Voorwerpjes im Weltraum

Das Weltraumteleskop Hubble bildete acht Voorwerpjes (Objekte) ab, die bei der Galaxiendurchmusterung "Galaxy Zoo" entdeckt wurden. Das erste solche Objekt war "Hannys Voorwerp", entdeckt von der niederländischen Lehrerin Hanny van Arkel.

Bildcredit: NASA, ESA, William Keel (Univ. Alabama)

Hannys rätselhaftes Voorwerp, niederländisch für „Hannys Objekt“, ist wirklich gewaltig. Es ist etwa so groß wie unserer Milchstraße und leuchtet stark im grünlichen Licht, das ionisierte Sauerstoffatome abstrahlen. Vermutlich ist es ein Gezeitenschweif. Er besteht aus Materie, die bei einer urzeitlichen Galaxienverschmelzung übrig blieb. Das Material wurde beim Ausbruch eines Quasars im Zentrum der fernen Spiralgalaxie IC 2497 beleuchtet und ionisiert.

2007 entdeckte die niederländische Lehrerin Hanny van Arkel das Objekt. Sie nahm online am Galaxy-Zoo-Projekt teil. Der spannende Fund führte zur Suche und Entdeckung von acht weiteren gespenstisch grünlichen kosmischen Gebilden. Alle acht Voorwerpjes (Objekte) wurden vom Weltraumteleskop Hubble auf diesen Bildfeldern abgebildet. Sie treten in der Nähe von Galaxien auf, die energiereiche Kerne besitzen.

Die Voorwerpjes liegen weit außerhalb der Galaxie, zu denen sie gehören. Sie sind wahrscheinlich die Echos der Aktivität von Quasaren. Das bedeutet, sie werden nur dann erhellt, wenn sie vom Licht eines Quasarausbruchs im Kern erreicht werden. Zehntausende Jahre nach dem Abklingen des Quasarausbruchs verblassen auch die Voorwerpjes.

Vielleicht löst auch die bevorstehende Verschmelzung unserer Milchstraße mit der Andromedagalaxie die Entstehung eines Quasars aus. Er würde dann die künftige Version eines von Hannys Voorwerpjes in einer fernen Zukunft beleuchten.

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Palomar 12

Der Kugelsternhaufen Palomar 12 wirkt verglichen mit anderen Kugelsternhaufen lose und wenig kompakt. Er befindet sich hinter einigen hellen Sternen, die viel näher bei uns sind.

Bildcredit: ESA/Hubble, NASA

Der Kugelsternhaufen Palomar 12 ist nicht hier entstanden. Er wurde bei der Palomar-Himmelsdurchmusterung entdeckt. Die Sterne darin sind jünger als die Sterne in anderen Kugelsternhaufen, die durch den Hof unserer Milchstraße wandern.

Die Position von Palomar 12 in unserer Galaxis und seine gemessene Bewegung zeigen, dass er vermutlich früher zur elliptischen Sagittarius-Zwerggalaxie gehörte. Diese Zwerggalaxie ist eine kleine Begleiterin der Milchstraße. Sie wurde bei nahen Begegnungen von den Gezeiten zerrissen und verlor ihre Sterne an die größere Milchstraße. Palomar 12 ist nun Teil des Milchstraßen-Halos. Der Gezeitenfang fand wahrscheinlich vor etwa 1,7 Milliarden Jahren statt.

Das scharfe Hubblebild zeigt Palomar 12 hinter gezackten Sternen, die im Vordergrund leuchten. Der Kugelsternhaufen ist fast 60 Lichtjahre breit und an die 60.000 Lichtjahre entfernt. Wir sehen ihn im Sternbild Steinbock.

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Die Antennen erforschen

In der Mitte sind zwei Galaxien eng beisammen, nach links und rechts sind zwei Schweife aus Sternen in Bögen hinausgeschleudert.

Bildcredit: Subaru, NAOJ, NASA/ESA/Hubble, R.W. Olsen – Bearbeitung: Federico Pelliccia und Rolf Wahl Olsen

Im südlichen Sternbild Rabe kollidieren zwei große Galaxien. Sie sind ungefähr 60 Millionen Lichtjahre entfernt und als NGC 4038 und NGC 4039 katalogisiert. Die schwerfällige, gewaltige Umwälzung dauert Hunderte Millionen Jahre. Sterne in den Galaxien kollidieren dabei nur selten. Doch ihre großen Wolken aus molekularem Gas und Staub stoßen zusammen. Das löst mitten im kosmischen Trümmerhaufen Episoden heftiger Sternbildung aus.

Dieses Kompositbild ist etwa 500.000 Lichtjahre breit. Es zeigt auch neue Sternhaufen und Materieströme. Sie wurden durch die Gezeiten weit vom Ort der Karambolage weggeschleudert.

Das Mosaik entstand gemeinschaftlich aus den Daten kleiner und großer Teleskope auf der Erde. Sie betonen die langen, zarten Gezeitenströme. Das Ergebnis kombinierte man mit sehr detailreichen Bildern der hellen Kerne. Diese stammten vom Weltraumteleskop Hubble. Der visuelle Eindruck der langen gebogenen Strukturen gab dem Galaxienpaar seinen Namen: Die Antennen.

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NGC 4676: Wenn Mäuse kollidieren

Die beiden Galaxien im Bild erinnern an Mäuse. Ihre Kerne sind getrennt, dazwischen verlaufen Sternschleier. Nach rechts oben ist ein langer, fast gerader Schweif aus Staub und blauen Sternen hinausgeschleudert.

Bildcredit: ACS Wissenschafts- und Technikteam, Weltraumteleskop Hubble, NASA

Die beiden gewaltigen Galaxien zerreißen einander. Wegen ihrer lange Schweife nennt man sie „die Mäuse„. Jede der beiden Spiralgalaxien hat wahrscheinlich die andere bereits durchdrungen. Die langen Schweife entstehen, weil der Zug der Gravitation am nahen und fernen Ende jeder Galaxie unterschiedlich stark ist. Die Entfernungen sind gewaltig. Daher findet die kosmische Wechselwirkung in Zeitlupe statt. Sie dauert Hunderte Millionen Jahre.

NGC 4676 ist etwa 300 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Ihr findet sie im Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices). Wahrscheinlich gehört sie zum Coma-Galaxienhaufen. Dieses Bild entstand 2002 mit der Advanced Camera for Surveys des Weltraumteleskops Hubble. Die galaktischen Mäuse kollidieren in den nächsten Milliarden Jahren wahrscheinlich immer wieder, bis sie zu einer Galaxie verschmelzen.

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In den Armen von NGC 1097

Die Spiralgalaxie mitten im Bild hat einen sehr ausgeprägten Balken, von dem zwei markante Spiralarme ausgehen. Links unten ist eine kleine Galaxie. Vier kaum sichtbare Sternströme entspringen dem Zentrum der Galaxie, sie bilden ein X.

Bildcredit und Bildrechte: Steve Mazlin, Jack Harvey, Jose Joaquin Perez; SSRO-South am PROMPT/CTIO

Die Spiralgalaxie NGC 1097 leuchtet etwa 45 Millionen Lichtjahre entfernt am südlichen Himmel im chemischen Sternbild Fornax. Ihre blauen Spiralarme sind im farbigen Galaxienporträt von rosigen Sternbildungsregionen gesäumt. Sie winden sich scheinbar um eine kleine Begleitgalaxie links unter der Mitte. Diese ist etwa 40.000 Lichtjahre vom hellen Kern der Spirale entfernt.

Doch das ist nicht das einzige Besondere an NGC 1097. Die sehr detailreiche Aufnahme zeigt Hinweise auf zarte, rätselhafte Strahlen. Am leichtesten erkennt man einen, der neben den bläulichen Armen weit nach links reicht.

Vier blasse Strahlen entdeckte man auf Bildern von NGC 1097 im sichtbaren Licht. Sie bilden ein X, der Galaxienkern liegt in der Mitte. Doch vielleicht entspringen die Strahlen nicht dort. Sie könnten auch fossile Sternströme sein. Das sind Spuren, die beim Einfangen und Zerreißen einer viel kleineren Galaxie vor langer Zeit übrig sind.

NGC 1097 ist eine Seyfertgalaxie. Ihr Kern enthält auch ein sehr massereiches Schwarzes Loch.

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Arp 188 und der Schweif der Kaulquappe

Die Spiralgalaxie Arp 188 rechts oben im Bild ist seltsam verschlungen und zieht einen langen Schweif hinter sich her, der diagonal nach links unten durchs Bild verläuft.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisarchiv, ESA, NASA; Bearbeitung und Bildrechte: Joachim Dietrich

Warum hat diese Galaxie einen so langen Schweif? Diese tolle Ansicht basiert auf Bilddaten des Hubble-Vermächtnisarchivs. Ferne Galaxien bilden eine dramatische Kulisse für die Kaulquappengalaxie. Es ist die zerrissene Spiralgalaxie Arp 188. Die kosmische Kaulquappe ist etwa 420 Millionen Lichtjahre entfernt. Man findet sie im nördlichen Sternbild Drache.

Ihr auffälliger Schweif ist ungefähr 280.000 Lichtjahre lang. Er enthält massereiche helle, blaue Sternhaufen. Man erzählt sich, dass eine kompaktere eindringende Galaxie vor Arp 188 vorbeizog. Im Bild kreuzte sie von rechts nach links. Durch die gravitative Wechselwirkung wurde sie nach hinten um die Kaulquappe geschlungen.

Bei der engen Begegnung rissen die Gezeitenkräfte Sterne, Gas und Staub aus der Spiralgalaxie heraus. Daraus entstand der spektakuläre Schweif. Die eindringende Galaxie liegt etwa 300.000 Lichtjahre hinter der Kaulquappe. Ihr seht sie rechts oben hinter den Spiralarmen im Vordergrund.

Wie auch ihr irdischer Namensvetter verliert die Kaulquappengalaxie wahrscheinlich ihren Schweif, wenn sie älter wird. Aus den Sternhaufen im Schweif entstehen kleinere Begleiter der großen Spiralgalaxie.

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Blaue Sternenbrücke zwischen Haufengalaxien

Der Haufen SDSS J1531+3414 im Sternbild Nördliche Krone enthält viele gelbe elliptische Galaxien. Sie sind im Bild verteilt. Das Zentrum ist von blauen dünnen Fasern umgeben. Über das Zentrum verläuft eine blaue verschnörkelte Brücke.

Bildcredit: NASA, ESA, G. Tremblay (ESO) et al.; Danksagung: Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA) – ESA-Hubble-Arbeitsgruppe

Warum verläuft eine blaue Brücke aus Sternen in diesem Galaxienhaufen mitten durchs Zentrum? Der Haufen wird als SDSS J1531+3414 bezeichnet. Er enthält hauptsächlich viele große, gelbe, elliptische Galaxien.

Das Weltraumteleskop Hubble bildete das Zentrum des Haufens ab. Es ist von vielen ungewöhnlich dünnen, gekrümmten blauen Fasern umgeben. Eigentlich sind das weit entfernte Galaxien. Der Gravitationslinseneffekt des massereichen Haufens vergrößerte und verlängerte ihre Bilder.

Ungewöhnlich ist eine verschnörkelte blaue Faser. Sie befindet sich bei den großen elliptischen Galaxien mitten im Haufen. Bei genauer Betrachtung zeigte sich, dass es wahrscheinlich eine Brücke ist, die durch Gezeiteneffekte zwischen den beiden verschmelzenden elliptischen Galaxien in der Mitte entstand. Sie ist wohl nicht das Bild einer Galaxie im Hintergrund, die von Gravitationslinsen verzerrt wurde.

Die Knoten in der Brücke sind Kondensationsregionen. Ihr blaues Licht ist das von massereichen jungen Sternen. Die Zentralregion im Haufen wird wohl intensiv beforscht werden. Denn wegen ihrer Einzigartigkeit ist sie ein interessantes Sternbildungslabor.

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NGC 4651: Die Schirmgalaxie

Die Spiralgalaxie in der Mitte wirkt relativ normal, doch links ragt ein blasser blauer Sternstrom aus der Scheibe, der an einen Schirm erinnert. Links ist ein Bildeinschub, er zeigt den Kern der kleinen Galaxie, aus der der Gezeitenstrom entstand.

Bildcredit und Bildrechte: R Jay Gabany (Blackbird Observatories) Zusammenarbeit: C.Foster (Australian Astronomical Obs.), H.Lux (U. Nottingham, Oxford), A.Romanowsky (San Jose State, UCO), D.Martínez-Delgado (Heidelberg) et al.

Die Spiralgalaxie NGC 4651 ist etwa 62 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie liegt im gut gekämmten nördlichen Sternbild Haar der Berenike (Coma Berenices). Diese Universumsinsel ist etwa halb so groß wie unserer Milchstraße. Links ragt eine klar erkennbare, blasse, schirmförmige Struktur über die helle Galaxienscheibe hinaus. Sie ist ungefähr 100.000 Lichtjahre lang und erinnert an einen Schirm.

Inzwischen weiß man, dass der gewaltige kosmische Schirm ein Gezeitensternenstrom ist. Das sind weit ausladende Sternströme. Sie werden durch Gravitation aus einer kleineren Begleitgalaxie gerissen. Die kleine Galaxie wurde bei wiederholten Begegnungen am Ende zerrissen. Davor wanderte sie auf exzentrischen Umlaufbahnen durch NGC 4651 vor und zurück.

Das eingefügte Bild vergrößert den übrig gebliebenen Kern der kleineren Galaxie. Er wurde bei einer groß angelegten Erforschung des Systems entdeckt. Für diese Aufgabe wurden Daten der großen Teleskope Subaru und Keck auf dem Mauna Kea verwendet. Dabei arbeiteten Amateur- und Berufsastronom*innen zusammen.

Das Ziel war, die blassen Strukturen um helle Galaxien abzubilden. Diese blassen Formen zeigen, dass sogar bei nahen Galaxien häufig Gezeitensternströme von galaktischen Verschmelzungen auftreten. Das Ergebnis wird mit Modellen der Galaxienentstehung erklärt. Diese Modelle gelten auch für unsere Milchstraße.

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