Das zentrale magnetische Feld der Zigarrengalaxie

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Bildcredit: NASA, SOFIA, E. Lopez-Rodriguez; NASA, Spitzer, J. Moustakas et al.

Beschreibung: Sind Galaxien gewaltige Magnete? Ja, aber die Magnetfelder in Galaxien sind typischerweise viel schwächer als auf der Erdoberfläche, außerdem komplexer und schwieriger zu messen. Kürzlich jedoch erfasste das Instrument HAWC+ an Bord des luftgestützten SOFIA-Observatoriums (747) erfolgreich die Details ferner Magnetfelder durch die Beobachtung von Infrarotlicht, das durch Reflexion an Staubkörnchen polarisiert wurde.

M82, die Zigarrengalaxie, wurde mit HAWC+ beobachtet. Die gewonnenen Daten zeigen, dass das zentrale Magnetfeld lotrecht zur Scheibe und parallel zum starken galaktischen Superwind verläuft. Diese Beobachtung stärkt die Hypothese, dass das zentrale Magnetfeld von M82 ihrem Wind hilft, die Masse von Millionen Sternen von der zentralen Sternausbruchsregion hinauszutransportieren. Dieses Bild zeigt Magnetfeldlinien, die über ein Bild des Kitt-Peak-Nationalobservatoriums gelegt wurden, das in sichtbarem Licht (grau) und Wasserstoffleuchten (rot) fotografiert und mit Infrarotbildern (gelb) von SOFIA und dem Weltraumteleskop Spitzer kombiniert wurde.

Die Zigarrengalaxie ist ungefähr 12 Millionen Lichtjahre entfernt und mit Fernglas im Sternbild Großer Bär sichtbar.

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Die Sombrerogalaxie in Infrarot

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Bildcredit: R. Kennicutt (Steward Obs.) et al., SSC, JPL, Caltech, NASA

Beschreibung: Dieser schwebende Ring hat die Größe einer Galaxie. Und es ist tatsächlich eine Galaxie – oder zumindest ein Teil davon: die fotogene Sombrerogalaxie, eine der größten Galaxien im nahen Virgo-Galaxienhaufen. Das dunkle Band aus Staub, das den mittleren Bereich der Sombrerogalaxie im sichtbaren Licht verdeckt, leuchtet im Infrarotlicht hell.

Dieses digital geschärfte Bild zeigt das Infrarotleuchten, das vom Weltraumteleskop Spitzer in der Erdumlaufbahn fotografiert wurde, es wurde in Falschfarben mit einem bereits vorhandenen Bild des Weltraumteleskops Hubble in sichtbarem Licht überlagert. Die Sombrerogalaxie, die auch als M104 bekannt ist, hat einen Durchmesser von etwa 50.000 Lichtjahren und ist 28 Millionen Lichtjahre entfernt. M104 ist schon mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Jungfrau zu sehen.

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Die Krabbe aus dem All

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Bildcredit: NASA – Röntgen: CXC, Optisch: STSCI, Infrarot: JPL-Caltech

Beschreibung: Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert, er ist das erste Objekt auf Charles Messiers berühmter Liste von Dingen, die keine Kometen sind. Die Krabbe nun als Supernovaüberrest bekannt, wobei die Trümmer der Todesexplosion eines massereichen Sterns auseinanderfliegen. Dieses faszinierende Falschfarbenbild kombiniert Daten der Weltraumobservatorien Chandra, Hubble und Spitzer, um die Trümmerwolke in Röntgen (blau-weiß), sichtbarem Licht (violett) und Infrarot (rosarot) zu erforschen.

Der Krebsnebel ist eines der exotischsten Objekte, das zeitgenössische Astronomen kennen – ein Neutronenstern, der 30-mal pro Sekunde rotiert. Es ist der helle Punkt nahe der Bildmitte. Dieser kollabierte Überrest des Sternkerns liefert wie ein kosmischer Dynamo die Energie für die Strahlung der Krabbe, die im gesamten elektromagnetischen Spektrum leuchtet. Der Krebsnebel ist ungefähr 12 Lichtjahre groß und steht 6500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Stier.

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NGC 2623: Verschmelzende Galaxien von Hubble

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Bildcredit: ESA/Hubble und NASA

Beschreibung: Wo entstehen Sterne, wenn Galaxien kollidieren? Um das herauszufinden, fotografierten Astronomen die nahe Galaxienverschmelzung NGC 2623 hoch aufgelöst mit dem Weltraumteleskop Hubble. Untersuchungen dieses und anderer Hubblebilder sowie Bilder von NGC 2623 im Infrarotlicht vom Weltraumteleskop Spitzer, im Röntgenlicht von XMM-Newton sowie im Ultraviolettlicht von GALEX lassen vermuten, dass die beiden ursprünglichen Spiralgalaxien nun stark gefaltet erscheinen und ihre Kerne zu einem aktiven galaktischen Kern (AGN) vereint wurden.

In der Nähe dieses Kerns nahe der Bildmitte und an den gedehnten Gezeitenschweifen an beiden Seiten geht die Sternentstehung weiter, und überraschenderweise auch in einer Region außerhalb des Kerns links oben, wo Haufen heller blauer Sterne vorhanden sind. Galaxienkollisionen können Hunderte Jahrmillionen dauern und mehrere gravitationsbedingt zerstörerische Annäherungen durchlaufen.

NGC 2623, auch als Arp 243 bekannt, ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und liegt zirka 250 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Krebs. Die Rekonstruktion der Ursprungsgalaxien und der Ablauf von Galaxienverschmelzungen sind oft schwierig, manchmal unmöglich, aber allgemein wichtig, um die Entwicklung unseres Universums zu verstehen.

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Der Ausreißerstern Zeta Oph

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NASA, JPL-Caltech, Spitzer Space Telescope

Beschreibung: Wie ein Schiff, das durch kosmische Meere pflügt, bildet der Ausreißerstern Zeta Ophiuchi die gewölbte interstellare Bugstoßwelle auf diesem atemberaubenden Infrarotporträt. Der bläuliche Zeta Oph ist in Falschfarben dargestellt. Er besitzt etwa 20 Sonnenmassen, liegt nahe der Bildmitte und wandert mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternenwind eilt ihm voraus, komprimiert und erhitzt die staubige interstellare Materie und formt die gekrümmte Stoßfront. Wie kam der Stern in Bewegung? Zeta Oph war wahrscheinlich Teil eines Doppelsternsystems, mit einem massereicheren und daher kurzlebigeren Begleitstern.

Als der Begleiter als Supernova explodierte und katastrophal an Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert. Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und 65.000 Mal lichtstärker als die Sonne. Er wäre einer der helleren Sterne am Himmel, wenn er nicht von Staub verdunkelt wäre. Das Bild umfasst in der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi zirka 1,5 Grad oder 12 Lichtjahre.

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Infraroter Trifid

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Bildcredit: J. Rho (SSC/Caltech), JPL-Caltech, NASA

Beschreibung: Der Trifidnebel ist auch als Messier 20 bekannt und mit einem kleinen Teleskop leicht zu finden. Er ist ein beliebtes Ziel im nebelreichen Sternbild Schütze. Bilder in sichtbarem Licht zeigen den Nebel durch dunkle undurchsichtige Staubbahnen dreigeteilt, doch dieses durchdringende Infrarotbild zeigt Fasern aus leuchtenden Staubwolken und jungen Sternen.

Das spektakuläre Falschfarbenbild verdanken wir dem Weltraumteleskop Spitzer. Astronomen verwendeten die Spitzer-Infrarotbilddaten, um neu entstandene und keimende Sterne zu zählen, die sonst in den Entstehungs-Gas- und Staubwolken dieser faszinierenden Sternkrippe verborgen sind.

Der hier gezeigte Trifidnebel ist etwa 30 Lichtjahre groß und nur 5500 Lichtjahre entfernt.

Aktuell: Schaltsekunde zu 2016 hinzugefügt
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Der Helixnebel in Infrarot

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Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer; Bearbeitung: Judy Schmidt

Beschreibung: Warum sieht dieses kosmische Auge so rot aus? Wegen des Staubs. Dieses Bild des robotischen Weltraumteleskops Spitzer zeigt das Infrarotlicht des gut untersuchten etwa 700 Lichtjahre entfernten Helixnebels (NGC 7293) im Sternbild Wassermann. Die zwei Lichtjahre große Hülle aus Staub und Gas um einen zentralen Weißen Zwerg gilt seit Langem als gutes Beispiel für einen planetarischen Nebel, der die Endstadien der Entwicklung eines sonnenähnlichen Sterns darstellt. Die Spitzerdaten zeigen, dass der Zentralstern des Nebels in ein überraschend helles Infrarotleuchten getaucht ist. Modelle zeigen, dass das Leuchten von einer Staub- und Trümmerwolke stammen könnte. Auch wenn das nebelartige Material vor Tausenden Jahren vom Stern ausgestoßen wurde, könnte der nahe Staub von Kollisionen in einem Speicher an Objekten ähnlich dem Kuipergürtel oder der kometenhaften Oortschen Wolke in unserem Sonnensystem stammen. Die kometenähnlichen Körper sind in einem fernen Planetensystem entstanden und hätten andernfalls sogar die dramatischen Endstadien der Sternentwicklung überlebt.

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Cancri 55 e: Klimamuster auf einer Lavawelt

Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Beschreibung: Warum sollte man die Supererde Cancri 55 e besuchen? Ihr extrem heißes Klima wäre abschreckend, da der Morgen auf dieser Welt frische Lavaflüsse bringen kann. Der 2004 entdeckte Planet Cancri 55 e besitzt den doppelten Durchmesser unserer Erde und etwa 10 Erdmassen. Der Planet umkreist seinen 40 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern in viel geringerer Entfernung als Merkur die Sonne – so nahe, dass gebunden rotiert, das bedeutet, dass immer die gleiche Seite zu dem Objekt weist, das er umrundet – wie unser Mond beim Umrunden der Erde. Astronomen maßen kürzlich die Temperaturänderungen auf diesem Exoplaneten anhand von Infrarotbeobachtungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer. Auf Basis dieser Beobachtungen schuf ein Künstler dieses Video mit der begründeten Vermutung, wie ein Umlauf von Cancri 55 e aussehen könnte. Dargestellt ist die volle Phase, wo der Planet zur Gänze beleuchtet ist, sowie die neue (dunkle) Phase, bei der er nahe der Sichtlinie zur Erde vorbeizieht. Die anschaulichen roten Bänder auf Cancri 55 e deuten Lavaströme an, die auf dem Planeten fließen könnten. Eine aktuelle Dichtebestimmung für 55 Cancri e zeigt, dass dieser Exoplanet nicht vorwiegend aus Sauerstoff besteht, wie die inneren Planeten in unserem Sonnensystem, sondern eher aus Kohlenstoff. Daher lohnt es sich vielleicht, Cancri 55 e zu besuchen, um seinen Kern zu erforschen, da der große innere Druck dieses Planeten ausreichen würde, um den dort gefundenen Kohlenstoff in einen riesigen Diamanten zu verwandeln.

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Die Doppelstaubscheibe von HD 95086

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Illustrationscredit: Spitzer Space Telescope, JPL, NASA

Beschreibung: Wie sehen andere Sternsysteme aus? Um das herauszufinden, führen Astronomen detaillierte Beobachtungen naher Sterne im Infrarotlicht durch, um zu sehen, welche davon Staubscheiben haben, die Planeten bilden könnten. Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer der NASA und dem Weltraumobservatorium Herschel der ESA zeigten, dass das Planetensystem HD 95086 zwei Staubscheiben besitzt: eine heiße nahe am Heimatstern und weiter draußen eine kühlere. Eine künstlerische Darstellung davon, wie das System aussehen könnte, ist hier zu sehen, zusammen mit hypothetischen Planeten mit großen Ringen, die zwischen den Scheiben kreisen. Die Planeten könnten die große Lücke zwischen den Scheiben erzeugt haben, indem sie mit ihrer Gravitation den Staub absorbierten und ablenkten. HD 95086 ist ein blauer Stern mit etwa 60 Prozent mehr Masse, als unsere Sonne besitzt. Er ist zirka 300 Lichtjahre von der Erde entfernt und mit einem Fernglas im Sternbild Schiffskiel zu sehen. Die Untersuchung des HD-95086-Systems könnte Astronomen helfen, die Entstehung und Entwicklung unseres eigenen Sonnensystems sowie der Erde besser zu verstehen.

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W5: Säulen der Sternbildung

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Bildcredit und Bildrechte: Lori Allen, Xavier Koenig (Harvard-Smithsonian CfA) et al., JPL-Caltech, NASA

Beschreibung: Wie entstehen Sterne? Eine Studie der Sternbildungsregion W5 anhand von Aufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer, das die Sonne umkreist, liefert klare Hinweise, dass massereiche Sterne nahe der Mitte von leeren Höhlungen älter sind als die Sterne an den Rändern. Ein wahrscheinlicher Grund dafür ist, dass die älteren Sterne in der Mitte die Bildung der jüngeren Sterne am Rand ausgelöst haben. Sternbildung wird ausgelöst, wenn heißes, ausströmendes Gas das kühlere Gas zu Knoten komprimiert, die dicht genug sind, um gravitativ zu Sternen zu kontrahieren. Spektakuläre Säulen, die langsam durch das heiße, ausströmende Gas zurückgelassen werden, liefern weitere visuelle Hinweise. Im obigen wissenschaftlich gefärbten Infrarotbild zeigt Rot aufgeheizten Staub, während Weiß und Grün besonders dichte Gaswolken aufzeigen. W5 ist auch als IC 1848 bekannt, und zusammen mit IC 1805 bildet er eine komplexe Sternbildungsregion, die im Volksmund Herz– und Seelenebel genannt wird. Das obige Bild zeigt einen Teil von W5, der etwa 2000 Lichtjahre umfasst und reich an Sternbildungssäulen ist. W5 steht zirka 6500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Kassiopeia.

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Der Nordamerikanebel im Infrarotlicht

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Credit: NASA, JPL-Caltech, L. Rebull (SSC, Caltech); optisch übergelagertes Bild: DSS, D. De Martin

Beschreibung: Der Nordamerikanebel kann, was die meisten Nordamerikaner nicht können – Sterne bilden. Wo genau im Nebel sich diese Sterne bilden, wurde großteils durch einige der dicksten Staubschichten im Nebel verdeckt, der für sichtbares Licht undurchdringlich ist. Nun gibt es eine neue Ansicht des Nordamerikanebels im Infrarotlicht, für welche das Weltraumteleskop Spitzer im Erdorbit durch einen Großteil des Staubs hindurchgespäht und Tausende neu gebildete Sterne entdeckt hat.

Wenn Sie Ihren Mauspfeil über das obige wissenschaftlich eingefärbte Infrarotbild schieben, sehen Sie zum Vergleich ein entsprechendes Bild im sichtbaren Licht der gleichen Region. Das neue Infrarotbild zeigt hübsche junge Sterne in vielen Sternbildungsphasen, manche in dichte Knoten aus Staub und Gas eingebettet, andere von Scheiben und ausströmenden Strahlen umgeben, und wieder andere, die sich bereits von ihrem Geburtskokon befreit haben.

Der Nordamerikanebel (NGC 7000) ist etwa 50 Lichtjahre groß und befindet sich zirka 1500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan (Cygnus). Welche massereichen Sterne von allen, die wir im Nordamerikanebel kennen, die energiereiche Strahlung abgeben, die das ionisierte rote Leuchten erzeugt, wird nach wie vor erforscht.

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