Schlagwort: Pulsar

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Der rotierende Pulsar im Krebsnebel

Der Krebspulsar ist von weißen, wirbelnden Wolken umgeben. Außen herum sind violette Wolken angeordnet. Das Bild wurde eingefärbt.

Bildcredit: NASA: Röntgen: Chandra (CXC), optisch: Hubble (STScI), Infrarot: Spitzer (JPL-Caltech)

Im Zentrum des Krebsnebels liegt ein magnetischer Neutronenstern von der Größe einer Stadt. Er rotiert 30 Mal pro Sekunde. Das Objekt ist auch als Krebspulsar bekannt. Es ist der helle Fleck im Gaswirbel, der sich im Nebelzentrum befindet. Das spektakuläre Bild ist zwölf Lichtjahre breit. Es zeigt leuchtendes Gas, Höhlungen und wirbelnde Filamente mitten im Krebsnebel.

Das Bild ist aus Aufnahmen in mehreren Wellenlängen zusammengesetzt: Das Weltraumteleskop Hubble fotografiert im sichtbaren Licht (lila), das Röntgenteleskop Chandra im Röntgenbereich (blau) und das Weltraumteleskop Spitzer im infraroten Wellenlängenbereich (rot).

Wie ein kosmischer Dynamo liefert der Krebspulsar die Energie für die Emissionen des Nebels. Er jagt Stoßwellen durch das umgebende Material und beschleunigt Elektronen auf spiralförmigen Bahnen.

Der rotierende Pulsar hat mehr Masse als die Sonne und der Dichte eines Atomkerns. Er ist der kollabierte Kern eines massereichen Sterns, der explodierte. Die äußeren Teile des Krebsnebels sind die Überreste des Gases, aus dem der Stern bestand. Sie dehnen sich aus. Die Supernova-Explosion wurde auf dem Planeten Erde im Jahr 1054 von Menschen bezeugt.

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Der Supernovaüberrest CTA 1

Im Bild sind rote und blaue Nebelfetzen verteilt, gemischt mit kleinen, rot leuchtenden Sternen.

Bildcredit und Bildrechte: Thomas Lelu

Im Zentrum von CTA 1 befindet sich ein „stiller Pulsar„. 1960 entdeckten Astronomen*, dass der Supernova-Überrest im Radiowellenbereich aktiv ist. Sie erkannten ihn als Überrest der Explosion eines massereichen Sterns. Doch bei dem Pulsar entdeckte man keine Radiopulse. Man erwartete, dass vom kollabierten Kern des Sterns ein rotierender Neutronenstern übrig bleibt.

Bei der ursprünglichen Supernova-Explosion vor 10.000 Jahren blieb eine interstellare Trümmerwolke zurück. Sie ist in optischen Wellenlängen kaum zu erkennen. Noch immer dehnen sich die Stoßfronten aus. Das ist auf diesem lange belichteten Bild zu sehen, das mit einem Teleskop erstellt wurde. Der Sternenrest ist etwa 2 Grad groß. Er reicht über ein Sternfeld im nördlichen Sternbild Kepheus.

Zwar wurde seither in Radiowellenlängen kein Pulsar entdeckt. Doch das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi entdeckte im Jahr 2008 die gepulste Emission von CTA 1. Man erkannte ihn als der rotierende Neutronenstern des Supernova-Überrests. Die Quelle ist die erste einer neuen Klasse von Pulsaren. Diese Art Pulsare sendet keine Impulse im Radiowellenbereich, pulsiert aber in energiereicher Gammastrahlung.

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Krebsnebel: sichtbares Licht bis Röntgenbereich

Der Krebsnebel ist in unvertrauten violett-blauenFarbtönen dargestellt. In der Mitte ist in lila die Röntgenstrahlung überlagert, die vom Krebs-Pulsar abgestrahlt wird.

Bildcredit: NASA, ESA, ASI, Hubble, Chandra, IXPE

Was treibt den Krebsnebel an? Ein stadtgroßer magnetisierter Neutronenstern, der sich ungefähr 30 Mal pro Sekunde dreht. Dieser als Krebsnebel-Pulsar bekannte Stern ist der helle Fleck in der Mitte des Gaswirbels im Kern des Nebels.

Das spektakuläre Bild des Krebsnebels (M1) mit einem Durchmesser von rund 10 Lichtjahren zeigt eine wirbelnde zentrale Scheibe und komplexe Filamente aus umgebendem und sich ausdehnendem glühendem Gas. Das Bild kombiniert das sichtbare Licht vom Hubble-Weltraumteleskop in Rot und Blau mit dem Röntgenlicht vom Chandra-Röntgenobservatorium in Weiß und der diffusen Röntgenemission, die vom Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) entdeckt wurde, in diffusem Lila.

Der zentrale Pulsar treibt die Emissionen und die Ausdehnung des Krebsnebels an, indem er seine Rotationsgeschwindigkeit leicht verlangsamt, was einen Sternenwind aus energiereichen Elektronen auslöst. Das Bild wurde heute, am 25. Jahrestag des Starts von Chandra, dem NASA-Flaggschiff unter den Röntgenobservatorien, veröffentlicht.

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Simeis 147, Überrest einer Supernova

Der rot leuchtende Nebel im Bild erinnert an ein wirres Knäul aus hellen Fäden.

Bildcredit und Bildrechte: Stéphane Vetter (Nuits sacrées)

Man verliert leicht den Faden, wenn man diesen komplex verschlungenen Fasern des Supernovaüberrestes Simeis 147 folgt. Er ist auch als Sharpless 2-240 katalogisiert. Der faserartige Nebel hat den landläufigen Namen Spaghettinebel. Er liegt an der Grenze der Sternbilder Stier (Taurus) und Fuhrmann (Auriga).

Die eindrucksvolle Gasstruktur bedeckt am Himmel fast 3 Grad, das entspricht 6 Vollmondbreiten. Die Entfernung der Trümmerwolke wird auf 3000 Lichtjahre geschätzt. In dieser Entfernung wäre der Nebel etwa 150 Lichtjahre breit.

Das Kompositbild enthält Daten, die mit Schmalbandfiltern aufgenommen wurden, um die Emissionen von leuchtendem Wasserstoff (rot) und Sauerstoff (blau) zu isolieren. Der Supernovaüberrest hat ein Alter von ungefähr 40.000 Jahren. Das bedeutet, dass das Licht der massereichen Sternexplosion erstmals die Erde erreichte, als Wollhaarmammuts frei herumliefen.

Außer dem weitläufigen Überrest hinterließ die kosmische Katastrophe auch einen Pulsar. Das ist der Überrest des ursprünglichen Sternkerns, nämlich ein rotierender Neutronenstern.

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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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M1: Der expandierende Krebsnebel

Bildcredit und Bildrechte: Detlef Hartmann

Sind eure Augen gut genug, um zu sehen, wie der Krebsnebel expandiert? Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert, er ist der erste Nebel auf Charles Messiers berühmter Liste an Dingen, die keine Kometen sind. Heute ist die Krabbe als Supernovaüberrest bekannt, das ist eine sich ausdehnende Trümmerwolke, die nach der Explosion eines massereichen Sterns übrig blieb.

Die heftige Entstehung des Krebsnebels wurde im Jahr 1054 von Sternforschenden beobachtet. Heute hat der Nebel einem Durchmesser von etwa 10 Lichtjahren und dehnt sich immer noch mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde aus.

Dieses Zeitraffervideo dokumentiert seine Ausdehnung im letzten Jahrzehnt. Von 2008 bis 2022 entstand jedes Jahr mit demselben Teleskop und derselben Kamera ein Bild an einer ferngesteuerten Sternwarte in Österreich. Die scharfen, bearbeiteten Einzelbilder zeigen sogar die dynamischen energiereichen Emissionen um den schnell rotierenden Pulsar in der Mitte.

Der Krebsnebel ist ungefähr 6500 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Stier (Taurus).

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M1: Der Krebsnebel von Hubble

Der Krebsnebel ist eine chaotische Wolke aus vielen Fasern, wie dieses Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt. Beschreibung im Text.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, J. Hester, A. Loll (ASU)

So ein Chaos entsteht, wenn ein Stern explodiert. Der Krebsnebel ist das Ergebnis einer Supernova aus dem Jahr 1054 n. Chr. und voller rätselhafter Fasern. Die Fasern sind nicht nur ungeheuer komplex, sie besitzen anscheinend auch weniger Masse, als von der ursprünglichen Supernova ausgestoßen wurde, und sie haben eine höhere Geschwindigkeit, als man bei einer freien Explosion erwarten würde.

Dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Es ist in drei Farben dargestellt, die nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten gewählt wurden. Der Krebsnebel ist etwa 10 Lichtjahre groß. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein Pulsar, das ist ein Neutronenstern mit der Masse der Sonne, der aber nur so groß wie eine Kleinstadt. Der Krebspulsar rotiert etwa 30-mal pro Sekunde.

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Supernova-Kanone stößt Pulsar J0002 aus

Die Illustration zeigt einen Supernova-Überrest mit einer Linie, die sich nach rechts unten erstreckt und die Spur eines Neutronensterns darstellt.

Bildcredit: F. Schinzel et al. (NRAO, NSF), Kanadische Vermessung der galaktischen Ebene (DRAO), NASA (IRAS); Komposition: Jayanne English (U. Manitoba)

Was kann einen Neutronenstern wie eine Kanonenkugel hinausschießen? Eine Supernova. Vor etwa 10.000 Jahren zerstörte die Supernova, die den nebeligen Überrest CTB 1 erzeugte, nicht nur einen massereichen Stern, sondern schleuderte außerdem den neu entstandenen Neutronensternkern – einen Pulsar – in die Milchstraße hinaus.

Der Pulsar rotiert 8,7 Mal pro Sekunde. Er wurde mithilfe der zum Download angebotenen Software Einstein@Home entdeckt. Diese Software durchsucht die Daten des Gammastrahlenobservatoriums Fermi der NASA im Weltraum.

Der Pulsar PSR J0002+6216 (kurz J0002) rast mit mehr als 1000 km pro Sekunde durchs All. Er hat den Supernovaüberrest CTB 1 bereits hinter sich und ist sogar schnell genug, um die Galaxis zu verlassen. Auf diesem Bild ist die Spur des Pulsars gut erkennbar, sie führt vom Supernovaüberrest nach links unten.

Das Bild ist eine Kombination aus Radiobildern der Radioobservatorien VLA und DRAO sowie Archivdaten des Infrarot-Weltraumobservatoriums IRAS der NASA. Wir wissen, dass Supernovae wie Kanonen agieren können, und auch, dass sich Pulsare wie Kanonenkugeln verhalten können – doch wir wissen nicht, wie Supernovae das zustande bringen.

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