Schlagwort: Infrarot

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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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Shakespeare im All

Mitten im Bild ist Uranus auf sehr ungewöhnliche Weise dargestellt, die Ringe leuchten sehr hell. Um ihn herum sind seine Monde angeordnet und mit Namen beschriftet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

Voyager 2 war 1986 die erste Raumsonde, die den Eisriesen Uranus aus der Nähe erkundete. Doch dieses neu veröffentlichte Bild bietet einen detaillierten Blick auf diese ferne Welt. Es entstand mit NIRCam (Nahinfrarot-Kamera) am Weltraumteleskop James Webb (JWST). Der gekippte äußere Planet dreht sich etwa alle 17 Stunden um seine Achse. Sein Nordpol liegt derzeit nahe an unserer Sichtlinie. Das bietet uns einen direkten Blick auf seine nördliche Halbkugel und sein schwaches, aber ausgedehntes Ringsystem.

Der Riesenplanet hat 27 bekannte Monde. Davon sind 14 im Bild markiert. Die helleren Monde zeigen die typischen Beugungsmuster des JWST. Diese Welten im äußeren Sonnensystem waren zu Shakespeares Zeiten unbekannt. Doch bis auf zwei sind alle 27 Uranus-Monde nach Figuren aus den Stücken des englischen Barden benannt.

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UHZ1: Ferne Galaxie und Schwarzes Loch

Das Bild ist voller Galaxien, die wie Sterne verteilt sind. In der Mitte leuchtet ein violetter Nebel. Links oben sind zwei Bildeinschübe, die ein Schwarzes Loch zeigen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Infrarot: NASA/ESA/CSA/STScI; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/L. Frattare und K. Arcand

Von dunkler Materie dominiert, ist der massereiche Galaxienhaufen Abell 2744 auch als Pandoras Haufen bekannt. Er befindet sich 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernt im Sternbild Bildhauer. Astronomen* haben mithilfe der enormen Masse des Galaxienhaufens als Gravitationslinse den Raum verzerrt und dahinter liegende, noch fernere Objekte vergrößert entdeckt. Darunter befindet sich die Hintergrundgalaxie UHZ1 mit einem bemerkenswerten Rotverschiebungswert von Z=10.1. Damit ist UHZ1 sehr viel weiter entfernt als Abell 2744. Sie befindet sich in einer Entfernung von 13,2 Milliarden Lichtjahren, als unser Universum etwa 3 Prozent seines aktuellen Alters hatte.

UHZ1 wurde in diesem kombinierten Bild gefunden, das sich aus Röntgenstrahlen (lila Töne) vom Weltraumteleskop Chandra und Infrarotlicht vom Weltraumteleskop James Webb zusammensetzt. Die Röntgenemission von UHZ1, die in den Chandra-Daten entdeckt wurde, ist das charakteristische Zeichen eines sich entwickelnden, sehr massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum dieser Galaxie mit extrem hoher Rotverschiebung. Das macht das wachsende Schwarze Loch von UHZ1 zum bisher am weitesten entfernten Schwarzen Loch, das in Röntgenstrahlen nachgewiesen wurde, und deutet darauf hin, wie und wann die ersten sehr massereichen Schwarzen Löcher im Universum entstanden sind.

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Frühere und künftige Sterne in Andromeda

Das Bild zeigt M31, die Andromedagalaxie, sowohl im infraroten Licht, das orange gefärbt ist, als auch im sichtbaren Licht, das weiß und blau gefärbt ist.

Bildcredit: NASA, NSF, NOAJ, Hubble, Subaru, Mayall, DSS, Spitzer; Bearbeitung und Bidrechte: Robert Gendler und Russell Croman

Dieses Bild von Andromeda zeigt nicht nur, wo jetzt Sterne sind, sondern auch, wo einmal Sterne sein werden. Die große, schöne Andromedagalaxie M31 ist eine Spiralgalaxie, sie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Dieses Kompositbild von Andromeda entstand aus Bilddaten von Observatorien auf der Erde und im Weltraum, die Wellenlängen liegen innerhalb und außerhalb des sichtbaren Lichts.

Das sichtbare Licht zeigt, wo jetzt Sterne in M31 sind, dargestellt in weißen und blauen Farbtönen und aufgenommen mit den Teleskopen Hubble, Subaru und Mayall. Das Infrarotlicht zeigt, wo bald die künftigen Sterne von M31 entstehen, abgebildet in orangefarbenen Tönen und aufgenommen mit dem NASA-Weltraumteleskop Spitzer.

Im Infrarotlicht sind gewaltige Staubbahnen erkennbar, die von Sternen in den Spiralarmen der Andromedagalaxie aufgewärmt werden. Dieser Staub markiert das umfangreiche interstellare Gas der Galaxie. Es ist das Rohmaterial für künftige Sternbildung.

Die neuen Sterne entstehen wahrscheinlich im Laufe der nächsten hundert Millionen Jahre. Das ist lange bevor Andromeda in etwa 5 Milliarden Jahren mit unserer Milchstraßengalaxie verschmilzt.

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Methan auf fernem Exoplaneten entdeckt

Links unten leuchtet ein kleiner roter Stern, in der Mitte ist eine kleinere Sichel eines Mondes, rechts füllt die beleuchtete Sichel eines Planeten das halbe Bild.

Illustrationscredit: Ahmad Jabakenji (ASU Libanon, Nordstern Weltraumkunst); Daten: NASA, ESA, CSA, JWST

Wo könnte es sonst noch Leben geben? Eine der großen offenen Fragen der Menschheit, nämlich die Suche nach Planeten, auf denen es vielleicht extrasolares Leben gibt, kam 2019 einen großen Schritt voran: In der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b wurde eine beträchtliche Menge Wasserdampf entdeckt.

Der Planet und sein Elternstern K2-18 liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, doch er kreist in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. K2-18 ist zwar rötlicher als unsere Sonne, leuchtet aber am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am Himmel der Erde.

Die Entdeckung von Wasser in der Atmosphäre im Jahr 2019 gelang mit Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler. Diese Teleskope zeichneten die Absorption der Farben von Wasserdampf auf, während sich der Planet vor seinem Stern vorbeibewegte.

2023 wurden bei weiteren Beobachtungen durch das Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht Hinweise auf weitere Moleküle entdeckt, die auf Leben hindeuten, zum Beispiel Methan.

Die Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, der von einem Mond (Mitte) umkreist wird. Beide umrunden zusammen den roten Zwergstern links unten.

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