Die Wiederverwertung von Cassiopeia A

Der Supernovaüberrest Cassiopeia A ist 11.000 Lichtjahre entfernt, sein Licht war erstmals vor etwa 350 Jahren zu sehen.

Bildcredit: Röntgen – NASA, CXC, SAO; Optisch – NASA, STScI

Beschreibung: Massereiche Sterne in unserer Milchstraße haben ein spektakuläres Leben. Sie kollabieren in riesigen kosmischen Wolken, dann zünden ihre Kernschmelzöfen und beginnen, schwere Elemente zu erzeugen. Nach ein paar Millionen Jahren wird das angereicherte Material in den interstellaren Raum zurückgeschleudert, wo die Sternbildung von Neuem beginnen kann.

Die sich ausdehnende Trümmerwolke Cassiopeia A ist ein Beispiel für die Schlussphase im Lebenszyklus eines Sterns. Das Licht der Explosion, bei der dieser Supernovaüberrest entstand, war erstmals vor etwa 350 Jahren am Himmel des Planeten Erde zu sehen, doch das Licht brauchte ungefähr 11.000 Jahre, um uns zu erreichen.

Dieses Falschfarbenbild wurde aus Röntgen-Bilddaten des Röntgenobservatoriums Chandra sowie Daten im sichtbaren Licht des Weltraumteleskops Hubble erstellt. Es zeigt die immer noch heißen Fasern und Knoten im Überrest. In der geschätzten Entfernung von Cassiopeia A ist das Bild zirka 30 Lichtjahre breit.

Die energiereichen Emissionen bestimmter Elemente im Röntgenbereich wurden farbcodiert: Silizium in Rot, Schwefel in Gelb, Kalzium in Grün und Eisen in Violett. Das hilft Astronominnen und Astronomen bei der Erforschung der Wiederverwertung des Sternenmaterials in unserer Galaxis.

Die äußere Explosionswelle, die sich immer noch ausdehnt, ist blau abgebildet. Der helle Fleck nahe der Mitte ist ein Neutronenstern – das ist der unglaublich dichte, kollabierte Überrest des massereichen Sternkerns.

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Der Supernovaüberrest des Medullanebels

Der Supanovaüberrest CTB-1 im Sternbild Kassiopeia heißt wegen seiner gehirnähnlichen Form auch Medullanebel.

Bildcredit und Bildrechte: Russell Croman

Beschreibung: Woher stammt die Energie für diesen ungewöhnlichen Nebel? CTB-1 ist eine expandierende Gashülle, die übrig blieb, als vor ungefähr 10.000 Jahren im Sternbild Kassiopeia ein massereicher Stern explodierte. Wahrscheinlich passierte das, als um den Kern des Sterns die Elemente zur Neige gingen, die durch Kernfusion einen stabilisierenden Druck aufbauen konnten. Der dabei entstandene Supernovaüberrest trägt wegen seiner gehirnähnlichen Form den Beinamen Medullanebel.

Durch die Hitze, die bei seiner Kollision mit angrenzendem interstellarem Gas entsteht, leuchtet der Nebel immer noch in sichtbarem Licht. Warum er auch in Röntgenlicht noch leuchtet, bleibt ein Rätsel. Eine Hypothese besagt, dass auch ein energiereicher Pulsar entstand, der den Nebel mit einem schnellen, nach außen gerichteten Wind befeuert. Dieser Spur folgend entdeckte man kürzlich in Radiowellenlängen einen Pulsar, der anscheinend bei der Supernovaexplosion mit mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde hinausgeschleudert wurde.

Der Medullanebel erscheint zwar so groß wie der Vollmond, leuchtet aber so schwach, dass 130 Stunden Belichtungszeit mit zwei kleinen Teleskopen in New Mexico in den USA nötig waren, um dieses Bild zu schaffen.

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Das Zentrum des Seelennebels ohne Sterne

Diese Wolken liegen im Seelennebel im Sternbild Kassiopeia und sind als IC 1871 katalogisiert.

Bildcredit und Bildrechte: Jason Guenzel

Beschreibung: Diese kosmische Nahaufnahme blickt tief in den Seelennebel. Die dunklen, brütenden Staubwolken oben mit hellen Rändern aus leuchtendem Gas sind als IC 1871 katalogisiert.

Das ungefähr 25 Lichtjahre große Teleskopsichtfeld zeigt nur einen kleinen Teil des viel größeren Herz- und Seelennebels. Der Sterne bildende Komplex ist ungefähr 6500 Lichtjahre entfernt und liegt im Perseus-Spiralarm unserer Milchstraße. Am Himmel des Planeten Erde seht ihr ihn im Sternbild Kassiopeia.

Die dichten Sternbildungswolken des Seelennebels sind auch selbst ein Beispiel für ausgelöste Sternbildung, sie wurden durch den intensiven Wind und die Strahlung der massereichen jungen Sterne in der Region modelliert. Auf diesem Bild wurden die Sterne digital entfernt, um den Tumult im Gas und Staub zu betonen.

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Die Geister der Kassiopeia

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Bildcredit und Bildrechte: Tommaso Stella

Beschreibung: Diese hellen Ränder und fließenden Formen sehen in kosmischer Größenordnung geisterhaft aus. Die farbenprächtige Himmelslandschaft ist eine Teleskopansicht im Sternbild Kassiopeia, sie zeigt die zurückgefegten kometenförmigen Wolken IC 59 (links) und IC 63.

Die Wolken sind etwa 600 Lichtjahre entfernt und keine Geister im eigentlichen Sinn. Sie verschwinden jedoch langsam unter dem Einfluss der energiereichen Strahlung des heißen, leuchtstarken Sterns Gamma Cassiopeiae. γ Cas ist der helle Stern links oben im Bild, er ist physisch nur 3 bis 4 Lichtjahre vom Nebel entfernt.

In IC 63, der etwas näher an γ Cas liegt, dominiert rotes H-alpha-Licht, das abgestrahlt wird, wenn Wasserstoffatome mit Elektronen rekombinieren, nachdem sie durch die Ultraviolettstrahlung des Sterns ionisiert wurden. Der weiter vom Stern entfernte IC 59 weist anteilig weniger H-alpha-Emissionen auf, dafür mehr von dem charakteristischen blauen Farbton von Sternenlicht, das an Staub reflektiert wird.

Das Sichtfeld umfasst mehr als 1 Grad oder 10 Lichtjahre in der geschätzten Entfernung von Gamma Cassiopeiae und seiner Freunde.

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IC 1805: Der Herznebel

Der Nebel im Bild erinnert an ein Herz, er leuchtet im Sternbild Kassiopeia. Im Inneren ist der offene Sternhaufen Melotte 15, rechts oben befindet sich der Fischkopfnebel.

Bildcredit und Bildrechte: Bray Falls

Was liefert die Energie für den Herznebel? Der große Emissionsnebel, der als IC 1805 bezeichnet wird, erinnert an ein menschliches Herz. Er leuchtet hell in rotem Licht, das von seinem Hauptelement Wasserstoff abgestrahlt wird. Die Energie für das rote Leuchten und die größere Form stammen von einer kleinen Sternengruppe nahe der Nebelmitte. Im Herznebel befinden sich junge Sterne des offenen Sternhaufens Melotte 15. Sie tragen mit ihrem energiereichen Licht und den Winden, die sie verströmen, mehrere malerische Staubsäulen ab.

Der offene Sternhaufen enthält ein paar helle Sterne mit fast 50 Sonnenmassen. Dazu kommen viele blasse Sterne, die nur den Bruchteil einer Sonnenmasse besitzen, und ein fehlender Mikroquasar, der vor Millionen Jahren ausgeschleudert wurde. Der Herznebel ist etwa 7500 Lichtjahre entfernt. Er liegt im Sternbild Kassiopeia. Zufällig wurde beim Fotografieren vorne ein kleiner Meteor erfasst. Man sieht ihn über den Staubsäulen in der Mitte. Rechts oben befindet sich der Fischkopfnebel.

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Aufbereitung von Kassiopeia A

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Bildcredit: Röntgen – NASA, CXC, SAO; Optisch – NASA, STScI

Beschreibung: Massereiche Sterne in unserer Milchstraße haben ein eindrucksvolles Leben. Ihre Kernschmelzöfen, die durch den Kollaps gewaltiger kosmischer Staubwolken entstehen, entzünden sich und erzeugen in ihrem Inneren schwere Elemente. Nach wenigen Millionen Jahren wird die angereicherte Materie in den interstellaren Raum zurückgestoßen, wo die Sternbildung erneut beginnen kann.

Diese expandierende Trümmerwolke ist als Cassiopeia A bekannt und ein Beispiel für die Schlussphase im Lebenszyklus eines Sterns. Das Licht der Explosion, bei der dieser Supernovaüberrest entstand, wäre erstmals vor etwa 350 Jahren am Himmel des Planeten Erde zu sehen gewesen, doch dieses Licht brauchte ungefähr 11.000 Jahre, um zu uns zu gelangen.

Dieses Falschfarbenbild wurde aus Röntgen- und optischen Bilddaten des Chandra-Röntgenobservatoriums und des Weltraumteleskops Hubble zusammengesetzt. Es zeigt die immer noch heißen Fasern und Knoten im Überrest. In der geschätzten Entfernung von Cassiopeia A ist das Bild zirka 30 Lichtjahre breit. Energiereiche Röntgenemissionen bestimmter Elemente wurden farbcodiert: Silizium rot, Schwefel gelb, Kalzium grün und Eisen violett. Diese Farbcodierung hilft Astronomen, die Wiedergewinnung des Sternstaubs in unserer Galaxis zu untersuchen.

Die äußere, immer noch expandierende Druckwelle ist in blauen Farbtönen abgebildet. Der helle Fleck nahe der Mitte ist ein Neutronenstern – der unglaublich dichte kollabierte Überrest des massereichen Sternkerns.

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IC 1795, der Fischkopfnebel

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Bildcredit und Bildrechte: Alan Pham

Beschreibung: Manche erkennen in diesem Nebel den Kopf eines Fisches. Das farbenprächtige kosmische Porträt zeigt jedoch leuchtendes Gas und undurchsichtige Staubwolken in IC 1795, einer Sternentstehungsregion im nördlichen Sternbild Kassiopeia. Die Farben des Nebels entstanden unter Verwendung der Hubble-Farbpalette, um die schmalbandigen Emissionen von Sauerstoff-, Wasserstoff- und Schwefelatomen in Blau, Grün und Rot abzubilden. Die Daten wurden zusätzlich mit Bildern aus der Region gemischt, die mit Breitbandfiltern aufgenommen wurden.

IC 1795 liegt am Himmel in der Nähe des berühmten Doppelsternhaufens im Perseus und von IC 1805, dem Herznebel, als Teil eines Komplexes an Sternbildungsregionen am Rand einer großen Molekülwolke. Der größere Sternbildungskomplex ist mehr als 6000 Lichtjahre entfernt und liegt im Perseus-Spiralarm unserer Galaxis. In dieser Entfernung zeigt das Bild etwa 70 Lichtjahre von IC 1795.

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Reflexionen auf vdB 9

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Bildcredit und Bildrechte: Guenter Kerschhuber

Beschreibung: Mitten in einem gut komponierten himmlischen Stillleben liegt der hübsche blaue vdB 9. Er ist das 9. Objekt in Sidney van den Berghs Katalog der Reflexionsnebel aus dem Jahr 1966. Es teilt sich dieses Teleskopsichtfeld, das ungefähr doppelt so groß ist wie ein Vollmond am Himmel, mit Sternen und dunklen, undurchsichtigen Staubwolken im nördlichen Sternbild Kassiopeia.

Der kosmische Staub reflektiert bevorzugt das blaue Sternenlicht des eingebetteten heißen Sterns SU Cassiopeiae, was vdB 9 den charakteristischen bläulichen Farbton eines klassischen Reflexionsnebels verleiht. SU Cas ist ein veränderlicher Stern der Gruppe der Cepheiden. Sogar dann, wenn er am hellsten leuchtet, ist er etwas zu blass, um ihn mit bloßem Auge zu sehen. Cepheiden spielen immer noch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung von Entfernungen in unserer Galaxie und außerhalb.

In der gut bekannten Entfernung des Sterns von 1540 Lichtjahren wäre diese kosmische Leinwand ungefähr 24 Lichtjahre groß.

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