Schlagwort: Galaxienhaufen

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NGC 1316: Nach einer Kollision von Galaxien

Die beiden Galaxien im Bild sind von schalenförmigen Hüllen umgeben. Sie wirken diffus und sind von dunklen Staubwolken überzogen.

Bildcredit und Bildrechte: Steve Mazlin, Warren Keller und Steve Menaker (SSRO / UNC / PROMPT / CTIO)

Die gewaltige elliptische Galaxie NGC 1316 ist ein Beispiel für mächtige Vorgänge in kosmischem Ausmaß. Sie ist ungefähr 75 Millionen Lichtjahre entfernt und liegt im südlichen Sternbild Chemischer Ofen (Fornax). Forschende untersuchen den erstaunlichen Anblick. Sie vermuten, dass die riesige Galaxie mit der kleineren Nachbargalaxie NGC 1317 kollidiert, die darüber liegt. Dabei entstehen weit geschwungene Schleifen und Schalen aus Sternen. Das Licht der engen Begegnung hat die Erde wohl vor etwa 100 Millionen Jahren erreicht.

Dieses detailreiche, scharfe Bild zeigt die Zentralregionen von NGC 1316 und NGC 1317. Sie sind offenbar mehr als 100.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Die komplexen Staubbahnen, die man darin sieht, lassen vermuten, dass NGC 1316 selbst das Ergebnis einer Verschmelzung von Galaxien ist, die in ferner Vergangenheit stattfand.

NGC 1316 liegt am Rand des Fornax-Galaxienhaufens. Sie ist als Fornax A bekannt und eine der visuell hellsten Galaxien im Fornax-Haufen. NGC 1316 ist eine der stärksten und größten Radioquellen. Ihre Radioemission reicht sich weit über dieses Teleskopsichtfeld hinaus, sie reicht am Himmel über mehrere Grad.

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Die Materie des Geschoßhaufens 1E 0657-558

Mitten im Bild liegt der Geschoßhaufen, er ist von Sternen und Galaxien umgeben. Zwei rote Wolken zeigen Gas, das in Röntgenlicht leuchtet. Außen sind zwei blaue Wolken, sie zeigen die Verteilung der Dunklen Materie, falls es sie gibt.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al.; Gravitationslinsenkarte: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al.; Optisch: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Was ist mit dem Geschoßhaufen los? Der massereiche Galaxienhaufen (1E 0657-558) verzerrt Galaxien im Hintergrund durch Gravitationslinsen. Das gilt als starkes Indiz für die führende Theorie, nämlich dass es darin Dunkle Materie gibt.

Doch aktuelle Analysen zeigen, dass es eine weniger beliebte Möglichkeit gibt. Sie geht von veränderlicher Gravitation aus. Das könnte das Spiel der Kräfte im Haufen ohne Dunkle Materie erklären. Diese Möglichkeit bietet auch ein Szenario für die Entstehung, das manche für wahrscheinlicher halten. Beide wissenschaftliche Hypothesen wetteifern um die Erklärung der Beobachtungen. Gibt es nun unsichtbare Materie oder modifizierte Gravitation?

Die Diskussion ist spannend. Sie ist nämlich ein gutes Beispiel dafür, wie die Existenz Dunkler Materie die Einfachheit der Theorie mit veränderter Gravitation zunichte machen würde. Der Streit um den Geschoßhaufen wird in naher Zukunft wahrscheinlich fortgeführt, wenn es neue Beobachtungen, Analysen und Simulationen mit Computern gibt.

Für das Bild wurden Daten von Hubble, Chandra und Magellan kombiniert. Rot zeigt die Röntgenstrahlung, die von heißem Gas ausgeht. Die vermutete Verteilung der getrennten Dunklen Materie ist blau abgebildet.

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NGC 891 versus Abell 347

Rechts oben ist die große Spiralgalaxie NGC 891. Wir sehen sie fast genau von der Kante. Links unten leuchten die Galaxien des Haufens Abell 347 hinter den Sternen der Milchstraße, sie sind viel weiter entfernt und daher kleiner.

Bildcredit und Bildrechte: Juan Lozano de Haro

Dieses gut gewählte Sichtfeld ist voller Galaxien. Es ist am Himmel etwa 1 Grad breit und liegt im nördlichen Sternbild Andromeda. Rechts oben ist die große Spiralgalaxie NGC 891. Sie ist 100.000 Lichtjahre groß. Wir sehen sie fast genau von der Seite.

NGC 891 ist ungefähr 30 Millionen Lichtjahre entfernt und sieht unserer Milchstraße sehr ähnlich. Sie ist eine abgeflachte, dünne galaktische Scheibe. Die Scheibe und ihre zentrale Wölbung sind in der Mitte von dunklen, undurchsichtigen Staubwolken geteilt.

Links unten liegen die Mitglieder des Galaxienhaufens Abell 347 hinter vielen Sternen der Milchstraße. Abell 347 ist fast 240 Millionen Lichtjahre entfernt. Er präsentiert auf dem scharfen Teleskopbild seine großen Galaxien. Die Galaxien von Abell 347 sind ähnlich groß wie NGC 891. Weil sie aber fast achtmal weiter entfernt sind, ist ihre scheinbare Größe ungefähr ein Achtel der Größe von NGC 891.

Beobachtet den größten Vollmond seit 1948

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Der Antlia-Galaxienhaufen

Die Galaxien des Antila-Galaxienhaufens füllen das Bild. Der Haufen enthält mehr elliptische als spiralförmige Galaxien. Von links oben ragt ein roter Nebelstreif ins Bild, er gehört wahrscheinlich zu einem Supernovaüberrest.

Bildcredit und Bildrechte: Rolf Olsen

Dieses Bild zeigt den Antlia-Galaxienhaufen. Es ist eindrucksvoll breit und detailreich und mit Galaxien übersät. Der Antlia-Galaxienhaufen ist der Erde am drittnächsten nach Virgo und Fornax. Er ist bekannt für seine Kompaktheit und seinen hohen Anteil an elliptischen Galaxien gegenüber Spiralgalaxen.

Der Haufen im Sternbild Luftpumpe (Antlia) ist als Abell S0636 katalogisiert. Er ist ungefähr 2 Millionen Lichtjahre groß und 130 Millionen Lichtjahre entfernt. Zwei seiner mehr als 200 galaktischen Mitglieder sind markante Galaxiengruppen. Sie sind unten in der Mitte und links oben. Doch er hat keine einzelne zentrale markante Galaxie. Links ist ein senkrechtes rotes Band aus Gas. Es gehört wahrscheinlich zum Antlia-Supernovaüberrest im Vordergrund, nicht zum Haufen.

Das Kompositbild wurde in Neuseeland fotografiert. Es vereint 150 Stunden Belichtungszeit in einem Zeitraum von sechs Monaten.

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Abell 370: Galaxienhaufen-Gravitationslinse

Der Bogen rechts oben im Bild von Abell 370 im Sternbild Walfisch wurde schon früh entdeckt, doch erst in den 1980er-Jahren fand man eine Erklärung dafür. Im Bild befinden sich viele weitere, aber kleinere Bögen. Sie stammen von Galaxien, die weit dahinter liegen.

Bildcredit: NASA, ESA und das Hubble-SM4-ERO-Team und ST-ECF

Was ist dieser seltsame Bogen? Auf Fotos des Galaxienhaufens Abell 370 zeigte sich ein ungewöhnlicher Bogen rechts über vielen Galaxien im Haufen. Man war zwar neugierig, doch die erste Reaktion war, den Bogen nicht weiter zu erwähnen, weil man zuvor nichts Vergleichbares beobachtet hatte.

Doch Mitte der 1980er-Jahre wurden die Bilder besser. Man erkannte den Bogen als Prototyp einer neuen Art astrophysikalischer Phänomene. Es ist der Gravitationslinseneffekt. Galaxienhaufen üben diesen Effekt auf Galaxien aus, die dahinter liegen. Heute wissen wir, dass dieser Bogen zwei verzerrte Bilder einer ziemlich gewöhnlichen Galaxie zeigt, die zufällig weit hinter dem riesigen Haufen liegt.

Durch die Gravitation von Abell 370 wird das Licht dieser und anderer Galaxien im Hintergrund aufgefächert. Dadurch erreicht es den Beobachter auf mehreren Wegen, ähnlich wie Licht einer fernen Lampe, das durch den Stiel an einem Weinglas fällt. Mitte Juli 2009 nützten Astronomen das Weltraumteleskop Hubble, um Abell 370 und seine Gravitationslinsenbilder detailreicher als je zuvor abzubilden. Hubble war damals gerade erst aufgerüstet worden.

Fast alle gelben Flecken im Bild sind Galaxien in Abell 370. Ein scharfes Auge erkennt jedoch viele seltsame Bögen und verzerrte Kurven. Es sind Bilder von weit entfernten Galaxien. Abell 370 und seine Bögen bieten einen einzigartigen Zugang zur Verteilung von normaler und Dunkler Materie in Galaxienhaufen und im Universum.

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Galaxienhaufen Abell S1063 und jenseits davon

Zwischen den Galaxien des Haufens Abell S1063 im Sternbild Kranich verlaufen gekrümmte blaue Bögen. Es sind Bilder von Galaxien, die viel weiter entfernt sind. Die Bögen entstehen durch den Gravitationslinseneffekt.

Bildcredit: NASA, ESA, Jennifer Lotz (STScI)

Die Galaxien im massereichen Haufen Abell S1063 sind etwa 4 Milliarden Lichtjahre entfernt. Diese scharfe Aufnahme stammt vom Weltraumteleskop Hubble. Die Galaxien sind dicht gedrängt. Doch die blassen bläulichen Bögen sind vergrößerte Bilder von Galaxien, die weit hinter Abell S1063 liegen. Ihr Licht wäre ohne Abell S1063 nicht entdeckt worden. Sie sind etwa doppelt so weit entfernt.

Die Masse von Abell S1063 beträgt ungefähr 100 Billionen Sonnenmassen, doch sie ist großteils unsichtbar. Durch diese Masse werden die weiter entfernten Galaxien vergrößert und verzerrt. Man kennt das als Gravitationslinseneffekt. Er bietet einen interessanten, flüchtigen Blick auf Galaxien im frühen Universum. Die Verzerrung entsteht durch die gekrümmte Raumzeit. Diese wurde vor hundert Jahren erstmals von Einstein vorhergesagt. Das Bild von Hubble ist Teil von Frontier Fields, einem Programm, das die letzte Grenze erforschen soll.

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Der Fornax-Galaxienhaufen

Fast jeder verschwommene gelbe Fleck im Bild ist eine elliptische Galaxie im Fornax-Galaxienhaufen. Rechts unten ist eine markante Balkenspiralgalaxie, sie leuchtet eher bläulich.

Bildcredit: Europäische Südsternwarte ESO; Dank an Aniello Grado und Luca Limatola

Der Fornax-Galaxienhaufen ist nach dem südlichen Sternbild Chemischer Ofen benannt. Darin befinden sich die meisten seiner Galaxien. Er ist einer der am nächsten liegenden Galaxienhaufen, denn er ist etwa 62 Millionen Lichtjahre entfernt. Das ist mehr als die 20fache Distanz zur benachbarten Andromedagalaxie. Doch er ist nur etwa 10 Prozent weiter entfernt als der besser bekannte und dichtere Virgo-Galaxienhaufen.

Das Bild ist zwei Grad breit. Fast jeder gelbliche Klecks ist eine elliptische Galaxie im Fornax-Haufen. Rechts unten ist die markante Balkenspiralgalaxie NGC 1365. Sie ist ein wichtiges Mitglied im Fornaxhaufen. Die Aufnahme entstand mit dem VLT-Durchmusterungsteleskop VST am Paranal-Observatorium der ESO.

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Animation der Entwicklung von Galaxien

Videocredit: Donna Cox (AVL NCSA/U. Illinois) et al, GSFC der NASA, AVL, NCSA

Wie entstand das heutige Universum aus einem so gleichmäßigen Beginn? Um das zu verstehen, berechnete die NASA mit Forschenden der Quantenkosmologie dieses Animationsvideo. Es läuft in Zeitraffer. Die Simulation zeigt einen Teil des Universums. Sie umfasst 100 Millionen Lichtjahre. Es beginnt etwa 20 Millionen Jahre nach dem Urknall und läuft bis in die Gegenwart.

Der Beginn läuft glatt. Dann verwandeln sich Klumpen aus Materie durch die Gravitation in Galaxien. Die Galaxien bewegen sich sofort aufeinander zu. Bald kondensieren viele davon zu langen Fasern. Andere verschmelzen zu einem großen, heißen Galaxienhaufen. Solche Simulationen untersuchen mögliche Eigenschaften des Universums. Das hilft bei der Entwicklung der Konstruktion des Weltraumteleskops James Webb. Sein Start ist derzeit für Ende 2018 geplant.

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