Schlagwort: Galaxiengruppe

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Illustris-Simulation des Universums

Videocredit: Illustris-Arbeitsgemeinschaft, NASA, PRACE, XSEDE, MIT, Harvard CfA; Musik: The Poisoned Princess (Media Right Productions)

Wie sind wir hierher gekommen? Klickt auf den Pfeil, lehnt euch zurück und seht zu. Diese neue Computersimulation zeigt die Entstehung des Universums. Es ist die größte und anspruchsvollste Simulation, die je erstellt wurde. Sie liefert neue Erkenntnisse zur Bildung von Galaxien und bietet neue Perspektiven zum Platz der Menschheit im Universum.

Das Illustris-Projekt ist das bisher größte seiner Art. Es verbrauchte 20 Millionen CPU-Stunden. Dabei verfolgte es 12 Milliarden Auflösungselemente in einem Würfel mit einer Kantenlänge von 35 Millionen Lichtjahren. Die berechnete Entwicklungszeit umfasst 13 Milliarden Jahre. Die Simulation veranschaulicht erstmals, wie aus Materie eine große Vielfalt an Galaxientypen entsteht.

Während sich das virtuelle Universum entwickelt, kondensiert bald durch Gravitation ein Teil der Materie, die mit dem Universum expandiert. Das Material bildet Filamente, Galaxien und Galaxienhaufen.

Das Video zeigt die Perspektive einer virtuellen Kamera, die einen Teil des Universums umkreist, während sich dieses verändert. Zuerst zeigt sie die Entwicklung Dunkler Materie. Dann folgt Wasserstoff, der nach Temperatur codiert ist (0:45). Später sind schwere Elemente wie Helium und Kohlenstoff zu sehen (1:30). Schließlich kehrt die Kamera zu Dunkler Materie zurück (2:07).

Links unten ist die Zeit gelistet, die seit dem Urknall vergangen ist. Rechts unten ist die Art der gezeigten Materie zu lesen. Explosionen (0:50) zeigen Galaxienzentren mit sehr massereichen Schwarzen Löchern. Sie werfen Blasen aus heißem Gas aus. Es gibt interessante Unstimmigkeiten zwischen Illustris und dem realen Universum. Nun wird untersucht, warum die Simulation zum Beispiel ein Übermaß an alten Sternen erzeugt.

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Der Schweif der Hamburger-Galaxie

Rechts neben der Mitte schwebt eine von der Seite sichtbare Galaxie. Sie wirkt ein bisschen aufgebauscht, an der Kante verläuft eine markante Staubbahn, das Zentrum ist etwas heller. Im Hintergrund sind nur sehr wenige schwache Sterne. Die Galaxie hat einen schwach leuchtenden Gezeitenschweif.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Scharfe Teleskopansichten von NGC 3628 zeigen eine flauschige galaktische Scheibe. Die prächtige Spiralgalaxie ist von der Kante sichtbar. Sie wird von einer breiten, dunklen Staubbahn geteilt. Das detailreiche Porträt erinnert manche an ihren gängigen Namen „Hamburger-Galaxie“.

Das Bild zeigt auch einen zarten, langen Gezeitenschweif und eine kleine Galaxie in ihrer Nähe. Diese kleine Galaxie ist wahrscheinlich eine Begleitgalaxie von NGC 3628. Das hübsche Inseluniversum ist etwa 100.000 Lichtjahre groß und 35 Millionen Lichtjahre entfernt. Es befindet sich im nördlichen Frühlingssternbild Löwe. Der lang gezogene Schweif ist ungefähr 300.000 Lichtjahre lang. Er reicht über den linken Bildrand hinaus.

NGC 3628 teilt sich die Nachbarschaft im lokalen Universum mit zwei großen Spiralgalaxien: M65 und M66. Die drei bilden eine Gruppe, die als Leo-Triplett bekannt ist. Gravitative Wechselwirkung mit ihren kosmischen Nachbarinnen sorgte wahrscheinlich für den Gezeitenschweif, den hellen Hof und die Krümmung der Scheibe dieser Spiralgalaxie.

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Stephans Quintett plus eins

Mitten im Bild sind die fünf Galaxien von Stephans Quintett. Die bläuliche Galaxie in der Mitte gehört nicht zur Gruppe. Links oben ist eine kleinere Spiralgalaxie, die gleich weit entfernt ist wie vier Galaxien im Quintett.

Bildmontage und Bearbeitung: Robert Gendler und Judy Schmidt; Bilddaten: Subaru-Teleskop (NAOJ), Hubble-Nachlassarchiv, R. Gendler

Stephans Quintett ist die erste als solche erkannte kompakte Galaxiengruppe. Dieses interessante Bild entstand aus Daten des Hubble-Nachlassarchivs und des Subaru-Teleskops auf dem Gipfel des Mauna Kea. Die Galaxien des Quintetts sammeln sich mitten im Feld. Nur vier der fünf Galaxien sind in einem kosmischen Tanz naher Begegnungen gefangen. Der Tanz findet etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt statt.

Die Außenseiterin ist leicht erkennbar. Die wechselwirkenden Galaxien NGC 7319, 7318A, 7318B und 7317 schimmern markant gelblich. Sie haben verzerrte Schleifen und Schweife. Diese sind unter dem Einfluss der zerstörerischen Gezeiten entstanden. Die bläuliche Galaxie NGC 7320 liegt im Vordergrund. Sie ist etwa 40 Millionen Lichtjahre entfernt und gehört nicht zur aneinander gebundenen Gruppe.

Im Feld ist jedoch links über Stephans Quintett eine weitere Galaxie zu sehen. Es ist NGC 7320C, sie ist ebenfalls 300 Millionen Lichtjahre entfernt. Wenn man sie zu den vier interagierenden Galaxien zählt, ist das Ganze wieder ein Quintett.

Stephans Quintett befindet sich im hoch fliegenden Sternbild Pegasus. Bei der Entfernung der wechselwirkenden Galaxien des Quintetts ist das Sichtfeld mehr als 500.000 Lichtjahre breit.

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NGC 7331 und dahinter

Vorne in der Mitte schwebt die seitlich sichtbare Spiralgalaxie NGC 7331. Sie wirkt am Rand etwas unscharf und insgesamt etwas verkrümmt. Darüber sind kleinere Galaxien verteilt, im Vordergrund leuchten viele Sterne in der Milchstraße. Das Bild hat eine seltsame Tiefenwirkung.

Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Torsten Grossmann

Die große, schöne Spiralgalaxie NGC 7331 gilt oft als Gegenstück zu unserer Milchstraße. NGC 7331 ist etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie befindet sich im nördlichen Sternbild Pegasus und wurde schon früh als Spiralnebel erkannt. Sie ist eine der helleren Galaxien, die nicht in Charles Messiers berühmtem Katalog aus dem 18. Jahrhundert enthalten sind.

Die Galaxienscheibe ist zu unserer Sichtlinie leicht geneigt. Daher entsteht bei einer langen Belichtungszeit mit Teleskop ein Bild, das einen seltsamen Eindruck von Tiefe erweckt. Galaxien, die hinter dem prächtigen Inseluniversum liegen, verstärken den Effekt auf diesem scharfen Foto.

Die scheinbare Größe der Hintergrundgalaxien ist etwa ein Zehntel von NGC 7331. Sie sind somit grob geschätzt zehnmal weiter entfernt. Ihre enge Gruppierung am Himmel mit NGC 7331 ist jedoch zufällig. Hier ist eine visuelle Galaxiengruppe abgebildet. Sie ist auch als Deer-Lick-Gruppe bekannt. Im Vordergrund liegen zarte Staubwolken. Sie schweben über der Ebene der Milchstraße.

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NGC 5101 und Freunde

Links unten und rechts oben sind zwei markante Galaxien, die linke untere ist von der Seite zu sehen, darunter ist eine kleinere Galaxie. Die Galaxie rechts oben sehen wir von oben.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Dieses scharfe Teleskop-Sichtfeld enthält zwei helle Galaxien. Es sind die Balkenspirale NGC 5101 rechts oben und die fast von der Seite sichtbare Galaxie NGC 5078. Beide sind am Himmel etwa 0,5 Grad voneinander entfernt. Das ist die scheinbare Breite eines Vollmondes. Sie liegen im gewundenen Sternbild Hydra (Wasserschlange).

Die Galaxien sind ungefähr 90 Millionen Lichtjahre entfernt und ähnlich groß wie unsere Milchstraße. Falls sie tatsächlich gleich weit von uns entfernt sind, beträgt der Abstand zwischen ihnen nur etwa 800.000 Lichtjahre. Das ist weniger als die halbe Entfernung der Milchstraße zur Andromedagalaxie.

NGC 5078 wechselwirkt mit einer kleineren Begleitgalaxie. Sie ist als IC 879 katalogisiert. Im Bild liegt links unter dem hellen Kern der größeren Galaxie. Im farbigen Bildfeld sind noch weiter entfernte Galaxien im Hintergrund verteilt. Manche sieht man sogar durch die von oben sichtbare Scheibe von NGC 5101 hindurch. Die markanten Zackensterne liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße.

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Seyferts Sextett

Seyferts Sextett besteht scheinbar aus sechs Galaxien, doch nur vier davon sind gesichert durch Wechselwirkung miteinander verbunden. Eine Spiralgalaxie ist weit im Hintergrund, und ein Objekt ist vermutlich ein Gezeitenschweif aus herausgerissenen Sternen.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisarchive, NASA, ESA – Bearbeitung: Judy Schmidt

Was bleibt von diesem Kampf der Galaxien? Diese wechselwirkende Galaxiengruppe ist Seyferts Sextett. Sie liegt im Kopfteil des geteilten Sternbildes Schlange (Serpens).

Das Sextett enthält jedoch nur vier miteinander wechselwirkende Galaxien. Die kleine, von oben sichtbare Spiralgalaxie in der Mitte dieses Hubble-Bildes liegt weit im Hintergrund. Sie ist nur zufällig in einer Sichtlinie mit der Hauptgruppe. Auch die markante Verdichtung links oben ist wahrscheinlich keine eigene Galaxie, sondern ein Gezeitenschweif. Er besteht vermutlich aus Sternen, der durch die gravitative Wechselwirkung der Galaxien herausgerissen wurde.

Die wechselwirkenden Galaxien sind etwa 190 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegen eng beisammen in einer Region, die nur etwa 100.000 Lichtjahre groß ist. Damit ist ihr Durchmesser mit der Größe unserer Milchstraße vergleichbar. Die Gruppe ist also eine der dichtesten Galaxiengruppen, die wir kennen. Die eng verstrickte Gruppe ist durch Gravitation verbunden. Sie verschmilzt vermutlich in wenigen Milliarden Jahren zu einer einzigen großen Galaxie.

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Drei Galaxien im Drachen

Drei Galaxien bilden einen interessanten Kontrast: Links ist eine Spiralgalaxie von der Seite zu sehen, rechts eine Spiralgalaxie von schräg oben, in der Mitte befindet sich eine elliptische Galaxie.

Bildcredit und Bildrechte: Stephen Leshin

Dieses faszinierende Galaxientrio wird manchmal Draco-Galaxiengruppe genannt. Es liegt im nördlichen Sternbild (erraten!) Drache. Von links nach rechts seht ihr die Spirale NGC 5981 von der Seite, die elliptische Galaxie NGC 5982 und die Spirale NGC 5985 von oben. Das Teleskop-Sichtfeld ist etwas breiter als ein halber Vollmonddurchmesser.

Die Gruppe ist zwar für einen Galaxienhaufen viel zu klein und wurde auch nicht als kompakte Gruppe katalogisiert. Doch alle drei Galaxien sind ungefähr 100 Millionen Lichtjahre vom Planeten Erde entfernt. Bei genauer Untersuchung mit einem Spektrografen zeigt der helle Kern der markanten, von oben sichtbaren Spiralgalaxie NGC 5985 auffällige Strahlung in speziellen Wellenlängen. Sie wurde daher als Seyfertgalaxie klassifiziert, das ist eine Gattung aktiver Galaxien.

Diese Dreiergruppe ist nicht so bekannt wie andere enge Galaxiengruppen, doch der Kontrast an visuellen Erscheinungen macht sie für Astrofotografen* zu einem reizvollen Objekt. Diese detailreiche Aufnahme zeigt eine zarte, scharf umrissene Hülle um die elliptische NGC 5982 an. Das ist ein Hinweis auf vergangene Galaxienverschmelzungen. Im Hintergrund sind viele weiter entfernte Galaxien zu sehen.

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M106-Nahaufnahme

M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Es ist eine Spiralgalaxie mit diffusen Spiralarmen, die an den Staubbahnen und Sternbildungsregionen erkennbar sind. Der Kern leuchtet hellgelb.

Credit: Komposit-Bilddaten – Hubble-Vermächtnisarchiv; Adrian Zsilavec, Michelle Qualls, Adam Block / NOAO / AURA / NSF; Bearbeitung – André van der Hoeven

Dieses Himmelswunder in der Nähe der Großen Bärin (Ursa Major) ist von den Sternen der Jagdhunde (Canes Venatici) umgeben. 1781 entdeckte es der metrischen Astronomen Pierre Méchain in Frankreich. Später fügte es sein Freund und Kollege Charles Messier seinem Katalog als M106 hinzu.

Aktuelle detailreiche Teleskopansichten zeigen es als Inseluniversum. Es ist eine Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 30.000 Lichtjahren. Die Galaxie liegt nur 21 Millionen Lichtjahre hinter den Sternen der Milchstraße. Dieses Farbkompositbild betont markante Staubbahnen und den hellen Zentralkern. An den Spiralarmen der Galaxie sind junge blaue Sternhaufen und rötliche Sternbildungsgebiete verteilt.

Das hoch aufgelöste Galaxienporträt ist ein Mosaik aus Daten der scharf abbildenden ACS-Kamera. Es wurde mit einem auf der Erde fotografierten Farbbild kombiniert. M106 alias NGC 4258 ist ein nahe gelegenes Beispiel einer aktiven Seyfertgalaxie, die im gesamten Spektrum leuchtet, von Radio- bis Röntgenstrahlung. Die Energie in aktive Galaxien stammt von Materie, die in ein sehr massereiches zentrales Schwarzes Loch fällt.

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