Schlagwort: Pulsar

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Der lange Strahl des Leuchtturm-Nebels

Der Leuchtturmnebel ist im Bild rechts unten abgebildet, der Supernovaüberrest, von dem er ausgeschleudert wurde, leuchtet links oben. Alle Nebel im Bild sind violett abgebildet.

Röntgen-Bildcredit: NASA / CXC / ISDC / L. Pavan et al.

Der Leuchtturm-Nebel entstand durch den Wind eines Pulsars. Das ist ein schnell rotierender, magnetischer Neutronenstern. Dieser Pulsar rast mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde durchs interstellare Medium. Pulsar und Windnebel sind als IGR J11014−6103 katalogisiert. Sie sind etwa 23.000 Lichtjahre von uns entfernt und befinden sich im südlichen Sternbild Carina. Dieses Bild des Röntgenobservatoriums Chandra zeigt die beiden rechts unten.

Der Wind fegt geladene Teilchen, die der Pulsar erzeugte, in einen kometenartigen Schweif, der nach links oben zieht. Es verläuft die Gegenrichtung der Bewegung des Pulsars, der sich vom Supernovarest seiner Herkunft fortbewegt. Sowohl der ausreißende Pulsar als auch das sich ausdehnende Geröllfeld vom Supernovaüberrest entstanden durch die Explosion eines massereichen Sterns nach dem Kern-Kollaps. Bei der Supernova-Explosion wurde der Pulsar hinausgeschleudert.

Zur Szenerie kosmischer Extreme gehört auch ein langer, gewundener Strahl. Er ist fast 37 Lichtjahre lang und steht in einem fast rechten Winkel zur Bewegung des Pulsars. Der energiereiche Teilchenstrahl ist der längste, der je bei einem Objekt in unserer Galaxis beobachtet wurde.

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Fasern im Vela-Supernovarest

Das Bild ist dicht mit Sternen gesprenkelt. Dazwischen verlaufen Bögen, die blau und magentafarben leuchten. Einige Sterne sind heller und heben sich vom Sternenteppich im Hintergrund ab.

Bildcredit und Bildrechte: Angus Lau, Y Van, SS Tong (Jade Scope Observatory)

Die Explosion ist vorbei, aber es gibt noch Nachwirkungen. Vor etwa elftausend Jahren sah man einen Stern im Sternbild Segel des Schiffs explodieren. Dabei bildete er einen seltsamen Lichtpunkt. Kurz war er für die Menschen zu Beginn der Geschichtsaufzeichnung sichtbar.

Die äußeren Schichten des Sterns prallten auf das interstellare Medium und trieben eine Stoßwelle vor sich her, die wir noch heute sehen. Im Röntgenlicht ist eine annähernd kugelförmige Stoßwelle sichtbar, die sich ausdehnt. Dieses Bild zeigt einen Teil der faserartigen, gewaltigen Stoßfront im sichtbaren Licht.

Während das Gas vom explodierten Stern forttreibt, zerfällt es, reagiert dabei mit dem interstellaren Medium und erzeugt Licht in vielen verschiedenen Farben und Spektralbereichen. Im Zentrum des Vela-Supernovarestes blieb ein Pulsar zurück. Ein Pulsar ist ein Stern, der so dicht ist wie Kernmaterie. Er rotiert mehr als zehnmal pro Sekunde um sich selbst.

Hinweis: So könnt ihr APOD lesen, wenn der Regierungsserver heruntergefahren wird

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Der flüchtige Quallennebel

Hinter dünn verteilten Sternen leuchtet links neben dem hellen Stern Eta Geminorum im Sternbild Zwillinge ein quallenförmiger Nebel.

Bildcredit und Bildrechte: Dieter Willasch (Astro-Cabinet)

Der Quallennebel auf dieser Teleskopansicht ist normalerweise blass und flüchtig. Er dümpelt in der Nähe des hellen Sterns Eta Geminorum am Fuß eines himmlischen Zwillings. Die Tentakel des Quallennebels baumeln neben dem hellen, gebogenen Rand des Emissionsnebels.

Eigentlich gehört die kosmische Qualle zum Supernovaüberrest IC 443. Das ist die Trümmerwolke eines explodierten massereichen Sterns, die sich ausdehnt. Das Licht der Explosion erreichte den Planeten Erde vor mehr als 30.000 Jahren. Sein Vetter in astrophysikalischen Gewässern ist der Krebsnebel. Er ist ebenfalls ein Supernova-Überrest. Wie dieser enthält IC 443 einen Neutronenstern, das ist der Überrest des kollabierten Sternkerns.

Der Quallennebel ist etwa 5000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz wäre das Bild etwa 100 Lichtjahre breit.

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Simeis 147: Supernovaüberrest

Das Bild zeigt den rot leuchtenden Supernovaüberrest Simeis 147, der wegen seiner Form, die scheinbar aus verschlungenen Fasern besteht, auch Spaghettinebel genannt wird.

Bildcredit und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (Deep Sky Colors)

Man verliert leicht die Orientierung, wenn man den verschlungenen Fasern folgt. Das detailreiche Mosaikbild zeigt den blassen Supernovaüberrest Simeis 147 (S147). Er ist auch als Sh2-240 katalogisiert und bedeckt am Himmel fast 3 Grad, das ist so breit wie 6 Vollmonde.

Die stellare Trümmerwolke ist etwa 3000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz ist sie etwa 150 Lichtjahre breit. Der helle Stern Elnath oder auch Beta Tauri verankert das Bild rechts. Er liegt an der Grenze zwischen den Sternbildern Stier (Taurus) und Fuhrmann (Auriga). Am Himmel der Erde befindet er sich fast exakt gegenüber dem galaktischen Zentrum.

Dieses scharfe Kompositbild entstand aus Bilddaten, die mit einem Schmalbandfilter fotografiert wurden. So können die Emissionen von Wasserstoffatomen gezeigt werden, die das erschütterte leuchtende Gas markieren.

Das Licht der massereichen Sternexplosion erreichte die Erde vor etwa 40.000 Jahren. Doch der sich ausdehnende Überrest ist nicht die einzige Hinterlassenschaft. Die kosmische Katastrophe ließ auch einen rotierenden Neutronenstern oder Pulsar zurück. Er ist alles, was vom Kern des ursprünglichen Sterns übrig bleibt.

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Fermi-Epizyklen: Der Pfad des Vela-Pulsars

Ein Kreus auf dunklem Hintergrund ist von vielen hellen Linien überzogen, die einander überlagern. Dabei entsteht eine rosettenartige Form.

Bildcredit: NASA, DOE, Internationale Fermi LAT-Zusammenarbeit

Das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi erforscht den Kosmos in extremen Energiebereichen. Es umrundet alle 95 Minuten den Planeten Erde. Dabei schwankt es absichtlich auf wechselnden Umlaufbahnen nach Norden und Süden, um mit seinem Large Area Telescope (LAT) den Himmel zu vermessen. Die Raumsonde rotiert auch. Das sorgt dafür, dass die Solarpaneele, welche die Energie liefern, auf die Sonne gerichtet bleiben. Die Achse ihrer Bahn präzediert wie ein Kreisel. Die Rotationsachse vollendet alle 54 Tage einen Umlauf.

Diese vielen Bewegungszyklen führen dazu, dass die Pfade von Gammastrahlenquellen aus Sicht der Raumsonde komplexe Muster zeichnen. Diese Darstellung veranschaulicht das, sie zeigt den hypothetischen Pfad des Vela-Pulsars. Die Darstellung ist auf das Bildfeld des LAT-Instruments zentriert, sie zeigt ein 180 Grad breites Bildfeld und folgte der Position des Vela-Pulsars von August 2008 bis August 2010. Die helle Konzentration an Linien um die Mitte zeigt, dass sich der Vela-Pulsar meistens in der sensitiven Region des LAT-Detektors befand.

Der Vela-Pulsar entstand bei der finalen Explosion eines massereichen Sterns in der Milchstraße. Er ist ein Neutronenstern, der 11 Mal pro Sekunde rotiert. Im Spektrum der Gammastrahlen ist er die hellste und beständige Quelle am Himmel.

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Sonnenfackel am Gammastrahlenhimmel

Zwei Ovale zeigen den Himmel in Gammastrahlen. Im oberen Oval ist das hellste Licht der Vela-Pulsar, im unteren Oval vom 7. März leuchtet die Sonne um ein Vielfaches heller als alles andere.

Bildcredit: NASA, DOE, Internationale Fermi LAT- Arbeitsgemeinschaft

Was leuchtet am Gammastrahlenhimmel? Die Antwort lautet normalerweise: Die exotischsten und energiereichsten astrophysikalischen Umgebungen. Dazu zählen aktive Galaxien mit sehr massereichen schwarzen Löchern oder unglaublich dichte Pulsare, das sind die rotierenden Überreste explodierter Sterne.

Doch am 7. März markierte eine mächtige Sonnenfackel aus einer Serie aktueller Sonnenausbrüche den Gammastrahlenhimmel. Sie erreichte die ein-milliardenfache Energie von Photonen im sichtbaren Licht.

Die beiden Bildfelder zeigen die Intensität der Sonnenfackel auf Bildern des ganzen Himmels. Sie wurden vom Gammastrahlenteleskop Fermi in der Erdumlaufbahn aufgenommen. Am 6. März war die Sonne wie an den meisten anderen Tagen für Fermis Bilddetektoren fast unsichtbar. Doch beim Ausbruch der energiereichen Fackel der Klasse X wurde sie im Gammastrahlenlicht fast 100-mal heller als sogar der Vela-Pulsar.

Inzwischen verblasste die Sonne aus Fermis Sicht wieder. Wahrscheinlich leuchtet sie am Gammastrahlenhimmel wieder hell auf, wenn der Sonnenfleckenzyklus sein Maximum erreicht.

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M1: Der Krebsnebel, von Hubble fotografiert

Der ovale Nebel im Bild ist ein flackerndes Gewirr aus orange-gelben und grünen Fasern, in der Mitte schimmert ein blau-weißlicher Nebel.

Bildcredit: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU); Dank an: Davide De Martin

Diese Unordnung bleibt übrig, wenn ein Stern explodiert. Der Krebsnebel ist das Resultat einer Supernova, die 1054 n. Chr. beobachtet wurde. Er ist voller rätselhafter Fasern. Diese Fasern sind nicht nur ungemein komplex, sondern haben anscheinend auch eine höhere Geschwindigkeit, als man bei einer freien Explosion erwarten würde.

Dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Es wird in drei Farben dargestellt, die nach wissenschaftlichen Kriterien gewählt wurden. Der Krebsnebel ist etwa 10 Lichtjahre groß. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein Pulsar, das ist ein Neutronenstern, er hat gleich viel Masse wie die Sonne, ist aber nur so groß wie eine kleine Stadt. Der Krebs-Pulsar rotiert etwa 30-mal pro Sekunde um seine Achse.

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Ein unerwarteter Blitz im Krebsnebel

Auf zwei Bildfeldern sind je zwei rot umrandete helle Lichtquellen zu sehen. Die obere ist der Krebsnebel, er leuchtet auf dem rechten Bild vom April 2011 hell auf.

Credit: NASA, DOE, Fermi LAT, R. Buehler (SLAC, KIPAC)

Beschreibung: Warum blitzt der Krebsnebel auf? Niemand weiß das genau. Das ungewöhnliche Verhalten wurde im Lauf der letzten paar Jahre entdeckt. Es tritt anscheinend nur in sehr energiereichem Licht auf: im Spektrum von Gammastrahlen.

Vor erst einem Monat zeigten Beobachtungen des Krebsnebels mit dem Gammastrahlenteleskop Fermi ein unerwartetes Aufleuchten im Licht von Gammastrahlen. Dabei erreichte der Nebel etwa das Fünffache seiner üblichen Helligkeit in diesem Spektralbereich. Nach nur wenigen Tagen verblasste er wieder.

Üblicherweise ist die betroffene Region umso kleiner, je schneller die Veränderung geschieht. Das ist vielleicht ein Hinweis, dass der Krebspulsar am Geschehen beteiligt ist. Der mächtige Pulsar im Zentrum des Nebels ist ein kompakter Neutronenstern, der 30 Mal pro Sekunde rotiert.

Die Überlegungen richten sich besonders auf Veränderungen des Magnetfeldes, das vermutlich den mächtigen Pulsar umgibt. Rasche Veränderungen im Magnetfeld könnten zu Wellen rasch beschleunigter Elektronen führen, welche die Blitze abstrahlen könnten, möglicherweise auf ähnlichen Wegen wie unsere Sonne.

Dieses Bild zeigt, wie der Krebsnebel normalerweise im Vergleich zum Geminga-Pulsar im Gammastrahlenlicht aussieht, und wie er aussah, als er heller wurde.

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