Simulation: Eine Scheibengalaxie entsteht

Videocredit: TNG-Arbeitsgemeinschaft, MPCDF, FAS Harvard U.; Musik: World’s Sunrise (YouTube: Jimena Contreras)

Wie sind wir hierher gekommen? Wir wissen, dass wir auf einem Planeten leben, der um einen Stern kreist, der wiederum die Galaxis umrundet, doch wie ist das alles entstanden? Unser Universum bewegt sich zu langsam, um das zu beobachten. Daher wurden schnelle Computersimulationen erstellt, um das herauszufinden. Dieses Video der Arbeitsgemeinschaft IllustrisTNG simuliert die Bewegung von Gas ab dem frühen Universum (Rotverschiebung 12) bis heute (Rotverschiebung 0).

Zu Beginn der Simulation fällt Gas aus der Umgebung in eine Region mit relativ hoher Gravitation und sammelt sich dort an. Nach wenigen Milliarden Jahren bildet sich bei dem faszinierenden kosmischen Tanz ein klar definiertes Zentrum. Gasklumpen fallen weiterhin in die rotierende Galaxie. Manche davon sind kleine Begleitgalaxien. Sie werden aufgenommen, bis am Ende des Videos die gegenwärtige Epoche erreicht ist.

Doch für die Milchstraße sind die großen Verschmelzungen vielleicht noch nicht vorbei. Es gibt aktuelle Hinweise, dass unsere große Spiralgalaxie in einigen Milliarden Jahren mit der etwas größeren Andromeda-Spiralgalaxie kollidiert und verschmilzt.

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Supernova in der nahe gelegenen Spiralgalaxie M101

Das Bild zeigt eine lose und unregelmäßig gewickelte Spiralgalaxie, die wir direkt von oben sehen. Rechts unten leuchtet eine Supernova.

Bildcredit und Bildrechte: Craig Stocks

Ein Stern in der Nähe ist explodiert, und und die Teleskope der Menschen beobachten ihn. Die Supernova mit der Bezeichnung SN 2023ifx wurde vor drei Tagen vom japanischen Astronomen Koichi Itagaki entdeckt und anschließend auf Bildern lokalisiert, die zwei Tage davor der Zwicky Transient Facility automatisiert aufgenommenen wurden.

SN 2023ifx ereignete sich in der fotogenen Feuerradgalaxie M101. Mit einer Entfernung von nur etwa 21 Millionen Lichtjahre ist sie die nächstgelegene Supernova der letzten fünf Jahre, der zweitnächste der letzten 10 Jahre und die zweite Supernova, die in den letzten 15 Jahren in M101 entdeckt wurde. Rasche Folgebeobachtungen deuten bereits an, dass SN 2023ifx eine Supernova vom Typ II ist. Solche Explosionen treten auf, wenn der Kernbrennstoff eines massereichen Sterns zur Neige geht und der Stern kollabiert.

Dieses Bild zeigt die Spiralgalaxie vor zwei Tagen, die Supernova ist markiert. Das darübergelegte Bild zeigt dieselbe Galaxie einen Monat zuvor. SN 2023ifx wird wahrscheinlich heller und bleibt noch monatelang mit Teleskopen sichtbar. Die Untersuchung einer so nahen und jungen Supernova vom Typ II könnte neue Hinweise über massereiche Sterne und ihr Explodieren liefern.

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Die gelockte Spiralgalaxie M63

Inmitten eines Sternenfeldes leuchtet eine gelockte Spiralgalaxie mit ausladenden, verzerrten Spiralarmen.

Bildcredit und Bildrechte: Sophie Paulin, Jens Unger, Jakob Sahner

Messier 63 ist eine helle Spiralgalaxie am nördlichen Himmel. Sie leuchtet nur etwa 30 Millionen Lichtjahre entfernt im treuen Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici). Das majestätische Inseluniversum ist auch als NGC 5055 katalogisiert. Es ist fast 100.000 Lichtjahre groß, also etwa gleich groß wie unsere Milchstraße. Der helle Kern und die majestätischen Spiralarme verleihen der Galaxie ihren landläufigen Namen „Sonnenblumengalaxie“.

Diese besonders detailreiche Aufnahme folgt auch den blassen, gewölbten Sternströmen, die weit in den Halo der Galaxie reichen. Die Sternströme reichen fast 180.000 Lichtjahre über das galaktische Zentrum hinaus. Wahrscheinlich sind es Überreste einer Begleiterin von M63, die von den Gezeiten zerrissenen wurde. Das Weitwinkelbild zeigt auch andere Begleitgalaxien von M63, etwa blasse Zwerggalaxien, die in wenigen Milliarden Jahren zu den Sternströmen von M63 beitragen könnten.

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Die Spiralgalaxie der spanischen Tänzerin

Bildfüllend ist eine von oben sichtbare Grand-Design-Spiralgalaxie mit zwei ausladenden Armen abgebildet. Das Zentrum leuchtet hellgelb, die Spiralarme sind von rosaroten Sternbildungsregionen markiert, in der ganzen Galaxie sind Staubnebel verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: ESA, NASA, Hubble; Bearbeitung: Detlev Odenthal

Diese Spiralgalaxie ist vielleicht nicht perfekt, aber zumindest eine der fotogensten. Das Inseluniversum enthält Milliarden Sterne. Es ist etwa 40 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Schwertfisch (Dorado).

Die Galaxie mit der Bezeichnung NGC 1566 ist als Grand-Design-Spiralgalaxie klassifiziert und ein prächtiger Anblick von oben. NGC 1566 besitzt zwei markante, grazile Spiralarme, die von hellen, blauen Sternhaufen und dunklen Bahnen aus kosmischem Staub gesäumt sind.

Zahlreiche Bilder des Weltraumteleskops Hubble von NGC 1566 bieten Einblicke in Sternbildung, Supernovae und das ungewöhnlich aktive Zentrum der Spiralgalaxie. Für dieses Bild lud ein fleißiger Amateur kostenlos einige Aufnahmen aus dem online verfügbaren Hubble-Vermächtnisarchiv herunter, kombinierte sie und bearbeitete sie digital.

Das leuchtende Zentrum von NGC 1566 macht die Spiralgalaxie zu einer der nächstgelegenen und hellsten Seyfertgalaxien. Wahrscheinlich enthält sie ein zentrales, sehr massereiches Schwarzes Loch, das den Sternen und dem Gas in der Umgebung Schaden zufügt.

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Die Galaxie, der Jet und ein berühmtes Schwarzes Loch

In ein Bild der elliptischen Galaxie M87 sind rechts zwei Bildeinschübe in weißen Kästen: Oben ein Bild des Infrarot-Teleskops Spitzer, darunter ein Bild des Event Horizon Telescope.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Ereignis-Horizont-Teleskop Arbeitsgemeinschaft

Die helle elliptische Galaxie Messier 87 (M87) enthält ein sehr massereiches Schwarzes Loch, das 2017 vom Ereignis-Horizont-Teleskop auf der Erde aufgenommen wurde. Es war das erste Bild eines Schwarzen Lochs, das je gemacht wurde. M87 ist die große Galaxie im riesigen Virgo-Galaxienhaufen, der etwa 55 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Sie ist auf diesem Infrarotbild des Weltraumteleskops Spitzer in blauen Farbtönen abgebildet.

Auf dem Bild von Spitzer erscheint M87 großteils strukturlos und wolkig, doch es zeigt Details der relativistischen Strahlen, die aus der Zentralregion der Galaxie schießen. Der Einschub rechts oben zeigt die Strahlen, sie sind Tausende Lichtjahre lang. Der hellere Strahl rechts läuft auf uns zu und liegt nahe an unserer Sichtlinie. Der an sich unsichtbare, von uns weggerichtete Strahl erzeugt die Erschütterung gegenüber und bildet einen schwächeren Materiebogen.

Der Einschub rechts unten zeigt das historische Bild eines Schwarzen Lochs im Zentrum der riesigen Galaxie und der relativistischen Strahlen. Das Bild von Spitzer löst das sehr massereiche Schwarze Loch nicht auf. Es ist von einfallender Materie umgeben und die Quelle der gewaltigen Energie, welche die relativistischen Strahlen aus dem Zentrum der aktiven Galaxie M87 schießen lässt.

Das Bild des Ereignis-Horizont-Teleskops von M87 wurde inzwischen verbessert, es zeigt nun eine schärfere Ansicht des berühmten massereichen Schwarzen Lochs.

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Die merkwürdige Sterneninsel Centaurus A

Die Galaxie Zentaurus A leuchtet in der Mitte dieses Sternenfeldes, davor verläuft ein dunkles Staubband. Nach links oben strömt ein roter Strahl.

Bildcredit und Bildrechte: Marco Lorenzi, Angus Lau und Tommy Tse; Text: Natalia Lewandowska (SUNY Oswego)

Galaxien sind faszinierend. In Galaxien werden gewaltige Ansammlungen von Sternen, Staub, interstellarem Gas, Sternüberresten und Dunkler Materie allein durch Gravitation zusammengehalten.

Hier ist die fünfthellste Galaxie am Himmel abgebildet. Sie ist besser bekannt als Centaurus A, etwa 12 Millionen Lichtjahre entfernt und als NGC 5128 katalogisiert. Die verkrümmte Form von Cen A entstand durch die Verschmelzung einer elliptischen und einer spiralförmigen Galaxie.

Cen A hat einen aktiven galaktischen Kern, dessen Zentrum ein sehr massereiches Schwarzes Loch enthält. Es besitzt etwa 55 Millionen Sonnenmassen. Dieses zentrale Schwarze Lich stößt einen schnellen Strahl aus, der in Radio- und Röntgenlicht sichtbar ist. Fasern des Strahls zeigen in Rot nach links oben.

Neue Beobachtungen des Ereignis-Horizont-Teleskops zeigten eine Aufhellung des Strahls, die nur an seinen Rändern stattfand. Die Gründe dafür sind derzeit unbekannt und an werden aktiv erforscht.

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Porträt der Galaxie NGC 3628

Das fluffige Objekt in der Bildmitte ist eine exakt von der Seite sichtbare Galaxie. Quer durch die Mitte des Objekts verläuft eine markante Staubbahn.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Selby und Mark Hanson

Scharfe Teleskopansichten von NGC 3628 zeigen eine flauschige Galaxienscheibe, die von dunklen Staubbahnen geteilt ist. Dieses Porträt der prächtigen, von der Seite sichtbaren Spiralgalaxie erinnert manche Forschende an ihren beliebten Spitznamen „Hamburgergalaxie“. Es zeigt auch eine kleine Galaxie in der Nähe (unten), sie ist wahrscheinlich eine Begleiterin von NGC 3628, sowie einen blassen, sehr langen Gezeitenschweif. Der herausgezogene Schweif ist etwa 300.000 Lichtjahre lang, er reicht sogar über den linken Bildrand hinaus.

NGC 3628 teilt sich die Nachbarschaft im lokalen Universum mit zwei anderen großen Spiralgalaxien, nämlich M65 und M66. Die Gruppe aus drei Galaxien ist als Leo-Triplett bekannt. Gravitative Wechselwirkungen mit ihren kosmischen Nachbarn sind wahrscheinlich verantwortlich für den Gezeitenschweif, das großflächige Leuchten und die Krümmung der Spiralscheibe.

Das reizvolle Inseluniversum ist ungefähr 100.000 Lichtjahre groß und 35 Millionen Lichtjahre entfernt. Wir finden es im nördlichen Frühlingssternbild Löwe.

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Die prächtige Spiralgalaxie M100

Das Bild zeigt einen Ausschnitt einer Spiralgalaxie. Im linken oberen Drittel leuchtet ein gelblicher Kern, von dem dunkle Staubbahnen und Spiralarme ausgehen, die Spiralarme wirken wolkig und leuchten blau.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung: Judy Schmidt

M100 ist in kosmischen Maßstäben majestätisch. Sie wird passenderweise als Grand-Design-Spiralgalaxie bezeichnet. Diese große Galaxie ist ähnlich wie unsere Milchstraße, sie besitzt mehr als 100 Milliarden Sterne und klar definierte Spiralarme.

M100 wird auch als NGC 4321 bezeichnet und ist eine der hellsten Mitglieder im Virgo-Galaxienhaufen. Sie liegt 56 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices).

Dieses Bild von M100 wurde mit der Weitwinkelkamera 3 des Weltraumteleskops Hubble aufgenommen. Es betont helle blaue Sternhaufen und komplex verschlungene Staubbahnen, beide sind charakteristisch für diese Galaxienklasse. Untersuchungen der veränderlichen Sterne in M100 spielten eine wichtige Rolle bei der Bestimmung von Größe und Alter des Universums.

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