Schlagwort: Infrarot

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Das dunkle Seepferdchen in Kepheus

Vor dicht verteilten Sternen rankt sich eine dunkle Silhouette, deren Form an ein Seepferdchen erinnert.

Bildcredit und Bildrechte: Davide Broise

Diese vielsagende Form ist der Seepferdchennebel. Er ist Lichtjahre lang. Die Silhouette treibt vor einem reichen Hintergrund aus Sternen. Man findet den staubigen dunklen Nebel im königlichen Sternbild Kepheus. Er ist etwa 1200 Lichtjahre entfernt und gehört zu einer Molekülwolke in der Milchstraße.

Der Nebel ist als Barnard 150 (B150) gelistet. Er ist einer von 182 dunklen Markierungen am Himmel, die der Astronom E. E. Barnard in den frühen 1920-er Jahren katalogisierte. Im Inneren entstehen Ansammlungen von Sternen mit geringer Masse. Doch ihre kollabierenden Kerne sieht man nur in den langen Wellenlängen von Infrarot. Die farbigen Sterne der Milchstraße bereichern diese galaktische Himmelslandschaft.

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Eisriese Neptun mit Ringen

Mitten im Bild leuchtet der Planet Neptun auf ungewohnte Weise, er ist von ebenfalls leuchtenden Ringen umgeben.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam

Der beringte Eisriese Neptun liegt nahe der Mitte dieser Aufnahme des James Webb Space Telescope im nahen Infrarot. Die trübe und ferne Welt ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet. Er ist etwa 30 Mal weiter entfernt als die Erde.

Das dunkle und geisterhafte Aussehen des Planeten ist auf der atemberaubenden Webb-Aufnahme jedoch auf atmosphärisches Methan zurückzuführen, das Infrarotlicht absorbiert. Hoch gelegene Wolken heben sich auf dem Bild jedoch deutlich ab, da sie sich teilweise oberhalb von Neptuns Methanschicht befinden.

Neptuns größter Mond Triton ist mit gefrorenem Stickstoff überzogen und leuchtet im reflektierten Sonnenlicht heller als Neptun. Er ist links oben mit den charakteristischen Beugungsspitzen des Webb-Teleskops zu sehen. Einschließlich Triton sind sieben der 14 bekannten Monde des Neptun auf dem Foto erkennbar.

Die schwachen Ringe des Neptun sind in diesem weltraumgestützten Planetenporträt besonders auffällig. Details des komplexen Ringsystems sind hier zum ersten Mal zu sehen, seit Neptun im August 1989 von der Raumsonde Voyager 2 besucht wurde.

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Temperaturen auf dem Exoplaneten WASP-43b

Die schematische Illustration zeigt einen Planeten, der um einen Stern kreist und diesem immer dieselbe Seite zeigt. Vorne ist seine Temperatur gelb visualisiert, hinten violett.

Illustrationscredit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI); Forschung: Taylor Bell (BAERI), Joanna Barstow (The Open University), Michael Roman (Universität von Leicester)

Nur 280 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist der jupitergroße Exoplanet WASP-43b seinen Mutterstern in gebundener Rotation einmal in 0,8 Erdtagen. Damit ist er etwa 2 Millionen Kilometer (weniger als 1/25 der Umlaufdistanz des Merkurs) von einer kleinen, kühlen Sonne entfernt. Dennoch nähern sich die Temperaturen auf der Tagseite, die immer dem Mutterstern zugewandt ist, glühenden 2500 Grad Celsius, wie das MIRI-Instrument an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops bei Infrarot-Wellenlängen gemessen hat.

In dieser Abbildung der Umlaufbahn des heißen Exoplaneten zeigen die Webb-Messungen auch, dass die Temperaturen auf der Nachtseite über 1000 Grad Celsius bleiben. Das deutet darauf hin, dass starke äquatoriale Winde die atmosphärischen Gase auf der Tagseite zur Nachtseite transportieren, bevor sie vollständig abkühlen können.

Der Exoplanet WASP-43b ist nun offiziell als Astrolábos bekannt, und sein Mutterstern vom Typ K wurde auf den Namen Gnomon getauft. Die Infrarotspektren von Webb weisen Wasserdampf sowohl auf der Nacht- als auch auf der Tagseite des Planeten nach und geben Aufschluss über die Wolkendecke von Astrolábos.

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NGC 604: Riesiges Sternbildungsgebiet

Ein roter Nebel bildet eine netzartige Höhlung, die innen hell beleuchtet ist. Außen sind zahllose Sterne verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

In ungefähr 3 Millionen Lichtjahren Entfernung in den Armen der nahen Spiralgalaxie M33 liegt die riesige Sternentstehungsregion NGC 604, die ein Ausmaß von ungefähr 1.300 Lichtjahren hat.

Das ist ungefähr 100 mal so groß wie der Orionnebel in der Milchstraße, der die der Erde am nächsten stehende Sternentstehungsregion ist.

Unter den Sternentstehungsregionen in der Lokalen Gruppe von Galaxien, NGC 604 ist der zweitgrößte nach 30 Doradus in der Großen Magellanschen Wolke, der auch als Tarantelnebel bekannt ist.

Blasen und Höhlen in NGC 604 füllen dieses atemberaubende Infrarotbild der NIRCam des James Webb Space Telescope. Sie werden von energiereichen Sternwinden der mehr als 200 heißen, riesigen Jungsternen ausgehöhlt, die sich alle noch in den frühen Stadien ihres Sternlebens befinden.

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NGC 1566: Eine Spiralgalaxie von Webb und Hubble

Die Spiralgalaxie NGC 1566 ist mit einem Hubble-Bild, das hauptsächlich im sichtbaren Licht aufgenommen wurde, links oben und einem Webb-Bild, das hauptsächlich im infraroten Licht aufgenommen wurde, rechts unten dargestellt. Ein Rollover-Bild zeigt dieselbe Galaxie mit den umgekehrten Teilen von Webb und Hubble.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Lee (STScI), T. Williams (Oxford), R. Chandar (UToledo), D. Calzetti (UMass), PHANGS-Team

Was ist an dieser Galaxie anders? Sehr wenig, so dass die Spanischer-Tänzer-Galaxie, NGC 1566 als typische Spiralgalaxie sehr photogen am Himmel hängt.

Wohl aber gibt es eine Besonderheit in diesem speziellen Bild dieser Galaxie, da es sich um eine diagonale Kombination von zwei Fotos handelt: eines vom Hubble Weltraumteleskop oben links und eines vom James Webb-Weltraumteleskop unten rechts.

Das Hubble-Bild wurde im Ultraviolett-Strahlung aufgenommen, betont die hellen blauen Sterne und dunklen Staub entlang der imposanten Spiralarme der Galaxie. Dem steht das Webb-Bild gegenüber, das im infraroten Licht aufgenommen wurde. Es zeigt, wo der selbe Staub, der bei Hubble dunkel erscheint, mehr Licht abstrahlt, als er aufnimmt.

Im Überblendbild werden die anderen zwei Hälften des Bildes enthüllt. Wenn man die Bilder abwechselnd anzeigt („Blink-Vergleich“), fällt auf, welche Sterne besonders heiß sind, weil diese im UV besonders hell leuchten. Zudem fällt der Unterschied zwischen dem scheinbar leeren Raum und dem infrarot glühenden Staub ins Auge.

Fotogelegenheit: Mach mit beim NASA-Astrofoto–Wettbewerb

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Hubble zeigt den Kegelnebel

Vor einem mattblau leuchtenden Nebel mit einigen gezackten Sternen türmt sich eine dunkle Staubwolke auf, die oben hell beleuchtet ist.

Bildcredit und Bildrechte: Hubble-Vermächtnisarchiv, NASA, ESA – Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Diese gigantische Staubsäule ist der Kegelnebel. In seinem Inneren entstehen Sterne. In Gebieten mit Sternbildung gibt es Kegel, Säulen und majestätische, fließende Formen. Darin werden die ursprünglichen Gas- und Staubwolken von den energiereichen Winden der jungen Sterne weggeblasen. Der Kegelnebel ist ein bekanntes Beispiel dafür. Er liegt in der hellen galaktischen Sternbildungsregion NGC 2264.

Diese Nahaufnahme zeigt den Kegelnebel so detailreich wie nie zuvor. Sie wurde aus mehreren Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops zusammengesetzt. Der Kegelnebel ist etwa 2500 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Einhorn. Er ist etwa 7 Lichtjahre lang. Die Region um den stumpfen Kopf des Kegels, die man hier sieht, ist nur 2,5 Lichtjahre breit. In unserer Gegend in der Galaxis ist diese Distanz etwas mehr als der halbe Weg von unserer Sonne zu ihren nächsten stellaren Nachbarn. Er liegt im Sternsystem Alpha Centauri.

Der massereiche Stern NGC 2264 IRS wurde 1997 von Hubbles Infrarotkamera aufgenommen. Er verströmt wahrscheinlich den Wind, der den Kegelnebel formt. NGC 2264 IRS liegt oben außerhalb des Bildes. Der rötliche Schleier des Kegelnebels entsteht durch Staub und leuchtenden Wasserstoff.

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Webb zeigt den Sternhaufen IC 348

Ein stark gefaserter, lila leuchtender Nebel umgibt zahlreiche helle Sterne mit Zacken.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI und K. Luhman (Penn State U.) und C. Alves de Oliveira (ESA)

Manchmal sind genau die Sterne am interessantesten, die am schwierigsten zu beobachten sind. IC 348 ist ein junger Sternhaufen. Er beleuchtet den faserartigen Staub in seiner Umgebung. Das Bild stammt vom Weltraumteleskop Webb und wurde kürzlich veröffentlicht. Der strähnige Staub schimmert rosig. Im sichtbaren Licht reflektiert er hauptsächlich blaues Licht. Das verleiht dem umliegenden Material den typischen blauen Schimmer eines Reflexionsnebels.

Neben hellen Sternen entdeckte man in IC 348 auch mehrere kalte Objekte. Man sieht sie hier, weil sie in Infrarot hell sind. Sie sind vermutlich Braune Zwerge mit wenig Masse. Ein Indiz dafür ist der Nachweis einer unbekannten Substanz in ihrer Atmosphäre. Wahrscheinlich handelt es sich um einen Kohlenwasserstoff. Diese Substanz fand man zuvor schon in der Atmosphäre des Planeten Saturn. Die Masse dieser Objekte ist wohl ein wenig größer als die von bekannten Planeten, also einige Jupiter-Massen.

Zusammen sind diese Indizien ein Hinweis, dass der junge Sternhaufen etwas Beachtliches enthält: junge Braune Zwerge, die etwa die Masse von Planeten haben, und die nicht um einen Stern kreisen, sondern sich frei bewegen.

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Zeta Oph: Entlaufener Stern

Links neben dem Stern in der Mitte leuchtet ein roter Nebelschleier mit grünen Enden, der wie eine Bugwelle um den Stern gekrümmt ist.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Dieses Infrarotporträt zeigt den entlaufenden Stern Zeta Ophiuchi. Er schiebt eine bogenförmige interstellare Bugstoßwelle vor sich her wie ein Schiff, das durch die kosmische See pflügt.

Der bläuliche Stern Zeta Oph ist etwa 20-mal massereicher als die Sonne. Auf der Falschfarbenansicht liegt er nahe der Bildmitte und bewegt sich mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus. Er komprimiert und erhitzt das staubige interstellare Material. Dabei entsteht die gekrümmte Stoßfront.

Was brachte diesen Stern in Bewegung? Zeta Oph war wahrscheinlich einst Teil eines Doppelsternsystems. Sein Begleitstern war wohl massereicher und hatte daher eine kürzere Existenz. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei enorm viel Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und leuchtet 65.000-mal heller als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wäre er nicht von undurchsichtigem Staub umgeben. Das Bild ist etwa 1,5 Grad breit. Das sind bei der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi 12 Lichtjahre.

Im Jänner 2020 schaltete die NASA das Weltraumteleskop Spitzer in den Sicherheitsmodus. Damit endete seine erfolgreiche Erforschung des Universums im Infrarotbereich. Sie dauerte 16 Jahre.

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