Die Milchstraße geht auf

Hinter mehreren Teleskopkuppeln auf einem Berg breitet sich die Milchstraße mit Dunkelwolken aus.

Bildcredit und Bildrechte: José Rodrigues

Hinter dem La-Silla-Observatorium auf einem chilenischen Berggipfel geht auf dieser detailreichen nächtlichen Himmelslandschaft das Zentrum der Milchstraße auf. Von uns aus gesehen liegt das Zentrum unserer Heimatgalaxis im Sternbild Schütze.

Links steht das Neue-Technologie-Teleskop der Europäischen Südsternwarte. Dieses Teleskop leistete Pionierarbeit bei der Verwendung aktiver Optik zur präzisen Anpassung der Form großer Teleskopspiegel.

Rechts steht das 3,6-Meter-Teleskop der ESO, an dem die Spektrografen HARPS und NIRPS zur Suche nach Exoplaneten installiert sind. Dazwischen ist die zentrale Wölbung der Galaxis. Sie ist voller undurchsichtiger Wolken aus interstellarem Staub, heller Sterne, Sternhaufen und Nebel.

Nahe der Mitte leuchten markante rötliche Wasserstoffemissionen des Lagunennebels M8, in dem Sterne entstehen. Links neben der kosmischen Lagune kombiniert der Trifidnebel M20 das blaue Licht eines staubhaltigen Reflexionsnebels mit rötlichen Emissionen. Beide Nebel sind beliebte Stationen bei Teleskopreisen im galaktischen Zentrum.

Das Komposit wurde aus Einzelbildern von Boden- und Himmel erstellt, die im April 2023 nacheinander aufgenommen wurden, und zwar mit demselben Bildausschnitt und derselben Kameraausrüstung.

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M1: Der unglaubliche expandierende Krebs

Der Krebsnebel M1 wurde vom Weltraumteleskop James Webb abgebildet. Das Rollover-Bild zeigt denselben Krebsnebel, diesmal jedoch vom Weltraumteleskop Hubble. Das Webb-Bild wurde im nahen Infrarot aufgenommen, das Hubble-Bild im sichtbaren Licht.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Jeff Hester (ASU), Allison Loll (ASU), Tea Temim (Princeton-Universität)

Der Krebsnebel, katalogisiert als M1, ist das erste in Charles Messiers berühmter Liste von Objekten, die nicht Kometen sind. Heute weiß man, dass der Krebsnebel ein Supernovaüberrest ist, eine Gas- und Staubwolke, die sich nach der Explosion eines massereichen Sterns ausdehnt. Die heftige Entstehung des Krebsnebels wurde von Sternforschenden im Jahr 1054 beobachtet.

Der heutige Durchmesser des Nebels beträgt etwa 10 Lichtjahre. Dabei dehnt er sich nach wie vor mit einer Rate von mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde aus. Die Ausdehnung kann durch den Vergleich dieser Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops und des James-Webb-Weltraumteleskops beobachtet werden. Die dynamischen, zersplitterten Filamente der Krabbe sind im visuellen Licht in einer Hubble-Aufnahme aus 2005 und im Infrarot in einem Webb-Bild aus 2023 zu sehen. Das kosmische Krustentier befindet sich in etwa 6500 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Taurus (der Stier).

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Andromeda über den Alpen

Am Nachthimmel über einem verschneiten Berg leuchtet eine riesige Spiralgalaxie - die Andromedagalaxie.

Bildcredit und Bildrechte: Dzmitry Kananovich

Hast du die Andromeda-Galaxie schon einmal gesehen? Obwohl M31 dem freien Auge nur als schwacher, nebeliger Fleck erscheint, ist das Licht, das wir sehen, über zwei Millionen Jahre alt und damit mit hoher Wahrscheinlichkeit das älteste Licht, das wir direkt sehen können.

Der Fotograf des Bildes hat das Sternbild Andromeda letztes Jahr kurz vor ihrem Untergang hinter den Schweizer Alpen eingefangen. Es ist natürlich cool, die Nachbargalaxie unserer eigenen Milchstraße mit den eigenen Augen zu beobachten, aber eine Langzeitbelichtung kann noch mehr schwache und atemberaubende Details zu Tage befördern.

Das Bild ist aus Bildern des Vorder- und Hintergrundes zusammengesetzt, die nacheinander mit derselben Kamera und vom gleichen Standort aus aufgenommen wurden. Neuere Daten haben ergeben, dass unsere Milchstraße mit der Andromeda-Galaxie in ein paar Milliarden Jahren zusammenstoßen und verschmelzen wird.

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M1: Der Krebsnebel

Der Krebsnebel M1 wurde vom Weltraumteleskop James Webb abgebildet. Das Rollover-Bild zeigt denselben Krebsnebel, diesmal jedoch vom Weltraumteleskop Hubble. Das Webb-Bild wurde im nahen Infrarot aufgenommen, das Hubble-Bild im sichtbaren Licht.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Tea Temim (Princeton-Universität)

Der Krebsnebel trägt auch die Katalogbezeichnung M1, das erste Objekt, das Charles Messier in seine berühmte Liste von Himmelsobjekten, die definitiv keine Kometen sind, eingetragen hat.

Heutzutage wissen Astronom*innen, dass der Krebsnebel ein Supernovaüberrest ist, Reste der Todesexplosion eines massereichen Sternes, die im Jahr 1054 von Astronomen beobachtet wurde. Dieses scharfe Bild, das von NIRCam (Near-Infrared Camera) und MIRI (Mid-Infrared Instrument) des James Webb Space Telescope aufgenommen wurde, untersucht im Infrarotlicht das gespenstischen Leuchten und die fragmentierten Stränge der noch immer expandierenden Wolke kosmischer Trümmer.

Eines der exotischten Objekte, das Astronom*innen heutzutage kennen, der Crab-Pulsar (ein Neutronenstern, der sich 30 mal pro Sekunde um seine Achse dreht), ist in der Nähe des Zentrums sichtbar. Wie ein kosmischer Dynamo treibt der kollabierte Überrest des Kern des Sterns die Emissionen des Krebsnebels im gesamten elektromagnetischen Spektrum an.

Der Krebsnebel hat eine Ausdehnung von 12 Lichtjahren und befindet sich im 6.500 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Stier.

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Orioniden im Stier

Über einen sternbedeckten Himmelsausschnitt zischen zwei Meteorspuren fast waagrecht durchs Bild. Rechts unten ist der kompakte Sternhaufen der Plejaden.

Bildcredit und Bildrechte: David Cortner

Der erste bekannte periodische Komet der Geschichte, Komet Halley (1P/Halley), kehrt alle 76 Jahre ins innere Sonnensystem zurück. Zuletzt war der berühmte Komet 1986 mit bloßem Auge zu sehen. Doch zweimal im Jahr regnen staubige Trümmer des Kometen Halley bei zwei jährlichen Meteorschauern am irdischen Himmel: bei den Eta-Aquariiden im Mai und den Orioniden im Oktober.

Bei einer gemütlichen Aufnahmeserie wurden diese beiden hellen Meteore fotografiert. Es sind Teilchen von Halleys Staub. Sie verdampften in den frühen Morgenstunden des 23. Oktober vor dem sternklaren Hintergrund der Taurus-Molekülwolke.

Die Meteore trafen mit etwa 66 Kilometern pro Sekunde auf die Erdatmosphäre. Ihre grünlichen Spuren zeigen rückwärts zum Radianten des Schauers. Der Radiant befindet sich nördlich vom hellen Stern Beteigeuze im Orion links unten außerhalb des Bildes. Die Plejaden, ein vertrauter Sternhaufen, verankern rechts die staubige Himmelsszene.

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Galaxien und Komet

Unten in der Mitte leuchtet ein Komet mit grünlicher Koma und einem dünnen, blassen Schweif. Links oben ist eine Galaxie schräg von der Seite zu sehen, rechts über der Mitte sind mehrere kleine Galaxien verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Dan Bartlett

Dieses scharfe Teleskopbild zeigt Galaxien in Hülle und Fülle. Es wurde am 12. Oktober am dunklen Himmel über dem June Lake in Kalifornien fotografiert. Die himmlische Szene zeigt fast zwei Grad im gut abgerichteten nördlichen Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici).

Links oben tritt die 23,5 Millionen Lichtjahre entfernte große, schöne Spiralgalaxie NGC 4258 markant hervor, manche kennen sie als Messier 106. Die prachtvolle, von der Seite sichtbare Spirale NGC 4217 rechts über der Mitte ist etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt.

Gerade zieht der Komet C/2023 H2 Lemmon, der letzten April auf Bilddaten der Mount-Lemmon-Durchmusterung entdeckt wurde, durch das hübsche Sichtfeld. Der Komet zeigt seine limettengrüne Koma und einen blassen, dünnen Ionenschweif, der im Bild nach oben gerichtet ist. Dieser Besucher des inneren Sonnensystems ist derzeit weniger als 7 Lichtminuten entfernt und immer noch schwierig mit Fernglas erkennbar, doch er wird immer heller.

Komet C/2023 H2 Lemmon erreicht am 29. Oktober das Perihel, das ist der sonnennächste Punkt seiner Bahn. Das Perigäum, seine größte Annäherung an unseren Planeten, erreicht er am 10. November, wenn er vom Morgen- zum Abendhimmel wechselt.

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Die Wasserstoffwolken von M33

Die Galaxie M33 ist schräg von oben zu sehen, sie hat eine ausgeprägte Spiralstruktur mit rötlichen Sternbildungsregionen.

Bildcredit und Bildrechte: Reinhold Wittich

Die prachtvolle Spiralgalaxie Messier 33 hat anscheinend mehr als ihren gerechten Anteil an leuchtendem Wasserstoff. M33 ist ein markantes Mitglied der Lokalen Gruppe und wird auch Dreiecksgalaxie genannt. Sie ist etwa 3 Millionen Lichtjahre entfernt.

Dieses scharfe Porträt der Galaxie zeigt die zentralen 30.000 Lichtjahre. Es zeigt die rötlichen ionisierten Wasserstoffwolken oder HII-Regionen in M33. Entlang der losen Spiralarme von M33, die sich zum Kern winden, sind riesige HII-Regionen verteilt. Sie gehören zu den größten Sternbildungsregionen, die wir kennen. An diesen Orten entstehen kurzlebige, sehr massereiche Sterne. Die intensive ultraviolette Strahlung der leuchtstarken, massereichen Sterne ionisiert den umgebenden Wasserstoff und erzeugt schließlich das rote Leuchten.

Im Bild wurden Breitbanddaten mit Schmalbanddaten kombiniert, die mit einem H-alpha-Filter aufgenommen wurden. Ein solcher Filter ist für das Licht der stärksten sichtbaren Wasserstoff-Emissionslinie durchlässig.

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Webb zeigt das Verborgene in Orion

Das Zentrum des Orionnebels ist im Infrarotlicht zu sehen, aufgenommen vom James-Webb-Weltraumteleskop. In der Mitte ist der Trapezsternhaufen. Das Hauptbild wurde im nahen Infrarotlicht, das Rollover-Bild im mittleren Infrarotlicht aufgenommen. Information im Text.

Bildcredit und Lizenz: NASA, ESA, CSA, JWST; Bearbeitung: M. McCaughrean und S. Pearson

Im großen Nebel in Orion sind Sterne verborgen. Mit bloßem Auge sieht man im sichtbaren Licht im Sternbild Orion einen kleinen, verschwommenen Fleck. Doch dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop James Webb in einer repräsentativen Farbkomposition aus rotem und sehr nahem Infrarotlicht aufgenommen. Es bestätigt mit eindrucksvollen Details, dass der Orionnebel eine turbulente Umgebung mit jungen Sternen, heißem Gas und dunklem Staub ist.

Das überlagerte Bild zeigt denselben Bildausschnitt in repräsentativen Farben tiefer im Nahinfrarot. Die Energie für einen Großteil des Orionnebels (M42) liefert das Trapez, das ist ein Haufen heller Sterne mitten im Nebel. Das diffuse, faserartige Leuchten um die hellen Sterne ist großteils erwärmter interstellarer Staub.

Wenn man diese Bilder genau untersucht, zeigt sich eine unerwartet große Zahl an binären Objekten mit Jupitermasse (JUpiter-Mass Binary Objects, JuMBOs). Diese könnten Hinweise zur Entstehung von Sternen liefern. Der ganze Wolkenkomplex des Orionnebels, zu dem auch der Pferdekopfnebel zählt, wird in den nächsten Millionen Jahren langsam zerstreut.

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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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Edwin Hubble entdeckt das Universum

In der Mitte einer alten Fotoplatte ist ein schwarzer, unscharfer Fleck, es ist eine negative Abbildung der Andromeda-Galaxie, rechts oben ist mit roter Tinte "VAR!" notiert.

Bildcredit und Bildrechte: Dank an das Carnegie-Institut für Wissenschaft

Wie groß ist unser Universum? Diese und andere Fragen wurden 1920 von zwei führenden Astronomen erörtert. Diese Diskussion ist heute als die Große Debatte der Astronomie bekannt. Viele Astronominnen und Astronomen vermuteten damals, unsere Milchstraße wäre das ganze Universum. Andere wiederum meinten, unsere Galaxie wäre nur eine von vielen.

Bei der Shapley-Curtis-Debatte wurde jedes Argument ausführlich erörtert, doch es kam zu keinem Konsens. Die Antwort kam mehr als drei Jahre später, als die Veränderung eines einzelnen Punktes im Andromedanebel beobachtet wurde. Hier ist die Original-Glasplatte der Entdeckung digital abgebildet.

Als Edwin Hubble Bilder verglich, bemerkte er, dass sich dieser Punkt veränderte, und am 6. Oktober 1923 schrieb er „VAR!“ auf die Platte. Die beste Erklärung war nach Hubbles Wissensstand, dass der Punkt einen sehr weit entfernten veränderlichen Stern darstellte. Somit war M31 tatsächlich die Andromeda-Galaxie – vielleicht ähnlich aufgebaut wie unsere Galaxis.

Dieses Bild wurde heute vor 100 Jahren kommentiert. Es ist zwar nicht hübsch, doch der veränderliche Punkt öffnete ein Fenster, durch das die Menschheit erstmals wissend in einen überraschend riesigen Kosmos blickte.

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Die tiefe Lagune

Das Bild zeigt die turbulenten Staubwolken im Inneren des Lagunennebels in Violett. In der Mitte ist ein heller Fleck in Form einer Sanduhr.

Bildcredit und Bildrechte: Josep Drudis, Christian Sasse

Die turbulenten kosmischen Tiefen des Lagunennebels sind voller dunkler Staubwolken und Grate aus leuchtendem interstellarem Gas. Die helle Sternbildungsregion ist auch als M8 bekannt. Sie ist etwa 5000 Lichtjahre entfernt und immer noch ein beliebter Halt bei Teleskopreisen im Sternbild Schütze, wo das Zentrum unserer Milchstraße liegt.

Die Ansicht ist geprägt von der verräterischen roten Emission, die entsteht, wenn sich abgestreifte Elektronen mit ionisierten Wasserstoffatomen vereinen. Die detailreiche Teleskopansicht vom Zentrum der Lagune ist etwa 40 Lichtjahre breit. Die helle Sanduhrform nahe der Bildmitte ist Gas, das von der energiereichen Strahlung und extremen Sternwinden eines massereichen jungen Sterns ionisiert und geformt wurde.

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