Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenspektralbereich

Ein Nebel, der aus vielen Schalen besteht, die jeweils stark strukturiert sind, ist in violetten Farben abgebildet. Das Zentrum in der Mitte leuchtet orangefarben, außen herum sind schwach leuchtende konzentrische Schalen erkennbar.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Chandra-Röntgenobs.; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Für mache sieht es wie ein Katzenauge aus, für andere vielleicht wie die Schale einer gigantischen kosmischen Meeresschnecke. Tatsächlich handelt es sich um einen der hellsten und detailreichsten bekannten Planetarischen Nebel. Er besteht aus Gas, das in einer kurzen und prächtigen Phase am Ende des Lebens eines sonnenähnlichen Sterns ausgestoßen wurde.

Vermutlich produzierte der sterbende Zentralstern dieses Nebels die äußeren, konzentrischen Schalen durch Abstoßen seiner äußeren Schichten in einer Serie von regelmäßigen Pulsen. Die Entstehung der wunderschönen, komplexen und doch symmetrischen inneren Strukturen ist jedoch noch nicht erforscht.

Das Kompositbild besteht aus einer digital nachgeschärften Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops und Röntgenlicht, welches mit dem im Orbit befindlichen Chandra Observatorium eingefangen wurde. Die fantastische Weltraumskulptur misst mehr als ein halbes Lichtjahr im Durchmesser.

Der Blick in das Katzenauge bietet uns auch eine Vorschau auf das Schicksal unserer Sonne, die dazu bestimmt ist in etwa 5 Milliarden Jahren ihre eigene Phase des Planetarischen Nebels zu durchlaufen.

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Der Schnee auf Tschurjumow-Gerassimenko

Bildcredit: ESA, Rosetta, MPS, OSIRIS; UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; Animation: Jacint Roger Perez

Dieser Schneesturm an einer Klippe auf dem periodischen Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko kann uns Menschen nicht um die Ohren wehen.

Im Juni 2016 nahm die Telekamera auf der Rosetta-Raumsonde schneeähnliche Spuren aus Staub und Eisteilchen auf, die nahe der Kamera über die Oberfläche des Kometen fegten. Einige der hellen Punkte wurden allerdings vermutlich durch geladene Teilchen oder kosmische Strahlung erzeugt, die auf den Chip der Kamera trafen. Und einige andere Punkte sind auf den dichten Hintergrund an Sternen in Richtung des Sternbilds Großer Hund (Canis Major) zurückzuführen. Diese Hintergrundsterne können im Video leicht erkannt werden, da sie von oben nach unten wandern.

Das erstaunliche Video wurde aus 33 aufeinanderfolgenden Bildern zusammengesetzt, aufgenommen über einen Zeitraum von 25 Minuten. Rosetta war zu diesem Zeitpunkt etwa 13 km vom Kometenkern entfernt. Im September 2016 wurde der Komet zur letzten Ruhestätte für die Rosetta-Sonde, nachdem die Mission durch einen kontrollierten Einschlag auf 67P/Churyumov-Gerasimenko erfolgreich beendet wurde.

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Trapez: Im Herzen Orions

Mitten im Bild ist ein gräulicher Nebel mit einem Sternentrapez, nach rechts oben breitet sich ein rot leuchtender Nebelstreifen aus, auch nach unten reicht ein kleinerer rötlicher Nebelteil.

Bildcredit und Bildrechte: Fred Zimmer, Telescope Live

Nahe der Bildmitte dieser gestochen scharfen kosmischen Portraitaufnahme vom Zentrum des Orionnebels befinden sich vier heiße, massereiche Sterne, die auch als Trapez bezeichnet werden. Sie sind in einer Region mit einem Radius von nur 1,5 Lichtjahren konzentriert und dominieren den Kernbereich des dichten Sternhaufens im Orionnebel.

Die ionisierende ultraviolette Strahlung der Trapezsterne, die überwiegend von Theta-1 Orionis C stammt, dem hellsten der vier Sterne, lässt die komplexe Sternentstehungsregion im sichtbaren Licht leuchten. Der offene Sternhaufen im Orionnebel ist etwa drei Millionen Jahre alt. Zu früheren Zeiten war er noch kompakter.

Eine Untersuchung seiner Dynamik deutet darauf hin, dass sich damals im Zuge von Sternkollisionen, bei denen Sterne aus dem Sternhaufen geschleudert wurden, ein Schwarzes Loch mit mehr als 100 Sonnenmassen gebildet haben könnte. Das Vorhandensein eines Schwarzen Lochs innerhalb des Sternhaufens könnte die hohen Geschwindigkeiten erklären, mit denen sich die Trapezsterne bewegen. Da der Orionnebel nur etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt ist , wäre es eines der dem Planeten Erde am nächsten gelegenen Schwarzen Löcher.

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Zeta Oph: Entlaufener Stern

Links neben dem Stern in der Mitte leuchtet ein roter Nebelschleier mit grünen Enden, der wie eine Bugwelle um den Stern gekrümmt ist.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Wie ein Schiff, das durch die kosmische See pflügt, erzeugt der entlaufende Stern Zeta Ophiuchi diese bogenförmige interstellare Bugwelle oder Bugschock. Diese Bugwelle ist in diesem atemberaubenden Infrarotporträt zu sehen.

In der Falschfarbenansicht liegt der bläuliche Stern Zeta Oph, der etwa 20-mal massereicher als die Sonne ist, nahe der Bildmitte. Er bewegt sich mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus, komprimiert und erhitzt das staubige interstellare Material und formt die gekrümmte Schockfront.

Was hat diesen Stern in Bewegung gesetzt? Zeta Oph war wahrscheinlich einst Teil eines Doppelsternsystems, dessen Begleitstern massereicher war und daher eine kürzere Lebensdauer hatte. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei katastrophal an Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und leuchtet 65.000-mal heller als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wäre er nicht von verdeckendem Staub umgeben. Das Bild überspannt etwa 1,5 Grad oder 12 Lichtjahre bei der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi.

Im Januar 2020 schaltete die NASA das Spitzer-Weltraumteleskop in den Sicherheitsmodus und beendete damit seine 16-jährige erfolgreiche Erforschung unseres Universums im Infrarotbereich.

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Ein SAR-Bogen über Neuseeland

Über einer Landschaft mit einem Gewässer leuchtet ein Polarlicht. Über dem Horizont ist ein intensives, helles grünes Licht, darüber ein viel dunkleres purpurnes Leuchten.

Bildcredit und Bildrechte: Tristian McDonald; Text: Tiffany Lewis (Techn. Univ. Michigan)

Was ist dieser ungewöhnliche rote Halo, der die Aurora umgibt? Es handelt sich dabei um einen stabilen roten Polarlichtbogen (engl. Stable Auroral Red – SAR) Bogen. SAR-Bögen sind selten und werden erst seit 1954 als Phänomen anerkannt und erforscht.

Die Weitwinkelaufnahme zeigt einen fast kompletten SAR-Bogen, der eine weniger seltene grüne und rote Aurora umgibt. Das Bild wurde in Poolburn, Neuseeland, während eines besonders energiereichen geomagnetischen Sturms aufgenommen.

Die Entstehung von SAR-Bögen ist derzeit Gegenstand der Forschung. Wahrscheinlich gibt es einen Zusammenhang mit dem schützenden Magnetfeld der Erde, das durch geschmolzenes Eisen tief im Erdinneren erzeugt wird. Dieses Magnetfeld leitet normalerweise einströmende geladene Teilchen aus dem Sonnenwind zu den Erdpolen um. Allerdings fängt es auch einen Ring aus Ionen näher zum Äquator ein. Diese Ionen können dort in Zeiten hoher Sonnenaktivität Energie aus der Magnetosphäre gewinnen. Die energiereichen Elektronen im Ionenring kollidieren mit Sauerstoffatomen und regen sie an, wodurch der Sauerstoff rot leuchtet. Das findet in höheren Schichten der Erdionosphäre statt als typische Polarlichter. Aktuelle Forschung zeigt, dass sich ein roter SAR-Bogen möglicherweise sogar in einen violetten und grünen STEVE umwandeln kann.

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Rakete passiert den gekräuselten Mond

Vor einem riesengroßen Mond startet eine Rakete mit zwei Boostern. Der untere Rand des Mondes sieht aus, als wäre er geschmolzen und würde hinuntertropfen.

Bildcredit und Bildrechte: Steven Madow

Kann eine Rakete den Mond kräuseln? Nein, aber sie kann den Mond im Hintergrund wellig erscheinen lassen. Die Rakete war in diesem Fall eine Falcon Heavy von SpaceX, die letzte Woche vom Kennedy-Raumfahrtzentrum der NASA abhob.

Auf diesem Bild vom Start leuchtet die Abgasfahne der Rakete weiter als bis zur Projektion auf den fast vollen Mond, der in der Ferne aufging. Am unteren Rand des Mondes hängen seltsame tropfenähnliche Wellen. Der Mond selbst war weit entfernt und unverändert.

Die physikalische Ursache dieser scheinbaren Wellen waren Taschen aus relativ heißer, verdünnter Luft, die Mondlicht weniger stark brachen sowie Taschen mit relativ kühler, komprimierter Luft: Brechung. Der Schnappschuss war zwar geplant, doch die zeitliche Planung des Starts musste genau passen, damit der Vorbeiflug am Mond genau während dieser einzigen Aufnahme stattfand.

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NGC 1232: Eine prachtvolle Spiralgalaxie

Bildfüllend ist eine Spiralgalaxie dargestellt, die wir direkt von oben sehen. In der Mitte leuchtet ein hellgelbes Zentrum, außen herum verlaufen stark strukturierte Spiralarme. Am rechten Bildrand ist eine kleine Galaxie.

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

Galaxien faszinieren – nicht nur wegen dem, was man sieht, sondern auch wegen dem, was man nicht sieht. Die prachtvolle Spiralgalaxie NGC 1232 ist ein gutes Beispiel, sie wurde mit einem der Very Large Telescopes detailreich abgebildet.

Das Sichtbare stammt von Millionen heller Sterne und dunklem Staub. Diese sind in einem Gravitationswirbel von Spiralarmen gefangen, die um das Zentrum rotieren. Offene Haufen mit hellen, blauen Sternen sind entlang dieser Spiralarme verteilt, dazwischen befinden sich dunkle Bahnen aus dichtem interstellarem Staub.

Weniger sichtbar, aber dennoch nachweisbar sind Milliarden blasser, normaler Sterne und riesige Mengen an interstellarem Gas. Sie enthalten zusammen so viel Masse, dass sie die Dynamik der inneren Galaxie prägen.

Die gängigsten Theorien lassen vermuten, dass noch es größere Mengen an unsichtbarer Materie in einer Form gibt, die wir noch nicht kennen. Diese Dunkle Materie, die alles durchdringt, soll zum Teil die Bewegungen der sichtbaren Materie in den äußeren Bereichen von Galaxien erklären.

Freier APOD-Vortrag am 9. Januar 2024 vor der Vereinigung der Amateurastronomen in New York (online)

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