Schlagwort: Röntgen

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Die Materie des Geschoßhaufens 1E 0657-558

Mitten im Bild liegt der Geschoßhaufen, er ist von Sternen und Galaxien umgeben. Zwei rote Wolken zeigen Gas, das in Röntgenlicht leuchtet. Außen sind zwei blaue Wolken, sie zeigen die Verteilung der Dunklen Materie, falls es sie gibt.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al.; Gravitationslinsenkarte: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al.; Optisch: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Was ist mit dem Geschoßhaufen los? Der massereiche Galaxienhaufen (1E 0657-558) verzerrt Galaxien im Hintergrund durch Gravitationslinsen. Das gilt als starkes Indiz für die führende Theorie, nämlich dass es darin Dunkle Materie gibt.

Doch aktuelle Analysen zeigen, dass es eine weniger beliebte Möglichkeit gibt. Sie geht von veränderlicher Gravitation aus. Das könnte das Spiel der Kräfte im Haufen ohne Dunkle Materie erklären. Diese Möglichkeit bietet auch ein Szenario für die Entstehung, das manche für wahrscheinlicher halten. Beide wissenschaftliche Hypothesen wetteifern um die Erklärung der Beobachtungen. Gibt es nun unsichtbare Materie oder modifizierte Gravitation?

Die Diskussion ist spannend. Sie ist nämlich ein gutes Beispiel dafür, wie die Existenz Dunkler Materie die Einfachheit der Theorie mit veränderter Gravitation zunichte machen würde. Der Streit um den Geschoßhaufen wird in naher Zukunft wahrscheinlich fortgeführt, wenn es neue Beobachtungen, Analysen und Simulationen mit Computern gibt.

Für das Bild wurden Daten von Hubble, Chandra und Magellan kombiniert. Rot zeigt die Röntgenstrahlung, die von heißem Gas ausgeht. Die vermutete Verteilung der getrennten Dunklen Materie ist blau abgebildet.

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NGC 6357: Wunderwelt mit Sternen

Der Nebel NGC 6357 enthält komplex verschlungene Fasern aus Staub und Gas. Daten von optischen Teleskopen sind blau dargestellt. Dazwischen verlaufen rote Nebelbänder in Orange. Einige Bereiche um die hellen Sterne schimmern purpurfarben.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/PSU/L. Townsley et al; Optisch: UKIRT; Infrarot: NASA/JPL-Caltech

Aus unerfindlichen Gründen entstehen NGC 6357 einige der massereichsten Sterne, die je entdeckt wurden. Das komplexe Wunderland der Sternbildung besteht aus zahlreichen Fasern aus Staub und Gas. Sie umgeben riesige Höhlen, in denen sich in denen sich Sternhaufen mit viel Masse befinden. Die verschlungenen Muster entstehen durch komplexe Wechselwirkungen. Diese finden zwischen interstellaren Winden, Strahlungsdruck, Magnetfeldern und Gravitation statt.

Dieses Bild entstand aus Aufnahmen, die im sichtbaren Licht (blau) mit dem Teleskop UKIRT auf Hawaii aufgenommen wurden. Das geschah im Rahmen der SuperCosmos-Durchmusterung des Himmels. Ergänzt wurden das Bild mit Infrarot-Daten des Spitzer-Teleskops der NASA (orange) und Röntgen-Daten des Röntgen-Teleskops Chandra (purpur).

Der Nebel NGC 6357 ist ungefähr 100 Lichtjahre groß. Er ist etwa 5500 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Skorpion. In 10 Millionen Jahren sind die meisten massereichen Sterne, die man derzeit in NGC 6357 sieht, sicherlich explodiert.

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Arp 299: Schwarze Löcher in kollidierenden Galaxien

In sichtbarem Licht sieht man zwei verworrene Galaxien, darüber ist Röntgenlicht in Falschfarben gelegt. Es zeigt das Gerangel der Schwarzen Löcher.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, GSFC, Hubble, NuSTAR

Spuckt nur ein schwarzes Loch energiereiche Strahlung – oder sind es zwei? Um das herauszufinden, richteten Forschende das Teleskop NuSTAR der NASA im Erdorbit auf die rätselhaften kollidierenden Galaxien Arp 299, welche die Strahlung ausstoßen. Die beiden Galaxien von Arp 299 sind Millionen Jahre in einem Gravitationskampf gefangen. Ihre zentralen Schwarzen Löcher werden bald selbst kämpfen.

Dieses hoch aufgelöste Bild wurde von Hubble in sichtbarem Licht fotografiert. Darüber wurde diffuses Röntgenleuchten von NuSTAR gelegt. Es ist in Falschfarbenrot, -grün und -blau dargestellt. Die NuSTAR-Beobachtungen zeigen bei nur einem der zentralen Schwarzen Löcher, wie es sich durch eine Region aus Gas und Staub kämpft und dabei Materie absorbiert und Röntgenlicht abstrahlt.

Die energiereiche Strahlung stammt nur vom rechten Galaxienzentrum. Sie entsteht sicherlich in der Nähe, aber außerhalb des Ereignishorizonts des zentralen Schwarzen Loches. In Milliarden Jahren bleibt nur eine Komponente der Galaxien übrig und nur ein zentrales massereiches Schwarzes Loch. Doch bald danach stürzt sich eine weitere Galaxie ins Getümmel.

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Tychos Supernovaüberrest expandiert

Videocredit: NASA, CXC, GSFC, B. Williams et al.

Welcher Stern erzeugte diesen riesigen Bovist, der immer noch wächst? Hier ist das erste Video der Ausdehnung, das je von Tychos Supernovaüberrest erstellt wurde. Der Überrest entstand bei einer Sternexplosion, die der berühmte Astronom Tycho Brahe vor 400 Jahren beobachtete. Das Video dauert 2 Sekunden. Es ist ein Zeitraffer-Komposit aus Röntgenbildern, die von 2000 bis 2015 mit dem Röntgenteleskop Chandra im Weltraum aufgenommen wurden. Sie wurden mit einer Auswahl optischer Bilder ergänzt.

Die expandierende Gaswolke ist extrem heiß. Die Ausdehnung erfolgt mit leicht unterschiedlicher Geschwindigkeit. Dadurch erscheint die Wolke bauschig. Der Stern, aus dem SN 1572 entstand, löste sich wahrscheinlich ganz auf. Doch ein Stern mit der Bezeichnung Tycho G war vermutlich sein Begleiter. Er ist zu blass, um ihn hier zu erkennen.

Es ist wichtig, nach Vorläufern der Überreste von Tychos Supernova zu suchen. Es handelt sich nämlich um eine Supernova vom Typ Ia. Solche Supernovae sind wichtige Elemente der Entfernungsskala, mit der man den Maßstab des sichtbaren Universums kalibriert. Die Spitzenhelligkeit einer Typ-Ia-Supernova ist gut erklärbar. Das macht sie sehr wertvoll, um die Beziehung zwischen Blässe und Entfernung im fernen Universum zu erforschen.

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Hitomi startet

Am klaren Himmel startet eine Rakete. Nach unten zeigt ein hell leuchtender Feuerstrahl, der in Wolken endet.

Bildcredit und Bildrechte: F. Scott Porter (NASA, Goddard-Raumfahrtzentrum)

Am 17. Februar um 17:45 JST dröhnte diese H-IIA-Rakete in den Himmel. Sie startete am Raumfahrtzentrum Tanegashima, das von JAXA betrieben wird. Es liegt an der Südküste von Japan auf dem Planeten Erde. An Bord befand sich der astronomische Röntgensatellit ASTRO-H. Er kreist nun im Orbit.

Das Satelliten-Observatorium wurde gebaut, um den extremen Kosmos zu untersuchen. Es beobachtet Objekte von Schwarzen Löchern bis hin zu Galaxienhaufen mit viel Masse. Das Observatorium besitzt vier neuartige Teleskope für Röntgenlicht. Dazu kommen Instrumente, die Photonenenergien von 300 bis 600.000 Elektronenvolt messen können. Zum Vergleich: Die Energie von Photonen im sichtbaren Licht beträgt 2 bis 3 Elektronenvolt.

Es gibt eine Tradition, dass Satelliten nach ihrem erfolgreichen Start umbenannt werden. Daher wurde ASTRO-H „Hitomi“ genannt, nach einer uralten Legende über Drachen. Es bedeutet „Pupille im Auge“.

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Hochenergie-Andromeda

Die Andromedagalaxie ist in UV-Licht abgebildet. Darüber wurden Bilddaten in Röntgenlicht gelegt, die Binärsysteme mit Neutronensternen oder Schwarzen Löchern zeigen.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, GSFC, NuSTAR, GALEX

Die Andromedagalaxie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Für eine große Galaxie liegt sie gleich um die Ecke. Man kennt sie auch als M31. Die Bilddaten im eingefügten Teil stammen vom Nuclear Spectrosopic Telescope Array (NuSTAR) der NASA. Sie zeigen die bisher beste Hochenergie-Röntgensicht auf unsere große Nachbarspirale. Dazu gehören etwa 40 extreme Röntgenquellen und Röntgen-Doppelsternsysteme mit einem Schwarzen Loch oder einem Neutronenstern, in deren Umlaufbahn ein gewöhnlicher Begleitstern kreist.

Andromeda ist größer als unsere Milchstraße. Die beiden sind die massereichsten Mitglieder unserer Lokalen Gruppe. Andromeda ist so nahe, dass NuSTAR den Bestand an Röntgen-Binärsystemen im Detail untersuchen kann. Die Daten werden mit denen in unserer Galaxis verglichen. Das Bild im Hintergrund zeigt Andromeda in energiereichem UV-Licht. Es wurde mit dem Galaxy Evolution Explorer (GALEX) der NASA aufgenommen.

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Puppis – ein Supernovaüberrest

Der Supernovaüberrest Puppis A leuchtet hinter dem größeren, näher gelegenen Vela-Supernovaüberrest im Schiffssegel.

Bildcredit und Bildrechte: Don Goldman

Der Supernovaüberrest Puppis A entstand bei der Explosion eines massereichen Sterns. Puppis A dringt in das interstellare Medium, das ihn umgibt. Er ist ungefähr 7000 Lichtjahre entfernt. In dieser Entfernung wäre dieses farbige Teleskopfeld ungefähr 60 Lichtjahre breit. Das Bild entstand aus optischen Bilddaten, die mit Breit- und Schmalbandfiltern aufgenommen wurden.

Der Supernovaüberrest breitet sich in seine Umgebung aus, die klumpig und ungleichmäßig ist. Komprimierte Fasern aus Sauerstoffatomen leuchten in grünblauen Farbtönen. Wasserstoff und Stickstoff schimmern rötlich. Die ursprüngliche Supernova wurde vom Kollaps des massereichen Sternkerns ausgelöst. Ihr Licht erreichte die Erde vor etwa 3700 Jahren.

Wir sehen den Überrest Puppis A hinter einem Schleier, den der Vela-Supernovaüberrest bildet. Er ist näher und älter und liegt bei der überfüllten Ebene unserer Milchstraße. Der Überrest Puppis A leuchtet immer noch im ganzen elektromagnetischen Spektrum. Er ist eine der hellsten Räntgen-Quellen am Himmel.

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Röntgen-Echos von Circinus X-1

Um einen hellen Stern verlaufen bunte konzentrische Ringe, es sind Lichtechos in Wolken, die vom Röntgenteleskop Chandra gemessen wurden.

Bildcredit: Röntgen – NASA/CXC/Univ. Wisconsin-Madison/S.Heinz et al, Optisch – DSS

Circinus X-1 ist ein Röntgen-Doppelstern. Er ist bekannt für seine sprunghafte Veränderlichkeit. Im seltsamen System Circinus X-1 kreist ein dichter Neutronenstern um einen gewöhnlicheren Stern. Ein Neutronenstern ist der kollabierte Rest eines Sterns nach einer Supernova-Explosion.

Im Jahr 2013 zeigte die Quelle einen heftigen Röntgenausbruch. Danach wurde das Röntgen-Binärsystem monatelang beobachtet. Nach und nach entstanden auffällige konzentrische Ringe. Es sind helle Röntgen-Lichtechos von vier dazwischen liegenden Wolken aus interstellarem Staub.

Das Kompositbild entstand aus Röntgendaten und sichtbarem Licht. Es zeigt die Teil-Umrisse der Ringe, die man in den Röntgendaten von Chandra sieht, in Falschfarben. Die zeitliche Bestimmung der Röntgen-Echos führte – zusammen mit den bekannten Entfernungen zu den interstellaren Staubwolken – dazu, dass die vorher sehr ungenau bekannte Entfernung zu Circinus X-1 exakt bestimmt werden konnte. Sie beträgt genau 30.700 Lichtjahre.

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