Schlagwort: MeerKAT

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Cir X-1: Strahlströme im Afrikanebel

Der Nebel erinnert ein bisschen an Afrika. Das komplizierte Radiobild zeigt Ringe und Strahlströme.

Bildcredit: J. English (U. Manitoba) und K. Gasealahwe (U. Kapstadt), SARAO, MeerKAT, ThunderKAT; Wissenschaft: K. Gasealahwe, K. Savard (U. Oxford) et al.; Text: J. English und K. Savard

Wie lange dauert es, ehe bei einem neu entstandenen Neutronenstern Strahlströme entstehen? Der Afrika-Nebel gibt uns darauf Hinweise: Dieser Supernova-Überrest umgibt Circinus X-1 (auch: Cir X-1). Das ist ein Neutronenstern, der Röntgenstrahlung aussendet. Auch seinen Begleitstern ist im Bild.

Das Bild stammt von der ThunderKAT-Arbeitsgemeinschaft am MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika. Es zeigt die helle Kernregion und eine keulenförmige Struktur der aktiven Strahlen von Cir X-1 im Nebel. Sein junges Alter beträgt gerade einmal 4600 Jahre. Damit könnte Cir X-1 die „kleine Schwester“ des Mikroquasars SS433* sein.

Aktuelle Entdeckungen werfen ein neues Licht auf die Geschichte des Systems: Aus einem ringförmigen Loch im oberen rechten Eck des Nebels steigen blasenartige Strukturen auf. Die Blasen und die Anwesenheit eines Rings links unten deutet darauf hin, dass es schon früher Strahlen gab. Simulationen mit Computern zeigen, dass diese Strahlströme schon 100 Jahre nach der Supernovaexplosion entstanden sind, und dass sie über 1000 Jahre lang aktiv blieben. Überraschend ist, dass diese Jets um vieles stärker sein müssten, um die beobachteten Blasen zu erzeugen, als man bisher bei jungen Neutronensternen vermutete.

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MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum in Radio

Falschfarbenbild in Gelb- und Blautönen vom galaktischen Zentrum im Radiobereich. Verschiedene Wolken, Blasen und Fäden lassen sich erkennen.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, SARAO, S. Crowe (UVA), J. Bally (CU), R. Fedriani (IAA-CSIC), I. Heywood (Oxford)

Was geht im Zentrum unserer Galaxie vor sich? Mit optischen Teleskopen ist das schwer zu beurteilen, denn der Staub zwischen den Sternen verschluckt das sichtbare Licht. In anderen Wellenlängen wie dem Radiobereich kann man das galaktische Zentrum beobachten. Dann ist es eine interessante und aktive Region.

Dieses Bild zeigt das Zentrum unserer Milchstraße. Es entstand mit MeerKAT, einer Anlage aus 64 Radioteleskopen in Südafrika. Das Panorama ist am Himmel so breit wie vier Vollmonde, also 2 Grad. Weil es lange belichtet wurde, zeigt es viele Details. Ihr könnt viele bekannte Quellen klar und detailliert erkennen. Viele tragen das Präfix „Sgr“, weil das galaktische Zentrum im Sternbild Schütze (Sagittarius) liegt.

Im Zentrum unserer Galaxis liegt Sgr A*. Dort ist das zentrale, extrem massereiche Schwarze Loch der Milchstraße. Andere Radioquellen im Bild sind nicht so gut erforscht. Dazu zählen der Bogen links neben Sgr A* und viele fadenartige Strukturen.

Das Weltraumteleskop James Webb hat kürzlich einen kleinen Himmelsbereich beobachtet. Dabei untersuchte man die Auswirkungen von Magnetfeldern auf die Sternentstehung. Das Bild der Infrarotkamera ist rechts oben eingefügt.

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Der Radiobogen im galaktischen Zentrum

Rechts unten im Bild leuchtet ein helles orangefarbenes Objekt, von dem nach links oben wolkige, dunklere orangefarbene Strukturen verlaufen. Oben verlaufen von links unten nach rechts oben orangefarbene Bögen.

Bildcredit: Ian Heywood (Oxford U.), SARAO

Wie entsteht diese ungewöhnliche gekrümmte Struktur, die wir nahe beim Zentrum unserer Galaxis beobachten? Lange, parallele Strahlen laufen schräg über das Radiobild. Man bezeichnet sie kollektiv als die Radiobögen im galaktischen Zentrum. Die Bögen ragen aus der galaktischen Ebene heraus.

Seltsame, gekrümmte Fasern verbinden den Radiobogen mit dem galaktischen Zentrum. Man bezeichnet sie als die Arches. Die helle Radiostruktur rechts unten umgibt ein Schwarzes Loch. Es liegt im galaktischen Zentrum, das als Sagittarius A* bekannt ist.

Es gibt eine Hypothese zum Ursprung der Geometrie der Radiobögen und der Arches. Sie vermutet, dass die Bögen heißes Plasma enthalten, das entlang von Linien eines konstanten Magnetfeldes fließt. Es gibt Bilder des Observatoriums Chandra der NASA, das Röntgenlicht beobachtet. Diese Aufnahmen zeigen, wie das Plasma mit anscheinend mit einer kalten Gaswolke in der Nähe kollidiert.

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Animation: Rätselhafte Radiokreise


Videocredit: Illustration: Sam Moorfield; Daten: CSIRO, HST (HUDF), ESA, NASA; Bild: J. English (U. Manitoba), EMU, MeerKAT, DES (CTIO); Text: Jayanne English

Beschreibung: Wie nennt man ein kosmisches Rätsel, das niemand vorhergesehen hat? In diesem Fall sind es rätselhafte Radiokreise (Odd Radio Circles, kurz ORCs). ORC-1 steht für fünf seltsame Objekte, die 2019 zufällig mit dem neuen australischen SKA Pathfinder Radio-Array entdeckt wurden und die nur in Radiofrequenzen zu beobachten sind.

Das letzte Bild im Video enthält Daten des südafrikanischen MeerKAT-Arrays aus dem Jahr 2021, um mehr Details zu zeigen. Die türkis gefärbten Radiodaten wurden mit einer optischen und Infrarot-Karte der Durchmusterung Dunkler Energie kombiniert.

Die animierte künstlerische Darstellung folgt nur einer Idee zum Ursprung der ORCs. Wenn im Zentrum einer Galaxie zwei sehr massereiche Schwarze Löcher verschmelzen, könnten die dabei entstehenden Stoßwellen Ringe aus Radiostrahlung hervorrufen. Diese wachsen, bis sie das Videofeld füllen. Das Videobild wird erweitert, damit die Ausbreitung der ORC zu sehen ist, bis diese etwa eine Million Lichtjahre groß sind.

Glücklicherweise kann das bald verfügbare Square Kilometer Array helfen, dieses und andere vielversprechende Szenarien zu testen.

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MeerKAT: Das galaktische Zentrum im Radiobereich

Das MeerKAT-Array aus 64 Radioantennen in Südafrika zeigt viele Details von Sgr A* im Zentrum der Milchstraße.

Bildcredit: Ian Heywood (Oxford U.), SARAO; Farbbearbeitung: Juan Carlos Munoz-Mateos (ESO)

Beschreibung: Was passiert im Zentrum unserer Galaxis? Das ist mit optischen Teleskopen schwer zu erkennen, da sichtbares Licht vom interstellaren Staub verdeckt wird. Doch in anderen Bandbreiten des Lichts wie Radio kann das galaktische Zentrum abgebildet werden und erweist sich als ziemlich interessanter, aktiver Ort.

Oben seht ihr das aktuellste Bild vom Zentrum unserer Milchstraße, aufgenommen mit dem MeerKAT-Array aus 64 Radioantennen in Südafrika. Es ist viermal so breit wie die Winkelgröße des Mondes (2 Grad), also beeindruckend groß und detailreich. Viele bekannte Quellen sind deutlich abgebildet, darunter etliche mit dem Kürzel Sgr, da das galaktische Zentrum in Richtung des Sternbildes Schütze (Sagittarius) liegt. In der Bildmitte seht ihr Sgr A* mit dem sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße. Andere hier gezeigte Quellen sind weniger gut erforscht, etwa der Bogen links neben Sgr A* sowie zahlreiche faserartige Strukturen.

Zu den Zielen für MeerKAT gehört die Suche nach Radioemissionen von neutralem Wasserstoff aus einem viel jüngeren Universum sowie kurze, weit entfernte Radioblitze.

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Das galaktische Zentrum mit Sternen, Gas und Magnetismus

Dieses detailreiche Panorama von Chandra und MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum mit zahlreichen, komplexen Wechselwirkungen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT

Beschreibung: Was passiert um das Zentrum unserer Galaxis? Um das herauszufinden, wurde kürzlich ein detailreiches Panorama erstellt, das die Regionen knapp über und unter der galaktischen Ebene in Radiowellen und Röntgenlicht erforscht. Das Röntgenlicht wurde mit dem Chandra-Observatorium aufgenommen, es ist orangefarben (heiß), grün (heißer) und violett (am heißesten) abgebildet und wurde über ein hochdetailliertes Bild in Radiowellen in Grau gelegt, das vom MeerKAT–Teleskop stammt.

Die Wechselwirkungen sind zahlreich und komplex. Galaktische Ungeheuer wie expandierende Supernovaüberreste, heiße Winde von neu entstandenen Sternen, ungewöhnlich starke, kollidierende Magnetfelder und ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch kämpfen in einem Raum, der nur 1000 Lichtjahre groß ist. Die dünnen, hellen Streifen stammen anscheinend von verdrehten und neu verknüpften Magnetfeldern in kollidierenden Regionen, die eine Art energiereiches innergalaktisches Weltraumwetter erzeugen, ähnlich wie jenes, das unsere Sonne erzeugt.

Weitere Beobachtungen und Forschungen versprechen, nicht nur mehr Licht auf die Geschichte und Entwicklung unserer Galaxis zu werfen, sondern auch auf die Entwicklung aller Galaxien.

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Das Galaktische Zentrum von Radio bis Röntgen

Sgr A*, das Zentrum unserer Galaxis mit einem Schwarzen Loch, leuchtet in jeder Art von Licht; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: NASA, CXC, UMass, D. Wang et al.; Radio: NRF, SARAO, MeerKAT

Beschreibung: Auf wie viele Arten leuchtet das Zentrum unserer Galaxis? Diese rätselhafte Region, etwa 26.000 Lichtjahre entfernt ist und im Sternbild Schütze (Sagittarius) liegt, leuchtet in jeder Art von Licht, die wir sehen können.

Für dieses Bild wurde mit dem Röntgenobservatorium Chandra der NASA im Erdorbit energiereiche Röntgenstrahlung abgebildet, diese erscheint in Grün und Blau. Die rot gefärbte Abbildung der energiearmen Radiostrahlung stammt von der Teleskopanordnung MeerKAT des SARAO, die auf der Erde stationiert ist. Rechts neben der farbenfrohen Zentralregion liegt Sagittarius A (Sgr A), eine starke Radioquelle, die sich an derselben Stelle befindet wie Sgr A*, das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis.

Heißes Gas, das Sgr A* umgibt, sowie eine Reihe parallel verlaufender Radiofilamente, die als der „Bogen“ bezeichnet werden, sind links neben der Bildmitte zu sehen. Weiters verlaufen im Bild zahlreiche ungewöhnliche einzelne Radiofilamente. Viele Sterne kreisen in und um Sgr A*, außerdem zahlreiche kleine Schwarze Löcher und dichte Sternkerne, die als Neutronensterne und Weiße Zwerge bekannt sind. Das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße wird gegenwärtig vom Event Horizon Telescope abgebildet.

Aktivitäten: NASA-Wissenschaft zu Hause
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MeerKAT zeigt das galaktische Zentrum in Radio

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

Bildcredit: MeerKAT, SARAO

Beschreibung: Was passiert im Zentrum unserer Galaxis? Das ist mit optischen Teleskopen schwer zu sagen, da sichtbares Licht durch dazwischen liegenden interstellaren Staub blockiert wird. Aber in anderen Wellenlängen des Lichtes, zum Beispiel Radio, kann das galaktische Zentrum abgebildet werden und erweist sich als ziemlich interessanter, aktiver Ort.

Dieses Bild zeigt eine erste Aufnahme der Teleskopanordnung MeerKAT aus 64 Radioteleskopen, die kürzlich in Südafrika fertiggestellt wurde. Das eindrucksvoll riesige, detailreiche Bild umfasst vier Mal den Winkeldurchmesser des Mondes (2 Grad). Viele bekannte Quellen werden sehr detailreich gezeigt, etliche davon mit der Vorsilbe Sgr, da das galaktische Zentrum in Richtung des Sternbildes Schütze liegt.

Im Zentrum unserer Galaxis – hier rechts neben der Bildmitte – liegt Sgr A* mit dem sehr massereichen zentralen schwarzen Loch der Milchstraße. Andere Quellen im Bild sind weniger gut erklärbar, darunter der Bogen links neben Sgr A* sowie zahlreiche faserartige Stränge. Zu MeerKATs Zielen gehören die Suche nach Radioemissionen von neutralem Wasserstoff, die in einem viel jüngeren Universum abgestrahlt wurden, sowie kurze, ferne Radioblitze.

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