Schlagwort: Stoßwelle

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Filamente des Vela-Supernovaüberrests

Das Bild zeigt ein Gemisch aus orangefarbenen und zartblauen Stoßwellen in einem Supernovaüberrest.

Bildcredit: CTIO, NOIRLab, DOE, NSF, AURA; Bearbeitung: T. A. Rector (U. Alaska Anchorage), M. Zamani und D. de Martin (’s NOIRLab)

Die Explosion mag zwar vorbei sein, aber die Konsequenzen gehen weiter. Vor ungefähr 11.000 Jahren konnte man einen Stern im Sternbild Segel (Vela) bei der Explosion beobachten, die für einen kurzen Zeitpunkt einen hellen Lichtpunkt am Himmel verursachte, der für Menschen, die am Beginn der aufgezeichneten Geschichte lebten, sichtbar war.

Die äußeren Schichten des Sterns krachten in das interstellare Medium und trieben eine Schockwelle (auch: Stoßwelle) vor sich hin, die man heute noch sehen kann.

Das heutige Bild hält die Filamente und den gigantischen Schock im sichtbaren Licht fest. Weil das Gas vom explodierten Stern wegfliegt, zerfällt er und reagiert mit dem interstellaren Medium und erzeugt dabei Licht in vielen unterschiedlichen Farben und Wellenlängen.

Im Zentrum des Vela Supernovaüberrests befindet sich ein Pulsar, ein Stern so dicht wie der Kern eines Atoms und mehr als 10 mal pro Sekunde rotiert.

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Die Supernova-Stoßwelle des Bleistiftnebels

Mitten im Bild leuchtet ein blaues Büschel mit einigen karminroten Einsprenkelungen. Im Hintergrund leuchten Sterne vor einem schwach rötlichen Nebel.

Bildcredit und Bildrechte: Helge Buesing

Diese Supernova-Stoßwelle pflügt mit über 500.000 Kilometern pro Stunde durch den interstellaren Raum. Die dünnen, hellen, geflochtenen Filamente, die sich in diesem detailreichen Farbkomposit in der Mitte befinden und sich nach oben bewegen, sind in Wirklichkeit lange Wellen in einer kosmischen Schicht aus glühendem Gas, die fast von der Seite betrachtet wird. Der 1835 von John Herschel entdeckte schmale Nebel ist auch als Herschel’s Ray bekannt.

Das spitz zulaufende Erscheinungsbild des Nebels, der als NGC 2736 katalogisiert ist, hat ihm seinen heutigen volkstümlichen Namen eingebracht: Bleistiftnebel. Der Bleistiftnebel ist etwa 800 Lichtjahre von uns entfernt. Mit einer Länge von fast 5 Lichtjahren stellt er jedoch nur einen kleinen Teil des Vela-Supernovaüberrests dar. Vela ist ein südliches Sternbild und trägt im Deutschen den Namen „Segel des Schiffs„.

Der Vela-Überrest selbst hat einen Durchmesser von etwa 100 Lichtjahren. Hierbei dehnt sich die Trümmerwolke eines Sterns aus, der vor etwa 11.000 Jahren explodierte. Ursprünglich bewegte sich diese Schockwelle mit Millionen von Kilometern pro Stunde, inzwischen hat sie sich aber erheblich verlangsamt und umliegendes interstellares Material mitgerissen.

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Zeta Oph: Entlaufener Stern

Links neben dem Stern in der Mitte leuchtet ein roter Nebelschleier mit grünen Enden, der wie eine Bugwelle um den Stern gekrümmt ist.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Wie ein Schiff, das durch die kosmische See pflügt, erzeugt der entlaufende Stern Zeta Ophiuchi diese bogenförmige interstellare Bugwelle oder Bugschock. Diese Bugwelle ist in diesem atemberaubenden Infrarotporträt zu sehen.

In der Falschfarbenansicht liegt der bläuliche Stern Zeta Oph, der etwa 20-mal massereicher als die Sonne ist, nahe der Bildmitte. Er bewegt sich mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus, komprimiert und erhitzt das staubige interstellare Material und formt die gekrümmte Schockfront.

Was hat diesen Stern in Bewegung gesetzt? Zeta Oph war wahrscheinlich einst Teil eines Doppelsternsystems, dessen Begleitstern massereicher war und daher eine kürzere Lebensdauer hatte. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei katastrophal an Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und leuchtet 65.000-mal heller als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wäre er nicht von verdeckendem Staub umgeben. Das Bild überspannt etwa 1,5 Grad oder 12 Lichtjahre bei der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi.

Im Januar 2020 schaltete die NASA das Spitzer-Weltraumteleskop in den Sicherheitsmodus und beendete damit seine 16-jährige erfolgreiche Erforschung unseres Universums im Infrarotbereich.

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HH 211: Ströme eines entstehenden Sterns

Ein Strom aus heißem, rötlich leuchtendem Gas verläuft diagonal durchs Bild. Einige Sterne mit den charakteristischen Strahlen des JWST sind im Bild verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Webb; Bearbeitung: Tom Ray (DIAS Dublin)

Stoßen Sterne bei ihrer Entstehung immer Ströme aus? Das ist nicht bekannt. Wenn sich eine Gaswolke durch Gravitation zusammenzieht, bildet sie eine rotierende Scheibe. Manchmal rotiert sie so schnell, dass sie sich nicht zu einem Protostern zusammenziehen kann.

Eine Theorie besagt, dass diese Rotation durch das Ausstoßen von Materieströmen verlangsamt werden kann. Diese Vermutung passt zu bekannten Herbig-Haro-Objekten (HH), das sind junge stellare Objekte, die Strahlen ausstoßen – manchmal auf spektakuläre Weise.

Das Bild zeigt Herbig-Haro 211, ein junger Stern in Entstehung. Kürzlich bildete ihn das Weltraumteleskop Webb (JWST) sehr detailreich in Infrarotlicht ab. Neben den beiden engen Teilchenstrahlen sind auch rote Stoßwellen zu sehen. Sie entstehen, wenn die Ausflüsse auf interstellares Gas treffen.

Die Ströme von HH 221 ändern wahrscheinlich ihre Form, wenn sie im Lauf der nächsten 100.000 Jahre aufleuchten und verblassen. Die Erforschung der Details der Sternbildung geht weiter.

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Der Ausreißerstern Alpha Camelopardalis

In der Mitte leuchtet ein Stern, der eine rot leuchtende Bugwelle vor sich herschiebt.

Bildcredit und Bildrechte: André Vilhena

Wie ein Schiff, das durch kosmische Meere pflügt, bildete der Ausreißerstern Alpha Camelopardalis diese zierliche, gewölbte Bugwelle. Der massereiche Überriesenstern wandert mit mehr als 60 Kilometern pro Sekunde durch den Raum und komprimiert auf seinem Weg die interstellare Materie.

Alpha Cam leuchtet in der Mitte dieser fast 6 Grad weiten Ansicht. Er ist etwa 25 bis 30 Mal massereicher als die Sonne, 5 Mal heißer als sie (30.000 Kelvin) und mehr als 500.000 Mal heller. Der Stern befindet sich etwa 4000 Lichtjahre entfernt im langhalsigen Sternbild Giraffe (Camelopardalis) und erzeugt auch einen starken Sternenwind. Die Bugwelle ist etwa 10 Lichtjahre von Alpha Cam entfernt.

Was versetzte diesen Stern in Bewegung? Sternforschende vermuten seit langer Zeit, dass Alpha Cam aus einem nahen Haufen junger, heißer Sterne durch gravitative Wechselwirkungen mit anderen Haufenmitgliedern oder vielleicht durch die Supernovaexplosion eines massereichen Begleitsterns hinausgeschleudert wurde.

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RCW 86: Historischer Supernovaüberrest

Der Supernovaüberrest RCW 86 leuchtet blassrot und zeichnet sich kaum vom Hintergrund ab.

Bildcredit und Bildrechte: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA, T.A. Rector (Univ. of Alaska / NSF’s NOIRLab), J. Miller (Gemini Obs. / NSF’s NOIRLab), M. Zamani und D. de Martin (NSF’s NOIRLab)

Im Jahr 185 n. Chr. berichteten chinesische Astronomen vom Erscheinen eines neuen Sterns in der Nanmen-Sterngruppe. Dieser Teil des Himmels entspricht auf modernen Sternkarten dem Bereich um die Sterne Alpha und Beta Centauri. Der neue Stern war monatelang mit bloßem Auge sichtbar, er gilt als die älteste bekannte Supernova.

Diese detailreiche Teleskopansicht zeigt die ausgefransten Umrisse des Emissionsnebels RCW 86, der sich gerade noch vom Sternenhintergrund abhebt. Er ist vermutlich der Überrest der Sternexplosion. Das Bild wurde mit der Weitwinkelkamera für Dunkle Energie am Cerro Tololo Inter-American Observatorium in Chile aufgenommen. Es zeigt die gesamte Ausdehnung der zerfransten Gashülle, die von der immer noch expandierenden Stoßwelle ionisiert wird.

Bilder aus dem Weltraum zeigen, dass das Element Eisen in RCW 86 reichlich vorhanden ist und dass es im Überrest keinen Neutronenstern oder Pulsar gibt. Das lässt auf eine Supernova vom Typ Ia schließen. Bei der Supernovaexplosion eines massereichen Sterns kollabiert der Kern. Eine Supernova vom Typ Ia ist jedoch die thermonukleare Detonation eines Weißen Zwergsterns in einem Doppelsternsystem, nachdem er Materie von einem Begleitstern aufgenommen hat.

RCW 86 ist etwa 8000 Lichtjahre entfernt und 100 Lichtjahre groß. Der Supernovaüberrest befindet sich nahe der Ebene unserer Milchstraße und ist am Himmel größer als der Vollmond, doch für das bloße Auge er ist zu blass.

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Der Möwennebel

Der Möwennebel im Sternbild Großer Hund (Canis Major) besteht aus einem leuchtenden Gasbogen, links oben ist ein leuchtender Gasball.

Bildcredit und Bildrechte: Carlos Taylor

Diese weite Fläche aus leuchtendem Gas und Staub bietet Himmelsbeobachtenden auf dem Planeten Erde ein vogelähnliches Bild, daher der landläufige Name Möwennebel. Das Mosaik des kosmischen Vogels entstand aus drei Schmalbandaufnahmen. Es bedeckt eine 2,5 Grad breite Schneise in der Ebene der Milchstraße Richtung Sirius, dem Alphastern im Sternbild Großer Hund (Canis Major).

Der breite Möwennebel ist wahrscheinlich Teil einer größeren Hüllenstruktur, die von aufeinanderfolgenden Supernovaexplosionen gefegt wurde. Er ist als Sh2-296 und IC 2177 katalogisiert. Der markante bläuliche Bogen rechts unter der Mitte ist die Bugwelle des Ausreißersterns FN Canis Majoris.

Der Komplex aus Gas- und Staubwolken mit weiteren Sternen der Canis-Majoris-OB1-Assoziation umfasst etwa 200 Lichtjahre. Der Möwennebel ist ungefähr 3800 Lichtjahre von uns entfernt.

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Eine gewaltige Tsunami-Stoßwelle auf der Sonne

Diese tsunami-ähnliche Stoßwelle auf der Sonne, die von der Aktiven Region AR 10930 ausging, ist als Moreton-Welle bekannt.

Bildcredit: NSO/AURA/NSF und das USAF-Forschungslabor

So große Tsunamis gibt es nicht auf der Erde. 2006 erzeugte eine große Sonneneruption aus einem Sonnenfleck von der Größe der Erde eine tsunamiähnliche Stoßwelle, die sogar für die Sonne spektakulär war.

Das Optische Sonnenüberwachungs-Netzwerk (Optical Solar Patrol Network, OSPAN) in New Mexico (USA) erfasste diesen Tsunami, der von der Aktiven Region AR 10930 auswärts wanderte. Die Stoßwelle ist in der Wissenschaft als Moreton-Welle bekannt. Sie komprimierte und erhitzte Gase, darunter den Wasserstoff in der Photosphäre der Sonne, und verursachte ein kurzzeitiges helleres Leuchten. Dieses Bild wurde in einer sehr spezifischen roten Farbe aufgenommen, die ausschließlich von Wasserstoff abgestrahlt wird.

Der rasende Tsunami löschte einige aktive Filamente auf der Sonne aus, manche davon entstanden später neu. Der Sonnen-Tsunami breitete sich mit fast einer Million Kilometer pro Stunde aus und umkreiste die gesamte Sonne in wenigen Minuten.

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