W5 – die Seele der Sternentstehung

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Bildcredit: José Jiménez Priego (Astromet)

Beschreibung: Wo entstehen Sterne? Häufig in energiereichen Regionen, wo Gas und dunkler Staub in einer chaotischen Umgebung herumgestoßen werden. Hier sind die hellen, massereichen Sterne nahe dem Zentrum von W5, dem Seelennebel, sie explodieren und emittieren Ionisationslicht und energiereiche Winde.

Auswärts strömendes Licht und Gas verdrängen und verdampfen viel vom umgebenden Gas und Staub, hinterlassen jedoch hinter dichten, schützenden Knoten Säulen aus Gas. In diesen Knoten entstehen auch Sterne. Dieses Bild zeigt das Innerste von W5, einen ungefähr 1000 Lichtjahre großen Bereich voller Sterne bildender Säulen. Der Seelennebel ist auch als IC 1848 katalogisiert, er ist ungefähr 6500 Lichtjahre entfernt im Sternbild der Königin von Aithiopia (Kassiopeia). Wahrscheinlich bleibt in wenigen Hundert Millionen Jahren nur ein Haufen neu entstandener Sterne übrig. Diese Sterne treiben auseinander.

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Arp 240 – eine Brücke zwischen Spiralgalaxien von Hubble

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Bildcredit: NASA, ESA, Weltraumteleskop Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Chris Kotsiopoulos

Beschreibung: Warum verläuft zwischen diesen beiden Spiralgalaxien eine Brücke? Die Brücke besteht aus Gas und Sternen und ist ein deutlicher Hinweis, dass diese beiden riesigen Sternsysteme nahe aneinander vorbeigezogen sind. Durch die wechselseitige Gravitation waren sie gewaltigen Gezeiten unterworfen. Zusammen sind sie als Arp 240 bekannt, einzeln als NGC 5257 und NGC 5258.

Computermodelle und das Alter ihrer Sternhaufen lassen vermuten, dass die beiden Galaxien vor erst 250 Millionen Jahren eine erste Passage aneinander vollendet haben. Die Gezeiten zogen nicht nur Materie heraus, sie komprimieren auch das Gas und lösten in beiden Galaxien und in der ungewöhnlichen Brücke Sternbildung aus. Galaktische Verschmelzungen kommen vermutlich häufig vor, Arp 240 ist ein Schnappschuss eines kurzen Stadiums in diesem unausweichlichen Prozess.

Das Paar Arp 240 ist ungefähr 300 Millionen Lichtjahre entfernt. Mit einem kleinen Teleskop ist es im Sternbild Jungfrau sichtbar. Wiederholte nahe Passagen führen voraussichtlich am Ende zu einer Verschmelzung und der Entstehung einer einzigen gemeinsamen Galaxie.

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NGC 7822 im Kepheus

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Bildcredit und Bildrechte: Steve Cannistra (StarryWonders)

Beschreibung: Heiße junge Sterne und kosmische Säulen aus Gas und Staub drängen scheinbar in NGC 7822. Die leuchtende Sternbildungsregion am Rand einer riesigen Molekülwolke im nördlichen Sternbild Kepheus ist etwa 3000 Lichtjahre entfernt. Auf dieser bunten Himmelslandschaft des Nebels fallen helle Ränder und dunkle Formen auf. Das Bild enthält Daten von Schmalbandfiltern, welche die Emissionen von atomarem Sauerstoff, Wasserstoff und Schwefel in blauen, grünen und roten Farbtönen kartieren. Die Emissionslinien- und Farbkombinationen wurden als Hubblepalette bekannt.

Die Energie der atomaren Emission stammt von der energiereichen Strahlung der zentralen heißen Sterne. Ihre gewaltigen Winde und die Strahlung formen und erodieren die dichteren Säulen und räumen eine charakteristische Höhlung im Zentrum der Geburtswolke frei, die Lichtjahre groß ist. Immer noch könnten im Inneren der Säulen durch Gravitationskollaps Sterne entstehen, doch wenn die Säulen wegerodieren, werden eventuell entstehende Sterne schlussendlich von ihrem Vorrat an Sternenstoff abgeschnitten. Dieses Sichtfeld umfasst in der geschätzten Entfernung von NGC 7822 mehr als 40 Lichtjahre.

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Der dunkle Hai

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Bildcredit und Bildrechte: Maurice Toet

Beschreibung: Kein Meer wäre groß genug, um diesen dunklen Hai aufzunehmen. Diese Erscheinung eines Jägers ist jedoch keine Gefahr für uns, da sie nur aus interstellarem Gas und Staub besteht.

Dunkler Staub wie der hier gezeigte ähnelt Zigarettenrauch und entsteht in den kühlen Atmosphären riesiger Sterne. Nachdem er zusammen mit Gas ausgestoßen und durch Gravitation wieder verdichtet wurde, können massereiche Sterne mit ihrem energiereichen Licht und schnellen Sternwinden, die sie als Bildhauerwerkzeug einsetzen, komplexe Strukturen in die sie umgebenden Entstehungswolke prägen. Durch die Hitze, die sie erzeugen, verdampfen die trüben Molekülwolken, und der Wasserstoff in der Umgebung wird auseinandergetrieben und zu rotem Leuchten angeregt.

Uns Menschen macht es Spaß, bekannte Bilder in diesen zerfallenden prächtigen Wolken zu erkennen, wie wir es auch bei Wasserwolken auf der Erde tun. Der dunkle Hai enthält kleinere Staubnebel wie Lynds Dark Nebula 1235 oder Van den Bergh 149 und 150. Er ist ungefähr 15 Lichtjahre groß und befindet sich zirka 650 Lichtjahre entfernt im Sternbild des Königs von Äthiopien (Kepheus).

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Die Große Magellansche Wolke in Ultraviolett

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Bildcredit: UV: NASA, Swift, S. Immler (Goddard) und M. Siegel (Penn State); Optisch: Axel Mellinger (CMU)

Beschreibung: Wo sind in den umliegenden Galaxien die heißesten Sterne? Um das herauszufinden, gab die NASA ihren Satelliten Swift in der Erdumlaufbahn die Anweisung, aus vielen Bildern ein Mosaik der benachbarten Großen Magellanschen Wolke (GMW) in Ultraviolettlicht zu erstellen.

Das obige Bild zeigt, wo in der GMW junge Sterne vorkommen, da die massereichsten dieser jungen Sterne hell in Blau und Ultraviolett leuchten. Im Kontrast dazu sieht man in einem darübergelegten Bild eine vertrautere, im sichtbaren Licht erstellte Ansicht der GMW, die ältere Sterne besser hervorhebt.

Links oben befindet sich eine der größten Sternbildungsregionen, die wir in der gesamten Lokalen Gruppe kennen: der Tarantelnebel. Die Große Magellansche Wolke und die ihr ähnliche Begleiterin, die Kleine Magellansche Wolke, sind für Himmelsfreunde am Südhimmel mit bloßem Auge leicht erkennbar.

Eine genaue Untersuchung des obigen Bildes erlaubt eine bessere, die gesamte Galaxie einbeziehende Vorstellung davon, wie Sternbildung abläuft.

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Die Große Wolke des Magellan

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Bildcredit und Bildrechte: L. Comolli, L. Fontana, G. Ghioldi und E. Sordini

Beschreibung: Im 16. Jahrhundert hatten der portugiesische Seefahrer Ferdinand Magellan und seine Besatzung viel Zeit, um bei der ersten Weltumsegelung den südlichen Sternenhimmel zu beobachten. Seither sind zwei verschwommene, wolkenähnliche Objekte, die auf der Südhalbkugel leicht sichtbar sind, unter Himmelsbeobachtern als die Magellanschen Wolken bekannt, die nun als Begleitgalaxien unserer viel größeren Milchstraßen-Spiralgalaxie betrachtet werden.

Die Große Magellansche Wolke (GMW), etwa 160.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado), ist hier auf einem bemerkenswert detailreichen, farbenprächtigen und beschrifteten Kompositbild zu sehen.

Mit einem Durchmesser von etwa 15.000 Lichtjahren ist sie die massereichste der Begleitgalaxien der Milchstraße und enthält die nächstgelegene Supernova der jüngsten Vergangenheit, SN 1987A. Der markante Fleck links der Mitte trägt die Bezeichnung 30 Doradus, auch bekannt als der prachtvolle Tarantelnebel und ist eine gewaltige Sternbildungsregion mit einem Durchmesser von etwa 1000 Lichtjahren.

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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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Sternbildung im Sternbild Schlange

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Credit und Bildrechte: ESO, Team des Instruments HAWK-1

Beschreibung: Sterne entstehen in einer dichten Molekülwolke im Sternbild Serpens Cauda, das nur 1000 Lichtjahre von uns entfernt ist. Dieses scharfe Infrarotbild der aktiven Sternbildungsregion in Serpens zeigt etwa zwei Bogenminuten, das entspricht in dieser Entfernung einer Breite etwas mehr als einem halben Lichtjahr.

Beobachtungen im nahen Infrarot kann man zwar mit Teleskopen auf Berggipfeln durchführen,  die mit speziellen Detektoren ausgerüstet sind, doch nahes Infrarotlicht hat eine zu lange Wellenlänge für unsere Augen.

Diese Ansicht wurde mit der empfindlichen Kamera HAWK-I (High Acuity, Wide field K-band Imaging) aufgenommen, die kürzlich auf dem Paranal-Observatorium in Chile in Betrieb genommen wurde. Um die eindrucksvolle Leistungsfähigkeit von HAWK-I darzustellen, betont dieses interessante Bild rötliche junge Sterne und Protosterne, die wahrscheinlich wenige Millionen Jahre alt sind und aus dem Gas und Staub des Nebels entstehen.

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Die Tentakel des Tarantelnebels

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Credit und Bildrechte: WFI, MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop, La Silla, ESO

Beschreibung: Die größte und aktivste Sternbildungsregion in der gesamten Lokalen Gruppe, die wir kennen, liegt in der benachbarten Großen Magellanschen Wolke. Wäre der Tarantelnebel genauso weit von der Erde entfernt wie der Orionnebel – eine Sternbildungsregion in der näheren galaktischen Umgebung unserer Sonne -, dann würde er den halben Himmel einnehmen.

Das Gebilde wird auch als 30 Doradus bezeichnet. Rotes und rosafarbenes Gas deuten auf einen massereichen Emissionsnebel hin, es gibt in dieser Region aber auch Überreste von Supernovae und Dunkelwolken. Der helle Sternenknoten links neben der Bildmitte ist R136. Er enthält viele der massereichsten und heißesten Sterne, die wir kennen.

Das Bild wurde mit dem Wide Field Imager der Europäischen Südsternwarte (ESO) aufgenommen. Es ist eines der detailreichsten Bilder, die jemals von diesem Areal gemacht wurden.

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