Schlagwort: Galaxienhaufen

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Die Galaxien des Virgohaufens

Das Bild zeigt die vielen Galaxien im Virgo-Galaxienhaufen mit Beschriftung.

Bildcredit und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo

Im Virgo-Galaxienhaufen sind viel mehr als tausend Galaxien. Der Virgohaufen ist ein großer Galaxienhaufen, der unserer Lokalen Gruppe am nächsten liegt. Es ist schwierig, ihn mit einem einzigen Sichtfeld zu erfassen, weil er am Himmel einen so großen Bereich bedeckt.

Dieses gut geplante Weitwinkelbild ist ein Mosaik aus Teleskopbildern. Es zeigt die zentrale Region im Virgohaufen. Sie liegt hinter zarten Staubwolken im Vordergrund, die über der Ebene unserer Milchstraße schweben. Links unter der Mitte ist die markante elliptische Galaxie M87. Rechts neben M87 laufen die Galaxien von Markarjans Kette in einer Reihe.

Viele Galaxien im Virgohaufen sind kleine, verschwommene Flecken, wenn man genau schaut. Schiebt den Mauspfeil über das Bild! Dann werden die Bezeichnungen der größeren Galaxien im NGC-Katalog als Text eingeblendet. Einige Galaxien haben auch mit Messier-Katalognummern. Dazu gehören M84, M86 und die markanten, farbigen Spiralen M88, M90 und M91.

Die mittlere Entfernung der Galaxien im Virgohaufen beträgt etwa 48 Millionen Lichtjahre. Die Messung der Entfernung zum Virgohaufen half dabei, die wichtige Hubble-Konstante und die Größenordnung des Universums zu bestimmen.

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ESO 137-001 verliert ihre interstellare Materie

Eine Spiralgalaxie rast unglaublich schnell diagonal durchs Bild nach rechts oben. Sie zieht einen langen, blau leuchtenden Strahl aus abgestreiftem Gas und Staub hinter sich her.

Bildcredit: NASA, ESA, CXC

Die Spiralgalaxie ESO 137-001 rast durch den massereichen Galaxienhaufen Abell 3627. Er ist 220 Millionen Lichtjahre entfernt. Auf dem farbigen Kompositbild von Hubble und Chandra seht ihr die Galaxie zwischen Sternen im Vordergrund. Diese befinden sich in der Milchstraße im Sternbild Südliches Dreieck.

Die Spirale rast mit fast 7 Millionen Kilometern pro Stunde dahin. Deshalb wird alles an Gas und Staub abgestreift, das sich darin befindet. Der Staudruck der heißen, dünnen interstellaren Materie im Haufen ist nämlich stärker als die Gravitation der Galaxie. Die Hubble-Daten wurden in sichtbarem Licht aufgenommen. Sie zeigen, dass im abgestreiften Material in den kurzen, nachziehenden blauen Strahlen helle Sternhaufen entstanden sind.

Chandras Daten in Röntgenlicht zeigen die gewaltige Menge an heißem, abgestreiftem Gas als diffuse, dunkle blaue Streifen. Sie reichen mehr als 400.000 Lichtjahre nach rechts unten. Der beträchtliche Verlust an Staub und Gas erschwert neue Sternbildung in dieser Galaxie. Rechts neben ESO 137-001 ist eine gelbliche elliptische Galaxie, der es an Staub und Gas fehlt, womit sie Sterne bildenden könnte.

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Im Zentrum des Virgohaufens

Der Virgo-Galaxienhaufen ist am Himmel relativ groß. Hier sid die hellsten Galaxien im Bild verteilt, die sich darin befinden. Dazwischen leuchten dünn verteilte Sterne.

Bildcredit: NASA/ESA/ESO/NAOJ/G. Paglioli; Bildrechte: R. Colombari/G. Paglioli

Der Virgo–Galaxienhaufen hat am Himmel einen Winkeldurchmesser von 5 Grad. Er ist also etwa 10-mal so breit wie der Vollmond. Sein Zentrum ist ungefähr 70 Millionen Lichtjahre entfernt. Damit ist er der nächstgelegene Galaxienhaufen in der Umgebung unserer Milchstraße.

Der Virgohaufen enthält mehr als 2000 Galaxien. Er übt einen merklichen Gravitationssog auf die Galaxien der Lokalen Gruppe um unsere Milchstraße aus. Der Haufen enthält nicht nur Galaxien voller Sterne, sondern auch Gas, das so heiß ist, dass es im Spektralbereich von Röntgen leuchtet. Die Bewegung der Galaxien in und um den Haufen zeigt, dass sie wohl mehr Dunkle Materie enthalten als sichtbare Materie, die wir direkt beobachten.

Oben ist die Mitte des Virgohaufens abgebildet. Sie enthält helle Messier-Galaxien wie Markarjans Augen links oben, M86 rechts über der Mitte oder M84 ganz rechts. Die Spiralgalaxie NGC 4388 befindet sich rechts unten.

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Zehn Hoch

Videocredit und -rechte: Charles und Ray Eames (Eames Office)

Wie unterscheidet sich das Universum im kleinen, mittleren und großen Maßstab? Der Film „Zehn Hoch“ aus den 1960er-Jahren war der berühmteste Wissenschafts-Kurzfilm seiner Zeit. Er zeigt atemberaubende Vergleiche. Inzwischen wurde er offiziell auf YouTube veröffentlicht. Er ist oben verlinkt. Klickt auf den Pfeil, dann beginnt der neun Minuten lange Kurzfilm.

Ausgehend von einer Picknickdecke in der Nähe von Chicago zoomt Film auswärts. Er zieht am Virgo-Galaxienhaufen vorbei. Alle zehn Sekunden erscheint ein Quadrat, dessen Seiten zehnmal länger sind als die vorigen. Dann läuft das Video in die andere Richtung. Es zoomt alle zwei Sekunden um den Faktor zehn zurück und endet bei einem einzelnen Proton.

Der Ablauf von „Zehn Hoch“ basiert auf dem Buch „Cosmic View“ von Kees Boeke aus dem Jahr 1957. Ebenfalls Ende der 1960er-Jahre entstand der ähnliche, aber großteils animierte Film „Cosmic Zoom„.

Die veränderliche Perspektive ist spannend und informativ. Abschnitte des Films wurden mit moderner Computertechnik neu erstellt. Dazu gehören die ersten Minuten des Films „Contact“ oder das kurze Digitalvideo „The Known Universe„. Es wurde 2010 für das Amerikanische Naturkundemuseum erstellt. Die Produzenten des Films waren Ray und ihr Ehemann Charles Eames. Sie waren ziemlich visionär und erfanden auch einen berühmten Sessel.

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Galaxie und Haufen erzeugen vier Bilder einer fernen Supernova

Das Bild ist voller Galaxien, die wie Sterne verteilt sind. Über einem hellen Stern ist eine Galaxie mit 4 gelben Flecken. Diese Flecken sind eine Supernova, deren Bild durch eine Gravitationslinse in vier Bilder aufgeteilt wurde.

Bildcredit: NASA, ESA und S. Rodney (JHU) und das FrontierSN-Team; T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley) und das GLASS-Team; J. Lotz (STScI) und das Frontier-Fields-Team; M. Postman (STScI) und das CLASH-Team; und Z. Levay (STScI)

Welche ungewöhnlichen Flecken umgeben diese Galaxie? Es sind Bilder ein- und derselben Supernova. Zum ersten Mal beobachtete man, wie die Masse einer Gravitationslinse, die zwischen uns und einer Supernova liegt, diese eine Supernovaexplosion ablenkte und in mehrere Bilder aufteilte. Die Massen, die das bewirkten, sind eine große Galaxie und der Galaxienhaufen, in dem sie sich befindet.

Das Bild entstand letzten November mit dem Weltraumteleskop Hubble im Erdorbit. Die gelbe Supernova Refsdal ist viermal abgebildet. Sie ereignete sich im frühen Universum weit hinter dem Haufen. Die Orte und die Zeitverzögerung zwischen den Supernovabildern werden vermessen. Mit diesen Messungen wollen Astrophysikerinnen* den Anteil an Dunkler Materie in der Galaxie und im Haufen bestimmen. Mit Geduld und Glück wird in den nächsten Jahren in der Nähe noch ein fünftes Bild der Supernova entdeckt.

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Innen im Coma-Galaxienhaufen

Fast jedes Objekt im Bild ist eine Galaxie. Die Aufnahme stammt vom Weltraumteleskop Hubble, sie zeigt Galaxien, die lose das ganze Bild füllen. Die kleinen Galaxien sind weit entfernt und gehören nicht zum Coma-Haufen im Sternbild Haar der Berenike.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnis (STScI/AURA); Danksagung: D. Carter (LJMU) et al. und das Coma HST ACS Treasury Team

Fast jedes Objekt im Bild ist eine Galaxie. Die meisten gehören zum Coma-Galaxienhaufen. Er ist einer der dichtesten Haufen, die wir kennen, denn er enthält Tausende Galaxien. Jede der Galaxien enthält Milliarden Sterne, genau wie unsere Milchstraße. Der Coma-Haufen ist näher bei uns als die meisten anderen Haufen. Trotzdem braucht sein Licht Hunderte Millionen Jahre, um zu uns zu gelangen.

Der Coma-Haufen ist so groß, dass Licht Millionen Jahre braucht, um von einem Ende zum anderen zu gelangen. Das Bildmosaik zeigt einen kleinen Teil von Coma. 2006 lichtete das Weltraumteleskop Hubble den Haufen beispiellos detailreich ab. Die Aufnahme soll zeigen, wie Galaxien in großen Haufen entstehen und sich entwickeln.

Die meisten Galaxien in Coma und anderen Haufen sind elliptisch. Manche der hier abgebildeten sind aber eindeutig Spiralen. Die Spiralgalaxie links oben im Weitwinkelbild hat den stärksten Blauton. Weiter hinten sind Tausende Galaxien im Universum verteilt, die nicht zum Haufen gehören.

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NGC 4762: Eine Galaxie von der Seite

Diagonal verläuft eine helle Linie durchs Bild, sie wirkt verschwommen und hat ein helles Zentrum. Zu welcher Galaxienart sie gehört, sehen wir nicht. Im Hintergrund sind weitere Galaxien verteilt.

Bildcredit: ESA/Hubble und NASA

Warum ist diese helle Linie am Himmel? Es ist eigentlich eine Scheibengalaxie, die fast genau von der Seite zu sehen ist. Das Bild stammt vom Weltraumteleskop Hubble. Es ist ein visueller Hinweis, wie dünn Galaxienscheiben sein können. NGC 4762 ist eine Galaxie im nahen Virgo-Galaxienhaufen. Sie ist so dünn, dass es schwer zu sagen ist, welche Art Scheibengalaxie sie ist.

Ihr Mangel an sichtbaren Staubspuren lässt vermuten, dass sie eine staubarme linsenförmige Galaxie ist. Doch es wäre auch möglich, dass sie von oben gesehen eine Spiralstruktur hätte. Die ungewöhnliche Sternenlinie ist von Rand zu Rand etwa 100.000 Lichtjahre lang. In der Mitte von NGC 4762 befindet sich eine leichte Wölbung aus Sternen. Im Hintergrund sind viele Galaxien verteilt.

Galaxien, die so dünn wirken, sind selten, denn unsere Erde muss (fast) genau in der verlängerten Ebene ihrer dünnen Galaxienscheibe liegen. Galaxien, die tatsächlich so dünn sind, kommen relativ häufig vor. Auch unsere Galaxis, die Milchstraße, ist vermutlich so dünn.

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Zwei Schwarze Löcher tanzen in 3C 75

Mitten im Bild leuchtet ein blauer Nebel vor einem dunklen Hintergrund, darin zeichnen sich zwei sternartige Lichtquellen ab, von denen drei nebelartige rosarote Schlieren ausströmen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/D. Hudson, T.Reiprich et al. (AIfA); Radio: NRAO/VLA/ NRL

Was passiert in der aktiven Galaxie 3C 75? Dieses Kompositbild entstand aus Röntgen- (blau) und Radiodaten (rosarot). Die beiden hellen Quellen in der Mitte sind extrem massereiche Schwarze Löcher. Sie umkreisen einander und versorgen die gewaltige Radioquelle 3C 75 mit Energie.

Die massereichen Schwarzen Löcher stoßen Strahlen aus relativistischen Teilchen aus. Sie sind 25.000 Lichtjahre voneinander entfernt und von Gas umgeben. Das Gas ist viele Millionen Grad heiß und leuchtet in Röntgenlicht. Das Gebilde ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt. Es befinden sich im Inneren zweier verschmelzender Galaxien. Sie gehören zum Galaxienhaufen Abell 400.

Forschende vermuten, dass die beiden massereichen Schwarzen Löcher ein Doppelsystem sind, das durch Gravitation aneinander gebunden ist. Der Schluss liegt nahe, denn die Ströme wirken einheitlich zurückgefegt. Das ist sehr wahrscheinlich auf eine gemeinsame Bewegung zurückzuführen, denn sie rasen mit 1200 Kilometern pro Sekunde durch das heiße Gas im Haufen.

Solche spektakulären kosmischen Verschmelzungen kommen in der Umgebung dicht gedrängter Galaxienhaufen im fernen Universum vermutlich häufig vor. Kurz vor ihrer Verschmelzung werden sie zu einer intensiven Quelle für Gravitationswellen.

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