Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenlicht

Der Katzenaugennebel, ein planetarischer Nebel im Sternbild Drache.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Nachlassarchiv; Chandra-Röntgenobservatorium; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Manche erkennen hier ein Katzenauge. Andere sehen vielleicht eine riesige kosmische Meeresschnecke. Das ist einer der hellsten, detailreichsten planetarischen Nebel, die wir kennen. Er besteht aus Gas, das ein sonnenähnlicher Stern in der kurzen, aber prachtvollen Phase am Ende der Existenz ausstößt.

Der verglimmende Zentralstern im Nebel erzeugte die runden konzentrischen Schalen außen vermutlich, indem er die äußeren Schichten in einer Serie regelmäßiger Erschütterungen abstieß. Wie die schönen, komplexen, symmetrischen inneren Strukturen entstanden sind, kann man jedoch nicht gut erklären.

Dieses Bild ist ein Komposit aus einer digital geschärften Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble und einem Röntgenlichtbild, das vom Chandra-Observatorium im Orbit aufgenommen wurde. Die einzigartige schwebende Weltraumstatue ist etwa ein halbes Lichtjahr lang. Wenn wir in das Katzenauge blicken, sehen wir vielleicht das Schicksal unserer Sonne. Sie tritt ebenfalls in die Phase eines planetarischen Nebels … in etwa 5 Milliarden Jahren.

APOD ist in den Weltsprachen Arabisch, Bulgarisch, Chinesisch (Peking), Chinesisch (Taiwan), Deutsch, Englisch (GB), Französisch (Frankreich), Hebräisch, Indonesisch, Japanisch, Katalanisch, Kroatisch, Montenegrinisch, Niederländisch, Polnisch, Portugiesisch (Brasilien), Russisch, Serbisch, Slowenisch, Spanisch, Syrisch, Taiwanesisch, Tschechisch, Türkisch, Türkisch und Ukrainisch verfügbar.

Zur Originalseite

Die Andromeda Galaxie in Ultraviolett

Die Andromedagalaxie M31, unsere nächstliegende große Nachbargalaxie in Ultraviolettlicht, aufgenommen von GALEX.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, GALEX

Beschreibung: Wie sieht die Andromedagalaxie in Ultraviolettlicht aus? Hier dominieren junge blaue Sterne, die das galaktische Zentrum umkreisen. Die Andromedagalaxie ist auch als M31 bekannt und an die 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Verglichen mit anderen großen Galaxien ist sie wirklich sehr nahe.

Ihr Durchmesser beträgt etwa 230.000 Lichtjahre, daher benötigte das NASA-Satellitenteleskop Galaxy Evolution Explorer (GALEX) elf verschiedene Bildfelder, um im Jahr 2003 dieses wunderschöne Porträt der Spiralgalaxie im Ultraviolettlicht zu erstellen. Während auf Bildern in sichtbarem Licht die Spiralarme der Andromedagalaxie markant hervortreten, sehen ihre Arme im Ultraviolettlicht eher wie Ringe aus. Diese Ringe sind Orte mit intensiver Sternbildung und werden als Hinweis gedeutet, dass Andromeda vor mehr als 200 Millionen Jahren mit der kleineren benachbarten elliptischen Galaxie M32 kollidierte.

Die Andromedagalaxie und unsere eigene, vergleichbare Milchstraße sind die massereichsten Mitglieder der Lokalen Gruppe und kollidieren voraussichtlich in mehreren Milliarden Jahren – vielleicht etwa dann, wenn sich die Atmosphäre unserer Sonne ausdehnt, bis sie die Erde verschlingt.

Zur Originalseite

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 MeerKATTeleskop 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.

Zur Originalseite

Die gekrümmten Magnetfelder von Centaurus A

Das Infrarot-Teleskop SOFIA zeigt die Magnetfeldlinien der Galaxie Centaurus A.

Bildcredit und Bildrechte: Optisch: Europäische Südsternwarte (ESO) Wide Field Imager; Submillimeter: Max-Planck-Institut für Radioastronomie/ESO/Atacama Pathfinder Experiment (APEX)/A.Weiss et al; Röntgen und Infrarot: NASA/Chandra/R. Kraft; JPL-Caltech/J. Keene; Text: Joan Schmelz (USRA)

Wenn Galaxien kollidieren, was passiert dann mit ihren Magnetfeldern? Um das herauszufinden, richtete die NASA das Infrarot-Teleskop SOFIA auf die galaktische Nachbarin Centaurus A. Dabei beobachtete SOFIA polarisierten Staub, der die Magnetfelder zeigt. SOFIA wird in einer fliegenden Boeing 747 betrieben.

Cen A erhielt ihre ungewöhnliche Form, als zwei Galaxien zusammenstießen. Dabei entstanden mächtige Strahlströme. Sie werden von Gas gespeist, das in ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch fällt. Dieses Ergebnisbild zeigt die magnetischen Feldlinien, die SOFIA fand. Sie wurden über die Bilder von ESO (sichtbares Licht: weiß), APEX (Submillimeter: orange), Chandra (Röntgenstrahlung: blau) und Spitzer (Infrarot: rot) gelegt.

Es zeigte sich, dass die Magnetfelder an den Außenbereichen der Galaxie parallel zu den Staubbahnen verlaufen. Doch nahe beim Zentrum sind sie verzerrt. Die Gravitationskräfte nahe beim Schwarzen Loch beschleunigen die Ionen und verstärken das Magnetfeld.

Fassen wir zusammen: Die Kollision vereinigte nicht nur die Massen der Galaxien, sondern verstärkte auch ihre Magnetfelder. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse, wie sich Magnetfelder im frühen Universum entwickelten. Damals kamen Verschmelzungen noch häufiger vor.

Zur Originalseite

Der Mechanismus von Antikythera

Der Mechanismus von Antikythera wurde auf dem Meeresgrund in einem gesunkenen Schiff entdeckt und wird heute als der erste Computer betrachtet.

Bildcredit und Lizenz: Marsyas, Wikipedia

Beschreibung: Niemand hätte gedacht, dass es vor 2000 Jahren die Technologie gab, um so eine Maschine zu bauen. Der hier gezeigte Mechanismus von Antikythera wird heute allgemein als der erste Computer betrachtet. Er wurde auf dem Meeresgrund an Bord eines havarierten griechischen Schiffs entdeckt.

Seine Komplexität führte zu jahrzehntelangen Untersuchungen, und selbst heute noch sind wahrscheinlich nicht alle seine Funktionen bekannt. Röntgenbilder des Mechanismus zeigten jedoch, dass eine Hauptfunktion seiner vielen uhrähnlichen Rädchen und Getriebe darin besteht, eine tragbare handbetriebene geozentrische Planetenmaschine zu schaffen, um zukünftige Stern- und Planetenpositionen sowie Mond- und Sonnenfinsternisse vorherzusagen.

Der ungefähr 13 Zentimeter große korrodierte Kern des größten Getriebes im Mechanismus von Antikythera ist hier abgebildet. Der ganze Mechanismus ist 33 Zentimeter hoch, damit misst er etwa soviel wie ein großes Buch. In jüngster Zeit erlaubte eine aktuelle Computermodelierung der fehlenden Komponenten die Konstruktion einer vollständigeren Nachbildung dieser erstaunlichen antiken Maschine.

Zur Originalseite

Die Wiederverwertung von Cassiopeia A

Der Supernovaüberrest Cassiopeia A ist 11.000 Lichtjahre entfernt, sein Licht war erstmals vor etwa 350 Jahren zu sehen.

Bildcredit: Röntgen – NASA, CXC, SAO; Optisch – NASA, STScI

Beschreibung: Massereiche Sterne in unserer Milchstraße haben ein spektakuläres Leben. Sie kollabieren in riesigen kosmischen Wolken, dann zünden ihre Kernschmelzöfen und beginnen, schwere Elemente zu erzeugen. Nach ein paar Millionen Jahren wird das angereicherte Material in den interstellaren Raum zurückgeschleudert, wo die Sternbildung von Neuem beginnen kann.

Die sich ausdehnende Trümmerwolke Cassiopeia A ist ein Beispiel für die Schlussphase im Lebenszyklus eines Sterns. Das Licht der Explosion, bei der dieser Supernovaüberrest entstand, war erstmals vor etwa 350 Jahren am Himmel des Planeten Erde zu sehen, doch das Licht brauchte ungefähr 11.000 Jahre, um uns zu erreichen.

Dieses Falschfarbenbild wurde aus Röntgen-Bilddaten des Röntgenobservatoriums Chandra sowie Daten im sichtbaren Licht des Weltraumteleskops Hubble erstellt. Es zeigt die immer noch heißen Fasern und Knoten im Überrest. In der geschätzten Entfernung von Cassiopeia A ist das Bild zirka 30 Lichtjahre breit.

Die energiereichen Emissionen bestimmter Elemente im Röntgenbereich wurden farbcodiert: Silizium in Rot, Schwefel in Gelb, Kalzium in Grün und Eisen in Violett. Das hilft Astronominnen und Astronomen bei der Erforschung der Wiederverwertung des Sternenmaterials in unserer Galaxis.

Die äußere Explosionswelle, die sich immer noch ausdehnt, ist blau abgebildet. Der helle Fleck nahe der Mitte ist ein Neutronenstern – das ist der unglaublich dichte, kollabierte Überrest des massereichen Sternkerns.

Zur Originalseite

Hubble zeigt die nahe Spiralgalaxie NGC 5643

NGC 5643 ist nur 55 Millionen Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von zirka 100.000 Lichtjahren.

Bildcredit: ESA/Hubble und NASA, A. Riess et al.; Danksagung: Mahdi Zamani

Was passiert im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 5643? NGC 5643 ist eine wirbelnde Scheibe aus Sternen und Gas. Ihre Erscheinung wird von blauen Spiralarmen und braunem Staub geprägt. Wir sehen sie auf diesem Bild, das mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurde.

Der Kern dieser aktiven Galaxie leuchtet hell in Radiowellen und im Spektralbereich von Röntgen. Im Zentrum wurden Zwillingsstrahlen entdeckt. Ein ungewöhnliches Leuchten im Zentrum macht NGC 5643 zu der am nächsten liegenden Seyfertgalaxie. In diesen Galaxien fallen vermutlich riesige Mengen an leuchtendem Gas in ein massereiches Schwarzes Loch.

NGC 5643 ist nur 55 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie hat einen Durchmesser von zirka 100.000 Lichtjahren. Wir sehen sie mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Wolf (Lupus).

Zur Originalseite

Die rotierende Sonne

Bildcredit: SDO, NASA; Digitale Komposition: Kevin M. Gill

Verändert sich die Sonne, während sie sich dreht? Ja. Die Änderungen sind manchmal nur gering, manchmal aber dramatisch. Diese Aufnahmen in Zeitraffer veranschaulicht die Rotation der Sonne im Laufe eines Monats im Jahr 2014. Sie stammen vom Solar Dynamics Observatory der NASA.

Links seht ihr die Chromosphäre der Sonne in ultraviolettem Licht. Rechts daneben sind sechs kleinere Sonnenbilder. Das hellere Bild links oben zeigt die Photosphäre zur gleichen Zeit in sichtbarem Licht, die uns besser vertraut ist. Die übrigen Bilder zeigen die Röntgen-Emissionen der relativ seltenen Eisenatome. Sie befinden sich in verschiedenen Höhen in der Korona. Hier sind sie in Falschfarben dargestellt, um Unterschiede zu betonen.

Die Sonne braucht etwas weniger als einen Monat für eine ganze Umdrehung. Am schnellsten rotiert sie am Äquator. Kurz nach Beginn des Films rotiert eine große, aktive Sonnenfleckenregion ins Bild. Die Änderungen der Oberflächenstruktur und die Formen der aktiven Regionen sind eher subtil. Aber es gibt auch dramatische Effekte, zum Beispiel zahlreiche Blitze in aktiven Regionen und flackernde, Protuberanzen, die ausbrechen. Sie ragen über den Sonnenrand.

Die Sonne durchläuft gerade ein Minimum an Aktivität in ihrem magnetischen Zyklus, der 11 Jahre dauert. Derzeit ist sie ungewöhnlich ruhig. Gegen Ende des Films rotiert die große aktive Sonnenfleckenregion von früher gezeigt wieder ins Sichtfeld. Doch sie sieht nun anders aus.

Zur Originalseite