Schlagwort: Kollision

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Arp 194: Eine Galaxiengruppe verschmilzt

Die drei Galaxien im Bild wechselwirken miteinander. Von der oberen großen Galaxie verläuft eine Brücke aus blauen Sternhaufen zur unteren Galaxie. In der oberen Galaxie ist eine kleine Galaxie erkennbar.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Die Galaxien von Arp 194 kollidierenden, und dazwischen verläuft eine Brücke. Warum entstehen in dieser Verbindung neue Sterne? Wenn Galaxien zusammenstoßen, entstehen Sterne meist nur in den Scheiben der Galaxien oder in den Gezeitenschweifen. Doch in Arp 194 gibt es eine verbindende Brücke mit hellen Knoten aus jungen Sternen.

Dieses Bild von Arp 194 stammt von Hubble. Als man diese Bilder und Daten untersuchte und Computersimulationen der Wechselwirkung durchführte, zeigt sich, dass die untere Galaxie in den letzten 100 Millionen Jahren die obere Galaxie durchdrungen hat. Dabei entstand ein Strom aus Gas, der nun zur unteren Galaxie fällt. Man vermutet, dass in dieser Brücke Sterne entstehen, seit die Turbulenzen nach der stürmischen Kollision in jüngerer Zeit nachgelassen haben. In etwa einer Milliarde an Jahren verschmelzen die Galaxien – und auch eine kleinere Galaxie, die vor der oberen Galaxie liegt (seht ihr sie?) – zu einer größeren Galaxie.

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Simulation TNG50: Ein Galaxienhaufen entsteht


Videocredit: IllustrisTNG-Projekt; Visualisierung: Dylan Nelson (Max Planck Institut für Astrophysik) et al. Musik: Symphonie No. 5 (Ludwig van Beethoven) via YouTube Audio Library

Beschreibung: Wie entstehen Galaxienhaufen? Da sich unser Universum zu langsam bewegt, um es zu beobachten, werden schneller bewegte Computersimulationen erstellt, um das herauszufinden. Ein neuer Versuch ist TNG50 von IllustrisTNG, eine verbesserte Version der berühmten Illustris-Simulation.

Der erste Teil dieses Videos zeigt die Spuren kosmischen Gases (großteils Wasserstoff), das sich vom frühen Universum bis heute zu Galaxien und Galaxienhaufen entwickelt, wobei hellere Farben schneller bewegtes Gas markieren. Während das Universum heranreift, fällt Gas in Gravitationssenken, Galaxien entstehen, Galaxien rotieren, Galaxien kollidieren und verschmelzen, und die ganze Zeit über entstehen Schwarze Löcher in Galaxienzentren und stoßen umgebendes Gas mit hoher Geschwindigkeit aus.

Die zweite Hälfte des Videos folgt der Spur von Sternen und zeigt, wie ein Galaxienhaufen mit Gezeitenschweifen und Sternströmen zustande kommt. Der Ausfluss von Schwarzen Löchern ist in TNG50 überraschend komplex, und die Details werden mit unserem realen Universum verglichen. Zu untersuchen, wie Gas im frühen Universum verschmolz, hilft der Menschheit besser zu verstehen, wie Erde, Sonne und Sonnensystem ursprünglich entstanden sind.

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Zwillingsgalaxien in Virgo

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte:  CHART32 Team, Bearbeitung: Johannes Schedler

Beschreibung: Das Spiralgalaxienpaar NGC 4567 und NGC 4568 teilt diese scharfe kosmische Aussicht mit der einsamen elliptischen Galaxie NGC 4564. Sie alle gehören zum großen Virgo-Galaxienhaufen. Das augenfällige Spiralpaar mit den klassischen Spiralarmen, Staubbahnen und Sternhaufen ist auch als Schmetterlingsgalaxien bekannt.

Die Galaxienzwillinge, die sehr nahe beisammenstehen, scheinen durch die Gezeitenkräfte nicht allzu verzerrt zu sein. Ihre riesigen Molekülwolken hingegen kollidieren bekanntlich und schüren wahrscheinlich die Entstehung massereicher Sternhaufen. Die Galaxienzwillinge sind ungefähr 52 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre hellen Kerne sind vermutlich etwa 20.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Die gezackten Vordergrundsterne liegen natürlich in unserer Milchstraße.

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Arp 188 und der Schweif der Kaulquappe

Rechts oben ist eine Galaxie, die einen sehr dreidimensionalen Eindruck macht. Die Spiralarme erscheinen in zwei Ebenen gewickelt, nach rechts unten verläuft ein Strang aus Sternen und blauen Sternhaufen. Im Hintergrund sind zahlreiche Galaxien verteilt.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisarchiv, ESA, NASA; Bearbeitung: Faus Márquez (AAE)

Beschreibung: Warum hat diese Galaxie einen so langen Schweif? Diese tolle Ansicht basiert auf Bilddaten des Hubble-Vermächtnisrchivs. Sie zeigt die zerrissene Spiralgalaxie Arp 188, die Kaulquappengalaxie, vor einem dramatischen Hintergrund mit ferne Galaxien.

Die kosmische Kaulquappe liegt an die 420 Millionen Lichtjahre entfernt im nördlichen Sternbild Drache (Draco). Ihr markanter Schweif ist ungefähr 280.000 Lichtjahre lang und zeigt massereiche helle blaue Sternhaufen. Man erzählt, dass eine kompaktere Eindringlingsgalaxie vor Arp 188 kreuzte – auf dieser Ansicht von rechts nach links – und durch den Gravitationsanzug hinter der Kaulquappe herumgeschlungen wurde. Bei der nahen Begegnung zogen Gezeitenkräfte Sterne, Gas und Staub aus der Spiralgalaxie, aus denen der spektakuläre Schweif entstand. Die Eindringlingsgalaxie liegt ungefähr 300.000 Lichtjahre dahinter und ist durch die Spiralarme im Vordergrund rechts oben sichtbar.

Wie ihr irdischer Namensvetter verliert die Kaulquappengalaxie wahrscheinlich ihren Schweif, wenn sie älter wird, und die Sternhaufen im Schweif bilden kleinere Begleiter der großen Spiralgalaxie.

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Kosmische Kollision formt galaktischen Ring

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Bildcredit: Röntgen: Chandra (NASA, CXC, INAF, A. Wolter et al.); Optisch: Hubble (NASA, STScI)

Beschreibung: Wie kann eine Galaxie die Form eines Ringes annehmen? Der Rand der rechts abgebildeten blauen Galaxie ist eine unermessliche, ringähnliche Struktur mit einem Durchmesser von 150.000 Lichtjahren, die aus neu gebildeten, extrem hellen massereichen Sternen besteht. Diese Galaxie, AM 0644-741, ist als Ringgalaxie bekannt und entstand durch eine gewaltige Galaxienkollision.

Wenn Galaxien kollidieren, durchdringen sie einander – ihre Einzelsterne kommen selten miteinander in Kontakt. Die ringähnliche Form ist das Ergebnis der gravitativen Störung, die durch eine kleine eindringende Galaxie verursacht wurde, welche die große Galaxie durchdrang. Als das geschah, wurden interstellares Gas und Staub komprimiert. Das löste eine Sternbildungswelle aus, die vom Einschlagspunkt auswärts wanderte, wie Wellen, die sich auf der Oberfläche eines Teiches ausbreiten.

Links ist die wahrscheinliche Eindringlingsgalaxie zu sehen. Das Bild ist eine Kombination aus Daten der Weltraumteleskope Hubble (sichtbares Licht) und Chandra (Röntgen). Röntgenlicht ist rosarot dargestellt und bildet Orte ab, an denen energiereiche Schwarze Löcher oder Neutronensterne hausen, die wahrscheinlich kurz nach der Galaxienkollision entstanden sind.

Offene Wissenschaft: Stöbern Sie durch 1.800+ Codes der Astrophysics Source Code Library

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Der Kampf in NGC 3256

Die Galaxie im Bild sieht wild und unregelmäßig aus. Ihre Sterne wirken wie ein wild geschleuderter Nebel, der ein helles Zentrum mit markanten dunklen Staubbahnen umgibt.
Bildcredit und Lizenz: NASA, ESA, Weltraumteleskop Hubble

Die Galaxie NGC 3256 wirkt merkwürdig. Sie ist geprägt von einer ungewöhnlich hellen Zentralregion, wirbelnden Staubbahnen und ausladenden Gezeitenschweife. Sie sind die das Nachspiel einer wahrhaft kosmischen Kollision. Der Kampf zweier getrennter Galaxien dauert schon 500 Millionen Jahre. Er reicht auf diesem scharfen Bild von Hubble über etwa 100.000 Lichtjahre.

Wenn zwei Galaxien kollidieren, treffen sich ihre einzelnen Sterne nur selten. Stattdessen stoßen riesige galaktische Wolken aus Molekülen und Staub gegeneinander. Dann beginnen eindrucksvolle Ausbrüche an Sternbildung. Die beiden Galaxien hatten ursprünglich die Form von Spiralen. Vor dem Kampf hatten sie eine ähnliche Masse. Nun sind ihre Scheiben nicht mehr getrennt, und die beiden Galaxienkerne sind hinter undurchsichtigem Staub verschwunden. In wenigen Hundert Millionen Jahren verschmelzen wohl auch ihre Kerne. Dann wird aus NGC 3256 eine einzelne, große elliptische Galaxie.

NGC 3256 ist fast 100 Millionen Lichtjahre entfernt. Die Galaxie liegt im südlichen Segelsternbild Segel des Schiffs (Vela). Im Hintergrund sind viele Galaxien verteilt, die noch weiter entfernt sind. Die gezackten Sterne leuchten im Vordergrund.

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Spiralgalaxie NGC 4038 in Kollision

Das Zentrum einer Galaxie wirkt stark strukturiert, es zeigt viele dunkle Staubnebel und einige rosarote und blau leuchtende Sternbildungsgebiete.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, HLA; Bearbeitung und Bildrechte: Domingo Pestana

Diese Galaxie hat ein schlechtes Jahrtausend. Eigentlich waren schon die letzten 100 Millionen Jahre nicht besonders gut. Die nächste Milliarde Jahre wird wahrscheinlich ziemlich turbulent. NGC 4038 liegt rechts unten. Sie war eine gewöhnliche Spiralgalaxie, die sich um ihren Kram kümmerte. Dann stürzte NGC 4039 links oben in sie hinein. Hier ist das Trümmerfeld, das dabei entstand. Es sind die bekannten und berühmten „Antennen„.

Die Gravitation sortiert jede der beiden Galaxien neu. Dabei prallen Gaswolken aufeinander. Helle, blaue Knoten aus Sternen und massereiche Sterne entstehen und explodieren. Braune Fasern aus Staub werden verteilt. Am Ende verschmelzen die beiden Galaxien zu einer größeren Ggalaxie. Solche Kollisionen sind nicht ungewöhnlich. Auch unsere Milchstraße hatte mehrere Zusammenstöße. In ein paar Milliarden Jahren kollidiert sie mit der benachbarten Andromedagalaxie.

Die Aufnahmen für dieses Bild entstanden mit dem Weltraumteleskop Hubble. Damit wollen Forschende die Kollisionen von Galaxien besser verstehen. Seither wurden viele weitere Komposite aus Aufnahmen von Hubble veröffentlicht. Jeder kann die Rohdaten herunterladen und bearbeiten. So entstand auch dieses visuell eindrucksvolle Kompositbild.

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Der ungewöhnliche Felsen auf Tychos Gipfel

Das Gebirge im Bild ist der zentrale Berg im Krater Tycho auf dem Mond. Rechts unten ist ein Einschub, der die Position des Kraters zeigt. Das kleine Bild links oben zeigt den Krater im Detail. Mitten auf dem Berg liegt ein Felsbrocken, was rätselhaft ist, da der Krater durch einen Einschlag entstand.

Bildcredits – Hauptbild: NASA, Arizona State U., LRO; Einschub oben: NASA, Arizona State U., LRO; Einschub unten: Gregory H. Revera

Warum liegt auf dem Gipfel von Tychos Zentralberg ein riesiger Felsblock? Der Krater Tycho auf dem Mond ist ein Merkmal, das man sehr leicht erkennt. Man sieht ihn sogar mit bloßem Auge, wie das Bild rechts unten zeigt. Doch mitten im Krater Tycho (Einschub links oben) liegt etwas Ungewöhnliches, nämlich ein 120 Meter großer Felsbrocken! Der Lunar Reconnaissance Orbiter LRO, der um den Mond kreist, fotografierte ihn im letzten Jahrzehnt bei Sonnenaufgang mit sehr hoher Auflösung.

Zum Ursprung gibt es einige Hypothesen. Die wahrscheinlichste davon lautet, dass die gewaltige Kollision, die den Krater Tycho vor etwa 110 Millionen Jahren schlug, den Brocken hochschleuderte. Als er wieder herabfiel, landete er zufällig mitten auf dem neuen Zentralberg.

In den nächsten Milliarden Jahren tragen Mondbeben und Einschläge von Meteoriten den Zentralberg in Tycho langsam ab. Dabei taumelt der Felsblock wohl die 2000 Meter zum Kraterboden hinab und zerfällt.

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