Schlagwort: Spitzer

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Cygnus-X: Das Innenleben einer nahen Sternfabrik

Das Bild ist voller grün und rot gefärbter Nebel auf schwarzem Grund. Beschreibung im Text.

Bildcredit: NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Wie entstehen Sterne? Um diese komplexe Sache zu erforschen, nahmen Forschende ein detailreiches Infrarotbild von Cygnus-X auf. Cygnus-X ist die größte bekannte Sternbildungsregion in der ganzen Milchstraße.

Dieses Bild wurde 2009 mit dem Weltraumteleskop Spitzer im Erdorbit aufgenommen und digital in Farben dargestellt, die Menschen sehen können. Die heißesten Regionen sind blau gefärbt. Man sieht große Blasen aus heißem Gas, die von den Winden massereicher Sterne kurz nach deren Entstehung aufgebläht werden. Aktuelle Modelle postulieren, dass diese expandierenden Blasen Gas auffegen, manchmal sogar zusammenstoßen und dabei häufig Regionen bilden, die dicht genug sind, dass sie unter dem Einfluss der Gravitation kollabieren und noch mehr Sternen bilden.

Die Sternfabrik Cygnus-X umfasst mehr als 600 Lichtjahre. Sie enthält mehr als eine Million Sonnenmassen und leuchtet markant auf Weitwinkel-Infrotpanoramen des Nachthimmels. Cygnus–X liegt 4500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan (Cygnus). In wenigen Millionen Jahren herrscht dort wahrscheinlich wieder Ruhe, und ein großer offener Sternhaufen bleibt übrig, der sich wiederum in den nächsten 100 Millionen Jahre auflöst.

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Infrarotporträt der Großen Magellanschen Wolke

Die verworrenen Staubwolken im Bild wurden vom Infrarotteleskop Herschel aufgenommen. Sie leuchten bräunlich mit einigen weißen Glanzlichtern.

Bildcredit: ESA / NASA / JPL-Caltech / STScI

Auf diesem Infrarotporträt kräuseln sich kosmische Staubwolken in der Großen Magellanschen Wolke, einer Begleitgalaxie der Milchstraße. Das Komposit aus Bildern des Weltraumobservatoriums Herschel und des Weltraumteleskops Spitzer zeigt Staubwolken, welche die benachbarte Zwerggalaxie füllen, ähnlich wie der Staub in der Ebene unserer Milchstraße.

Die Temperaturen des Staubs zeigen mögliche Sternbildungsaktivität. Die Daten von Spitzer sind in blauen Farbtönen abgebildet. Sie zeigen warmen Staub an, der von jungen Sternen aufgeheizt wird. Herschels Instrumente steuerten die rot und grün gefärbten Bilddaten bei. Sie zeigen die Strahlung von kühlerem Staub in dazwischen liegenden Regionen, wo die Sternbildung gerade erst beginnt oder schon aufgehört hat.

Das Aussehen der Großen Magellanschen Wolke in Infrarot wird von der Strahlung von Staub bestimmt. Sie unterscheidet sich von Ansichten im sichtbaren Licht. Doch der bekannte Tarantelnebel in dieser Galaxie ist immer noch markant. Er ist hier leicht als die hellste Region links im Bild erkennbar. Die große Wolke von Magellan ist etwa 160.000 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von ungefähr 30.000 Lichtjahren.

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W5: Säulen der Sternbildung

In der Bildmitte ist eine Höhlung, die innen rot beleuchtet ist, sie hat einen beige-braunen Rand aus Nebeln. Die Form erinnert entfernt an ein Herz.

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

Wie entstehen Sterne? Aus Aufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer, das die Sonne umkreist, entstand eine Studie der Sternbildungsregion W5. Diese Studie liefert klare Hinweise, dass massereiche Sterne mitten in leeren Höhlungen älter sind als die Sterne an den Rändern. Ein wahrscheinlicher Grund dafür ist, dass die älteren Sterne in der Mitte die Entstehung der jüngeren Sterne am Rand ausgelöst haben.

Sternbildung wird ausgelöst, wenn heißes, ausströmendes Gas das kühlere Gas zu Knoten komprimiert, bis diese Knoten dicht genug sind, um durch ihre eigene Gravitation zu Sternen zu kontrahieren. Spektakuläre Säulen, die langsam durch das heiße, ausströmende Gas abgetragen werden, liefern weitere visuelle Hinweise. Das Infrarotbild wurde nach wissenschaftlichen Kriterien gefärbt. Es zeigt aufgewärmten Staub in Rot, während Weiß und Grün besonders dichte Gaswolken zeigen.

W5 ist auch als IC 1848 bekannt. Der Nebel bildet zusammen mit IC 1805 er eine komplexe Sternbildungsregion, die landläufig Herz- und Seelenebel genannt wird. Dieses Bild zeigt einen Teil von W5, der etwa 2000 Lichtjahre breit ist. Er enthält viele Sternbildungssäulen. W5 ist zirka 6500 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Kassiopeia.

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RCW 86: Historischer Supernova-Überrest

Im Hintergrund leuchten rote Nebel, links oben ist ein schmaler, rechts unten ein kürzerer breiterer bogenförmiger grün leuchtender Nebel.

Bildcredit: Röntgen: XMM-Newton, Chandra / Infrarot: WISE, Spitzer

Im Jahr 185 n. Chr. verzeichneten chinesische Astronomen die Erscheinung eines Sterns in der Nanman-Sterngruppe. Dieser Teil des Himmels liegt auf modernen Sternkarten bei Alpha und Beta Centauri. Der neue Stern war monatelang sichtbar. Es ist vermutlich die erste Supernova der Geschichtsschreibung.

Dieses Kompositbild wurde in mehreren Wellenlängen erstellt. Es entstand mit Weltraumteleskopen des 21. Jahrhunderts. Die Röntgenteleskope XMM-Newton und Chandra sowie die Infrarotteleskope Spitzer und WISE zeigen den Supernovaüberrest RCW 86. Er wird als Überrest dieser Sternexplosion verstanden.

Das interstellare Gas auf der Falschfarbenansicht wird von der Stoßfront der expandierenden Supernova in Röntgenenergien (blau und grün) aufgeheizt. Interstellarer Staub mit kühleren Temperaturen leuchtet in infrarotem Licht (gelb und rot).

Der Überrest enthält große Mengen an Element Eisen, außerdem fehlt ein Neutronenstern oder Pulsar. Das lässt vermuten, dass die Supernova vom Typ Ia war. Typ Ia-Supernovae sind thermonukleare Explosionen, die weiße Zwergsterne zerstören, wenn diese in einem Doppelsternsystem Materie von einem Begleiter ansammeln.

Die Hülle strahlt Röntgenlicht ab. Die Stoßgeschwindigkeiten, die in der Hülle gemessen wurden, und die Infrarot-Temperaturen des Staubs lassen vermuten, dass sich der Überrest extrem schnell in einer Blase mit sehr geringer Dichte ausdehnt. Die Blase wurde vor der Explosion vom System des weißen Zwergs erzeugt.

RCW 86 liegt in der Nähe der Ebene unserer Milchstraße. Er ist etwa 8200 Lichtjahre entfernt und hat einen Radius von ungefähr 50 Lichtjahren.

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Spitzers Orion

Der Orionnebel ist in roten und grünen Farben dargestellt und sieht etwas ungewöhnlich aus.

Credit: NASA, JPL-Caltech, T. Megeath (Univ. Toledo, Ohio)

Beschreibung: Wenige kosmische Sehenswürdigkeiten regen so sehr die Fantasie an wie der Orionnebel, eine enorme stellare Kinderstube 1500 Lichtjahre von der Erde. Dieses atemberaubende Falschfarbenbild aus Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer zeigt einen etwa 40 Lichtjahre messenden Ausschnitt des Nebels. Wie im sichtbaren Licht ist auch im Infraroten der Bereich um Orions junge massive Sterne des Trapezhaufens am hellsten. Aber zusätzlich zeigt das Infrarotbild auch die zahlreichen Protosterne des Nebels, die noch in der Sternbildung begriffen sind, hier zu erkennen an den rötlichen Farbtönen. Die roten Punkte in dem dunklen Filament links vom leuchtkräftigen Cluster enthalten unter anderem den Protostern HOPS 68, in dessen protostellarer Gas- und Staubhülle Astronomen jüngst Kristalle des Silikatminerals Olivin gefunden haben.

Übersetzung: Lars Fischer (danke!)
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Der Nordamerikanebel im Infrarotlicht

Das Bild zeigt zwei versionen des Nordamerikanebels: eine im Infrarotlicht, überlagert von einer alternativ gefärbten im sichtbaren Licht. Beschreibung im Text.

Credit: NASA, JPL-Caltech, Luisa Rebull (SSC, Caltech); übergelagertes Bild in sichtbarem Licht: DSS, D. De Martin

Beschreibung: Der Nordamerikanebel kann – anders als Nordamerika – Sterne bilden. Wo genau im Nebel diese Sterne entstehen, ist großteils hinter einigen dicken Staubschichten im Nebel versteckt, die für sichtbares Licht undurchdringlich sind. Nun gibt es eine neue Ansicht des Nordamerikanebels im Infrarotlicht, für die das Weltraumteleskop Spitzer im Erdorbit durch einen Großteil des Staubs hindurch spähte und Tausende neue Sterne entdeckte.

Wenn ihr den Mauspfeil über das wissenschaftlich eingefärbte Infrarotbild schiebt, seht ihr zum Vergleich ein entsprechendes Bild im sichtbaren Licht derselben Region. Das neue Infrarotbild zeigt hübsche junge Sterne in vielen Phasen der Sternbildung, manche sind in dichte Knoten aus Staub und Gas eingebettet, andere von Scheiben und ausströmenden Strahlen umgeben, und wieder andere, die haben sich schon von ihrem Gaskokon befreit.

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 Sternen, die wir im Nordamerikanebel kennen, die energiereiche Strahlung abgeben, die für das ionisierte rote Leuchten sorgt, wird nach wie vor erforscht.

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Kernschein einer dunklen Wolke

Das Bild besteht aus zwei Teilen, links eine blau gefärbte Abbildung eines Nebels vor Sernen, rechts ein roter Nebel mit einer dunklen Fläche, wo links der blaue Nebel ist.

Credit: NASA, JPL-Caltech, Laurent Pagani (Obs.Paris/CNRS), Jurgen Steinacker (Obs. Paris/MPIA) et al.

Beschreibung: Sterne und ihre Planeten entstehen in kalten, dunklen interstellaren Wolken aus Gas und Staub. Astronom*innen machten bei der Untersuchung der Wolken in infraroten Wellenlängenbereichen eine überraschende Entdeckung: in Dutzenden Fällen leuchten dichte Wolkenkerne, indem sie infrarotes Sternenlicht reflektieren.

Diese Bildfelder basieren auf Archivdaten des Weltraumteleskops Spitzer, sie veranschaulichen das das seit kurzem als Kernschein bekannte Phänomen. In längeren Infrarot-Wellenlängen (rechts) ist der Kern der Wolke Lynds 183 dunkel, doch in kürzeren Wellenlängen (links) leuchtet der Kern deutlich, indem er Licht nahe gelegener Sterne streut. Diese Bildfeldern zeigen, dass der längliche Kern etwa 1,5 Lichtjahre umfasst.

Die Streuung braucht Staubkörner, die etwa 10mal größer sind als jene, die bisher in den Wolken vermutet wurden – etwa 1 Mikron statt 0,1 Mikron. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 100 Mikron dick. Die größeren Staubkörner, die der Kernschein erfordert, könnten die Modelle für frühe Phasen der Stern- und Planetenbildung ändern.

Sternbildung ist ein immer noch rätselhafter Prozess, der in interstellaren Wolken verborgen bleibt. Der dunkle Nebel Lynds 183 liegt etwa 325 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlange (Serpens).

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Der junge Sternhaufen Westerlund 2

Ein lebhafter, weißlicher Nebel mit violetten Bereichen und hellen Sternen in der Mitte leuchtet mitten im Bild.

Credit: Röntgenstrahlen: Y.Nazé, G.Rauw, J.Manfroid (Université de Liège), CXC, NASA; Infrarot: E. Churchwell (Universität von Wisconsin), JPL, Caltech, NASA

Beschreibung: Die staubhaltige Sternbildungsstätte RCW 49 umgibt auf diesem Himmels-Kompositbild den jungen Sternhaufen Westerlund 2. Das Bild wurde außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums aufgenommen. Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer sind in schwarz-weiß dargestellt und ergänzen die Falschfarben-Röntgen-Bilddaten von Chandra der heißen, energiereichen Sterne in der Zentralregion des Haufens.

Beide Ansichten einer Region im großen südlichen Sternbild Zentaur zeigen Sterne und Strukturen, die durch den undurchdringlichen Staub für optische Teleskope unsichtbar sind. Westerlund 2 ist höchstens 2 Millionen Jahre alt und enthält einige der leuchtstärksten, massereichsten und daher kurzlebigsten Sterne. Auch die Infrarotsignaturen von protoplanetaren Scheiben wurden in dieser Region mit starker Sternbildung entdeckt.

In der geschätzten Entfernung des Haufens von 20.000 Lichtjahren wäre eine Seite der quadratischen Markierung im Chandra-Feld etwa 50 Lichtjahre lang.

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