Schlagwort: Neutronenstern

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An der Quelle des Goldes

Zwei Himmelskörper sind vor einem dunklen Sternenhimmel dargestellt. Der obere ist dunkel mit goldenen Schlieren, der untere ist von einer strahlenden blauen Korona umgeben.

Illustrationscredit: Dana Berry, NASA

Woher kommt das Gold in eurem Schmuck? Das wissen wir nicht genau. Die durchschnittliche Menge an Gold im Sonnensystem ist anscheinend höher, als dass sie im frühen Universum, in Sternen und sogar bei typischen Supernovaexplosionen entstanden sein könnte.

Schwere Elemente wie Gold enthalten viele Neutronen. Viele glauben, dass sie am ehesten bei seltenen Explosionen entstanden sind, an denen viele Neutronen beteiligt sind. So ein Ereignis wäre, wenn Neutronensterne kollidieren.

Die Illustration zeigt, wie sich zwei Neutronensterne auf einer spiralförmigen Bahn einander näher kommen. Kurz danach kollidieren sie. Wenn Neutronensterne kollidieren, entstehen dabei vielleicht kurze Ausbrüche von Gammastrahlen. Vielleicht habt ihr schon ein Andenken an eine der mächtigsten Explosionen im Universum – in Form von Gold.

Hinweis: Das nächste APOD kommt während der Bekanntgabe einer NSF-Entdeckung mit Pressekonferenz am Montag.

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Der Supernovaüberrest Simeis 147

Der Spaghettinebel im Sternbild Stier besteht aus farbig leuchtenden Fäden. Er ist der Überrest einer Supernovaexplosion.

Bildcredit und Bildrechte: Daniel López (El Cielo de Canarias) / IAC

Man verirrt sich leicht, wenn man auf diesem detailreichen Bild den verworrenen Fäden im blassen Supernovaüberrest Simeis 147 folgt. Er ist auch als Sharpless 2-240 katalogisiert und hat den gängigen Kosenamen Spaghettinebel. Wir finden ihn an der Grenze der Sternbilder Stier und Fuhrmann. Am Himmel bedeckt er fast 3 Grad oder 6 Vollmonde. Die Trümmerwolke eines Sterns ist ungefähr 3000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz ist sie etwa 150 Lichtjahre groß.

Die Bilddaten für das Kompositbild wurden mit Schmalbandfiltern fotografiert, um die rötlichen Emissionen ionisierter Wasserstoffatome zu verstärken. Diese zeigen das komprimierte leuchtende Gas. Der Supernovaüberrest ist ungefähr 40.000 Jahre alt. Somit erreichte das Licht der massereichen Sternexplosion die Erde erstmals vor 40.000 Jahren.

Doch der expandierende Überrest ist nicht alles, was übrig blieb. Die kosmische Katastrophe hinterließ auch einen rotierenden Neutronenstern oder Pulsar. Er ist alles, was vom ursprünglichen Sternkern blieb.

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Der Krebsnebel in vielen Wellenlängen des Spektrums

Der Krebsnebel M1 im Sternbild Stier ist hier in ungewöhnlichen Farben dargestellt, weil Bilddaten in unsichtbaren Wellenlängen in sichtbaren Lichtfarben visualisiert wurden.

Bildcredit: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universität von Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; Hubble/STScI

Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert. Somit ist er das erste Objekt auf Charles Messiers berühmter Liste von Dingen, die keine Kometen sind. Inzwischen kennt man den Krebs als Supernovaüberrest. Das sind die expandierenden Reste eines massereichen Sterns nach der finalen Explosion. Diese wurde 1054 n. Chr. auf dem Planeten Erde beobachtet.

Dieses stattliche neue Bild ist ein Blick des 21. Jahrhunderts auf den Krebsnebel. Es zeigt Bilddaten aus dem gesamten elektromagnetischen Spektrum als Wellenlängen in sichtbarem Licht. Die Daten der Weltraumteleskope Chandra (Röntgen), XMM-Newton (Ultraviolett), Hubble (sichtbar) und Spitzer (Infrarot) sind in violetten, blauen, grünen und gelben Farbtönen dargestellt. Die Radiodaten des Very Large Array (VLA) auf der Erde sind rot abgebildet.

Der Krebs-Pulsar ist der helle Punkt nahe der Bildmitte. Er gehört zu den exotischsten Objekten, die heutige Astronomieforschende kennen. Der Pulsar ist ein Neutronenstern, der 30-mal pro Sekunde rotiert. Dieser kollabierte Überrest des Sternkerns liefert die Energie für die Emissionen der Krabbe im gesamten elektromagnetischen Spektrum wie ein kosmischer Dynamo. Der Krebsnebel ist etwa 12 Lichtjahre groß und 6500 Lichtjahre entfernt. Er liegt im Sternbild Stier.

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Ein Neutronenstern kühlt ab

Der Supernovaüberrest Cas A ist von einer Wolke umgeben, die sich ausdehnt. Rechts unten ist eine Illustration des Neutronensterns, so könnte er aussehen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/UNAM/Ioffe/D.Page, P. Shternin et al; Optisch: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/M. Weiss

Die helle Quelle in der Mitte ist ein Neutronenstern. Das ist der unglaublich dichte, kollabierte Rest eines Sternkerns mit viel Masse. Der Supernovaüberrest Cassiopeia A (Cas A) umgibt ihn. Er ist angenehme 11.000 Lichtjahre entfernt.

Cas A ist die finale Explosion eines massereichen Sterns. Das Licht der Supernova erreichte die Erde erstmals vor etwa 350 Jahren. Die Trümmerwolke dehnt sich aus, sie ist etwa 15 Lichtjahre groß. Das Bildkomposit entstand Röntgendaten und optischen Aufnahmen.

Der Neutronenstern in Cas A kühlt ab. Er ist aber noch so heiß, dass er Röntgenlicht abstrahlt. Jahrelange Beobachtungen mit dem Röntgenteleskop Chandra im Erdorbit zeigen, dass der Neutronenstern rasch abkühlt. Das geschieht so schnell, dass man vermutet, dass ein großer Teil vom Kern des Neutronensterns eine reibungsfreie Supraflüssigkeit aus Neutronen bildet. Chandras Beobachtungen sind die ersten Hinweise auf diesen seltsamen Zustand der Neutronenmaterie.

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Rätselhafte Ringe der Supernova 1987A

Im Bild leuchtet ein Objekt, das von der Supernova-Explosion 1987 in der Großen Magellanschen Wolke übrig blieb. Um ein schwächeres Objekt verläuft ein heller, gepunkteter Ring, außen herum verlaufen zwei schwache rote Ringe in Form einer 8.

Bildcredit: ESA/Hubble, NASA

Wie entstehen die seltsamen Ringe der Supernova 1987A? Vor 30 Jahren brach in der Großen Magellanschen Wolke die hellste Supernova der jüngsten Geschichte aus. Dieses Bild zeigt ein Objekt mitten in den Überresten der gewaltigen Sternexplosion.

Seltsame äußere Ringe um das Zentrum sehen aus wie eine liegende 8. Alle paar Jahre werden sie von großen Teleskopen wie dem Weltraumteleskop Hubble beobachtet. Trotzdem bleibt ihr Ursprung ein Rätsel. Dieses Bild von Hubble entstand 2011. Es zeigt den Überrest SN 1987A.

Von der Supernova blieb ein unsichtbarer Neutronenstern übrig. Theorien, wie die Ringe entstanden sein könnten, vermuten gerichtete Ströme aus dem Neutronenstern. Eine andere Möglichkeit ist eine Wechselwirkung zwischen dem Wind des Vorläufersterns mit dem Gas, das vor der Explosion ausströmte.

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Sharpless 249 und der Quallennebel

Links unten ist der Quallennebel mit seinen markanten Tentakeln, rechts oben der grünliche Emissionsnebel Sharpless 249.

Bildcredit und Bildrechte: Eric Coles

Der Quallennebel ist normalerweise blass und schwer fassbar. Er wurde auf diesem faszinierenden Teleskopmosaik zu sehen. Die Szene wird unten vom Stern Eta Geminorum verankert. Er bildet den Fuß der himmlischen Zwillinge. Der Quallennebel ist der hellere gewölbte Emissionsnebel mit Tentakeln. Sie baumeln unter der Mitte nach links.

Die kosmische Qualle ist Teil des blasenförmigen Supernova-Überrestes IC 443. Er ist die Trümmerwolke eines massereichen Sterns, der explodierte. Die Wolke dehnt sich aus. Das Licht der Explosion erreichte den Planeten Erde erstmals vor 30.000 Jahren. Sein Cousin in astrophysikalischen Gewässern ist der Krebsnebel. Auch er ist ein Supernovaüberrest. Wie dieser enthält auch der Quallennebel einen Neutronenstern. Das ist der Überrest eines kollabierten Sternkerns. Der Emissionsnebel Sharpless 249 liegt rechts oben im Bild.

Der Quallennebel ist ungefähr 5000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz wäre das Schmalband-Kompositbild etwa 300 Lichtjahre breit. Es wird in den Farben der Hubble-Farbpalette präsentiert.

Ö1-Nachtquartier: „Das Jahr in den Sternen“ mit Maria Pflug-Hofmayr

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Der wirbelnde Kern im Krebsnebel

Hinter weißlichen Nebeln leuchten rote Fasern und blaue Nebel. Rechts neben der Mitte sind spiralförmige Wirbel zu sehen. Dort befindet sich auch der Krebspulsar, der nach der Explosion eines massereichen Sterns übrig blieb.

Bildcredit: NASA, ESA – Danksagung: J. Hester (ASU), M. Weisskopf (NASA / GSFC)

Im Krebsnebel rotiert ein magnetischer Neutronenstern. Der Krebspulsar ist so groß wie eine Stadt und dreht sich 30 Mal pro Sekunde. Dieses fantastische Hubble-Bild zeigt das Innere des Nebels. Darauf ist er der rechte der beiden hellen Sterne knapp unter dem zentralen Wirbel.

Das spektakuläre Bild ist etwa drei Lichtjahre breit. Es zeigt leuchtendes Gas, Hohlräume und wirbelnde Fasern. Der Wirbel ist in ein gespenstisches blaues Licht getaucht. Das blaue Leuchten ist Strahlung in sichtbarem Licht. Es stammt von Elektronen, die in einem starken Magnetfeld spiralförmig wirbeln. Dabei erreichen sie fast Lichtgeschwindigkeit. Wie ein kosmischer Dynamo liefert der Pulsar die Energie für das Leuchten im Nebel. Das treibt eine Stoßwelle durch das umgebende Material und beschleunigt die Elektronen auf ihren spiralförmigen Bahnen.

Der rotierende Pulsar hat mehr Masse als die Sonne und ist so dicht wie ein Atomkern. Er ist der kollabierte Kern eines massereichen Sterns, der explodierte. Der Krebsnebel ist der Rest der äußeren Sternenhülle und dehnt sich aus. Die Explosion der Supernova wurde auf dem Planeten Erde im Jahr 1054 beobachtet.

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Supernovarest Simeis 147, der Spaghettinebel

In einem dicht besiedelten Sternenfeld mit wenigen hellen Sternen leuchtet ein verworrenes Knäuel aus roten Strähnen, die von dunkleren roten Nebeln umgeben ist.

Bildcredit und Bildrechte: Giuseppe Donatiello (Italien) und Tim Stone (USA)

Man verliert leicht den Faden, wenn man den komplexen Strähnen im Spaghettinebel folgt. Der Supernovaüberrest mit den leuchtenden Fasern ist als Simeis 147 und Sh2-240 katalogisiert. Er bedeckt am Himmel fast drei Grad, das entspricht der Breite von 6 Vollmonden. Die Wolke aus Sternschutt ist etwa 3000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz entspricht das einer Breite von ungefähr 150 Lichtjahren.

Das scharfe Komposit entstand aus Bilddaten, die mit Schmalbandfiltern fotografiert wurden. So wurden die Emission der Wasserstoffatome betont, die das komprimierte leuchtende Gas säumen. Der Supernovaüberrest ist zirka 40.000 Jahre alt. Das bedeutet, dass das Licht der heftigen Sternexplosion erstmals vor 40.000 Jahren die Erde erreichte.

Der expandierende Überrest ist nicht das einzige Nachleuchten. Die kosmische Katastrophe hinterließ auch einen rotierenden Neutronenstern oder Pulsar. Er ist alles, was vom ursprünglichen Stern übrig blieb.

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