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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 MeerKAT–Teleskop 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.

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Das südliche Riff der Lagune

Diese Detailaufnahme im Lagunennebel (M8) zeigt den Zusammenhang zwischen Sternbildung und Herbig-Haro-Objekten.

Bildcredit: Julia I. Arias und Rodolfo H. Barba‘ (Dept. Fisica, Univ. de La Serena), ICATE-CONICET, Gemini-Observatorium/AURA

Beschreibung: Geschwungene helle Riffe und Staubwolken durchziehen diese Detailaufnahme der nahen Sternbildungsregion M8, auch bekannt als Lagunennebel. Das scharfe Falschfarbenkomposit entstand aus Schmalbanddaten im sichtbaren Licht und Breitbanddaten im nahen Infrarot des 8-Meter-Teleskops Gemini Süd. Die ganze Ansicht umfasst etwa 20 Lichtjahre in einer Region des Nebels, die manchmal Südliches Riff genannt wird.

Das detailreiche Bild zeigt den Zusammenhang zwischen den vielen neu entstandenen Sternen, die in den Spitzen der hell umrandeten Wolken eingebettet sind, und Herbig-Haro-Objekten. Sternbildungsregionen enthalten viele Herbig-Haro-Objekte. Diese entstehen, wenn junge Sterne beim Entstehungsprozess mächtige Strahlen aussenden, welche die umgebenden Wolken aus Gas und Staub aufheizen.

Die kosmische Lagune liegt etwa 5000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze und beim Zentrum unserer Milchstraße. (Diese Nahaufnahme des Südlichen Riffs im Lagunennebel wurde für einen Orts- und Größenvergleich mit diesem Bild überlagert. Die maßstabsgetreue Abbildung wurde von R. Barba‘ zur Verfügung gestellt.)

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Dreiergruppe im Schützen

Lagunennebel (M8), Trifidnebel (M20) und NGC 6559, drei markante Nebel im Sternbild Schütze.

Bildcredit und Bildrechte: Gabriel Rodrigues Santos

Beschreibung: Diese drei hellen Nebel werden häufig bei Teleskopreisen im Sternbild Schütze und den überfüllten Sternfeldern der zentralen Milchstraße besucht. Charles Messier, ein kosmischer Tourist des 18. Jahrhunderts, katalogisierte zwei davon: Der große Nebel rechts unter der Mitte ist M8, der andere am oberen Bildrand ist der farbenprächtige M20. Die dritte Emissionsregion enthält NGC 6559 links neben M8, diese ist vom größeren Nebel durch eine dunkle Staubbahn getrennt.

Alle drei sind Sternentstehungsgebiete und etwa fünftausend Lichtjahre entfernt. Der über hundert Lichtjahre ausgedehnte M8 heißt auch Lagunennebel. Der landläufige Name von M20 lautet Trifid. Leuchtender Wasserstoff liefert die markante rote Farbe der Emissionsnebel. Doch die blauen Farbtöne, die einen starken Kontrast im Trifid bilden, stammen von Sternenlicht, das an Staub reflektiert wird. Die weite Sternenlandschaft umfasst am Himmel fast 4 Grad oder 8 Vollmonde.

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Das galaktische Zentrum in Infrarotlicht

Das Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer zeigt das Zentrum der Galaxis, das 26.700 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze liegt.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer, Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al.; Überarbeitung: Judy Schmidt

Beschreibung: Wie sieht das Zentrum unserer Galaxis aus? Im sichtbaren Licht ist das Zentrum der Milchstraße von Wolken aus undurchsichtigem Staub und Gas versteckt. Doch auf dieser faszinierenden Ansicht dringen die Infrarotkameras des Weltraumteleskops Spitzer durch einen Großteil des Staubs und zeigen die Sterne in der überfüllten Region des galaktischen Zentrums.

Das detailreiche Falschfarbenbild ist ein Mosaik aus vielen kleinen Einzelaufnahmen. Es zeigt ältere kühle Sterne in bläulichen Farbtönen. Rot und braun leuchtende Staubwolken stehen in Verbindung mit jungen, heißen Sternen in Sternentstehungsgebieten. Kürzlich stellte sich heraus, dass das Zentrum der Milchstraße in der Lage ist, neue Sterne zu bilden.

Das galaktische Zentrum liegt etwa 26.700 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze. In dieser Entfernung wäre dieses Bild ungefähr 900 Lichtjahre breit.

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Das Zentrum der Lagune in Infrarot

Das Zentrum des Lagunennebels im Schützen mit dem massereichen jungen Stern Herschel 36.

Bildcredit und Lizenz: NASA, ESA, Hubble; Datenarchiv: MAST, Bearbeitung: Alexandra Nachman

Beschreibung: Diese sternengefüllte Infrarotansicht umfasst vier Lichtjahre im Zentrum des Lagunennebels. Bilder in sichtbarem Licht zeigen das leuchtende Gas und die undurchsichtigen Staubwolken, die in der Szene markant verteilt sind. Doch dieses Infrarotbild, das aus Daten des Weltraumteleskops Hubble erstellt wurde, späht tiefer ins Zentrum der aktiven Sternbildungsregion und zeigt neu entstandene Sterne, die darin verteilt sind. Dahinter liegt ein dicht gefülltes Sternenfeld im Zentrum unserer Milchstraße.

Die Zentralregion dieses turbulenten Sternentstehungsgebietes werden vom massereichen jungen Herschel 36 geformt und mit Energie versorgt, er ist der helle Stern mitten im Sichtfeld. Herschel 36 ist eigentlich ein Mehrfachsystem aus massereichen Sternen. Der massereichste Stern im System besitzt mehr als die 30-fachen Masse der Sonne, und sein Alter beträgt weniger als eine Million Jahre. Er sollte ein stellares Alter von fünf Millionen Jahren erreichen. Im Vergleich dazu hat die Sonne ein Alter von fast fünf Milliarden Jahren, und erst in weiteren etwa 5 Milliarden Jahren wird sie sich in einen Roten Riesen verwandeln.

Der Lagunennebel ist auch als M8 bekannt und liegt etwa 4000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze.

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Säulen und Strahlen in Trifid

In den Säulen von Messier 20, dem Trifidnebel, entstehen neue Sterne.

Bildcredit: NASA, ESA, Weltraumteleskop Hubble, HLA;  Bearbeitung: Advait Mehla

Beschreibung: Staubsäulen sind wie interstellare Berge. Sie überleben, weil sie dichter sind als ihre Umgebung, doch sie werden in einer widrigen Umgebung langsam erodiert. Auf diesem Bild ist das Ende einer riesigen Säule aus Gas und Staub im Trifidnebel (M20) abgebildet, mit einer kleineren, nach oben zeigenden Säule und einem ungewöhnlichen Strahl, der nach links zeigt.

Viele der Punkte sind neu gebildete Sterne mit geringer Masse. Die Strahlung eines sehr hellen Sterns, der oben außerhalb des Bildrandes liegt, befreit einen Stern am Ende der kleinen Säule langsam von seinem angesammelten Gas. Der Strahl ist fast ein Lichtjahr lang und wäre ohne Beleuchtung von außen nicht sichtbar.

Während das Gas und der Staub aus den Säulen verdampfen, wird wohl die verborgene stellare Quelle dieses Strahls langsam freigelegt, vielleicht im Laufe der nächsten 20.000 Jahre.

Galerie: Große Konjunktion von Jupiter und Saturn
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Saturn und Jupiter im Sommer 2020

Opposition 2020 von Jupiter und Saturn in den Sternbildern Schütze und Steinbock.

Bildcredit und Bildrechte: Tunc Tezel (TWAN), Onur Durma

Beschreibung: In diesem nördlichen Sommer standen Saturn und Jupiter in Opposition, das ist am Erdhimmel gegenüber der Sonne. Dieses Panorama-Komposit zeigt ihre paarweise rückläufige Bewegung vom 19 Juni bis 28 August, als sie zusammen zwischen den Sternen im westlichen Teil des Steinbocks und im östlichen Teil des Schützen wanderten. So eine Begegnung findet etwa alle 20 Jahre statt.

Diesen Dezember rücken sie am Himmel noch näher zusammen. Jupiter und Saturn stehen jetzt nahe beisammen, es sind die hellen Himmelslichter, die ihr nach Sonnenuntergang im Westen seht. Am Sonnwendtag, dem 21. Dezember, erreichen sie ihre prächtige große Konjunktion, die alle 20 Jahre stattfindet. Dann beträgt der scheinbare Abstand zwischen den beiden größten Welten im Sonnensystem am Erdhimmel nur etwa ein Fünftel des scheinbaren Vollmonddurchmessers.

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Im Zentrum des Trifidennebels

Der Trifidnebel ist als Messier 20 katalogisiert, er ist einer der jüngsten bekannten Emissionsnebel.

Bildcredit: Subaru-Teleskop (NAOJ), Weltraumteleskop Hubble, Martin Pugh; Bearbeitung: Robert Gendler

Beschreibung: Was geschieht im Zentrum des Trifidnebels? Drei markante Staubbahnen, die dem Trifid seinen Namen gaben, laufen hier zusammen. Unten seht ihr Berge aus undurchsichtigem Staub, und dunkle Staubfäden ziehen sich durch den ganzen Nebel. Ein einzelner massereicher Stern in der Nähe des Zentrums verursacht einen Großteil des Leuchtens im Trifid.

Der Trifidnebel ist als M20 katalogisiert, er ist nur etwa 300.000 Jahre alt und somit er einer der jüngsten Emissionsnebel, die wir kennen. Der Sterne bildende Nebel liegt ungefähr 9000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze (Sagittarius). Die hier gezeigte Region ist an die 10 Lichtjahre groß.

Das Bild ist ein Komposit. Die Leuchtdichte stammt aus einer Aufnahme des bodenbasierten Subaru-Teleskops mit einer Öffnung von 8,2-Metern, die Details wurden vom Weltraumteleskop Hubble mit einer Öffnung von 2,4 Metern im Orbit aufgenommen, die Farbdaten steuerte Martin Pugh bei, und die Bildmontage und -verarbeitung führte Robert Gendler durch.

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Messier 20 und 21

Der Trifidnebel im Sternbild Schütze - Messier 20 - ist eine der berühmtesten Sternbildungsregionen am Himmel.

Bildcredit und Bildrechte: Emanuele Petrilli

Beschreibung: Der schöne Trifidnebel ist auch als Messier 20 bekannt. Ihr findet ihn leicht mit einem kleinen Teleskop im nebelreichen Sternbild Schütze. Die farbenprächtige Studie kosmischer Kontraste ist ungefähr 5000 Lichtjahre entfernt, und sie teilt dieses schön arrangierte, fast 1 Grad breite Bildfeld mit dem offenen Sternhaufen Messier 21 (rechts).

Der Trifidnebel wird von Staubbahnen in drei Bereiche unterteilt. Er ist ungefähr 40 Lichtjahre groß und an die 300.000 Jahre alt. Somit ist er eine der jüngsten Sternbildungsregionen am Himmel. Er enthält neu entstandene und noch nicht voll entwickelte Sterne, welche in die Staub- und Gaswolken eingebettet sind, in denen sie entstehen.

Die geschätzte Entfernung zum offenen Sternhaufen M21 ist ähnlich wie die zu M20, doch obwohl die beiden diese prächtige Teleskop-Himmelslandschaft teilen, gibt es keine offensichtliche Verbindung. Die Sterne in M21 sind nämlich viel älter – ungefähr 8 Millionen Jahre alt.

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Das lebhafte Zentrum des Lagunennebels

Im Zentrum des Lagunennebels M8 findet ein Wirbelwind an Sternbildung statt.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechtet: Diego Gravinese

Beschreibung: Das Zentrum des Lagunennebels ist ein Wirbelsturm spektakulärer Sternbildung. In der Nähe der Bildmitte sieht man mindestens zwei lange, trichterförmige Wolken, jede ist ungefähr ein halbes Lichtjahr lang, sie wurden von extremen Sternwinden und intensivem, energiereichem Sternenlicht in Form gebracht.

Hershel 36, ein unglaublich heller Stern in der Nähe, beleuchtet das Gebiet. Andere heiße junge Sterne sind hinter gewaltigen Wänden aus Staub verborgen und gerötet. Wenn sich die Energie dieser Sterne in kühlen Staub und kühles Gas ergießt, kann das zu hohen Temperaturunterschieden in angrenzenden Regionen führen, wodurch Scherwinde entstehen, die wiederum diese Trichter erzeugen können.

Dieses ungefähr 15 Lichtjahre breite Bild zeigt zwei Farben, die mit dem Weltraumteleskop Hubble im Orbit erfasst wurden. Der Lagunennebel ist auch als M8 bekannt, er liegt ungefähr 5000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze (Sagittarius).

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Das Galaktische Zentrum von Radio bis Röntgen

Sgr A*, das Zentrum unserer Galaxis mit einem Schwarzen Loch, leuchtet in jeder Art von Licht; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Röntgen: NASA, CXC, UMass, D. Wang et al.; Radio: NRF, SARAO, MeerKAT

Beschreibung: Auf wie viele Arten leuchtet das Zentrum unserer Galaxis? Diese rätselhafte Region, etwa 26.000 Lichtjahre entfernt ist und im Sternbild Schütze (Sagittarius) liegt, leuchtet in jeder Art von Licht, die wir sehen können.

Für dieses Bild wurde mit dem Röntgenobservatorium Chandra der NASA im Erdorbit energiereiche Röntgenstrahlung abgebildet, diese erscheint in Grün und Blau. Die rot gefärbte Abbildung der energiearmen Radiostrahlung stammt von der Teleskopanordnung MeerKAT des SARAO, die auf der Erde stationiert ist. Rechts neben der farbenfrohen Zentralregion liegt Sagittarius A (Sgr A), eine starke Radioquelle, die sich an derselben Stelle befindet wie Sgr A*, das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis.

Heißes Gas, das Sgr A* umgibt, sowie eine Reihe parallel verlaufender Radiofilamente, die als der „Bogen“ bezeichnet werden, sind links neben der Bildmitte zu sehen. Weiters verlaufen im Bild zahlreiche ungewöhnliche einzelne Radiofilamente. Viele Sterne kreisen in und um Sgr A*, außerdem zahlreiche kleine Schwarze Löcher und dichte Sternkerne, die als Neutronensterne und Weiße Zwerge bekannt sind. Das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße wird gegenwärtig vom Event Horizon Telescope abgebildet.

Aktivitäten: NASA-Wissenschaft zu Hause
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