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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Andromeda in infrarotem und sichtbarem Licht

Die Andromedagalaxie im Bild hat ein ungewöhnliches Aussehen. Ihre markanten Staubbahnen wurden in Infrarotlicht aufgenommen. Diese Bilder wurden orange gefärbt und mit einem Bild in sichtbarem Licht kombiniert.

Bildcredit: Subaru-Teleskop (NAOJ), Weltraumteleskop Hubble; Mayall-4M-Teleskop (KPNO, NOAO), Digitized Sky Survey, Weltraumteleskop Spitzer; Bearbeitung und Bildrechte: Robert Gendler

Das künstlich gefärbte Kompositbild entstand aus Archiv-Bilddaten in sichtbarem und infrarotem Licht. Es zeigt die massereiche Andromedagalaxie M31. Die Spiralgalaxie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Andromeda ist etwa doppelt so breit wie unsere Milchstraße. Sie ist die größte Galaxie in unserer Nähe.

In den ausgedehnten Spiralarmen von M31 liegt eine Population heller junger blauer Sterne. Sie ist vom verräterischen rötlichen Leuchten von Gebieten gesäumt, in denen Sterne entstehen. Man sieht sie auf den hier verwendeten Bilddaten im sichtbaren Licht. Sie wurden im Weltraum und am Boden aufgenommen.

Die Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer wurden in die detailreichen Rot- und Grünkanäle des Kompositbildes gemischt. Sie betonen die klumpigen Staubbahnen, die von jungen Sternen gewärmt werden. Die Staubbahnen winden sich nach innen immer enger zum Kern der Galaxie. Der warme Staub ist in Wellenlängen des sichtbaren Lichts unsichtbar. Er wurde hier orange gefärbt.

Im Bild sind auch die beiden kleinen Begleitgalaxien M110 (unten) und M32 (oben) dargestellt.

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Die doppelte Staubscheibe von HD 95086

Eine Staubscheibe ist innen ein riesiges dunkelgrünes Loch. In der Mitte ist ein heller Stern von Staub umgeben, außen herum kreisen Planeten mit gewaltigen Ringsystemen.

Illustrationscredit: Weltraumteleskop Spitzer, JPL, NASA

Wie sehen andere Sternsysteme aus? Um das herauszufinden, führen Forschende detaillierte Beobachtungen naher Sterne im Infrarotlicht durch. So sieht man, welche Sterne Staubscheiben haben, die Planeten bilden könnten.

Beobachtungen mit dem NASA-Weltraumteleskop Spitzer und dem Weltraumteleskop Herschel der ESA zeigten, dass das Planetensystem HD 95086 zwei Staubscheiben besitzt. Eine heiße Staubscheibe verläuft nahe am Heimatstern. Weiter draußen gibt es eine kühlere.

Diese Illustration zeigt, wie das System aussehen könnte. Hypothetische Planeten mit großen Ringen kreisen zwischen den Scheiben. Die Planeten haben vielleicht die große Lücke zwischen den Scheiben erzeugt, indem sie mit ihrer Gravitation 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. Man sieht ihn mit einem Fernglas im Sternbild Schiffskiel. Die Untersuchung des Systems um HD 95086 hilft vielleicht, die Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems und der Erde besser zu verstehen.

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Supernovaüberrest Puppis A

Die faserartige bunte Wolke im Bild zeigt den Supernovaüberrest Puppis A im Sternbild Achterdeck des Schiffes. Die expandierende Wolke wurde in Röntgen- und Infrarotlicht aufgenommen und farbcodiert abgebildet.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/IAFE/ G. Dubner et al., ESA/XMM-Newton; Infrarot: NASA/ESA/JPL-Caltech/GSFC/ R. Arendt et al.

Der Supernovaüberrest Puppis A entstand durch die Explosion eines massereichen Sterns. Er breitet sich ins interstellare Medium aus. Seine Entfernung beträgt etwa 7000 Lichtjahre. In dieser Distanz ist die Sondierung in Falschfarben der komplexen Expansion etwa 180 Lichtjahre groß.

Das Bild basiert auf den vollständigsten Daten, die bislang in Röntgen- und Infrarotlicht erhoben wurden. Die Röntgendaten stammen von Chandra und XMM/Newton, die Infrarot-Daten vom Weltraumteleskop Spitzer.

Das faserartige Röntgenlicht ist in Blau abgebildet. Es stammt von Gas, das durch die Stoßwelle der Supernova aufgeheizt wurde. Das rot und grün dargestellte Infrarotlicht stammt von warmem Staub. Die hellen Pastelltöne zeigen Regionen, wo sich komprimiertes Gas und aufgewärmter Staub mischen.

Die Supernova wurde durch einen Kollaps im massereichen Sterneninneren ausgelöst. Ihr Licht erreichte die Erde vor etwa 3700 Jahren. Der Supernovaüberrest Puppis A ist weiterhin eine starke Quelle am Röntgenhimmel.

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Im Inneren des Flammennebels

Das Bild zeigt den Flammennebel im Sternbild Orion und seine Umgebung. Darüber wurde eine Röntgen-Infrarot-Abbildung gelegt.

Bildcredit: Optisch: DSS; Infrarot: NASA/JPL-Caltech; Röntgen: NASA/CXC/PSU/ K.Getman, E.Feigelson, M.Kuhn und das MYStIX-Team

Das optische Bild zeigt eine staubige, überfüllte Sternbildungsregion im Gürtel des Orion. Sie ist etwa 1400 Lichtjahre entfernt. Daraus sticht der Flammennebel hervor. Röntgendaten des Chandra-Observatoriums und Infrarotbilder des Weltraumteleskops Spitzer blicken tief ins Innere der Wolken. Sie bestehen aus leuchtendem Gas und undurchsichtigen Staubwolken.

Wenn ihr den Mauspfeil über das Bild schiebt oder darauf klickt, kommen viele Sterne im jungen eingebetteten Haufen NGC 2024 zum Vorschein. Sie sind nur 200.000 bis 1,5 Millionen Jahre alt. Das Kompositbild aus Röntgen- und Infrarot-Daten ist etwa 15 Lichtjahre breit. Es zeigt das Zentrum des Flammennebels.

Die Röntgen-Infrarot-Daten zeigen auch, dass sich die jüngsten Sterne auf die Mitte des Haufens befinden. Das widerspricht einfachen Modellen der Sternbildung dieser Sternschmiede. Diese Modelle besagen, dass die Sternbildung zuerst im dichteren Zentrum beginnt. Dann wandert sie schrittweise nach außen zum Rand. Dabei sollten ältere Sterne im Zentrum des Flammennebels zurückbleiben, nicht die jüngeren.

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Spitzers Orion

Der Orionnebel M42 ist hier auf ungewohnte Weise abgebildet. Der Nebel leuchtet innen rot und ist von grünlichen Hüllen umgeben. Das Zentrum mit dem Trapez strahlt weiß.

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

Nur wenige kosmische Aussichten beflügeln die Fantasie so wie der Orionnebel. Er ist ein gewaltiges Sternbildungsgebiet und ist etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt. Diese tolle Falschfarbenansicht zeigt ungefähr 40 Lichtjahre von dieser Region. Sie entstand aus Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer.

Wie auf Bildern in sichtbaren Wellenlängen liegt der hellste Teil des Nebels bei den jungen, massereichen heißen Sternen, die als Orions Trapez bekannt sind. Doch das Infrarotbild zeigt auch die vielen Protosterne im Nebel, die noch entstehen. Sie sind in roten Farbtönen dargestellt. Im dunklen, staubhaltigen Filament links neben dem hellen Haufen sind rote Flecken zu sehen. Einer davon ist der Protostern HOPS 68. In seiner protostellaren Hülle wurden kürzlich Kristalle des Silikatminerals Olivin entdeckt.

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Infrarotporträt der Großen Magellanschen Wolke

Das Infrarotbild zeigt die Große Magellansche Wolke in Falschfarben. Das Bild betont Staubwolken, die in sichtbarem Licht undurchdringlich sind.

Bildcredit: ESA / NASA / JPL-Caltech / STScI

Kosmische Staubwolken kräuseln dieses Infrarotporträt der Begleitgalaxie unserer Milchstraße, der Großen Magellanschen Wolke. Das Kompositbild des Weltraumteleskops Herschel und des Weltraumteleskops Spitzer zeigt, dass die benachbarte Zwerggalaxie voller Staubwolken ist, ähnlich wie der Staub in der Ebene der Milchstraße.

Die Staubtemperaturen zeigen Anzeichen von Sternbildungsaktivität. Die Daten von Spitzer in blauen Farbtönen zeigen warmen Staub, der von jungen Sternen aufgeheizt wird. Herschels Instrumente steuerten die in Rot und Grün gezeigten Bilddaten bei. Sie bilden Staubemissionen von kühleren, dazwischenliegenden Regionen ab. Dort beginnt die Sternbildung gerade, oder sie hat bereits aufgehört.

Die Erscheinung der Großen Magellanschen Wolke in Infrarot wird von Staubemissionen bestimmt. Sie unterscheidet sich von Bildern in sichtbarem Licht. Doch der bekannte Tarantelnebel in der Galaxie sticht immer noch hervor. Er ist die hellste Region links neben der Bildmitte und leicht erkennbar.

Die große Wolke Magellans ist etwa 160.000 Lichtjahre entfernt. Sie hat einen Durchmesser von ungefähr 30.000 Lichtjahren.

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M16: Säulen der Schöpfung

Das Hubble-Bild wurde berühmt als die Säulen der Schöpfung oder Sternbildung. Drei unterschiedlich lange Staubsäulen zeichnen sich dunkel vor türkisblauen leuchtenden Nebeln ab.

Bildcredit: J. Hester, P. Scowen (ASU), HST, NASA

Es ist eines der berühmtesten Bilder der 1990er-Jahre. Dieses Bild entstand 1995 mit dem Weltraumteleskop Hubble. Es zeigt erodierende gasförmige Globulen (EGGs). Diese EGGs schälen sich aus Säulen, die heraus. Die gewaltigen Säulen sind Lichtjahre lang und so dicht, dass ihr Gas im Inneren durch Gravitation kollabiert und Sterne bildet. Am Ende jeder Säule verdampft die intensive Strahlung heller junger Sterne das Material mit niedriger Dichte. So werden Orte der Sternbildung mit dichten EGGs freigelegt.

Der offene Sternhaufen M16 im Adlernebel ist etwa 7000 Lichtjahre entfernt.

Die Säulen der Sternbildung wurden 2007 erneut abgebildet, diesmal vom Weltraumteleskop Spitzer im Infrarotlicht. Diese Aufnahmen lassen vermuten, dass die Säulen inzwischen vielleicht von einer lokalen Supernova zerstört wurden. Das Licht dieses Ereignisses hat die Erde jedoch noch nicht erreicht.

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