Röntgen – Seite 4 – Weltraumbild des Tages

11. Dezember 201920. Juni 2020

N63A: Supernovaüberrest im sichtbaren Licht und Röntgen

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, Chandra; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Beschreibung: Was hat diese Supernova zurückgelassen? Vor erst 2000 Jahren erreichte das Licht der Explosion eines massereichen Sterns in der Großen Magellanschen Wolke (GMW) erstmals den Planeten Erde.

Die GMW ist eine nahe galaktische Nachbarin unserer Milchstraße. Man sieht, wie die heftige Explosionsfront auswärts wandert und dabei die umgebenden Gaswolken zerstört oder verdrängt, während relativ dichte Knoten aus Gas und Staub entstehen. Übrig bleibt einer der größten Supernovaüberreste in der LMC: N63A. Viele der zurückbleibenden dichten Knoten wurden komprimiert, sie könnten weiter schrumpfen und neue Sterne bilden. Einige der so entstehenden Sterne könnten wiederum als Supernova explodieren und so den Kreislauf fortführen.

Dieses Bild von N63A ist eine Kombination von Röntgendaten des Weltraumteleskop Chandra und Aufnahmen in sichtbarem Licht von Hubble. Der markante Knoten aus Gas und Staub rechts oben – er wird informell Firefox genannt – leuchtet in sichtbarem Licht sehr hell, während der größere Supernovaüberrest am hellsten in Röntgenlicht leuchtet. N63A misst mehr als 25 Lichtjahre und liegt ungefähr 150.000 Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Schwertfisch.

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1. Mai 201920. Juni 2020

Der Katzenaugennebel in sichtbarem Licht und Röntgenstrahlung

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble Legacy Archive; Röntgenobservatorium Chandra; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Beschreibung: Manche sehen darin ein Katzenauge, andere vielleicht die Schale einer kosmischen Riesen-Flügelschnecke, doch er ist einer der hellsten und detailreichsten planetarischen Nebel, die wir kennen. Er besteht aus Gas, das in der kurzen, aber prächtigen Phase nahe dem Lebensende eines sonnenähnlichen Sterns abgestoßen wird. Der sterbende Zentralstern dieses Nebels erzeugte vielleicht die äußeren kreisrunden konzentrischen Hüllen, indem er die äußeren Hüllen in einer Serie gleichmäßiger Erschütterungen abstieß. Die Entstehung der schönen, komplexen und symmetrischen inneren Strukturen ist jedoch nicht gut erklärbar.

Dieses Bild ist ein Komposit aus einem digital geschärften Bild des Weltraumteleskops Hubble, das mit einem im Röntgenlicht aufgenommenen Bild des Chandra-Observatoriums kombiniert wurde. Die erlesene schwebende Weltraumstatue ist größer als ein halbes Lichtjahr. Ein Blick in das Katzenauge könnte der Menschheit das Schicksal unserer Sonne zeigen, wenn sie in die Entwicklungsphase eines planetarischen Nebels eintritt – aber erst in etwa 5 Milliarden Jahren.

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5. März 201920. Juni 2020

Röntgen-Superblasen in der Galaxie NGC 3079

Bildcredit: Röntgen: NASA, CXC, U. Michigan, J-T Li et al.; Optisch: NASA, STScI

Beschreibung: Wie entstanden diese gewaltigen galaktischen Superblasen? Zwei dieser ungewöhnlichen Blasen, von denen jede Tausende Lichtjahre misst, wurden kürzlich nahe dem Zentrum der Spiralgalaxie NGC 3079 entdeckt. Die Riesenblasen – rechts im Bild in Violett abgebildet – sind so heiß, dass sie Röntgenlicht abstrahlen, das vom Röntgenobservatorium Chandra der NASA in der Erdumlaufbahn detektiert wurde.

Da die Blasen über das Zentrum von NGC 3079 reichen, lautet eine führende Hypothese, dass sie irgendwie durch eine Wechselwirkung des zentralen, sehr massereichen Schwarzen Lochs mit dem umgebenden Gas erzeugt wurden. Andernfalls könnten die Riesenblasen vorwiegend durch die energiereichen Winde vieler junger, heißer Sternen in der Nähe des Galaxienzentrums entstanden sein. Das einzige ähnliche Phänomen, das wir kennen, sind Gammastrahlen emittierende Fermi-Blasen, die vom Zentrum unserer Milchstraße ausströmen, und die vor 10 Jahren auf Bildern des NASA-Satelliten Fermi entdeckt wurden.

Die Erforschung der NGC 3079-Superblasen wird sicherlich fortgesetzt, aber auch die Suche nach energiereichen Riesenblasen in anderen Galaxien.

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13. Januar 201920. Juni 2020

Tychos Supernovaüberrest in Röntgenlicht

Bildcredit: NASA / CXC / F.J. Lu (Chinese Academy of Sciences) et al.

Beschreibung: Welcher Stern erzeugte diesen riesigen Bovisten? Hier ist der heiße, expandierende Nebel von Tychos Supernovaüberrest abgebildet. Er ist das Ergebnis einer Sternexplosion, die vor mehr als 400 Jahren von dem berühmten Astronomen Tycho Brahe beschrieben wurde. Dieses Bild ist ein Komposit in drei Röntgen-Spektralfarben, die mit dem Röntgenobservatorium Chandra im Orbit aufgenommen wurden.

Die expandierende Gaswolke ist extrem heiß, und die leicht unterschiedlichen Ausdehnungsraten verleihen der Wolke eine bauschige Erscheinung. Der Stern, der die Supernova SN 1572 erzeugte, wurde wahrscheinlich gänzlich aufgelöst, doch ein Stern mit dem Spitznamen Tycho G, der zu blass ist, um ihn hier zu erkennen, war vermutlich sein Begleiter. Überreste des Vorläufers von Tychos Supernova zu finden ist wichtig, da es eine Supernova vom Typ Ia war. Diese sind eine wichtige Sprosse der Entfernungsleiter, welche die Größenordnung des sichtbaren Universums kalibriert. Der Helligkeitshöhepunkt von Typ-Ia-Supernovae gilt als gut erforscht, weshalb sie bei der Erforschung des Zusammenhangs zwischen Blässe und Entfernung im fernen Universum ziemlich wertvoll sind.

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2. Januar 201815. November 2023

Unerwartete Röntgenstrahlen vom Perseus-Galaxienhaufen

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al.; Radio: NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al.; Optisch: NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS

Beschreibung: Warum leuchtet der Perseus-Galaxienhaufen so seltsam in einer bestimmten Röntgen-Wellenlänge? Das ist nicht bekannt, doch eine viel diskutierte Hypothese besagt, dass diese Röntgenstrahlen ein Hinweis auf die lange gesuchte Form der Dunklen Materie sind. Das Rätsel dreht sich um eine Röntgenfarbe von 3,5 Kilo elektronenvolt (KeV), die nur dann stark zu leuchten scheint, wenn man Bereiche weit außerhalb des Haufenzentrums beobachtet. Im Bereich unmittelbar um ein wahrscheinliches zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch mangelt es jedoch an 3,5 KeV-Röntgenstrahlen.

Ein ziemlich umstrittener Lösungsvorschlag besagt, dass es sich um etwas nie zuvor Gesehenes handeln könnte: fluoreszierende Dunkle Materie (FDM). Diese Art Dunkler Teilchenmaterie könnte 3,5-KeV-Röntgenstrahlung absorbieren. Falls dem so ist, könnte FDM nach Absorption dieses Röntgenlicht später aus dem ganzen Haufen abstrahlen, wobei eine Emissionslinie entsteht. Sieht man sie jedoch vor der Zentralregion, die das Schwarze Loch umgibt, müsste die Absorption von FDM deutlicher ausfallen und eine Absorptionslinie erzeugen.

Dieses Kompositbild des Perseus-Galaxienhaufens zeigt sichtbares Licht und Radiolicht in Rot und Röntgenlicht, das vom Weltraumobservatorium Chandra aufgenommen wurde, in Blau.

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4. Mai 201726. August 2025

Die Wellen im Perseushaufen

Wellen aus Gas schwappen im Perseus-Galaxienhaufen, sie sind innen gelb und verlaufen nach außen zu Rot, bis sie ins Schwarz übergehen. Links unten ist eine große Delle in den Wellen, vielleicht ein Hinweis, dass ein kleinerer Galaxienhaufen vorbeigeschrammt ist.

Bildcredit: NASA, CXC, GSFC, Stephen Walker, et al.

Dieses Röntgenbild des Chandra-Observatoriums ist kontrastverstärkt. Es zeigt, wie gewaltige kosmische Wellen in einem riesigen Speicher aus leuchtendem heißen Gas wirbeln und schwappen. Das Bild ist mehr als 1 Million Lichtjahre breit. Es zeigt das Zentrum des nahen Galaxienhaufens im Perseus. Der Haufen ist etwa 240 Millionen Lichtjahre entfernt.

Der Großteil der beobachtbaren Masse im Perseus-Galaxienhaufen besteht aus Gas, das den ganzen Haufen füllt. Das ist auch in anderen Galaxienhaufen so. Das Gas hat Temperaturen von zig Millionen Grad und leuchtet hell im Röntgenbereich.

Simulationen mit Computern bilden Details der Strukturen nach, die durch das röntgenheiße Gas im Perseushaufen schwappen. Dazu gehört auch die markante konkave Bucht links unter der Mitte. Die Bucht ist etwa 200.000 Lichtjahre groß, also doppelt so groß wie unsere Milchstraße. Dass es sie gibt, lässt vermuten, dass wahrscheinlich auch der Haufen im Perseus vor Milliarden Jahren von einem kleineren Galaxienhaufen gestreift wurde.

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1. Mai 201725. August 2025

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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2. April 201718. August 2025

NGC 602 und dahinter

Der Sternhaufen NGC 602 ist von malerischen Staubwolken umgeben, die am Rand zu dichten Graten komprimiert wurden.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/Univ.Potsdam/L.Oskinova et al; Optisch: Hubble: NASA/STScI; Infrarot: Spitzer: NASA/JPL-Caltech

Die Kleine Magellansche Wolke ist eine Begleitgalaxie der Milchstraße. Sie ist etwa 200.000 Lichtjahre von uns entfernt. An ihrem Rand liegt der 5 Millionen Jahre junge Sternhaufen NGC 602. Das faszinierende Hubble-Bild zeigt NGC 602, der von dem Gas und Staub umgeben ist, in dem er entstand.

Bilder im Röntgenlicht von Chandra und in Infrarot von Spitzer ergänzen die Ansicht. Die fantastischen Grate und zurückgefegten Formen sind klare Hinweise, dass die energiereiche Strahlung und die Stoßwellen der massereichen jungen Sterne in NGC 602 die staubige Materie erodiert haben. Dabei lösten sie eine Serie an Sternbildung aus, die vom Zentrum des Sternhaufens ausgeht.

In der Distanz der Kleinen Magellanschen Wolke ist das Bild etwa 200 Lichtjahre breit. Doch die scharfe vielfarbige Ansicht zeigt auch eine reizende Auswahl an Galaxien, die dahinter liegen. Sie sind Hunderte Millionen Lichtjahre oder mehr von NGC 602 entfernt.

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