Schlagwort: Stoßwelle

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HH 211: Ströme eines neuen 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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Animation: Rätselhafte Radiokreise


Videocredit: Illustration: Sam Moorfield; Daten: CSIRO, HST (HUDF), ESA, NASA; Bild: J. English (U. Manitoba), EMU, MeerKAT, DES (CTIO); Text: Jayanne English

Beschreibung: Wie nennt man ein kosmisches Rätsel, das niemand vorhergesehen hat? In diesem Fall sind es rätselhafte Radiokreise (Odd Radio Circles, kurz ORCs). ORC-1 steht für fünf seltsame Objekte, die 2019 zufällig mit dem neuen australischen SKA Pathfinder Radio-Array entdeckt wurden und die nur in Radiofrequenzen zu beobachten sind.

Das letzte Bild im Video enthält Daten des südafrikanischen MeerKAT-Arrays aus dem Jahr 2021, um mehr Details zu zeigen. Die türkis gefärbten Radiodaten wurden mit einer optischen und Infrarot-Karte der Durchmusterung Dunkler Energie kombiniert.

Die animierte künstlerische Darstellung folgt nur einer Idee zum Ursprung der ORCs. Wenn im Zentrum einer Galaxie zwei sehr massereiche Schwarze Löcher verschmelzen, könnten die dabei entstehenden Stoßwellen Ringe aus Radiostrahlung hervorrufen. Diese wachsen, bis sie das Videofeld füllen. Das Videobild wird erweitert, damit die Ausbreitung der ORC zu sehen ist, bis diese etwa eine Million Lichtjahre groß sind.

Glücklicherweise kann das bald verfügbare Square Kilometer Array helfen, dieses und andere vielversprechende Szenarien zu testen.

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Zeta Oph: Entlaufener Stern

Siehe Beschreibung. Der Ausreißerstern Zeta Ophiuchi treibt eine gewaltige Stoßwelle vor sich her; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Beschreibung: Wie ein Schiff, das durch kosmische Meere pflügt, erzeugt der Ausreißerstern Zeta Ophiuchi eine interstellare Bugwelle oder Kopfwelle, die auf diesem faszinierenden Infrarotporträt zu sehen ist.

Der bläuliche Zeta Oph ist ungefähr 20-mal massereicher als die Sonne. Auf dieser Falschfarbenansicht liegt er nahe der Bildmitte und wandert mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind weht ihm voraus, er komprimiert und erhitzt das staubige interstellare Material und formt die gekrümmte Stoßfront.

Was brachte diesen Stern in Bewegung? Zeta Oph gehörte wahrscheinlich einst zu einem Doppelsternsystem, sein Begleitstern war massereicher und daher kurzlebiger. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei schlagartig Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert.

Zeta Oph ist ungefähr 460 Lichtjahre entfernt und leuchtet 65.000-mal heller als die Sonne. Er wäre einer der helleren Sterne am Himmel, wenn er nicht von undurchsichtigem Staub umgeben wäre. Das Bild umfasst etwa 1,5 Grad am Himmel, das entspricht in der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi 12 Lichtjahren.

Letzte Woche versetzte die NASA das Weltraumteleskop Spitzer in einen sicheren Modus und beendete damit seine 16 erfolgreichen Jahre dauernde Erforschung unseres Universums.

Aktuell: NASA beendet die Mission des Weltraumteleskops Spitzer
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Den westlichen Schleier entlang

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Min Xie

Diese Fasern aus erschüttertem leuchtendem Gas wirken zart. Am Himmel des Planeten Erde sind sie im Sternbild Schwan drapiert. Sie bilden den westlichen Teil des Schleiernebels. Das ist ein großer Supernovaüberrest – also eine Wolke, die bei der zerstörenden Explosion eines massereichen Sterns entstand und sich ausdehnt. Das Licht der ursprünglichen Supernova-Explosion erreichte die Erde wahrscheinlich vor mehr als 5000 Jahren.

Die interstellaren Stoßwellen wurden bei dem vernichtenden Ereignis ausgesprengt. Sie pflügen durchs All, fegen interstellare Materie auf und regen sie an. Die leuchtenden Fasern sind eher wie lange Wellen in einem Tuch, das wir fast genau von der Seite sehen. Atomarer Wasserstoff (rot) und Sauerstoff (blaue-grün) sind erstaunlich gut aufgeteilt.

Der Schleiernebel ist auch als Cygnus-Schleife bekannt. Er umfasst derzeit fast 3 Grad, damit ist er etwa 6-mal so breit wie der Vollmond. Das entspricht in seiner geschätzten Entfernung von 1500 Lichtjahren mehr als 70 Lichtjahren. Das Teleskopbild zeigt den westlichen Teil und etwa die Hälfte seines Umfangs. Hellere Teile im westlichen Schleier sind als eigene Nebel anerkannt. Dazu zählen der Hexenbesen (NGC 6960) am oberen Bildrand und Flemings dreieckiges Büschel (NGC 6979) links unten.

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