Schlagwort: Geschoßhaufen

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Vertont: Die Materie des Geschosshaufens


Bildcredit und Bildrechte: Röntgen: NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI, Magellan/U.Arizona; Gravitationslinsenkarte: NASA/STScI, ESO WFI, Magellan/U.Arizona; Vertonung: NASA/CXC/SAO/K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Beschreibung: Was ist mit dem Geschoßhaufen los? Dieser massereiche Galaxienhaufen (1E 0657-558) bildet Gravitationslinsenverzerrungen an Hintergrundgalaxien auf eine Weise, die als Bestätigung für die führende Theorie interpretiert wurde: dass es dort Dunkle Materie gibt.

Andere Untersuchungen lassen jedoch eine weniger beliebte Alternative vermuten: veränderte Gravitation. Diese könnte die Haufendynamik ohne Dunkle Materie erklären und bietet auch ein wahrscheinlicheres Ursprungsszenario.

Derzeit wetteifern zwei wissenschaftliche Hypothesen um die Erklärung der Beobachtungen: unsichtbare Materie versus veränderte Gravitation. Das Duell ist dramatisch, denn ein eindeutiges, „kugelsicheres“ Beispiel für Dunkle Materie würde die Einfachheit der Theorie der modifizierten Gravitation erschüttern.

Dieses vertonte Kompositbild stammt von Hubble, Chandra und Magellan. Röntgenstrahlen, die von heißem Gas abgestrahlt werden, sind rot abgebildet, Blau zeigt die vorgeschlagene getrennte Verteilung der Dunklen Materie. Tiefe Töne der Sonifikation sind der Dunklen Materie zugewiesen, mittlere Frequenzen dem sichtbaren Licht und hohe Töne den Röntgenstrahlen.

Der Kampf um die Materie im Geschoßhaufen geht wahrscheinlich weiter, sobald mehr Beobachtungen, Computersimulationen und Analysen abgeschlossen sind.

Bei APOD eingereicht: Schöne Bilder des Geminiden-Meteorstroms 2020
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Die Oriongeschosse

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: GeMS/GSAOI Team, Gemini-Observatorium, AURA, NSF; Bearbeitung: Rodrigo Carrasco (Gemini Obs.), Travis Rector (Univ. Alaska Anchorage)

Beschreibung: Warum schießen Gasgeschosse aus dem Orionnebel? Niemand weiß das genau. Er wurde 1983 entdeckt, jedes dieser Geschosse ist ungefähr so groß wie unser Sonnensystem und entfernt sich mit ungefähr 400 km/s von einer zentralen Quelle, die als IRc2 bezeichnet wird. Die Geschosse, die anhand ihrer Geschwindigkeit und Entfernung von IRc2 zu finden sind, sind sehr jung – meist jünger als 1000 Jahre.

Während sich die Geschosse oben aus dem Kleinmann-Low-Abschnitt des Orionnebels ausbreiten, sorgt ein kleiner Prozentsatz an Eisengas dafür, dass die Spitze der Geschosse blau leuchtet, während jedes Geschoss eine schlauchartige Säule hinterlässt, deren Leuchten von aufgeheiztem Wasserstoff stammt. Das detailreiche Bild wurde mit dem 8,1-Meter-Teleskop Gemini-Süd in Chile mit einem adaptiven Optiksystem (GeMS) aufgenommen. GeMS kompensiert mithilfe von fünf lasergenerierten Leitsternen die Luftunruhe der Atmosphäre des Planeten Erde.

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Die Materie des Geschoßhaufens 1E 0657-558

Mitten im Bild liegt der Geschoßhaufen, er ist von Sternen und Galaxien umgeben. Zwei rote Wolken zeigen Gas, das in Röntgenlicht leuchtet. Außen sind zwei blaue Wolken, sie zeigen die Verteilung der Dunklen Materie, falls es sie gibt.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al.; Gravitationslinsenkarte: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al.; Optisch: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Was ist mit dem Geschoßhaufen los? Der massereiche Galaxienhaufen (1E 0657-558) verzerrt Galaxien im Hintergrund durch Gravitationslinsen. Das gilt als starkes Indiz für die führende Theorie, nämlich dass es darin Dunkle Materie gibt.

Doch aktuelle Analysen zeigen, dass es eine weniger beliebte Möglichkeit gibt. Sie geht von veränderlicher Gravitation aus. Das könnte das Spiel der Kräfte im Haufen ohne Dunkle Materie erklären. Diese Möglichkeit bietet auch ein Szenario für die Entstehung, das manche für wahrscheinlicher halten. Beide wissenschaftliche Hypothesen wetteifern um die Erklärung der Beobachtungen. Gibt es nun unsichtbare Materie oder modifizierte Gravitation?

Die Diskussion ist spannend. Sie ist nämlich ein gutes Beispiel dafür, wie die Existenz Dunkler Materie die Einfachheit der Theorie mit veränderter Gravitation zunichte machen würde. Der Streit um den Geschoßhaufen wird in naher Zukunft wahrscheinlich fortgeführt, wenn es neue Beobachtungen, Analysen und Simulationen mit Computern gibt.

Für das Bild wurden Daten von Hubble, Chandra und Magellan kombiniert. Rot zeigt die Röntgenstrahlung, die von heißem Gas ausgeht. Die vermutete Verteilung der getrennten Dunklen Materie ist blau abgebildet.

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Die Orion-Geschoße

Wie Finger wirken die leuchtenden Spuren im Randgebiet des Orionnebels, die durch Sternbildung in Gaswolken gesprengt wurden.

Bildcredit: GeMS/GSAOI Team, Gemini-Observatorium, AURA; Bearbeitung: Rodrigo Carrasco (Gemini-Obs.), Travis Rector (Univ. Alaska Anchorage)

Kosmische Geschoße durchstoßen die Randgebiete im Orionnebel. Dieser ist etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt. Diese scharfe Infrarot-Nahaufnahme zeigt die relativ dichten Geschoße. Diese heißen Gaswolken sind etwa so breit wie der zehnfache Durchmesser der Plutobahn. Sie werden durch gewaltige, energiereiche Sternbildung ausgesprengt.

Auf dem Falschfarbenbild sind sie blau abgebildet. Sie leuchten im Licht ionisierter Eisenatome und rasen mit Hunderten Kilometern pro Sekunde dahin. Ihre Durchbrüche sind von gelblichen Trassen aus schlagartig aufgeheiztem Wasserstoff im Nebel gesäumt. Die Länge der kegelförmigen Bugwellen beträgt bis zu einem Fünftel eines Lichtjahrs.

Das detailreiche Bild entstand mit der neu installierten adaptiven Optik GeMS des 8,1-Meter-Teleskops Gemini Süd in Chile. GeMS erzielt ein größeres Sichtfeld als frühere Generationen adaptiver Optiken. Dazu nützt GeMS fünf lasergenerierte Leitsterne. Mit deren Hilfe wird die Weichzeichnung der Erdatmosphäre ausgeglichen.

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