Das ELT und die Milchstraße

Auf einer dunklen Ebene steht das von innen beleuchtete Gerüst des Riesenteleskops ELT, dahinter wölbt sich am dunklen Himmel die Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Europäische Südsternwarte ESO – Dank an: Jens Scheidtmann

Auf dieser Webcam-Ansicht mit Blick nach Süden durchzieht die südliche Wintermilchstraße den Sternhimmel. Das Bild entstand am 11. März kurz vor Mitternacht und zeigt den dunklem Nachthimmel über der trockenen zentralchilenischen Atacama-Wüste.

Unterhalb des anmutigen Bogens aus diffusem Sternlicht befinden sich die beiden kleinen Begleitgalaxien der riesigen Milchstraße, die auch als Große und Kleine Magellansche Wolken bezeichnet werden.

Im Vordergrund befindet sich der Gipfel des 3000 Meter hohen Cerro Armazones, auf dem gerade das Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte errichtet wird. Das ELT wird ein Teleskop der 40-Meter-Klasse und ist daher auf dem besten Wege das größte Teleskop der Welt zu werden.

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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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Die Milchstraße geht auf

Hinter mehreren Teleskopkuppeln auf einem Berg breitet sich die Milchstraße mit Dunkelwolken aus.

Bildcredit und Bildrechte: José Rodrigues

Hinter dem La-Silla-Observatorium auf einem chilenischen Berggipfel geht auf dieser detailreichen nächtlichen Himmelslandschaft das Zentrum der Milchstraße auf. Von uns aus gesehen liegt das Zentrum unserer Heimatgalaxis im Sternbild Schütze.

Links steht das Neue-Technologie-Teleskop der Europäischen Südsternwarte. Dieses Teleskop leistete Pionierarbeit bei der Verwendung aktiver Optik zur präzisen Anpassung der Form großer Teleskopspiegel.

Rechts steht das 3,6-Meter-Teleskop der ESO, an dem die Spektrografen HARPS und NIRPS zur Suche nach Exoplaneten installiert sind. Dazwischen ist die zentrale Wölbung der Galaxis. Sie ist voller undurchsichtiger Wolken aus interstellarem Staub, heller Sterne, Sternhaufen und Nebel.

Nahe der Mitte leuchten markante rötliche Wasserstoffemissionen des Lagunennebels M8, in dem Sterne entstehen. Links neben der kosmischen Lagune kombiniert der Trifidnebel M20 das blaue Licht eines staubhaltigen Reflexionsnebels mit rötlichen Emissionen. Beide Nebel sind beliebte Stationen bei Teleskopreisen im galaktischen Zentrum.

Das Komposit wurde aus Einzelbildern von Boden- und Himmel erstellt, die im April 2023 nacheinander aufgenommen wurden, und zwar mit demselben Bildausschnitt und derselben Kameraausrüstung.

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NGC 6744: Extragalaktische Nahaufnahme

Das Bild zeigt die innere Region der Spiralgalaxie NGC 6744 im Sternbild Pfau mit ihrem gelben Kern und Sternbildungsregionen an den Spiralarmen.

Bildcredit: NASA, ESA und das LEGUS-Team

Die schöne Spiralgalaxie NGC 6744 ist fast 175.000 Lichtjahre groß. Damit ist sie größer als die Milchstraße. Sie ist etwa 30 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im südlichen Sternbild Pfau. Ihre galaktische Scheibe ist zu unserer Sichtlinie geneigt.

Diese Hubble-Nahaufnahme des nahen Inseluniversums zeigt ungefähr 24.000 Lichtjahre der Zentralregion von NGC 6744. Die Hubble-Ansicht kombiniert Bilddaten in sichtbarem und ultraviolettem Licht. Der gelbliche Kern der gewaltigen Galaxie wird vom sichtbaren Licht alter, kühler Sterne bestimmt.

Außerhalb des Kerns sind Sternbildungsregionen und junge Sternhaufen an den inneren Spiralarmen entlang verteilt. Die jungen Sternhaufen in NGC 6744 leuchten hell in Ultraviolett-Wellenlängen, sie sind in Blau- und Magenta-Farbtönen abgebildet. Die gezackten Sterne, die im Bild verteilt sind, sind Vordergrundsterne und liegen weit innerhalb unserer Milchstraße.

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Ein Weg zu den Sternen

Das Bild zeigt die Straße zum La Silla Observatorium in Chile mit einem Teleskop am Horizont und Sternen, Galaxien, Planeten und Nachthimmellicht.

Bildcredit: ESO, Petr Horálek (ESOFoto-Botschafter, Institut für Physik in Opava)

Beschreibung: Das Bild zeigt eine malerische Straße zu den Sternen, die sich dem La-Silla-Observatorium in Chile nähert. Vorne steht das 3,6-Meter-Teleskop der ESO, links seht ihr einige futuristisch anmutende Tragwerke für die geplanten BlackGEM-Teleskope. Diese Anordnung optischer Teleskope soll dabei helfen, visuelle Gegenstücke zu Entdeckungen von Gravitationswellen durch LIGO und andere Detektoren zu orten.

Doch hier gibt es noch viel mehr zu sehen. Rechts leuchtet rotes Nachthimmellicht, und schräg über die Bildmitte verläuft das Zentralband unserer Milchstraße. Jupiter steht in der Mitte knapp über dem Band, während Saturn über der 3,6-Meter-Teleskopkuppel steht. Ganz rechts prangen die beiden größten Begleitgalaxien unserer Milchstraße, die GMW und die KMW.

Dieses Panoramabild entstand aus vielen 15-Sekunden-Aufnahmen vom 30. Juni 2019. Zwei Tage später war auf La Silla eine seltene totale Sonnenfinsternis zu beobachten.

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Illustration: Ein früher Quasar

Künstlerische Illustration eines sehr alten Quasars im frühen Universum.

Illustrationscredit und Lizenz: ESO, M. Kornmesser

Beschreibung: Wie sahen die ersten Quasare aus? Von den nächstliegenden Quasaren wissen wir heute, dass es sich um sehr massereiche Schwarze Löcher in den Zentren aktiver Galaxien handelt. Gas und Staub, die auf einen Quasar fallen, leuchten hell und überstrahlen manchmal ihre gesamte Heimatgalaxie.

Quasare aus den ersten Milliarden Jahren des Universums sind jedoch noch rätselhafter. Jüngste Daten ermöglichten eine künstlerische Darstellung, wie ein Quasar aus der Frühzeit des Universums ausgesehen haben könnte: Im Zentrum befindet sich ein massereiches Schwarzes Loch, das von Hüllen aus Gas und einer Akkretionsscheibe umgeben ist und einen mächtigen Strahl ausstößt.

Quasare gehören zu den fernsten Objekten, die wir sehen. Sie liefern der Menschheit einzigartige Information über das frühe und das dazwischenliegende Universum. Die ältesten Quasare, die wir derzeit kennen, haben eine Rotverschiebung von knapp 8 – das ist nur 700 Millionen Jahre nach dem Urknall, als das Universum nur ein paar Prozent seines heutigen Alters hatte.

Wien, 26. Februar 2022, 18h: Führung im Sterngarten mit APOD-Übersetzerin
Wien, Ladenkonzept Nähe Votivkirche: Kostenlose Kalender (leichte Mängel)

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HD 163296: Strahlen eines entstehenden Sterns

Dieses Bild des Sternsystems HD 163296 wurde von Atacama Large Millimeter Array (ALMA) und Very Large Telescope (VLT) der ESO aufgenommen.

Bildcredit: Sichtbares Licht: VLT/MUSE (ESO); Radiowellen: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Beschreibung: Wie entstehen diese Strahlströme bei der Sternbildung? Das ist nicht bekannt, doch aktuelle Bilder des jungen Sternsystems HD 163296 sind sehr aufschlussreich. Der Zentralstern auf diesem Bild befindet sich noch in der Entstehung, er ist aber bereits von einer rotierenden Scheibe und einem nach außen strömenden Strahl umgeben.

Die Scheibe wurde in Radiowellen abgebildet, die mit dem Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chile aufgenommen wurden. Die Lücken darin sind wahrscheinlich durch die Schwerkraft sehr junger Planeten entstanden.

Der Strahlstrom wurde vom Very Large Telescope (VLT, ebenfalls in Chile) in sichtbarem Licht aufgenommen, er verströmt schnell bewegtes Gas – großteils Wasserstoff – vom Zentrum der Scheibe aus. Das System reicht über das Hundertfache der Entfernung Erde-Sonne (AE).

Die Details dieser neuen Beobachtungen werden nun ausgewertet, um die Vermutung zu untermauern, dass die Strahlen zumindest teilweise von Magnetfeldern in der rotierenden Scheibe erzeugt und geformt werden. Künftige Beobachtungen von HD 163296 und ähnlicher Sternbildungssysteme können helfen, die Details zu klären.

Astrophysiker*innen: Mehr als 2500 Codes in der Astrophysics Source Code Library
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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)

Beschreibung: Wenn Galaxien kollidieren, was passiert dann mit ihren Magnetfeldern? Um das herauszufinden, richtete die NASA SOFIA in einer fliegenden 747 auf die galaktische Nachbarin Centaurus A, um die Emission von polarisiertem Staub zu beobachten, der Magnetfelder nachzeichnet.

Die ungewöhnliche Form von Cen A entstand beim Zusammenstoß zweier Galaxien mit Strahlen, die mit Gas gespeist werden, das in ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch strömt. Auf diesem Ergebnisbild wurden die von SOFIA ermittelten magnetischen Feldlinien über die Bilder von ESO (sichtbares Licht: weiß), APEX (Submillimeter: orange), Chandra (Röntgenstrahlung: blau) und Spitzer (Infrarot: rot) gelegt.

Es stellte sich heraus, dass die Magnetfelder an den Außenbereichen der Galaxie parallel zu den Staubbahnen verlaufen, aber in der Nähe des Zentrums verzerrt sind. Die Gravitationskräfte in der Nähe des Schwarzen Lochs beschleunigen die Ionen und verstärken das Magnetfeld.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kollision nicht nur die Massen der Galaxien vereinigte, sondern auch ihre Magnetfelder verstärkte. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse, wie sich Magnetfelder im frühen Universum entwickelten, als Verschmelzungen häufiger waren.

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