Schlagwort: Supernovaüberrest

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Ein Neutronenstern kühlt aus

Eine Nebelwolke in weiß, grün, blau und violett. Rechts unten ist ein Einschub, er zeigt einen Neutronenstern in Rot und Orange, der von Strahlen umgeben ist. Rechts oben ist ein dreieckiges Stück aus dem Neutronenstern herausgeschnitten.

Credit: Röntgenstrahlung: NASA / CXC / UNAM / Ioffe / D.Page, P.Shternin et al; Sichtbares Licht: NASA / STScI; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss)

Der Supernovaüberrest Cassiopeia A (Cas A) ist behagliche 11.000 Lichtjahre entfernt. Eine Supernova ist die finale Explosion eines massereichen Sterns. Das Licht von Cas A erreichte die Erde erstmals vor nur 330 Jahren. Dieses Kompositbild entstand aus Aufnahmen in Röntgenstrahlung und sichtbarem Licht. Es ist etwa 15 Lichtjahre breit und zeigt die Trümmerwolke, die sich ausdehnt. Die helle Quelle nahe der Mitte ist ein Neutronenstern. Das ist der unglaublich dichte Überrest des stellaren Kerns, der in sich zusammenfiel. Eine eingefügte Illustration ergänzt das Bild.

Der Neutronenstern Cas A ist immer noch so heiß, dass er Röntgenlicht abstrahlt. Er kühlt aber aus. Cas A wurde zehn Jahre lang mit dem Röntgen-Weltraumteleskop Chandra beobachtet. Dabei zeigte sich, dass der Neutronenstern rasch auskühlt – so schnell, dass man vermutet, dass ein großer Teil im Kern des Neutronensterns eine reibungsfreie Neutronen-Superfluidität erzeugt. Die Ergebnisse von Chandra sind der erste empirische Hinweis auf diesen exotischen Materiezustand.

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Simeis 147: Supernovaüberrest

Wie ein Knäul aus roten Fäden schlingen sich die Wirbel in diesem Supernovaüberrest in einer Umgebung, die dicht von Sternen gesprenkelt ist.

Credit und Bildrechte: Nobuhiko Miki

Beschreibung: Man verliert leicht die Orientierung, wenn man den komplexen Fasern auf diesem detailreichen Mosaikbild des zarten Supernovaüberrestes Simeis 147 folgt. Er ist als Sh2-240 katalogisiert und bedeckt am Himmel im Sternbild Stier fast 3 Grad oder 6 Vollmonde. Das entspricht in der geschätzten Entfernung der stellaren Trümmerwolke von 3000 Lichtjahren einer Breite von 150 Lichtjahren.

Das Komposit entstand aus Bilddaten, die mit Schmalbandfiltern aufgenommen wurden, um die Emissionen von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen zu betonen, welche die Regionen aus komprimiertem, leuchtendem Gas zeigen.

Dieser Supernovaüberrest ist etwa 40.000 Jahre alt. Das bedeutet, dass das Licht der gewaltigen Sternexplosion die Erde erstmals vor 40.000 Jahren erreichte. Doch dieser sich ausdehnende Überrest ist nicht das einzige Nachspiel. Die kosmische Katastrophe hinterließ auch einen Pulsar, das ist ein rotierender Neutronenstern. Dieser ist alles, was vom ursprünglichen Kern des Sterns übrig blieb.

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Das gewellte rote Band der SNR 0509

Vor einem Hintergrund aus zarten Sternen zeichnet sich eine ebenso zarte rote Blase ab, man sieht nur ihren Umriss.

Credit: NASA, ESA und das Hubble-Vermächtnis-Team (STScI/AURA); Danksagung: J. Hughes (Rutgers U.)

Beschreibung: Wie entstehen die Wellen im Supernova-Überrest SNR 0509-67.5? Die Wellen und der größere Nebel wurden 2006 und Ende letzten Jahres vom Weltraumteleskop Hubble so detailreich wie noch nie abgebildet. Die rote Farbe wurde mit einem Hubble-Filter aufgenommen, der nur für Licht von angeregtem Wasserstoff durchlässig ist.

Der genaue Ursprung der Wellen ist unbekannt. Zwei Ursprungshypothesen werden in Betracht gezogen, sie erklären die Welle mit relativ dichten Anteilen von ausgestoßenem oder zusammengepresstem Gas. Die Ursache für den breiteren, rot leuchtenden Ring ist klarer, da sich die Ausdehnungsgeschwindigkeit und die Lichtechos mit einer klassischen Supernova-Explosion vom Typ Ia erklären lassen, die sich etwa 400 Jahren ereignet haben muss.

SNR 0509 hat derzeit einen Durchmesser von etwa 23 Lichtjahren. Er ist ungefähr 160.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado) in der Großen Magellanschen Wolke. Der expandierende Ring birgt jedoch ein weiteres Geheimnis: Warum wurde die Supernova vor 400 Jahre nicht beobachtet, als das Licht ihrer Explosion die Erde passiert haben müsste?

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Der Schleiernebel

Vor einem Hintergrund aus zarten Sternen leuchten rote Nebelschleier mit blauen Rändern.

Credit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Diese Fasern aus komprimiertem, leuchtendem Gas sind eine zarte Erscheinung. Sie sind im Sternbild Schwan an den Himmel drapiert und bilden den Schleiernebel. Der Nebel ist ein großer Supernovaüberrest – eine expandierende Wolke, die bei der Explosion eines massereichen Sterns entstand. Das Licht der Supernovaexplosion erreichte die Erde vor vermutlich mehr als 5000 Jahren.

Der Schleiernebel wird auch als Cirrusnebel oder Cygnusschleife bezeichnet. Er ist am Himmel fast 3 Grad breit, das sind etwa 6 Vollmonddurchmesser. In seiner geschätzten Entfernung von 1500 Lichtjahren entspricht das mehr als 70 Lichtjahren.

Der Schleier ist so groß, dass seine helleren Teile als einzelne Nebel betrachtet werden, etwa der Hexenbesen (NGC 6960) am unteren Ende dieser tollen Himmelsansicht oder Pickerings Dreieck (NGC 6979) rechts unter der Mitte. Oben ist der gespenstische Nebel IC 1340.

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Vela-Supernovaüberrest

Vor einer puprfarbenen Nebelwolke leuchten petrolfarbene Fasern von einer Supernova-Explosion.

Credit und Bildrechte: Marco Lorenzi (Star Echoes)

Beschreibung: Diese komplexe, schöne Himmelslandschaft liegt in der Ebene unserer Milchstraße. Am nordwestlichen Rand des Sternbildes Schiffssegel (Vela) schweben die leuchtenden Fasern des Vela-Supernovaüberrestes, das ist die expandierende Trümmerwolke der letzten Explosion eines massereichen Sterns. Dieses Mosaik aus vier Aufnahmen ist mehr als 10 Grad breit.

Das Licht der Supernova, die den Vela-Überrest hervorrief, kam vor etwa 11.000 Jahren zur Erde. Bei der kosmischen Katastrophe wurden Filamente aus angeregtem Gas zusammengedrückt. Es entstand auch ein unglaublich dichter rotierender Sternkern, der Vela-Pulsar.

Der Vela-Überrest ist ungefähr 800 Lichtjahre entfernt und wahrscheinlich in einen größeren, älteren Supernovaüberrest -den Gum-Nebel – eingebettet.

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Schnelle Gasgeschoße der kosmischen Explosion N49

Eine blau-weißlichgrün gefaserte Wolke in der Großen Magellanschen Wolke.

Credit: Röntgenstrahlen: NASA/CXC/Penn State/S. Park et al.; Sichtbares Licht: NASA/STScI/UIUC/Y. H. Chu und R. Williams et al.

Beschreibung: Was ist der seltsame blaue Klecks rechts? Das weiß niemand genau, aber es könnte der Überrest einer mächtigen Supernova sein, die unerwartet einseitig ist. Verstreute Teile der Supernovaexplosion N49 beleuchten den Himmel auf diesem Kompositbild, das aus Daten des Chandra– und Hubble-Weltraumteleskops entstand.

Fasern, die im sichtbaren Licht leuchten, sind hier gelb dargestellt, Gas, das im Röntgenbereich leuchtet, ist blau gefärbt. Die Gestalt ist etwa 30 Lichtjahre groß und befindet sich in unserer Nachbargalaxie, der Großen Magellanschen Wolke. Das Licht des explodierten Sterns erreichte die Erde vor Tausenden Jahren.

N49 markiert auch den Ort einer weiteren energiereichen Explosion – eines extrem intensiven Ausbruchs an Gammastrahlen, der vor etwa 30 Jahren am 5. März 1979 von Satelliten erfasst wurde. Die Quelle des Ereignisses vom 5. März wird heute als Magnetar bezeichnet – ein stark magnetisierter, rotierender Neutronenstern, der ebenfalls bei der Sternexplosion in ferner Vergangenheit entstand, welche den Supernovaüberrest N49 erzeugte. Der Magnetar nahe dem oberen Bildrand rast mit mehr als 70.000 Kilometern pro Stunde durch die Supernova-Trümmerwolke.

Die blaue Blase rechts könnte asymmetrisch ausgestoßen worden sein, als zur gleichen Zeit ein massereicher Stern explodierte. Wenn das der Fall war, bewegt sie sich jetzt mit mehr als 7 Millionen Kilometern pro Stunde.

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Der scheue Quallennebel

Rechts unten leuchtet ein orange-grüner dichter Nebel, der an eine Qualle erinnert. In der Mitte und auf einer größeren Fläche leuchtet ein blasserer, grün-blauer Nebel, der von dunklen Staubfasern durchzogen ist.

Bildcredit und Bildrechte: Bob Franke

Das faszinierende Teleskopbild zeigt den sonst blassen, schwer fassbaren Quallennebel in Falschfarben. Die hellen Sterne My und Eta Geminorum am Fuß der himmlischen Zwillinge flankieren ihn. Der Quallennebel ist die hellere gewölbte Emission rechts unten, an der Tentakel baumeln.

Die kosmische Qualle gehört zum blasenförmigen Supernova-Überrest IC 443. Er ist die Trümmerwolke eines explodierten schweren Sterns, die sich ausdehnt. Das Licht der Explosion erreichte die Erde vor mehr als 30.000 Jahren. Ihr Cousin in astrophysischen Gewässern ist der Krebsnebel. Auch er ist der Überrest einer Supernova. Beide enthalten einen Neutronenstern. Das ist der Überrest des kollabierten Inneren des Sterns.

Der Emissionsnebel Sharpless 249 füllt das Feld links oben. Der Quallennebel ist etwa 5000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz ist das Bild einen etwa 300 Lichtjahre breit.

Das Schmalband-Komposit entstand mit einem Farbschema, das durch Bilder des Weltraumteleskops Hubble bekannt wurde. Es kartiert das angeregte Leuchten der Atome von Sauerstoff, Wasserstoff und Schwefel in Blau, Grün und Rot.

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Fermi katalogisiert den Gammastrahlen-Himmel

Dargestellt ist eine Grafik des ganzen Himmels als blaues Oval, die aus Daten des Teleskops Fermi erstellt wurde. Durch die Mitte verläuft ein hellblauer Streifen, das ist die Milchstraße.

Credit: NASA, DOE, Internationale Fermi-LAT-Arbeitsgruppe

Was leuchtet am Himmel in Gammastrahlen? Das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi bietet die bisher vollständigste Antwort auf diese Frage. Es erstellte einen ersten Himmelskatalog. Fermis Quellen kosmischer Gammastrahlen zeigen die energiereichsten Teilchenbeschleuniger der Natur. Sie liefern Photonen mit 100 MeV bis 100 GeV. Das ist mehr als das 50-Millionenfache bis 50-Milliardenfache der Energie von sichtbarem Licht.

Elf Monate lang durchmusterte Fermi den Himmel mit seinem Large Area Telescope (LAT). Aus den Daten wurden 1451 Quellen katalogisiert. Zu diesen Quellen gehören energiereiche Galaxien mit intensiver Sternbildung. Auch aktive galaktische Kerne (AGN) außerhalb der Michstraße zählen dazu. Auch in unserer Milchstraße befinden sich viele Pulsare (PSR) und Pulsarwindnebel (PWN). Außerdem gibt es Supernovaüberreste (SNR), Röntgen-Doppelsterne (HXB) und Mikroquasare (MQO).

In der Mitte verläuft die Milchstraße durch Fermis Himmelskarte. Die diffuse Gammastrahlung in der galaktischen Ebene verläuft waagrecht durch das Bild. Wenn ihr den Mauspfeil über die Karte schiebt, werden die katalogisierten Gammastrahlenquellen markiert. 630 katalogisierte Quellen von Gammastrahlen sind noch unbekannt. Sie können also nicht mit beobachteten Quellen im niedrigeren Energiebereich in Verbindung gebracht werden.

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