Schätze der Nacht auf den Malediven

Alpha Centauri, Hadar, das Kreuz des Südens und der Carinanebel in der Milchstraße über der Insel Madivaru bei den Malediven.

Bildcredit und Bildrechte: Petr Horálek (ESOPhoto-Botschafter, Institut für Physik in Opava)

Beschreibung: Der südlichste Teil der Milchstraße enthält nicht nur die Sterne im Kreuz des Südens, sondern auch Alpha Centauri, das unserer Sonne am nächsten liegende Sternsystem.

Das Kreuz des Südens hat an der Spitze den hellen, gelblichen Stern Gamma Crucis. Eine Linie von Gamma Crucis durch den blauen Stern Acrux am unteren Ende des Kreuzes zeigt zum Himmelssüdpol, der auf diesem Bild von Anfang März über einer kleinen Insel liegt. Diese Insel ist Madivaru auf den Malediven im Indischen Ozean.

Vor dem blassen Sternenlicht der Milchstraße liegt links neben dem Kreuz der dunkle Kohlensacknebel. Noch weiter links entlang der Milchstraße leuchten die hellen Sterne Alpha Centauri (links) und Beta Centauri (Hadar). Alpha Centauri A ist ein sonnenähnlicher Stern, der ein Dreifachsternsystem mit Exoplaneten verankert. Er ist nur 4,3 Lichtjahre entfernt. Von Alpha Centauri aus gesehen wäre unsere Sonne ein heller gelblicher Stern im ansonsten erkennbaren Sternbild Kassiopeia.

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Centaurus A

Centaurus A im Sternbild Zentaur ist die nächstgelegene aktive Galaxie in Erdnähe. Im Bild ist sie rund und leuchtet diffus. Davor verläuft ein breites, sehr markantes dunkles Staubband.

Bildcredit und Bildrechte: David Alemazkour

Centaurus A ist nur 11 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist somit die nächstgelegene aktive Galaxie in der Umgebung der Erde. Die merkwürdige elliptische Galaxie auf dieser scharfen Teleskopansicht ist auch als NGC 5128 bekannt. Sie ist größer als 60.000 Lichtjahre.

Centaurus A ist offenbar das Ergebnis einer Kollision zweier normaler Galaxien. Die Kollision führte zu einem unglaublichen Wirrwarr an Sternhaufen und eindrucksvollen dunklen Staubbahnen. Die übrig gebliebenen kosmischen Trümmer in der Nähe des Galaxienzentrums werden nach und nach von einem zentralen Schwarzen Loch verschluckt. Das Schwarze Loch besitzt etwa eine Milliarde Sonnenmassen. Centaurus A strahlt gewaltig viel Energie in Radio-, Röntgen und Gammastrahlung ab, die wie bei anderen aktiven Galaxien wahrscheinlich von diesem Prozess stammt.

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Die nahe gelegene Spiralgalaxie NGC 4945

Die Spiralgalaxie NGC 4945 im Sternbild Zentaur ist eine Seyfertgalaxie.

Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Eric Benson

Beschreibung: Die große Spiralgalaxie NGC 4945 ist auf dieser kosmischen Galaxien-Nahaufnahme fast exakt von der Seite sichtbar. Sie ist fast so groß wie unsere Milchstraße. Die staubige Scheibe von NGC 4945, ihre jungen blauen Sternhaufen und rosaroten Sternbildungsregionen treten auf dem farbenfrohen Teleskopbild deutlich hervor.

NGC 4945 befindet sich im ausgedehnten südlichen Sternbild Zentaur und ist etwa 13 Millionen Lichtjahre entfernt, also nur etwa sechsmal weiter entfernt als Andromeda, die nächstliegende große Spiralgalaxie in der Umgebung der Milchstraße.

Die Zentralregion dieser Galaxie ist für optische Teleskope großteils vor direkter Sicht verborgen, doch Röntgen- und Infrarotbeobachtungen liefern deutliche Hinweise auf energiereiche Emissionen und Sternbildung im Kern von NGC 4945. Der verdeckte, aber aktive Kern kennzeichnet das prächtige Inseluniversum als Seyfertgalaxie, in deren Zentrum sich ein sehr massereiches Schwarzes Loch befindet.

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Eine helle, staubige Nacht

Venus am Abendhimmel bei Cascavel im Süden Brasiliens, mit Zodiakallicht und Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Rodrigo Guerra

Beschreibung: Die Venus posiert auf dieser frühlingshaften Nachthimmelslandschaft auf der Südhalbkugel als gleißender Abendstern nahe dem westlichen Horizont. Die Aufnahmen für diese Kompositansicht entstanden am 25. September in Cascavel im Süden Brasiliens. Der Himmel wurde nachgeführt, der Vordergrund fixiert.

Nach Sonnenuntergang ist die Venus in einen Kegel aus Zodiakallicht eingebettet – es ist Sonnenlicht, das vom Staub in der ekliptischen Ebene des Sonnensystems gestreut wird. Auf beiden Erdhälften sieht man das Zodiakallicht am besten zur Frühlings-Tagundnachtgleiche nach Sonnenuntergang oder zum Herbst-Äquinoktium vor Sonnenaufgang – also immer, wenn der leuchtende Bogen in einem steilen Winkel vom Horizont aufsteigt.

In dieser Nacht reichte das Zodiakallicht vom Ort des Sonnenuntergangs zu den dichten Sternfeldern und den gewaltigen interstellaren Staubwolken bei der Wölbung der zentralen Milchstraße. Wenn ihr der Milchstraße von der Wölbung zum Horizont folgt, seht ihr Alpha Centauri, das sonnennächste Sternsystem, es ist an die 4,37 Lichtjahre entfernt.

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EHT löst den zentralen Jet des Schwarzen Lochs in Cen A auf

Das Event Horizon Telescope (EHT) zeigt einen Bildausschnitt eines Schwarzen Lochs in Centaurus A, der am Himmel die Winkelgröße eines Golfballs auf dem Mond einnimmt.

Bildcredit: Universität Radboud; CSIRO/ATNF/I.Feain et al., R.Morganti et al., N.Junkes et al.; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.; TANAMI/C. Mueller et al.; EHT/M. Janssen et al.

Wie kommt es dazu, dass sehr massereiche Schwarze Löcher mächtige Strahlen ausstoßen? Um das zu erfahren, bildete das Event Horizon Telescope (EHT) das Zentrum der nahen aktiven Galaxie Centaurus A ab. Der Bildeinschub zeigt eine Kaskade an Bildern die immer detailreicher werden. Das große Bild zeigt Cen A mit einem großen Teil des Himmels. Damit ihr die Größenordnung erkennt, wurde der Mond eingefügt. Unten ist der kleinste Himmelsausschnitt. Er ist so groß wie ein Golfball auf dem Mond (von der Erde aus gesehen).

Das neue Bild zeigt etwas, das wie zwei Strahlen aussieht. Es sind aber zwei Seiten eines einzigen Strahls. Diese neu entdeckte Aufhellung am Rand des Strahls löst das Rätsel der Entstehung der Strahlen nicht. Es lässt aber vermuten, dass der Teilchenfluss durch einen starken Druck begrenzt wird – vielleicht durch ein Magnetfeld.

Am EHT arbeiten Radioteleskope auf der ganzen Welt zusammen. Viele Institute sind daran beteiligt. Eines davon ist das Caltech-Submillimeter-Observatorium auf Hawaii in den USA. Auch ALMA in Chile, NOEMA in Frankreich und weitere Teleskope gehörten dazu. Das EHT beobachtet massereiche Schwarze Löcher in unserer Nähe und ihre energiereiche Umgebung.

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Millionen von Sternen in Omega Centauri

Der Kugelsternhaufen Omega Centauri mit einem Durchmesser von zirka 150 Lichtjahren ist auch als NGC 5139 bekannt und ungefähr 15.000 Lichtjahre entfernt.

Bildcredit und Bildrechte: Ignacio Diaz Bobillo

Beschreibung: Der Kugelsternhaufen Omega Centauri ist auch als NGC 5139 bekannt und ungefähr 15.000 Lichtjahre entfernt. Der Haufen mit etwa 10 Millionen Sternen, die viel älter sind als unsere Sonne, ist in ein Volumen mit einem Durchmesser von zirka 150 Lichtjahren gepackt. Er ist der größte und hellste von etwa 200 bekannten Kugelsternhaufen, die sich im Halo unserer Milchstraße tummeln.

Die meisten Sternhaufen bestehen aus Sternhaufen mit etwa gleichem Alter und Zusammensetzung, doch der rätselhafte Omega Cen weist verschiedene Sternpopulationen mit unterschiedlichen Altersstufen und chemischen Zusammensetzungen auf. Möglicherweise handelt es sich bei Omega Cen um den Restkern einer kleinen Galaxie, die mit der Milchstraße verschmolzen ist. Die Roten Riesensterne (mit gelblichem Farbton) in Omega Centauri sind auf dieser scharfen farbigen Teleskopansicht leicht erkennbar.

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Die gekrümmten Magnetfelder von Centaurus A

Das Infrarot-Teleskop SOFIA zeigt die Magnetfeldlinien der Galaxie Centaurus A.

Bildcredit und Bildrechte: Optisch: Europäische Südsternwarte (ESO) Wide Field Imager; Submillimeter: Max-Planck-Institut für Radioastronomie/ESO/Atacama Pathfinder Experiment (APEX)/A.Weiss et al; Röntgen und Infrarot: NASA/Chandra/R. Kraft; JPL-Caltech/J. Keene; Text: Joan Schmelz (USRA)

Wenn Galaxien kollidieren, was passiert dann mit ihren Magnetfeldern? Um das herauszufinden, richtete die NASA das Infrarot-Teleskop SOFIA auf die galaktische Nachbarin Centaurus A. Dabei beobachtete SOFIA polarisierten Staub, der die Magnetfelder zeigt. SOFIA wird in einer fliegenden Boeing 747 betrieben.

Cen A erhielt ihre ungewöhnliche Form, als zwei Galaxien zusammenstießen. Dabei entstanden mächtige Strahlströme. Sie werden von Gas gespeist, das in ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch fällt. Dieses Ergebnisbild zeigt die magnetischen Feldlinien, die SOFIA fand. Sie wurden über die Bilder von ESO (sichtbares Licht: weiß), APEX (Submillimeter: orange), Chandra (Röntgenstrahlung: blau) und Spitzer (Infrarot: rot) gelegt.

Es zeigte sich, dass die Magnetfelder an den Außenbereichen der Galaxie parallel zu den Staubbahnen verlaufen. Doch nahe beim Zentrum sind sie verzerrt. Die Gravitationskräfte nahe beim Schwarzen Loch beschleunigen die Ionen und verstärken das Magnetfeld.

Fassen wir zusammen: Die Kollision vereinigte nicht nur die Massen der Galaxien, sondern verstärkte auch ihre Magnetfelder. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse, wie sich Magnetfelder im frühen Universum entwickelten. Damals kamen Verschmelzungen noch häufiger vor.

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Strahlen der ungewöhnlichen Galaxie Centaurus A

Aus Centaurus A strömen Plasmastrahlen, die mehr als eine Million Lichtjahre lang sind.

Bildcredit: ESO/WFI (sichtbares Licht); MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al. (Mikrowellen); NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al. (Röntgen)

Beschreibung: Die Strahlen, die von Centaurus A ausströmen, sind mehr als eine Million Lichtjahre lang. Diese Ströme aus Plasma, die von einem gewaltigen Schwarzen Loch im Zentrum dieser Spiralgalaxie ausgestoßen werden, beleuchten das hier gezeigte Kompositbild von Cen A.

Auf welche Weise das zentrale Schwarze Loch einfallende Materie ausstößt, ist nicht bekannt. Doch nach Verlassen der Galaxie bauen die Ströme riesige Radioblasen auf, die wahrscheinlich noch Millionen Jahre leuchten werden. Wenn sie von vorbeiziehenden Gaswolken angeregt werden, können die Radioblasen sogar nach Milliarden Jahren wieder aufleuchten.

Röntgenlicht ist auf diesem Kompositbild blau abgebildet, während MikrowellenLicht orange gefärbt ist. Am Ansatz des Strahls sind in Radiolicht Details des innersten Lichtjahres des zentralen Stroms erkennbar.

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