondern erst, als bessere Bilder zeigten, dass der Bogen eine noch nie zuvor beobachtete Art astrophysikalisch verzerrter Abbildungen in Gravitationslinsen war, bei denen das Zentrum eines ganzen Galaxienhaufens die Linse ist.

Heute wissen wir, dass dieser Bogen – der hellste Bogen im Haufen – eigentlich aus zwei verzerrten Bildern einer ziemlich normalen Galaxie besteht, die zufällig weit entfernt dahinter liegt. Durch die Gravitation von Abell 370 wurde das Licht der Hintergrundgalaxien – und anderer Galaxien – verteilt, sodass es auf mehrfachen Lichtlaufwegen zum Beobachter gelangte – ähnlich wie wenn ein fernes Licht durch den Stiel eines Weinglases leuchtet.

Fast alle hier abgebildeten gelblichen Strukturen sind Galaxien im Haufen Abell 370. Ein scharfes Auge erkennt jedoch viele seltsame Bögen und verzerrte Bogenteile, die eigentlich die Bilder ferner normaler Galaxien sind, welche durch Gravitation gebrochen wurden. Untersuchungen von Abell 370 und seiner Bilder bieten Astronomen einen einzigartigen Blick auf die Verteilung normaler und Dunkler Materie in Galaxienhaufen und im Universum.

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Zwillingsgalaxien in Virgo

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Bildcredit und Bildrechte:  CHART32 Team, Bearbeitung: Johannes Schedler

Beschreibung: Das Spiralgalaxienpaar NGC 4567 und NGC 4568 teilt diese scharfe kosmische Aussicht mit der einsamen elliptischen Galaxie NGC 4564. Sie alle gehören zum großen Virgo-Galaxienhaufen. Das augenfällige Spiralpaar mit den klassischen Spiralarmen, Staubbahnen und Sternhaufen ist auch als Schmetterlingsgalaxien bekannt.

Die Galaxienzwillinge, die sehr nahe beisammenstehen, scheinen durch die Gezeitenkräfte nicht allzu verzerrt zu sein. Ihre riesigen Molekülwolken hingegen kollidieren bekanntlich und schüren wahrscheinlich die Entstehung massereicher Sternhaufen. Die Galaxienzwillinge sind ungefähr 52 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre hellen Kerne sind vermutlich etwa 20.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Die gezackten Vordergrundsterne liegen natürlich in unserer Milchstraße.

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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 entblättert sich

Links oben liegt eine Spiralgalaxie hinter Sternen mit Zacken, die eine breite, blau leuchtende Spur aus Gas hinter sich herzieht.
Bildcredit: NASA, ESA, CXC

Die Spiralgalaxie ESO 137-001 rast durch den massereichen Galaxienhaufen Abell 3627, der ungefähr 220 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Das farbige Kompositbild stammt von Hubble und Chandra. Es zeigt die Galaxie hinter den Sternen der Milchstraße im Sternbild Südliches Dreieck. Die Spirale rast mit fast 7 Millionen km/h dahin. Deshalb ist der Staudruck des heißen, dünnen Mediums im Galaxienhaufen stärker als die Gravitation in der Galaxie. Das dünne Medium streift Gas und Staub darin ab.

Hubbles Daten im sichtbaren Licht zeigen klar, dass in dem Material in der blauen Schliere kurz hinter der Galaxie helle Sternhaufen entstanden sind. In Chandras Röntgendaten erkennt man die gewaltige Ausdehnung des aufgeheizten Gases, das abgestreift wurde. Es zieht in diffusen Bahnen in dunklem Blau zum rechten unteren Rand. Das blaue Band ist etwa 400.000 Lichtjahre lang. Weil die Galaxie deutlich Staub und Gas verloren hat, wird neue Sternbildung in dieser Galaxie schwierig. Rechts im Bild liegt neben ESO 137-001 eine gelbliche elliptische Galaxie. Ihr mangelt es an Staub und Gas, in dem Sterne entstehen könnten.

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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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