M101: Die Feuerradgalaxie

Die Galaxie M101 im Bild ist direkt von oben zu sehen. Sie ist von lebhaften Spiralarmen umgeben, die um ihr gelb leuchtendes Zentrum kreisen.

Bildcredit: Subaru-Teleskop (NAOJ), Weltraumteleskop Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Robert Gendler

Warum sind viele Galaxien spiralförmig? Ein plakatives Beispiel ist die Galaxie M101. Sie ist etwa 27 Millionen Lichtjahre entfernt, also relativ nahe. Daher können wir sie genau untersuchen. Wir beobachten Hinweise, dass eine nahe Begegnung und gravitative Wechselwirkung mit einer benachbarten Galaxie Schwerewellen mit verdichtetem Gas hervorrief.

Die Wellen umkreisen das Zentrum der Galaxie. Sie komprimieren vorhandenes Gas und lösen Sternbildung aus. Daher besitzt die Feuerradgalaxie M101 mehrere extrem helle Sternbildungsregionen. Sie werden als HII-Regionen bezeichnet und breiten sich in den Spiralarmen aus. M101 ist so groß, dass ihre gewaltige Gravitation kleinere Galaxien in der Umgebung verzerrt.

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Supernova 1994D und das unerwartete Universum

Schräg im Bild ist eine düstere Galaxie. Ihr Kern ist hier violett-rosa abgebildet, nur das Zentrum leuchtet hell. Am Rand verlaufen dicke Staubbahnen. Links unten strahlt eine helle Supernova.

Bildcredit: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA

Vor langer Zeit explodierte an einem fernen Ort ein Stern. Die Supernova 1994D ist der helle Fleck links unten. Sie explodierte am Rand der Galaxie NGC 4526. Die Supernova 1994D war interessant. Der Grund war nicht, dass sie sich stark von anderen Supernovae unterschied, sondern weil sie anderen Supernovae so ähnlich war. Das Licht, das in den Wochen nach der Explosion abgestrahlt wurde, klassifizierte sie als Supernova vom wohlbekannten Typ Ia.

Das Besondere an Typ-1a-Supernovae ist, dass alle dieselbe Leuchtkraft besitzen. Daher ist so eine Supernova umso weiter entfernt, je blasser sie erscheint. Die Beziehung zwischen Helligkeit und Entfernung wird genau kalibriert. So kann man nicht nur die Rate bestimmen, mit der sich das Universum ausdehnt (der Parameter dafür ist die Hubblekonstante), sondern auch die Geometrie des Universums, in dem wir leben (die Parameter dafür sind Omega und Lambda).

In den letzten Jahren wurde eine große Zahl weit entfernter Supernovae vermessen. Zusammen mit anderen Beobachtungen interpretiert man die Hinweise so, dass wir in einem unerwarteten Universum leben.

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Die nahe Spiralgalaxie NGC 4945

Schräg im Bild liegt eine Spiralgalaxie, die wir fast von der Seite sehen, mit Blick auf markante Staubbahnen. Die Seyfertgalaxie NGC 4945 liegt im Sternbild Zentaur.

Bildcredit und Bildrechte: Petri Kehusmaa, Harlingten Atacama-Observatorium

Die große Spiralgalaxie NGC 4945 mitten in dem kosmischen Galaxienporträt ist von der Seite zu sehen. NGC 4945 ist fast gleich groß wie unsere Milchstraße. Das scharfe, farbige Teleskopbild zeigt ihre staubige Scheibe. Junge blaue Sternhaufen und rosarote Sternbildungsregionen treten markant hervor.

NGC 4945 ist etwa 13 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegt im weiten südlichen Sternbild Zentaur. Die Galaxie ist nur etwa sechsmal weiter entfernt als Andromeda, die große Nachbargalaxie der Milchstraße.

Die Zentralregion der Galaxie ist zwar großteils vor optischen Teleskopen verborgen. Doch Röntgen- und Infrarotbeobachtungen zeigen Hinweise auf energiereiche Strahlung und Sternbildung im Kern von NGC 4945. Ihr verdeckter Kern ist sehr aktiv. Das zeigt, dass die prächtige Universumsinsel eine Seyfertgalaxie ist. Sie enthält ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch.

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Sternbildungsgalaxie M94

Das gelbliche Innere der Galaxie M94 im Sternbild Jagdhunde ist im Bild von einem blau leuchtenden Kranz umgeben. Außen herum läuft ein graugelber Ring, der nicht geschossen und auffallend komplex ist.

Bildcredit und Bildrechte: Leonardo Orazi

Warum ist das Zentrum von M94 so hell? Die Spiralgalaxie M94 hat einen Ring aus neu entstandenen Sternen. Sie sind um ihren Kern angeordnet. Das verleiht der Galaxie nicht nur eine ungewöhnliche Erscheinung, sondern auch ein starkes inneres Leuchten.

Eine der besten vorläufigen Hypothesen lautet, dass ein länglicher Knoten aus Sternen, der als Balken bezeichnet wird und in M94 rotiert, einen Ausbruch an Sternbildung im inneren Ring auslöste. Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass der äußere, blassere Ring nicht geschlossen ist. Er ist außerdem relativ komplex.

Die Galaxie M94 ist etwa 30.000 Lichtjahre groß und an die 15 Millionen Lichtjahre entfernt. Man sieht sie mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici).

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Trio Leo

Die drei Galaxien im Bild sind Spiralgalaxien im Sternbild Löwe, die eng beisammen stehen. Die Galaxie links unten ist von der Kante zu sehen, ihre Scheibe wirkt fluffig. Durch die Mitte verläuft ein dunkles Staubband.

Bildcredit und Bildrechte: Philippe Durville

Diese berühmte Gruppe ist das Leo-Triplett. Es sind drei prächtige Galaxien in einem engen Sichtfeld, sogar dann, wenn man sie mit kleineren Teleskopen fotografiert. Einzeln sind sie als NGC 3628 (links), M66 (rechts unten) und M65 (oben) bekannt.

Alle drei sind große Spiralgalaxien. Doch sie sehen einander nicht ähnlich, weil ihre galaktischen Scheiben in verschiedenen Winkeln zu uns zeigen. NGC 3628 ist von der Seite zu sehen. Ihre undurchsichtigen Staubstraßen schneiden durch die Ebene der Galaxie. Die Scheiben von M66 und M65 sind stark genug geneigt, dass wir ihre Spiralstruktur sehen.

Gravitations-Wechselwirkungen zwischen den Galaxien der Gruppe führten zu verräterischen Zeichen. Dazu zählt die gekrümmte, aufgeblähte Scheibe von NGC 3628. Außerdem sind die Spiralarme von M66 in die Länge gezogen.

Das Bild der Region ist am Himmel ungefähr ein Grad groß, also so breit wie zwei Vollmonde. Das Trio ist mehr als 500.000 Lichtjahre entfernt. Dort ist das Bildfeld mehr 30 Millionen Lichtjahre breit.

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M51 – die Strudelgalaxie

In der Mitte ist eine Spiralgalaxie mit markanten Armen von oben zu sehen, die von vielen blauen Sternen und roten Sternbildungsstrukturen markiert ist. Oben rechts verläuft ein Spiralarm zu einer kleineren Begleitgalaxie, die gelbrötlich leuchtet.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Folgt der Deichsel des Großen Wagens vom Kasten aus, bis ihr zum letzten hellen Stern gelangt. Wenn ihr dann das Teleskop ein bisschen südwestlich schiebt, findet ihr vielleicht dieses tolle Paar wechselwirkender Galaxien. Sie sind der 51. Eintrag in Charles Messiers berühmtem Katalog.

Die große Galaxie ist vielleicht der Original-Spiralnebel. Sie hat eine klar definierte Spiralstruktur und ist auch als NGC 5194 katalogisiert. Die Spiralarme und Staubbahnen ziehen klar erkennbar über ihre Begleitgalaxie NGC 5195 (rechts).

Das Paar ist zirka 31 Millionen Lichtjahre entfernt. Es liegt offiziell im kleinen Sternbild Jagdhunde. M51 wirkt mit matt und verschwommen, wenn man sie mit dem Fernrohr betrachtet. Detailreiche Bilder wie dieses zeigen auffällige Farben und blasse Gezeitenbruchstücke rund um die kleinere Galaxie.

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Die massereiche nahe Spiralgalaxie NGC 2841

Wir blicken schräg auf die Scheibe einer Galaxie, in der Mitte leuchtet sie hellgelb, der äußere Teil ist rötlich und stark strukturiert mit sehr eng gewundenen Spiralarmen.

Bildcredit: Hubble, Subaru; Zusammensetzung und Bildrechte: Roberto Colombari

Sie ist eine der massereicheren Galaxien, die wir kennen. Die Spiralgalaxie NGC 2841 ist etwa 46 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegt im nördlichen Sternbild Große Bärin (Ursa Major).

Die scharfe Ansicht zeigt das prächtige Inseluniversum mit dem markanten gelblichen Kern und der galaktischen Scheibe. Die gefleckten Spiralarme sind eng gewundenen. Darin sind Staubbahnen, kleine rötliche Sternbildungsregionen und junge blaue Sternhaufen eingebettet. Im Kontrast dazu haben andere Spiralgalaxien breite, ausladende Arme mit großen Sternbildungsregionen.

NGC 2841 ist mehr als 150.000 Lichtjahre breit. Somit ist sie größer als unsere Milchstraße. Das Kompositbild entstand aus den Aufnahmen zweier Teleskope. Eines war das 2,4 Meter große Weltraumteleskop Hubble im Orbit, das andere das 8,2-Meter-Subaru-Teleskop auf der Erde. Röntgenbilder zeigen, dass Winde und Explosionen von Sternen heiße Gasschwaden in einen Hof um NGC 2841 hinaustreiben.

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Die einarmige Spiralgalaxie NGC 4725

Im Bild schwebt eine Spiralgalaxie, die nur einen einzigen Spiralarm besitzt. Um den gelblichen Kern verläuft ein Ring aus blauen Sternhaufen und rötlichen Sternbildungsregionen. Rechts oben ist eine viel weiter entfernte gewöhnliche Spiralgalaxie. Nur wenige Sterne sind im Bild verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Die meisten Spiralgalaxien haben zwei oder mehr Spiralarme. Dazu gehört auch unsere Milchstraße. Doch NGC 4725 hat nur einen Arm. Auf diesem scharfen Farbkompositbild windet sich eine einzelne spira mirabilis um einen markanten Ring. Er besteht aus bläulichen jungen Sternhaufen und rötlichen Sternbildungsregionen.

In der seltsamen Galaxie verlaufen auch undurchsichtige Staubbahnen. Sie hat einen gelblichen Zentralbalken, der aus einer älteren Sternpopulation besteht. Der Durchmesser von NGC 4725 beträgt mehr als 100.000 Lichtjahre. Sie ist 41 Millionen Lichtjahre entfernt. Wir finden sie im gut gekämmten Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices).

Mit Computern können wir simulieren, wie einzelne Spiralarme entstehen. Dabei zeigt sich, dass Arme entstehen können, die entweder vorausziehen oder nachfolgen. Die Richtung bezieht sich auf die Gesamtrotation der Galaxie. Rechts oben ist eine sehr viel weiter entfernte Spiralgalaxie. Sie sieht viel traditioneller aus.

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