Autor: Julia Weratschnig

Mein Physikstudium habe ich 2009 mit einer Doktorarbeit aus der Beobachtenden Kosmologie abgeschlossen. Danach folgten einige Jahre als "Her Majesty's Astronomer" in England (Arbeit am HM Nautical Almanac Office). 2015 kehrte ich nach Österreich zurück, wo ich zuerst als Physik- und Mathematiklehrerin an einer AHS arbeitete, ehe ich meinen Traumjob im Haus der Natur in Salzburg fand: Als Kuratorin für Astronomie/Pädagogik gestalte ich den Bildungsbereich zum Thema Astronomie und Raumfahrt im Museum mit und leite auch die VEGA-Sternwarte Haus der Natur.
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Das Zentrum der Spiralgalaxie M61

Die Galaxie M61 oder NGC 4303 im Virgo-Galaxienhaufen ist direkt von oben sichtbar. Es wirkt, als wäre innen eine eigene kleine Spiralgalaxie. Außen herum verlaufen ausschweifende Spiralarme mit blauen Sternhaufen und rosaroten Sternbildungsgebieten.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble, ESO; Bearbeitung und Bildrechte: Robert Gendler

Befindet sich hier tatsächlich eine Spiralgalaxie in der Mitte einer Spiralgalaxie? Nun, fast! Dieses detaillierte Porträt entstand aus Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble, der Europäischen Südsternwarte und etlicher kleiner Teleskope auf der Erde. Es zeigt die Spiralgalaxie Messier 61 (M61), wir sehen sie direkt von oben. Auffallend ist das helle Zentrum der Galaxie. M61 ist astronomisch gesehen schon fast nahe. Sie ist lediglich 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und befindet sich im Virgo-Galaxienhaufen. Eine andere Bezeichnung ist NGC 4303.

M61 ist ein Beispiel für eine Balkenspiralgalaxie, ähnlich wie unsere Galaxis, die Milchstraße. Die Galaxie zeigt die üblichen Spiralarme, die vom Zentrum auslaufen, kosmischen Staub, rosarote Regionen mit Sternbildung und junge blaue Sternhaufen.

Der Kern der Galaxie enthält ein aktives, sehr massereiches Schwarzes Loch. Es ist von einer hellen spiralförmigen Struktur umgeben. Die Materie in dieser Gegend bewegt sich zum Zentrum hin. Durch die Sternentstehung, die hier angeregt wird, erscheint diese Gegend wie eine eigene, separate Spiralgalaxie.

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W5: Säulen der Sternbildung

Der Nebel im Bild wurde in Infrarotlicht abgebildet und wirkt daher verfremdet. Mittig ist eine höhlenartige Struktur, deren Form an ein Herz erinnert. Sie wird von braunweißen Nebelfetzen begrenzt. Es ist der Sternbildungskopplex W5 im Sternbild Kassiopeia.

Bildcredit: NASA, WISE, IRSA; Bearbeitung und Bildrechte: Francesco Antonucci

Woher kommen Sterne? Bilder von Regionen, in denen Sterne entstehen, wurden mit der Infrarotkamera des Wide Field Infrared Survey Explorer (WISE, später NEOWISE) der NASA aufgenommen. Diese Aufnahmen sollen helfen, das Rätsel zu lösen. Dieses Beispiel zeigt die Region W5. Massereiche Sterne befinden sich im Zentrum von Hohlräumen in Gas- und Staubnebeln. Sie sind älter als Sterne am Rand dieser Hohlräume.

Eine mögliche Ursache für den Altersunterschied liegt darin, dass die massereichen Sterne im Zentrum die Entstehung weiterer Sterne verursachen. Diese forcierte Sternentstehung findet dann statt, wenn heißes Gas aus dem Inneren das kühlere Gas der umgebenden Wolke zu dichten Knoten zusammendrückt. Diese Knoten werden schließlich so dicht, dass sie unter der Schwerkraft zu Sternen kollabieren.

Dieses Bild, dessen Farben wissenschaftlich begründet sind, zeigt spektakuläre Säulen, die langsam durch das Entweichen von heißem Gas verdampfen. W5 ist auch als Westerhout 5 oder IC 1848 bekannt. Zusammen mit dem Nebel IC 1805 bildet W5 eine komplexe Region mit Sternentstehung. Sie wird gemeinhin auch Herz- und Seelennebel genannt. Im Bild sieht man einen Teil von W5. Er reicht über etwa 2000 Lichtjahre und enthält viele Säulen, in denen Sterne entstehen. Der Nebel ist 6500 Lichtjahre von uns entfernt und liegt im Sternbild Kassiopeia.

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Kosmische Funde zwischen Skylla und Charybdis

In einem Sternenfeld mit ein paar schwachen hellbraunen Staubwolken liegt in der Mitte eine große Wolke mit braunem Staub und blauen Gashüllen.

Bildcredit und Bildrechte: Louis LEROUX-GÉRÉ; Text: Ogetay Kayali (Michigan Tech U.)

Kommt euch dieses himmlische Objekt bekannt vor? Höchstwahrscheinlich nicht: Es handelt sich nämlich um ein Erstentdeckungsbild! Massereiche Sterne bilden schwere Elemente in ihrem Inneren und explodieren schließlich als Supernova. Die Überreste kühlen relativ schnell ab und verblassen. Dadurch sind sie sehr schwer zu entdecken.

Genau nach solchen schwachen Überresten von Supernovae sucht eine Gruppe von Amateur-Astrofotografen*. Sie stöbern in mehreren Durchmusterungen des Himmels nach Spuren dieser Ereignisse. Das Ergebnis ist dieses weltweit erste Foto vom Supernova-Überrest G115.5+9.1. Die Entdecker tauften den Überrest Skylla. Das schwach leuchtende Objekt liegt im Sternbild des mythischen Königs Kepheus von Aithiopia.

Die Emission von Wasserstoffatomen wird hier in Rot gezeigt. Sauerstoff zeigt leichte Spuren von Blau. Überraschenderweise befindet sich gleich noch eine Entdeckung im Bild im rechten oberen Eck. Dort ist ein bisher unbekannter Kandidat für einen planetarischen Nebel. Passend zu Skylla wurde der Nebel Charybdis getauft. Es ist eine Anlehnung an die Redewendung „Gefangen zwischen Skylla und Charybdis“ aus Homers Odyssee.

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New Horizon zeigt den Flug über Charon

Videocredit: NASA, JHUAPL, SwRI, P. Schenk und J. Blackwell (LPI); Musik: Juicy by ALBIS

Was wäre, wenn wir über Plutos Mond Charon fliegen könnten – was würden wir sehen? Genau diesen Flug hat das Raumschiff New Horizons im Jahr 2015 geschafft. Die Raumsonde sauste an Pluto vorbei und über die Oberfläche von Charon hinweg, während ihre Kameras so viele Aufnahmen wie möglich machten.

Die Aufnahmen erlaubten eine digitale Rekonstruktion der Oberfläche von Charon. Dadurch war es möglich, einen Flug über den Mond zu simulieren. Das 1-minütige Video zeigt so einen Flug. Das Höhenprofil und Farben der Oberfläche wurden digital verstärkt.

Die Reise beginnt an einem weiten Graben, der vollkommen verschiedene Landschaftstypen auf Charon trennt. Dieser Graben entstand wahrscheinlich, als Charon nach seiner Entstehung einfror. Schon bald schwenkt unser Flug nach Norden und führt nun über eine farbige Tiefebene, die den Spitznamen Mordor erhielt. Diese Ebene – so eine Hypothese – ist der ungewöhnliche Überrest eines uralten Einschlags. Die Reise geht weiter über eine außerirdische Landschaft. Sie ist voll von noch nie zuvor gesehen Kratern, Gebirgen und Spalten.

Die robotische Raumsonde New Horizons besitzt zu viel Schwung, um jemals wieder zu Pluto und Charon zurückzukehren. Es befindet sich derzeit auf seinem Weg aus dem Sonnensystem heraus.

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Gefecht der Galaxien: M81 versus M82

Links oben ist die prachtvolle Spiralgalaxie M81 mit ausgeprägten Sternhaufen und Sternbildungsgebieten. Rechts unten befindet sich die irreguläre Galaxie M82, ein roter Nebel wird von einem weißen Balken gekreuzt.

Bildcredit und Bildrechte: Kollaboratives Astrofotografie-Team (CAT)

Im oberen linken Bildeck befindet sich die Spiralgalaxie M81. Sie ist von blauen Spiralarmen umgeben und mit roten Nebeln übersäht. Unten rechts sieht man die unregelmäßige Galaxie M82. Dieses wunderschöne Bild zeigt die beiden riesigen Galaxien. Sie halten sich durch ihre Schwerkraft gegenseitig in einem Kampf, der schon mehrere Milliarden Jahre dauert.

Eine nahe Begegnung, während der sich die beiden Galaxien durch ihre Schwerkraft dramatisch beeinflussen, zieht sich über mehrere Millionen Jahre hin. Beim letzten nahen Vorbeiflug hat die Schwerkraft von M82 Dichtewellen in M81 angeregt. Diese verursachten die dichten Spiralarme, die jetzt in M81 zu sehen sind. Umgekehrt wurde auch M82 nachhaltig beeinflusst. Deshalb gibt es viele Regionen mit aktiver Sternentstehung in der irregulären Galaxie. Auch energiereiche Gaswolken befinden sich darin, sie senden Röntgenstrahlung aus.

Von der Erde aus sehen wir diesen Kampf durch das schwache Leuchten des „galaktischen Zirrus“. Es ist ein noch kaum untersuchtes Nebelgebiet in unserer Milchstraße. Der Kampf selbst wird noch länger andauern: Erst in einigen Milliarden Jahren werden die beiden Galaxien in einer großen Galaxie verschmolzen sein.

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Gum 37 und die südlichen Kaulquappen

Im unteren Bildteil sind rot und lila leuchtende Staubwolken. Mitten im Bild ragt eine tropfende, dunkle fragile Form heraus, die an Kaulquappen erinnert. Oben sind Sterne im Hintergrund verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Francis Bozon und Cecil Navick (AstroA. R. O.)

Diese kosmische Himmelslandschaft zeichnet sich durch leuchtende Gas- und Staubwolken sowie den jungen Sternen im Nebel NGC 3572 aus. Der wunderschöne Emissionsnebel und Sternhaufen befinden sich am Südhimmel im Sternbild Carina.

Junge Sterne sind am oberen Rand dieses Raumgebiets zu sehen. Der Durchmesser beträgt – bei einer Entfernung von 9000 Lichtjahren – 100 Lichtjahre. Das sichtbare Gas ist Teil einer Molekülwolke, auch bekannt als Gum 37. Es wird in den den Farben der Hubble-Farbskala dargestellt. Dichte Materieströme, welche von Sternenwind und Strahlung angetrieben werden, bewegen sich im Nebel von den energiereichen, jungen Sternen weg. Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um Orte aktiver Sternentstehung. Ihre Form erinnert an den Kaulquappennebel IC 410, welcher bei Beobachtern des Nordhimmels besser bekannt sein dürfte.

In den nächstens zehn- bis hundertausend Jahren werden sich Gas und Sterne des Clusters durch gravitative Gezeitenwirkung und gewaltige Supernovaexplosionen der größten Clustersterne weiter ausbreiten.

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NGC 6164: Ein Drachenei

Der Nebel mitten im Bild wirkt klein und kompakt. Er ist von einem weiten Hof umgeben. Im Hintergrund sind rötlich leuchtende Wolken und Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Daniel Stern

Der schöne Emissionsnebel NGC 6164 wurde von einem seltenen, heißen, sehr hellen Stern vom O-Typ – einem Stern mehr als 40-mal so schwer wie die Sonne – erzeugt. Der Stern ist im Zentrum des Bildes zu sehen. Er ist nur 3 – 4 Millionen Jahre alt. In nur noch einmal höchstens 4 Millionen Jahren findet der massereiche Stern in einer Supernova-Explosion sein Ende.

Der Durchmesser des Nebels beträgt knapp 4 Lichtjahre. Er zeigt eine bipolare Symmetrie. Dadurch sieht er ähnlich aus wie einer der häufigeren planetarischen Nebel. Bei einem planetarischen Nebel umgibt eine Gaswolke einen sonnenähnlichen Stern, der zu einem weißen Zwerg wurde. Wie viele planetarische Nebel hat auch NGC 6164 einen weitreichenden, schwachen Halo, der auf einem lang belichteten Foto der Region sichtbar wird. Dieser Halo breitet sich in das umgebende interstellare Medium aus und stammt wahrscheinlich von einer früheren aktiven Phase des Zentralsterns.

Diese großartige teleskopische Aufnahme wurde aus verschiedenen Bildern zusammengesetzt, die mit verschiedenen Schmalband- und Breitbandfiltern aufgenommen wurden. Die Aufnahmen mit Schmalbandfilter zeigen Wasserstoff in Rot und Sauerstoff in Grün. Die Aufnahmen mit Breitbandfilter zeigen das Sternenfeld, das den Nebel umgibt. NGC 6164 ist umgangssprachlich auch als der Drachenei-Nebel bekannt. Er ist 4200 Lichtjahre von uns entfernt und befindet sich im Sternbild Winkelmaß (Norma).

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Himmel mit fast allem

Man sieht den Himmel über einer felsigen Landschaft. Am Sternenhimmel verläuft links das zentrale Band unserer Milchstraße, rechts ist eine Meteorspur, in der Mitte das schwache Band des Zodiakallichts. Der Fotograf hält eine Lampe unter der Bildmitte. Der Lichtstrahl ist der helle Streifen im unteren Bildbereich.

Bildcredit und Bildrechte: Koen van Barneveld

Dieses Himmelsbild hat von fast allem, was man am Himmel findet, etwas: Schräg durch das linke obere Eck verläuft der Zentralbereich unserer Milchstraße. Etwas schmaler zieht im rechten oberen Eck ein heller Meteor seine Spur durch die Erdatmosphäre.

Das schwache Lichtband im Zentrum des Bildes ist das sogenannte Zodiakallicht: Es ist Sonnenlicht, das von Staub im inneren Sonnensystem reflektiert wird! Schräg rechts darunter – nur knapp über den Felsen – sieht man einen weiteren schwachen, leicht grünlichen Lichtschein: ein Polarlicht, das hoch in der Erdatmosphäre entsteht. Am Boden sieht man eine hell leuchtende Zick-Zack-Linie: Dabei handelt es sich um eine Lampe, die der Astrofotograf durch die Szene getragen hatte.

Dieser „Himmel mit fast allem“ wurde letzten Monat in Neuseeland bei den Castle Hill Felsen aufgenommen. Das fertige Bild setzt sich aus 10 Aufnahmen zusammen, die alle mit derselben Kamera am selben Ort gemacht wurden. Und auch der Astrofotograf steht im Bild – findet ihr ihn?

Knobelspiel: Astronomie-Puzzle des Tages

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