Schlagwort: Infrarot

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Aussicht mit NGC 2170

Im Bild leuchten in der Mitte markante Staubnebel in rosarot, dahinter ist ein unruhiges Muster aus hellen und schwachen Sternen verteilt. Links ist ein weiterer Nebel, und im ganzen Bild sind zarte Staubspuren erkennbar. Einige helle Sterne haben einen blauen Hof.

Credit und Bildrechte: ESO/J. Emerson/VISTA; Danksagung: Cambridge Astronomical Survey Unit

Beschreibung: Diese staubhaltigen Ströme und neu entstandenen Sterne, die im gehörnten Sternbild Einhorn (Monoceros) treiben, sind Teil der aktiven Sternbildungsregion Monoceros R2, die in eine riesige Molekülwolke eingebettet ist. Die kosmische Szenerie wurde vom Durchmusterungsteleskop VISTA im nahen Infrarotlicht aufgenommen.

Bilder im sichtbaren Licht zeigen den staubhaltigen Nebel NGC 2170 rechts neben der Mitte als einen Komplex aus bläulichen Reflexionsnebeln. Doch diese alles durchdringende Ansicht im nahen Infrarot zeigt verräterische Zeichen andauernder Sternbildung und massereicher junger Sterne, die im sichtbaren Licht vom Staub verdeckt sind.

Energiereiche Winde und die Strahlung heißer, junger Sterne formen das Aussehen der interstellaren Wolken. Die Region Monoceros R2 steht am Himmel in der Nähe des Sterne bildenden Orionnebels, doch sie ist fast doppelt so weit entfernt wie dieser – etwa 2700 Lichtjahre. In dieser Entfernung ist diese Ansicht etwa 80 Lichtjahre breit.

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Kernschein einer dunklen Wolke

Das Bild besteht aus zwei Teilen, links eine blau gefärbte Abbildung eines Nebels vor Sernen, rechts ein roter Nebel mit einer dunklen Fläche, wo links der blaue Nebel ist.

Credit: NASA, JPL-Caltech, Laurent Pagani (Obs.Paris/CNRS), Jurgen Steinacker (Obs. Paris/MPIA) et al.

Beschreibung: Sterne und ihre Planeten entstehen in kalten, dunklen interstellaren Wolken aus Gas und Staub. Astronom*innen machten bei der Untersuchung der Wolken in infraroten Wellenlängenbereichen eine überraschende Entdeckung: in Dutzenden Fällen leuchten dichte Wolkenkerne, indem sie infrarotes Sternenlicht reflektieren.

Diese Bildfelder basieren auf Archivdaten des Weltraumteleskops Spitzer, sie veranschaulichen das das seit kurzem als Kernschein bekannte Phänomen. In längeren Infrarot-Wellenlängen (rechts) ist der Kern der Wolke Lynds 183 dunkel, doch in kürzeren Wellenlängen (links) leuchtet der Kern deutlich, indem er Licht nahe gelegener Sterne streut. Diese Bildfeldern zeigen, dass der längliche Kern etwa 1,5 Lichtjahre umfasst.

Die Streuung braucht Staubkörner, die etwa 10mal größer sind als jene, die bisher in den Wolken vermutet wurden – etwa 1 Mikron statt 0,1 Mikron. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 100 Mikron dick. Die größeren Staubkörner, die der Kernschein erfordert, könnten die Modelle für frühe Phasen der Stern- und Planetenbildung ändern.

Sternbildung ist ein immer noch rätselhafter Prozess, der in interstellaren Wolken verborgen bleibt. Der dunkle Nebel Lynds 183 liegt etwa 325 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlange (Serpens).

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Die tanzenden Polarlichter Saturns

Der Planet Saturn ist in kräftigem Dunkelblau dargestellt. Man sieht schräg von unten auf den Planeten und die Ringebene. Einzelne Wolkenstreifen am unteren Teil des Planeten scheinen rot zu glühen, um den Pol verläuft ein grün leuchtender, unregelmäßiger Ring.

Credit: VIMS Team, U. Arizona, U. Leicester, JPL, ASI, NASA

Beschreibung: Was befeuert Saturns Polarlichter? Um das herauszufinden, durchsuchten Wissenschaftler Hunderte Infrarotbilder von Saturn, die mit der Raumsonde Cassini für andere Zwecke aufgenommen wurden, um genug Bilder von Polarlichtern zu finden, die zusammenhängende Veränderungen zeigen, um Filme zu erstellen.

Nach der Fertigstellung zeigen einige Filme deutlich, dass sich Polarlichter auf Saturn nicht nur mit dem Winkel der Sonne verändern, sondern auch mit der Rotation des Planeten. Auperdem gibt es anscheinend Zusammenhänge zwischen manchen Veränderungen der Polarlichter mit Wellen in Saturns Magnetosphäre, die wahrscheinlich von den Saturnmonden verursacht werden.

Dieses Falschfarbenbild aus dem Jahr 2007 zeigt Saturn in drei Spektralbereichen von Infrarot. Die Ringe reflektieren relativ blaues Sonnenlicht, während der Planet selbst in vergleichsweise energiearmem Rot leuchtet. Unten leuchtet ein grünes Band Südlichter. Die Untersuchung vieler weiterer Saturnbilder führt vielleicht zu einem besseren Verständndnis nicht nur von Saturns Polarlichtern, sondern auch auch denen der Erde.

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Die außergewönhnliche Spirale von LL Pegasi

Im Bild leuchtet rechts ein heller, weißer Stern mit bunten Strahlen, rechts daneben ist eine zarte, sehr regelmäßig geformte Spirale um ein dunkles Inneres. Im Bild sind einige sehr ferne Galaxien verteilt.

Credit: ESA, Hubble, R. Sahai (JPL), NASA

Beschreibung: Wie entstand die seltsame Spiralstruktur links? Das weiß niemand, aber wahrscheinlich gibt es einen Bezug zu einem Stern in einem Doppelsternsystem, für den die Phase eines planetarischen Nebels beginnt. Dabei stößt er seine äußere Atmosphäre ab.

Die riesige Spirale misst etwa ein Drittel eines Lichtjahres. Sie zeigt immerhin vier oder fünf vollständigen Umdrehungen mit einer beispiellosen Regelmäßigkeit. Gemessen an der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Spiralgases kommt etwa alle 800 Jahre eine neue Schicht dazu. Das ist der Zeitraum, in dem die beiden Sterne umeinander rotieren. Das Sternsystem, das sie Spirale erzeugte, ist als LL Pegasi bekannt, aber auch als AFGL 3068.

Die ungewöhnliche Struktur wurde als IRAS 23166+1655 katalogisiert. Das Bild entstand mit dem Weltraumteleskop Hubble im nahen Infrarotlicht. Warum die Spirale leuchtet, bleibt ein Rätsel, wobei die Beleuchtung wahrscheinlich das reflektierte Licht eines nahe gelegenen Sterns ist.

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IRAS 05437+2502: Hubble zeigt rätselhafte Sternwolke

Zwischen Sternen mit Zacken verlaufen zarte weiße Nebel, die an einen Berg erinnern.

Credit: ESA, Hubble, R. Sahai (JPL), NASA

Beschreibung: Was beleuchtet den Nebel IRAS 05437+2502? Niemand weiß es genau. Besonders rätselhaft ist das helle, auf den Kopf gestellte V, das den oberen Rand des schwebenden Berges dieser interstellaren Wolke bildet. Es ist nahe der Bildmitte zu sehen.

Der geisterhafte Nebel enthält eine kleine Sternbildungsregion voll mit dunklem Staub. Sie wurde erstmals 1983 auf Infrarotbildern des Satelliten IRAS bemerkt. Auch dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble, das kürzlich veröffentlicht wurde, zeigt keine klar erkennbare Ursache für den hellen, scharfen Bogen, dafür aber viele neue Details.

Einer Hypothese zufolge entstand der leuchtende Bogen durch einen massereichen Stern, der auf irgendeine Weise eine hohe Geschwindigkeit erreichte und den Nebel inzwischen verlassen hat. Der kleine, blasse IRAS 05437+2502 ist nur 1/18tel des Vollmondes im Sternbild Stier (Taurus).

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Begleiter eines jungen sonnenähnlichen Sterns bestätigt

Ein heller weißer Fleck mit gelben Rand ist von einem Muster aus grünen und rötlichen Flecken umgeben. Links oben ist ein kleiner heller Lichtfleck.

Credit: Gemini-Observatorium, D. Lafreniere, R. Jayawardhana, M. van Kerkwijk (Univ. Toronto)

Beschreibung: Das erste direkte Bild eines extrasolaren Planeten, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist, wurde nun bestätigt. Der Heimatstern befindet sich nur 500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Skorpion und ist als 1RXS J160929.1-210524 katalogisiert. Er ist nur ein wenig größer, massereicher und kühler als die Sonne. Der Stern ist allerdings viel jünger – er ist nur ein paar Millionen Jahre alt; im Vergleich dazu ist die Sonne im mittleren Alter von 5 Milliarden Jahren.

Dieses scharfe Infrarotbild zeigt den planetaren Begleiter des jungen Sterns links über der Bildmitte. Die Masse des Planeten wird auf etwa 8 Jupitermassen geschätzt, und seine Umlaufbahn ist gewaltige 330 Erde-Sonne-Distanzen von seinem Heimatstern entfernt. Der junge planetare Begleiter ist noch heiß und im Infrarotlicht relativ hell, wahrscheinlich wegen der Hitze, die bei seiner Entstehung durch Kontraktion unter dem Einfluss der Gravitation entstand.

Solche neu entstandenen Planeten sind an sich leichter zu entdecken, bevor sie altern und auskühlen und dabei stark verblassen. Das oben gezeigte Entdeckungsbild entstand 2008 wurde aber erst kürzlich bestätigt, als man feststellte, dass der Planet bei seinem Heimpatstern blieb, während sich die Hintergrundsterne im Lauf der Zeit leicht verschoben haben.

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Ein riesiger Planet für Beta Pic

Mitten in dem blau gefärbten Bild ist eine runde Struktur, von der zwei gegenüberliegende gelbe Ströme mit roten Rändern ausfließen.

Credit: A.-M. Lagrange, D. Ehrenreich (LAOG) et al., ESO

Beschreibung: Der junge Stern Beta Pictoris ist nur 50 Lichtjahre entfernt. Er wurde in den frühen 1980er Jahren zu einem der bedeutendsten Sterne am Himmel. Beobachtungen mit Satelliten- und erdgebundenen Teleskopen zeigten eine äußere Staub- und Trümmerscheibe um den Stern und eine innere freie Zone, die etwa so groß ist wie unser Sonnensystem – ein deutlicher Hinweis auf die Entstehung von Planeten.

Infrarotbeobachtungen mit Teleskopen der Europäischen Südsternwarte zeigten schrittweise eine Quelle in der freien Zone, die nun als riesiger Planet bestätigt wurde, der Beta Pic umkreist. Dass der Planet an zwei verschiedenen Positionen in seiner Umlaufbahn beobachtet wurde, gilt als Bestätigung.

Der riesige Planet wird als Beta Pictoris b bezeichnet. Er muss rasch entstanden sein, da Beta Pic selbst nur 8 bis 20 Millionen Jahre alt ist. Seine Umlaufperiode wird auf 17 bis 44 Jahre geschätzt, also könnte die Umlaufbahn von Beta Pictoris b ähnlich sein wie Saturns Bahn, wenn er in unserem Sonnensystem wäre. Damit ist er der Planet mit der geringsten Entfernung zu seinem Stern, der je direkt beobachtet wurde – bis jetzt zumindest.

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Der junge Sternhaufen Westerlund 2

Ein lebhafter, weißlicher Nebel mit violetten Bereichen und hellen Sternen in der Mitte leuchtet mitten im Bild.

Credit: Röntgenstrahlen: Y.Nazé, G.Rauw, J.Manfroid (Université de Liège), CXC, NASA; Infrarot: E. Churchwell (Universität von Wisconsin), JPL, Caltech, NASA

Beschreibung: Die staubhaltige Sternbildungsstätte RCW 49 umgibt auf diesem Himmels-Kompositbild den jungen Sternhaufen Westerlund 2. Das Bild wurde außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums aufgenommen. Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer sind in schwarz-weiß dargestellt und ergänzen die Falschfarben-Röntgen-Bilddaten von Chandra der heißen, energiereichen Sterne in der Zentralregion des Haufens.

Beide Ansichten einer Region im großen südlichen Sternbild Zentaur zeigen Sterne und Strukturen, die durch den undurchdringlichen Staub für optische Teleskope unsichtbar sind. Westerlund 2 ist höchstens 2 Millionen Jahre alt und enthält einige der leuchtstärksten, massereichsten und daher kurzlebigsten Sterne. Auch die Infrarotsignaturen von protoplanetaren Scheiben wurden in dieser Region mit starker Sternbildung entdeckt.

In der geschätzten Entfernung des Haufens von 20.000 Lichtjahren wäre eine Seite der quadratischen Markierung im Chandra-Feld etwa 50 Lichtjahre lang.

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