Schlagwort: Sgr A*

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Die Reise zum Mittelpunkt der Galaxis

Videocredit: ESO/MPE/Nick Risinger (skysurvey.org)/VISTA/J. Emerson/Digitized Sky Survey 2

Welche Wunder warten im Zentrum der Milchstraße? Ein Klassiker der Science-Fiction ist die „Reise zum Mittelpunkt der Erde„. Darin beschreibt Jules Verne viele seltsame und aufregende Abenteuer, die Professor Liedenbrock und seine Begleitung finden.

Astronomys kennen einige seltsame Objekte im Zentrum der Galaxis. Dazu zählen gewaltige kosmische Staubwolken, helle Sternhaufen und wirbelnde Ringe aus Gas. Auch ein extrem massereiches Schwarzes Loch fand man dort. Im sichtbaren Licht ist ein Großteil des galaktischen Zentrums hinter Staub und Gas verborgen. Doch wir können es in anderen Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung erforschen.

Für dieses Video wurde das Zentrum der Milchstraße digital sondiert. Es beginnt mit Bildern der Digitisierten Durchmusterung des Himmels im sichtbaren Licht. Später im Film verschiebt sich das Spektrum zu Infrarot, das durch Staub dringt. Es zeigt, wie Gaswolken in das zentrale Schwarze Loch stürzen – man entdeckte sie 2013.

Im Mai 2018 wurde beobachtet, wie ein Stern nahe am zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße vorbeizog. Man sah dabei zum allerersten Mal eine Rotverschiebung durch Gravitation im Licht des Sterns. Das war laut Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zu erwarten.

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Viele Singularitäten im Galaktischen Zentrum

Ein lila Nebel mit heller Mitte schimmert vor dunklem Grund. Viele kleine Lichtquellen sind mit roten und gelben Kreisen markiert. Die roten Kreise zeigen Doppelsysteme mit einem Schwarzen Loch. In der Mitte ist das Zentrum der Milchstraße, es ist mit Sgr A* beschriftet.

Bildcredit: NASA/CXC / Columbia Univ./ C. Hailey et al.

Kürzlich ergab eine informelle Studie, dass Astronomys noch keinen guten Sammelbegriff für Gruppen Schwarzer Löcher haben. Doch wir brauchen einen.

Das Bild stammt vom Röntgenteleskop Chandra. Die roten Kreise markieren eine Gruppe aus einem Dutzend Schwarzer Löcher in Doppelsternsystemen. Sie besitzen etwa 5 bis 30 Sonnenmassen und schwärmen ungefähr 3 Lichtjahre entfernt um das Zentrum der Milchstraße. Diese enthält ein sehr massereiches Schwarzes Loch. Es hat die Bezeichnung Sagittarius A* (Sgr A*). Die gelb eingekreisten Röntgenquellen sind wahrscheinlich Neutronensterne oder weiße Zwergsterne in Doppelsystemen mit weniger Masse.

Einzelne Schwarze Löcher sind unsichtbar. Doch in Doppelsystemen ziehen sie Materie von einem normalen Begleitstern ab. Dabei entsteht Röntgenstrahlung. Beim galaktischen Zentrum erkennt man Schwarze Löcher nur als punktförmige Röntgenquellen. Chandra kann nur die helleren dieser Doppelsysteme erkennen. Das ist ein Hinweis, dass es dort Hunderte schwächerer Doppelsysteme mit Schwarzen Löchern geben muss, die man aber noch nicht entdeckt hat.

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Immersive Visualisierung des galaktischen Zentrums Sgr A*

Videocredit: NASA, CXC, Pontifical Catholic Univ. of Chile, C. Russell et al.

Was sieht man, wenn man aus dem Zentrum unserer Galaxis nach außen schaut? Dieses Video zeigt zwei wissenschaftlich ermittelte Möglichkeiten. Das immersive Video umfasst 360 Grad. Man kann es in jede Richtung drehen. Die Computersimulation basiert auf Infrarotdaten des Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile und Röntgendaten des NASA–Röntgenobservatoriums Chandra im Orbit.

Im Video erreicht ihr zu Beginn rasch Sgr A* (Sagittarius A Stern). Dort ist das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxis. Wenn ihr dann nach außen seht, zeigt die 500-Jahre-Zeitraffersimulation leuchtendes Gas und viele Lichtpunkte, die um euch kreisen. Viele der Punkte sind junge Wolf-Rayet-Sterne. Von diesen strömen sichtbare heiße Winde in die umgebenden Nebel.

Wolken, die näher kommen, werden länglich. Gleichzeitig fallen Objekte, die zu nahe kommen, hinein. Gegen Ende des Videos wiederholt sich die Simulation. Diesmal stößt die dynamische Region um Sgr A* heißes Gas aus, das die näher kommende Materie zurückstößt.

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Sonnwendsonne und Milchstraße

Mitten n der Milchstraße mit ihren Dunkelwolken nahe dem Zentrum der Galaxis strahlt ein heller Stern. Dort steht heute die Sonne.

Credit und Rechte des Kompositbildes: Stefan Seip (TWAN)

Heute ist Sonnenwende im Dezember. Es ist der erste Tag im Winter des Nordens. Auf der Südhalbkugel beginnt der Sommer. Sonnenwende und Äquinoktium markieren den astronomischen Beginn der Jahreszeiten. Das basiert auf der Position der Sonne auf ihrer jährlichen Reise entlang der Ekliptik am Himmel des Planeten Erde.

Die Sonnenwende findet heute um 16:28 UTC statt. Die Sonne erreicht ihre maximale südliche Deklination von –23,5 Grad. Ihre Rektaszension an der Himmelskugel beträgt 18 Stunden. Damit steht die Sonne im Sternbild Schütze nahe beim Zentrum unserer Milchstraße.

Stellt euch vor, ihr könntet die heutige Sonnwendsonne vor den blassen Sternen und Nebeln dahinter sehen. Das ist wirklich schwierig, denn man sieht es nur tagsüber… Die Aussicht wäre so ähnlich wie dieses Panorama. Dafür wurden Bilder unserer Galaxis am dunklen Nachthimmel in Namibia fotografiert und zu einem Panorama montiert. Die Sonne stammt von einem Schnappschuss vom 21. Dezember 2015. Sie wurde digital als gleißender Stern an die Position der heutigen Wintersonnwende gesetzt. Sie liegt nahe beim Zentrum der Milchstraße.

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Die Milchstraße über chilenischen Vulkanen

Über dem Rand einer Caldera wölbt sich die Milchstraße. Am Himmel leuchten Antares, der Gum-Nebel, die Große Magellansche Wolke und das Sternbild Kreuz des Südens.

Bildcredit und Bildrechte: Carlos Eduardo Fairbairn

Manchmal imitiert der Himmel die Landschaft. Dieses Bildes entstand im Mai 2017 in der Atacama in Chile. Vorne ist der eingesunkene Rand der Caldera eines erloschenen Vulkans. Oben spiegelt der Bogen der Milchstraße poetisch die Senke darunter. Viele berühmte Objekte sprenkeln die nächtliche Aussicht im Süden.

Ganz links ist das Zentrum der Milchstraße. Auch der helle orangefarbene Stern Antares leuchtet links. Am oberen Rand des Bogens ist das Sternbild Kreuz des Südens. Der rote Gum-Nebel schimmert ganz rechts. Über dem Horizont teilt die Große Magellansche Wolke die beiden fernen Vulkangipfel. Sie ist die größte Begleitgalaxie unserer Milchstraße.

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Das galaktische Zentrum in Infrarot

Der dichte Sternenteppich ist links auf halber Höhe rötlich und von vielen Dunkelwolken gemustert.

Bildcredit: 2MASS-Projekt, UMass, IPAC/Caltech, NSF, NASA

Das Zentrum der Galaxis ist ein belebter Ort. In sichtbarem Licht ist ein Großteil des galaktischen Zentrums von undurchsichtigem Staub verdeckt. Doch in Infrarot leuchtet Staub heller und verdunkelt weniger. Daher wurden auf diesem Foto fast eine Million Sterne fotografiert.

Das galaktische Zentrum liegt links. Es ist etwa 30.000 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Schütze (Sagittarius). In der galaktischen Ebene kreist die Sonne. Die galaktische Ebene unserer Milchstraße erkennt man an der dunklen diagonalen Staubbahn.

Die absorbierenden Staubkörnchen entstehen in den Atmosphären kühler Roter Riesen und wachsen in Molekülwolken an. Die Region um das galaktische Zentrum leuchtet hell im Radio– und Hochenergie–Spektralbereich. Vermutlich enthält sie ein großes Schwarzes Loch.

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Sterne im galaktischen Zentrum

Das galaktische Zentrum wurde hier vom Weltraumteleskop Spitzer aufgenommen. Es beobachtet in Infrarot und kann daher durch die Staubwolken um das Zentrum Sgr A* hindurchblicken.

Bildcredit: Susan Stolovy (SSC/Caltech) et al., JPL-Caltech, NASA

Das Zentrum der Milchstraße ist hinter Wolken aus dunklem Gas und Staub vor den neugierigen Blicken optischer Teleskope verborgen. Doch auf dieser fantastischen Ansicht dringen die Infrarotkameras am Weltraumteleskop Spitzer durch einen Großteil des Staubs. Sie zeigen die Sterne im überfüllten galaktischen Zentrum.

Das detailreiche Bild in Falschfarben ist ein Mosaik. Es entstand aus vielen kleineren Aufnahmen. Ältere, kühlere Sterne sind hier mit bläulichen Farbtönen dargestellt. Rötlich leuchtende Staubwolken begleiten junge, heiße Sterne in Sternbildungsgebieten. Erst kürzlich entdeckte man, dass im Zentrum der Milchstraße neue Sterne entstehen können.

Das galaktische Zentrum befindet sich im Sternbild Schütze. Es ist etwa 26.000 Lichtjahre entfernt. In dieser Entfernung ist das Bild ungefähr 900 Lichtjahre breit.

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Der galaktische Kern in Infrarot

Das Bild ist rötlich und voller Nebel und Sterne. Es zeigt die dichte Umgebung im Zentrum der Galaxis in Infrarot-Wellenlängen.

Bildcredit: Hubble: NASA, ESA und D. Q. Wang (U. Mass, Amherst); Spitzer: NASA, JPL und S. Stolovy (SSC/Caltech)

Was geschieht im Zentrum der Galaxis? Um das herauszufinden, vermaßen die Weltraumteleskope Hubble und Spitzer gemeinsam die Region und bildeten sie beispiellos detailreich in Infrarotlicht ab. Infrarotlicht ist bestens geeignet, um das Zentrum der Milchstraße zu erforschen, weil es nicht so stark von Staub gefiltert wird wie sichtbares Licht.

Das Bild entstand aus mehr als 2000 Aufnahmen, die 2008 mit dem Instrument NICMOS fotografiert wurden. NICMOS befindet sich an Bord des Weltraumteleskops Hubble. Das Bild misst 300 mal 115 Lichtjahre. Die Auflösung ist so hoch, dass Strukturen erkennbar sind, die nur 20-mal so groß sind wie unser Sonnensystem.

Das Bild zeigt Wolken aus leuchtendem Gas und dunklem Staub sowie drei große Sternhaufen. Magnetfelder kanalisieren links oben beim Arches-Sternhaufen das Plasma. Links unten schälen energiereiche Sternenwinde Säulen beim Quintuplet-Sternhaufen heraus. Rechts unten ist der massereiche Sternhaufen, der Sagittarius A* (Sgr A*) umgibt.

Warum mehrere helle, massereiche Sterne im Zentrum anscheinend nicht zu diesen Sternhaufen gehören, ist nicht bekannt.

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