Schlagwort: Kollision

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M82: Galaxie mit heftiger Sternbildung und Superwind

Die längliche Galaxie Messier 82 im Sternbild Große Bärin ist von einem Superwind umgeben. Aus der Mitte strömen rote Gasfäden, außen herum erkennt man zarte Schleier. Im Hintergrund sind lose Sterne verteilt.
Bildcredit und Bildrechte: Arnaud Malleval

In der Galaxie Messier 82 gibt es heftige Sternbildung und einen Superwind. Die Explosionen von Supernovae und starke Winde von massereichen Sternen sorgen für die turbulente Bewegung der Gase. Das scharfe Bild entstand mit einem Teleskop. Es zeigt klare Hinweise auf den Superwind, der mitten aus der Galaxie strömt. Die Daten für dieses Bild wurden 33 Stunden lang mit Schmalbandfiltern aufgenommen. Atomarer Wasserstoff zieht in langen Fasern aus dem Inneren. Seine Emissionen sind hier rot gefärbt.

Ein Teil des Gases im Superwind entweicht in den intergalaktischen Raum. Davor wird es mit schweren Elementen angereichert, die in den massereichen Sternen entstanden sind. Eine nahe Begegnung mit der benachbarten großen Galaxie M81 löste die heftige Sternentstehung aus. Der Ausbruch an Sternbildung in M82 dauert wohl noch etwa 100 Millionen Jahre an.

Die Galaxie M82 ist länglich. Wegen ihrer Form nennt man sie Zigarren-Galaxie. Sie ist ca. 30.000 Lichtjahre breit und 12 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Am irdischen Sternhimmel liegt M82 am nördlichen Rand des Sternbildes Große Bärin (Ursa Major).

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Die Antennen erkunden

Zwei Galaxien bilden ein verworrenes Knäuel in der Bildmitte. Nach links unten und rechts oben sind lange Gezeitenschweife ausgeworfen.
Bildcredit und Bildrechte: Beschaffung – Mike Selby Bearbeitung – Roberto Colombari

Im südlichen Sternbild Rabe (Corvus) stoßen zwei große Galaxien aufeinander. Es sind NGC 4038 und NGC 4039. Die beiden sind 60 Millionen Lichtjahre entfernt. Nur selten kollidieren dabei die Sterne in den Galaxien. Die kosmische Karambolage dauert Hunderte Millionen Jahre. Doch in den Galaxien sind große Wolken aus molekularem Gas und Staub. Diese kollidieren häufig. Dabei kommt es mitten im kosmischen Trümmerfeld zu Phasen mit heftiger Sternbildung.

Das Teleskopbild ist etwa 50.000 Lichtjahre breit. Es zeigt auch neue Sternhaufen und Materie, die von den Kräften der Gezeiten weit vom Ort des Zusammenstoßes weggeschleudert wurde. Das scharfe Bild zeigt die blassen Gezeitenströme und einige weit entfernte Galaxien im Hintergrund. Die bogenförmigen Strukturen im Panorama gaben dem Galaxienpaar seinen Namen: Antennengalaxien. Man kennt sie auch als Arp 244.

Artemis II: Aktuelles von der Mission

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Schwarze Löcher, Neutronensterne: 218 verschmolzen

Das Raster zeigt die Verschmelzungen von 218 massereichen Objekten, die meisten davon sind Schwarze Löcher. Es sind alle Ereignisse, die bisher von der Kollaboration LIGO, VIRGO und KAGRA veröffentlicht wurde.
Bildcredit: Ryan Nowicki, Bill Smith und Karan Jani; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Wie klingt es, wenn zwei Schwarze Löcher in den Tiefen des Weltraums verschmelzen? Schallwellen breiten sich im Vakuum nicht aus, Gravitationswellen hingegen schon. Im Jahr 2015 konnten wir sie zum ersten Mal „hören“. Das bestätigte eine von Albert Einsteins theoretischen Vorhersagen.

Jedes Quadrat im Raster zeigt eine Messung von Gravitationswellen. Das Bild zeigt alle bisher veröffentlichten Ergebnisse der Arbeitsgruppe aus LIGO, VIRGO, und KAGRA. Die Diagramme in den Einzelbildern zeigen, wie ein binäres Paar auf einer Bahn umeinander kreist und zur Verschmelzung hin schneller wird. Die Frequenz steigt an. Das bezeichnet man als „Zwitschern“ (Chirp).

Es gibt zwar deutlich mehr Neutronensterne als Schwarze Löcher. Doch bei den meisten Messungen verschmolzen binäre Schwarze Löcher. Das liegt daran, dass Schwarze Löcher schwerer sind. Ihre Signale sind „lauter“. Man kann sie aus größerer Entfernung wahrnehmen, was zu mehr Entdeckungen führt. Solche Ereignisse sind selten. Wir erwarten nicht, in nächster Zeit eines in der Nähe unserer Galaxis zu beobachten. Doch sie finden kontinuierlich überall im Kosmos statt.

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NGC 1275 im Perseus-Galaxienhaufen

Viele elliptische Galaxien füllen das Bild, nur einige wenige haben eine Spiralstruktur. In der Mitte ist eine besonders auffällige Galaxie, weil rote und blaue Fäden von ihr ausgehen. Es ist die aktive Galaxie NGC 1275 im Perseus-Galaxienhaufen.

Bildcredit und Bildrechte: Michal Wierzbinski, Hellas-Sky

Die aktive Galaxie NGC 1275 ist das zentrale große Mitglied im großen Perseus-Galaxienhaufen, der relativ nahe ist. Schon im sichtbaren Licht erscheint sie fast „wild“. Die aktive Galaxie ist eine gewaltige Quelle für Röntgenstrahlung und Radiowellen. NGC 1275 sammelt Materie an, indem ganze Galaxien in sie hineinfallen. Sie speisen am Ende ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie.

Dieses scharfe Teleskopbild entstand aus Schmalband-Bilddaten. Sie betonen die galaktischen Trümmer und Filamente aus leuchtendem Gas, die bei dem Tumult entstehen. Einige davon sind bis zu 20.000 Lichtjahre lang. Die Filamente in NGC 1275 bleiben bestehen, obwohl die heftigen galaktischen Kollisionen sie eigentlich zerstören müssten.

Was hält diese Filamente zusammen? Die Aktivität des Schwarzen Lochs drückt die Strukturen vom dem Zentrum der Galaxie nach außen. Es gibt Hinweise aus Beobachtungen, dass Magnetfelder diese Strukturen stabilisieren. NGC 1275 ist auch als Perseus A bekannt. Sie ist mehr als 100.000 Lichtjahre breit und etwa 230 Millionen Lichtjahre entfernt.

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NGC 2442: Galaxie im Fliegenden Fisch

Im Bild windet sich eine hakenförmige Galaxie mit sehr ausgeprägten Sternbildungsregionen. Außen herum sind Sterne und kleine Galaxien verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Selby

Die verzerrte Galaxie NGC 2442 liegt im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Piscis Volans). Sie ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt. Die beiden Spiralarme der Galaxie gehen von einem sehr markanten zentralen Balken aus. Sie verleihen ihr eine Erscheinung, die an einen Haken erinnert.

Das farbige Bild wurde mit Teleskop fotografiert und zeigt viele Details. Um die Galaxie herum sind Sterne verteilt, die im Vordergrund liegen. Das Bild zeigt auch die undurchsichtigen Staubbahnen in der fernen Galaxie. Junge, blaue Sternhaufen und rötliche Regionen mit Sternbildung umgeben einen Kern. Darin leuchtet eine ältere gelbliche Population an Sternen. Die Regionen mit Sternbildung konzentrieren sich anscheinend stärker in dem Spiralarm, der nach rechts oben herausgezogen ist.

Die verzerrte Struktur entstand wahrscheinlich durch eine enge Begegnung vor langer Zeit mit einer kleineren Galaxie, die liegt links oben außerhalb des Bildes liegt. In der Distanz von NGC 2442 ist dieses Teleskop-Sichtfeld breiter als 200.000 Lichtjahre.

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M51: Die Strudelgalaxie

Über der markanten Spiralgalaxie M51, die hier blau und rot leuchtet und einen gelblichen Kern hat, liegt eine kleinere Begleitgalaxie, von der viele nebelige Strukturen ausgehen.

Bildcredit und Bildrechte: Michael Sleeman

Die Whirlpool-Galaxie ist eine klassische Spiralgalaxie. Sie ist nur 30 Millionen Lichtjahre entfernt und gut 60.000 Lichtjahre breit. M51 kennt man auch als NGC 5194. Sie ist malerisch und eine der hellsten Galaxien am Himmel.

Für dieses Bild wurden Aufnahmen kombiniert, die insgesamt 58 Stunden lang in verschiedenen Farben aufgenommen wurden. Dafür diente ein Teleskop im chinesischen Lijiang. Doch schon mit einem guten Fernglas kann man diesen Strudel im Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) erkennen.

M51 ist eine Spiralgalaxie vom Typ Sc und das markanteste Mitglied einer ganzen Galaxiengruppe. Astronom*innen vermuten, dass die Spiralstruktur von M51 hauptsächlich durch die gravitative Wechselwirkung mit der kleineren Galaxie direkt darüber entsteht.

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Galaxien im Chemischen Ofen

Eine große Galaxie ist von schalenartigen Hüllen umgeben. Rechts neben ihrem Zentrum ist eine kleinere Galaxie mit Hüllen. Beide gehören zum Fornax-Galaxienhaufen. Im Bild sind einige weitere, kleinere Galaxien und ein paar Sterne mit Lichtkreuzen verteilt. Dazwischen sind viele kleine Sterne.

Bildcredit und Bildrechte: Simone Curzi und das ShaRA-Team

Die elliptische Galaxie NGC 1316 ist ein Beispiel für Gewalt in kosmischem Ausmaß. Sie ist etwa 75 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im südlichen Sternbild Chemischer Ofen (Fornax). Man untersuchte diese riesige Galaxie. Daher vermuten Forschende der Astronomie, dass sie mit ihrer kleineren Nachbarin NGC 1317 kollidiert. Diese liegt rechts neben der Mitte der großen Galaxie. Bei der Begegnung wurden Schleifen und Hüllen aus Sternen weit hinausgeschleudert. Das Licht, das bei ihrer nahen Begegnung abgestrahlt wurde, erreichte die Erde vor etwa 100 Millionen Jahren.

Das scharfe Teleskopbild zeigt die zentralen Bereiche von NGC 1316 und NGC 1317. Sie sind mehr als 100.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Komplexe Staubspuren in NGC 1316 zeigen, dass auch sie das Ergebnis der Verschmelzung von Galaxien in der fernen Vergangenheit ist.

Man kennt NGC 1316 auch als Fornax A. Sie liegt am Rand des Galaxienhaufens in Fornax. Dort ist sie ist eine der hellsten Galaxien, aber auch eine der stärksten und größten Radioquellen am ganzen Himmel. Ihre Radioemissionen reichen weit über dieses Sichtfeld, das 1 Grad breit ist, hinaus.

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GW250114: Rotierende Schwarze Löcher kollidieren

Die Illustration der Künstlerin Aurore Simonnet zeigt ein Schwarzes Loch vor seiner Verschmelzung.

Illustrationscredit: Aurore Simonnet (SSU/EdEon), LVK, URI; LIGO-Arbeitsgemeinschaft

Es war das stärkste Signal von Gravitationswellen, das man je gemessen hat. Was zeigte es? GW250114 wurde Anfang des Jahres von beiden Armen von LIGO in Washington und Louisiana in den USA entdeckt. LIGO steht für Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory. Die Analyse ergab, dass bei dem Ereignis zwei Schwarze Löcher zu einem größeren Schwarzen Loch mit etwa 63 Sonnenmassen verschmolzen. Jedes einzelne hatte davor etwa 33 Sonnenmassen.

Das Ereignis fand zwar rund eine Milliarde Lichtjahre entfernt statt. Doch das Signal war so stark, dass erstmals der Spin aller Schwarzen Löcher genau bestimmt werden konnte. Außerdem wurde besser als je zuvor bestätigt, dass die gesamte Fläche des Ereignishorizonts um das kombinierte Schwarze Loch größer war als die der verschmelzenden Schwarzen Löcher. Genau so wurde es vorhergesagt.

Diese Illustration einer Künstlerin zeigt eine Ansicht aus der Nähe eines Schwarzen Lochs vor der Kollision.

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