Die veränderliche Oberfläche des verblassenden Beteigeuze

Die Veränderungen des Roten Riesen Beteigeuze im Laufe des Jahres 2019, beobachtet vom VLT der ESO; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: ESO, M. Montargès et al.

Beschreibung: Beteigeuze verblasst, aber ändert er auch seine Erscheinung? Ja. Der berühmte Rote Überriese im vertrauten Sternbild Orion ist so groß, dass Teleskope auf der Erde sogar seine Oberfläche auflösen können – wenn auch nur mit Mühe.

Diese beiden Bilder wurden mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte aufgenommen. Sie zeigen, wie die Oberfläche des Sterns zu Beginn und Ende des vergangenen Jahres aussah. Das frühere Bild zeigt, dass Beteigeuze zu Beginn eine viel gleichförmigere Helligkeit aufwies als auf dem späteren Bild, auf dem die untere Hälfte von Beteigeuze deutlich dunkler ist als die obere.

Nun zeigen Amateurbeobachtungen der ersten fünf Monate des Jahres 2019, dass Beteigeuze sogar etwas heller wurde, während der Stern in den letzten fünf Monaten deutlich abdunkelte. Diese Veränderlichkeit ist wahrscheinlich ein ganz normales Verhalten für den berühmten veränderlichen Überriesen, doch die aktuelle Abdunklung hat die Diskussion darüber, wie lange es noch dauern könnte, bis Beteigeuze als Supernova explodiert, neu entfacht.

Da Beteigeuze ungefähr 700 Lichtjahre entfernt ist, wird seine mögliche Supernova – vielleicht Tausende Jahre in der Zukunft – wahrscheinlich ein tolles Nachthimmelsspektakel sein, wird aber das Leben auf der Erde nicht gefährden.

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Laserangriff auf das galaktische Zentrum

Aus einer geöffneten Teleskopkuppel schießt ein Laserstrahl ins Zentrum der Galaxis. Links oben wölbt sich die Milchstraße.

Bildcredit: Yuri Beletsky (Carnegie Las Campanas Observatory, TWAN), ESO

Warum schießen Leute mit einem mächtigen Laser aufs Zentrum der Galaxis? Zum Glück ist das kein Erstschlag in einem galaktischen Krieg. Vielmehr versuchen Forschende am Very Large Telescope (VLT) in Chile, die Verzerrung der veränderlichen Erdatmosphäre zu messen.

In großer Höhe werden Atome mit Laser angeregt. Dadurch erscheinen sie wie ein künstlicher Stern. Regelmäßige Aufnahmen solcher künstlichen Sterne helfen Forschenden, die Unruhe der Atmosphäre sofort zu messen. Diese Information wird in einen VLT-Teleskopspiegel eingespeist. Der Spiegel wird dann leicht deformiert. So wird die Unschärfe minimiert. Hier beobachtete eine VLT-Einheit das Zentrum unserer Galaxis, daher wurde die Luftunruhe der Erdatmosphäre in diese Richtung gemessen.

Was einen intergalaktischen Krieg betrifft, sind im Zentrum unserer Galaxis keine Verluste zu erwarten. Das Licht dieses mächtigen Lasers wäre in Kombination mit dem Licht unserer Sonne nämlich höchstens so hell wie ein blasser, weit entfernter Stern.

APOD ist in den Weltsprachen Arabisch, Bulgarisch, Chinesisch (Peking), Chinesisch (Taiwan), Deutsch, Englisch (GB), Französisch (Frankreich), Hebräisch, Indonesisch, Japanisch, Katalanisch, Kroatisch, Montenegrinisch, Niederländisch, Polnisch, Portugiesisch (Brasilien), Russisch, Serbisch, Slowenisch, Spanisch, Syrisch, Taiwanesisch, Tschechisch, Türkisch, Türkisch und Ukrainisch verfügbar.

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Hyperion: Größter bekannter Proto-Supergalaxienhaufen

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Visualisierungscredit: ESO, L. Calçada und Olga Cucciati et al.

Beschreibung: Wie entstanden Galaxien im frühen Universum? Um das herauszufinden, durchmusterten Astronomen eine Stelle des dunklen Nachthimmels mit dem Very Large Telescope array in Chile, um Galaxien zu finden und zu zählen, die entstanden, als unser Universum noch sehr jung war.

Analysen der Verteilung einiger ferner Galaxien (Rotverschiebung annähernd 2,5) zeigten eine gewaltige Ansammlung von Galaxien in einem Bereich von 300 Millionen Lichtjahren, mit ungefähr der 5000-fachen Masse unserer Milchstraße. Die Ansammlung trägt die Bezeichnung Hyperion, sie ist derzeit der größte und massereichste Proto-Superhaufen, der bisher im frühen Universum entdeckt wurde.

Ein Proto-Superhaufen ist eine Gruppe junger Galaxien, die durch Gravitation kollabiert, um einen Superhaufen zu bilden. So ein Superhaufen ist eine Gruppe aus mehreren Galaxienhaufen, die ihrerseits Gruppen aus Hunderten Galaxien sind, und jede dieser Galaxien ist selbst eine Gruppe aus Milliarden Sternen.

Auf dieser Visualisierung sind massereiche Galaxien in Weiß abgebildet. Regionen, die einen großen Anteil kleinerer Galaxien enthalten, sind blau schattiert. Das Aufspüren und Erklären solch großer Gruppen früher Galaxien hilft der Menschheit, die Zusammensetzung und Entwicklung des Universums als Ganzes besser zu verstehen.

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Angriff der Laserleitsterne

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Bildcredit und Lizenz: Europäische Südsternwarte / Gerhard Hudepohl (atacamaphoto.com)

Beschreibung: Als sie diese atemberaubende Luftaufnahme fotografierte, musste eine Drohne mächtigen Laserstrahlen ausweichen. Die Begegnung fand über den je 8,2 Meter großen Very Large Telescopes des Paranal-Observatoriums auf dem Planeten Erde statt.

Die Laser feuerten bei einem Test der Leitsterneinrichtung des Observatoriums mit 4 Lasern. Schlussendlich kämpfen sie gegen Unschärfe der Turbulenzen in der Atmosphäre, indem sie künstliche Leitsterne erzeugen. Diese Leitsterne entstehen im Teleskopsichtfeld in großer Höhe durch die Emissionen von Natriumatomen, die von den Laserstrahlen angeregt werden.

Anhand der Leitstern-Bildschwankungen werden Atmosphärenunschärfen in Echtzeit durch die Steuerung eines verformbaren Spiegels im Strahlengang des Teleskops korrigiert. Mit dieser Technik, die als adaptive Optik bezeichnet wird, entstehen Bilder an der Beugungsgrenze des Teleskops. Das entspricht der Schärfe, die man erreichen würde, wenn das Teleskop im Weltraum wäre.

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Die prächtige Spiralgalaxie NGC 1232

NGC1232 im Sternbild Eridanus ist eine prächtige Spiralgalaxie, die wir von oben sehen. Innen ist sie gelblich-orangefarben getönt, außen schimmert sie bläulich. Links im Bild ist eine weitere, kleinere Galaxie.

Bildcredit: FORS, 8,2-Meter VLT Antu, ESO

Galaxien sind faszinierend, nicht nur wegen dem, was man von ihnen sieht, sondern auch wegen des Unsichtbaren darin. Die prächtige Spiralgalaxie NGC 1232 ist ein gutes Beispiel. Sie wurde von einem der Very Large Telescopes (VLT) detailreich abgebildet.

Das Sichtbare sind Millionen heller Sterne und dunkler Staub. Sie sind in einem Gravitationswirbel von Spiralarmen gefangen, die um das Zentrum rotieren. An den Spiralarmen sind offene Haufen mit hellen blauen Sternen verteilt. Dazwischen liegen dunkle Bahnen aus dichtem, interstellarem Staub.

Weniger gut sieht man Milliarden trüber gewöhnlicher Sterne und gewaltige Gebiete mit interstellarem Gas. Sie sind aber nachweisbar und enthalten zusammen so viel Masse, dass sie die Dynamik der inneren Galaxie bestimmen. Führende Theorien besagen, dass es noch größere Mengen unsichtbarer Materie gibt. Sie besitzt eine Form, die wir noch nicht kennen. Man bezeichnet sie als Dunkle Materie, und sie durchdringt alles. Sie erklärt teilweise die Bewegungen der sichtbaren Materie in den äußeren Regionen von Galaxien.

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Die dunkle Molekülwolke Barnard 68

Mitten in einem sterngesprenkelten Bildfeld ist ein dunkler Fleck, eine Dunkelwolke, die die Sterne verdeckt. Es ist der Dunkelnebel Barnard 68 im Sternbild Schlangenträger.

Bildcredit: FORS-Team, 8,2-Meter VLT Antu, ESO

Wohin sind die Sterne verschwunden? Dieser Fleck wurde für ein Loch im Himmel gehalten. Nun kennt man ihn als dunkle Molekülwolke. Eine hohe Konzentration aus Staub und molekularem Gas absorbiert praktisch alles sichtbare Licht, das von Sternen dahinter abgestrahlt wird. Die schaurig dunkle Umgebung im Inneren von Molekülwolken zählt zu den kältesten und isoliertesten Orten im Universum.

Einer der interessantesten dunklen Absorptionsnebel ist eine Wolke im Sternbild Ophiuchus. Diese Wolke hier ist als Barnard 68 bekannt. Im Zentrum sind keine Sterne zu sehen. Daher ist Barnard 68 vermutlich relativ nahe. Messungen zufolge ist sie etwa 500 Lichtjahre entfernt und ein halbes Lichtjahr groß.

Wir wissen nicht genau, wie Barnard 68 und andere Molekülwolken entstehen. Doch in diesen Wolken entstehen wahrscheinlich neue Sterne. Man stellte fest, dass Barnard 68 wahrscheinlich kollabiert und ein neues Sternsystem bildet. Im Infrarotlicht können wir durch die Wolke hindurchblicken.

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Nebel mit Laserstrahlen

Der Orionnebel wird von vier Laserstrahlen getroffen. Mit diesen werden künstliche Leitsterne erzeugt, welche die adaptive Optik der UT4 steuern und das Bild verbessern.

Bildcredit und Bildrechte: Stéphane Guisard (Los Cielos de America, TWAN)

Vier Laserstrahlen schneiden durch dieses Bild des Orionnebels. Der Anblick bot sich am Paranal-Observatorium der ESO in der Atacamawüste auf dem Planeten Erde. Die Laser sind kein Zeichen eines interstellaren Konflikts, sondern sie dienen der Beobachtung des Orionnebels mit der UT4, einem der großen Teleskope am Observatorium. Es führt einen technischen Test der adaptiven Optik durch. Damit wird das Bild geschärft.

Diese Ansicht des Nebels mit Laserstrahlen wurde mit einem kleinen Teleskop außerhalb der UT4-Kuppel fotografiert. Man sieht die Strahlen aus diesem Blickwinkel, weil die dichte niedrige Erdatmosphäre wenige Kilometer über dem Observatorium das Laserlicht streut. Die vier kleinen Segmente hinter den Strahlen sind die Emissionen einer Schicht in der Atmosphäre, die Atome von Natrium enthält. Diese Atome werden vom Laserlicht angeregt. Die Schicht liegt in einer Höhe von 80 bis 90 Kilometern.

Von der UT4 aus gesehen bilden diese Segmente helle Flecken. Sie dienen als künstliche Leitsterne. Ihre Schwankungen werden in Echtzeit gemessen. Das hilft, die Unschärfe durch die Atmosphäre in der Sichtlinie zu korrigieren, indem man einen verformbaren Spiegel im Teleskop steuert.

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Der Orionnebel in Infrarot von HAWK-I

Der Orionnebel in Infrarot zeigt eine Vielzahl an hellen Lichtpunkten. Viele davon sind vermutlich Braune Zwerge, doch es könnten auch frei schwebende Planeten dabei sein.

Bildcredit: ESO, VLT, HAWK-I, H. Drass et al.

Dieses detailreiche Bild zeigt den Orionnebel in Infrarot. Darin liegt eine Goldgrube an Sternen mit geringer Masse, die man zuvor nicht kannte. Dazu kommen – möglicherweise – frei schwebende Planeten.

Der malerische Nebel ist in sichtbarem Licht sehr bekannt. Er enthält so manche hellen Sterne und hell leuchtendes Gas. Der Orionnebel ist als M42 katalogisiert. Er ist 1300 Lichtjahre entfernt. Somit ist er die erdnächste große Region, in der Sterne entstehen. Im Licht von Infrarot kann man in Orions dichten Staub hineinspähen. Das geschah kürzlich wieder mit der komplexen Kamera HAWK-I. Sie ist an die VLT-Einheit Yepun der Europäischen Südsternwarte ESO montiert. Das Observatorium steht in den chilenischen Bergen.

Hoch aufgelöste Versionen des Infrarotbildes zeigen zahllose Lichtpunkte. Viele davon sind sicherlich braune Zwergsterne. Aber manche passen am besten zu frei schwebenden Planeten. Es sind sogar unerwartet viele. Es ist wichtig, herauszufinden, wie diese Objekte mit geringer Masse entstanden sind, wenn man Sternbildung allgemein verstehen will. Das hilft uns vielleicht, die frühen Jahre unseres Sonnensystems besser zu erklären.

Überarbeitete Version: neu gefärbt mit mehr Details.

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