Galaxienhaufen vergrößert ferne Supernova

Der Galaxienhaufen Abell 383 wurde vom Weltraumteleskop Hubble abgebildet. Um die Menge an Dunkler Materie zu bestimmen, wurde eine Supernova beobachtet, die in einer weit dahinter liegenden Galaxie explodierte. Die Bilder mit und ohne Supernova sind links oben eingeblendet.

Bildcredit: NASA, ESA, C. McCully (Rutgers U.) et al.

Wie kalibriert man eine riesige Gravitationslinse? In diesem Fall ist die Linse der Galaxienhaufen Abell 383. Er ist eine massereiche Ansammlung aus Galaxien, heißem Gas und Dunkler Materie. Der Haufen ist etwa 2,5 Milliarden Lichtjahre entfernt (Rotverschiebung z=0,187). Was kalibriert werden muss, ist die Masse des Haufens. Dazu zählt vor allem die Menge und Verteilung der Dunklen Materie.

Kürzlich wurde eine neue Methode zur Kalibrierung getestet. Dabei wartet man, bis sich hinter einem Galaxienhaufen eine sehr spezielle Supernova ereignet. Dabei zeigt sich, wie stark der Haufen die Supernova durch den Gravitationslinseneffekt vergrößert haben muss. Diese Technik ergänzt andere Methoden. Man kann damit berechnen, wie viel Dunkle Materie nötig ist, um die Bewegungen der Galaxien und von heißem Gas im Haufen zu erklären und um die Verzerrung der Gravitationslinsenbilder zu erzeugen.

Der Galaxienhaufen A383 wurde vom Weltraumteleskop Hubble abgebildet. Rechts zeigen die stark verzerrten Galaxien, die weit hinter dem Zentrum des Haufens liegen, dass er als Gravitationslinse geeignet ist.

Links sind zwei Bilder einer fernen Galaxie eingeschoben. Sie entstanden vor und nach einer kürzlich beobachteten Supernova. Bisher wurden zwei kalibrationstaugliche Supernovae vom Typ Ia hinter zwei anderen Galaxienhaufen entdeckt. Das geschah beim Projekt Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH).

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Helle Supernova in M82

Die irreguläre Galaxie M82 im Sternbild Uras Major mitten im Bild ist von wenigen markanten Sternen umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, U. Arizona

Astronom*innen finden Supernovae nicht, indem sie nach Pfeilchen suchen. Auf diesem Bild vom 23. Jänner zeigt ein Pfeil auf eine Supernova in der nahen hellen Galaxie M82. Sie ist jetzt als SN 2014J katalogisiert.

M82 befindet sich am Himmel der Erde nahe beim Großen Wagen. Sie ist auch als Zigarrengalaxie bekannt. Auf der Nordhalbkugel ist sie ein beliebtes Ziel für Teleskope. SN 2014J wurde erstmals am Abend des 21. Januar an der Sternwarte des University College London beobachtet. Der Dozent Steve Fossey sowie Ben Cooke, Tom Wright, Matthew Wilde und Guy Pollack – Teilnehmer eines Astronomie-Workshops – entdeckten die Supernova als unbekannte Quelle in der an sich vertrauten Galaxie.

M82 ist etwa 12 Millionen Lichtjahre entfernt. Somit fand die Explosion der Supernova vor 12 Millionen Jahren statt. Doch ihr Licht erreichte erst jetzt die Erde. Die Supernova SN 2014J ist eine der nächstgelegenen der letzten Jahrzehnte.

Beobachtungen des Spektrums lassen vermuten, dass es eine Supernova vom Typ Ia ist. Das ist die Explosion eines weißen Zwerges, der zuvor Materie eines Begleitsterns ansammelte. Es gibt Schätzungen, wonach SN 2014J in zwei Wochen ihre maximale Helligkeit erreicht. Aber sie ist jetzt schon das hellste Licht in M82. Man sieht sie mit kleinen Teleskopen am Abendhimmel.

Galerie: Supernova in M82

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Das Spektrum der Nova Delphini

Das Bild zeigt Spektren von Sternen, das helle Spektrum in der Mitte gehört zur Nova Delphini 2013. Die anderen Spektren sind blasser. Links oben sind zwei ebenfalls hellere Spektren.

Bildcredit und Bildrechte: Jürg Alean

Ende letzter Woche tauchte im Sternbild Delfin ein neuer Stern auf. Sein Spektrum verriet Forschenden seine wahre Natur. Er ist nun als Nova Delphini bekannt. Das Spektrum im sichtbaren Licht hat fast die maximale Helligkeit. Es befindet sich in der Bildmitte des Sternfeldes, das in der Nacht vom 16. auf 17. August mit Prisma und Teleskop an der Schweizer Sternwarte Bülach fotografiert wurde.

Die dunkelsten Bänder im Spektrum der Nova sind starke Absorptionslinien von Wasserstoffatomen. Die starken Absorptionslinien sind an ihrem roten Ende von hellen Emissionsbändern begrenzt. Das Muster ist die spektrale Signatur von Materie, die von einem kataklystischen Doppelsternsystem ausgestoßen wurde. Es handelt sich um eine klassische Nova.

Die anderen Sterne im Sichtfeld sind blasser. Ihre Spektren sind mit Hipparcos-Katalognummer, Helligkeit in Größenklassen und Spektralklasse markiert. Rechts unten ist zufällig auch die blasse Emissionslinie des planetarischen Nebels NGC 6905 angedeutet.

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Die Große Wolke des Magellan

Die Große Magellansche Wolke (GMW) ist mit einem beschrifteten Bild überlagert. Links leuchtet die riesige Sternbildungswolke 30 Doradus.

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

Im 16. Jahrhundert unternahm der portugiesische Seefahrer Ferdinand Magellan mit seiner Besatzung die erste Weltumsegelung. Dabei hatten sie reichlich Zeit, um den südlichen Sternenhimmel zu beobachten. Zwei leicht sichtbare, verschwommene, wolkige Objekte auf der Südhalbkugel sind leicht sichtbar. Sie sind seither unter Himmelsbeobachtenden als die Magellanschen Wolken bekannt. Heute werden sie als Begleitgalaxien der viel größeren Milchstraße betrachtet.

Die Große Magellansche Wolke (GMW) ist etwa 160.000 Lichtjahre entfernt. Sie befindet sich im Sternbild Schwertfisch (Dorado). Sie ist auf diesem bemerkenswert detailreichen, farbenprächtigen und beschrifteten Kompositbild dargestellt.

Ihr Durchmesser beträgt etwa 15.000 Lichtjahre. Damit ist sie die massereichste Begleitgalaxie der Milchstraße. Sie enthält die nächstgelegene Supernova der jüngsten Vergangenheit, SN 1987A. Der markante Fleck links der Mitte trägt die Bezeichnung 30 Doradus. Die gewaltige Sternbildungsregion ist auch als Tarantelnebel bekannt. Sie hat einen Durchmesser von etwa 1000 Lichtjahren.

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MWC 922: Der Quadratnebel

Ein helles Zentrum ist von einem roten Nebel umgeben, das eine fast quadratische Form hat. Möglicherweise sind es zwei Kegel, die wir von der Seite sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Peter Tuthill (Sydney U.) und James Lloyd (Cornell)

Wie entsteht ein Nebel, der wie ein Quadrat aussieht? Wir wissen es nicht. Doch das heiße Sternsystem MWC 922 ist offensichtlich in einen quadratisch geformten Nebel eingebettet. Das Bild kombiniert Infrarotaufnahmen des Hale-Teleskops auf dem Mt. Palomar in Kalifornien und Bilder des Keck-2-Teleskops auf dem Mauna Kea auf Hawaii.

Wie ist der Quadratnebel entstanden? Eine führende vorläufige Hypothese lautet, dass der Zentralstern oder die Zentralsterne in einem späten Stadium der Entwicklung Gaskegel ausstießen. Bei MWC 922 schließen diese Kegel zufällig fast einen rechten Winkel ein und sind von der Seite zu sehen.

Hinweise für die Kegelhypothese sind unter anderem radiale Speichen an den Kegelwänden. Forscher vermuten, dass die Kegel aus einem anderen Sichtwinkel ähnlich aussehen wie die riesigen Ringe der Supernova 1987A. Das lässt vermuten, dass ein Stern in MWC 922 eines Tages als eine ähnliche Supernova explodiert.

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NGC 1365: Majestätische Spirale mit Supernova

Das Bild zeigt eine verzerrte Galaxie mit einem breiten hellen Balken und zwei herausgezogenen Spiralarmen nach links unten und rechts oben. In der Mitte ist eine starke Staubbahn. Zwei Striche markieren eine Supernova.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Die Balkenspiralgalaxie NGC 1365 ist ein wahrhaft majestätisches Inseluniversum. Es hat einen Durchmesser von etwa 200.000 Lichtjahren. NGC 1365 ist etwa 60 Millionen Lichtjahre entfernt im chemischen Sternbild Chemischer Ofen (Fornax). Sie ist ein markantes Mitglied des gut untersuchten Fornax-Galaxienhaufens.

Dieses scharfe Farbbild zeigt am Ende der Balken und an den Spiralarmen intensive Sternbildungsregionen sowie Details von Staubbahnen, die den hellen Galaxienkern queren. Im Kern befindet sich ein sehr massereiches Schwarzes Loch.

Forschende vermuten, dass der markante Balken von NGC 1365 eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Galaxie spielt. Er zieht vermutlich Gas und Staub in einen Strudel, der Sterne bilde und am Ende Materie in das zentrale Schwarze Loch speist.

Am 27. Oktober wurde eine helle Supernova entdeckt. Ihre Position ist in NGC 1365 markiert. Sie wurde als SN2012fr katalogisiert. Es handelt sich um eine Supernova vom Typ Ia, das ist die Explosion eines weißen Zwergs.

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M95 mit Supernova

Eine Spiralgalaxie mit zarten Spiralarmen und einem Balken ist von oben zu sehen, rundherum sind wenige Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, Universität von Arizona

Die Balkenspiralgalaxie M95 hat einen Durchmesser von etwa 75.000 Lichtjahren. Sie ist etwa so groß wie unsere Milchstraße und eine der größeren Galaxien der Leo-I-Galaxiengruppe. Sie zählt mit den Nachbarn M96 und M105 zum weniger berühmten Leo-Galaxientriplett. Die drei Galaxien sind ungefähr 38 Millionen Lichtjahre entfernt.

Dieses scharfe, farbige kosmische Porträt zeigt einen hellen, kompakten Sternbildungsring, der den Galaxienkern umgibt. Die eng gewundenen Spiralarme sind von Staubbahnen, blauen Sternhaufen und verräterisch rötlichen Sternbildungsregionen gesäumt. Sie umgeben den markanten, gelblichen Balken.

Wenn ihr dem Spiralarm folgt, der sich nach unten öffnet, findet ihr als Bonus rechts die jüngste Supernova in M95 mit der Bezeichnung SN 2012aw. Sie wurde am 16. März entdeckt. Eine Supernova ist die Explosion eines massereichen Sterns. Die Supernova ist ein gutes Ziel für kleine Teleskope. Wenn man auf einem Video das aktuelle Bild mit einem lang belichteten Bild von M95 ohne Supernova vergleicht, ist sie nicht zu übersehen.

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Aufgeheizt durch die Supernova 1987A

Ein orangefarbener Kern ist von einem hellgelb leuchtenden Ring umgeben, der aus einzelnen Lichtpunkten besteht. Das Bild ist ein animiertes gif, das die Entwicklung im Lauf der Jahre zeigt.

Bildcredit: Weltraumteleskop Hubble, NASA, ESA; Videobearbeitung: Mark McDonald

Vor 25 Jahren wurde die hellste Supernova der Gegenwart entdeckt. Astronomen beobachteten sie im Lauf der Jahre. Während sich die Überreste der gewaltigen Sternexplosion ausbreiteten, prallen sie gegen früher ausgestoßene Materie.

Dieses Zeitraffervideo zeigt das eindeutige Ergebnis der Kollision. Es entstand aus Bildern, die zwischen 1994 und 2009 mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurden. Das animierte GIF zeigt die Kollision der Explosionswelle mit dem schon zuvor bestehenden Ring, die die sich nach außen bewegt. Der Ring ist ein Lichtjahr groß.

Die Kollision findet mit Geschwindigkeiten von fast 60 Millionen Kilometern pro Stunde statt. Sie heizte das Material des Rings so plötzlich auf, dass es zu leuchten begann. Astronominnen untersuchen die Kollision weiterhin, da sie die interessante Vergangenheit von SN 1987A beleuchtet und Hinweise auf den Ursprung der rätselhaften Ringe liefert.

Galerie: Jupiter-Venus-Mond-Konjunktion
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