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Spiralgalaxie NGC 3370 von Hubble

Bildfüllend ist eine Spiralgalaxie mit eng gewundenen dichten Spiralarmen abgebildet. Rechts darunter ist eine spindelförmige kleine Galaxie, die von der Seite sichtbar ist.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnis (STScI/AURA); Danksagung: A. Reiss et al. (JHU)

Sieht unsere Milchstraße aus der Ferne so aus? Die Spiralgalaxie NGC 3370 hat eine ähnliche Größe und Gestalt wie unsere Heimatgalaxie, wenn auch ohne Zentralbalken. Sie ist ungefähr 100 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Löwe (Leo).

Die große, schöne, von oben sichtbare Spirale wurde oben von der Advanced Camera for Surveys des Weltraumteleskops Hubble sehr detailreich fotografiert. Das Bild ist scharf genug, um Einzelsterne zu untersuchen, die als Cepheiden bekannt sind. Cepheiden sind veränderliche Sterne, deren absolute Helligkeit mit der Dauer ihrer Helligkeitsschwankungen zusammenhängt. Anhand dieser pulsierenden Sterne wurde die Entfernung von NGC 3370 genau bestimmt.

NGC 3370 wurde für diese Untersuchung ausgewählt, weil 1994 in der Spiralgalaxie auch eine gut untersuchte Sternexplosion stattfand, und zwar eine Typ-Ia-Supernova. Wenn man die bekannte Entfernung zu dieser Standardkerzen-Supernova, die auf den Cepheiden-Messungen basiert, mit Beobachtungen von Supernovae in noch größeren Entfernungen kombiniert, kann man die Größe und die Expansionsgeschwindigkeit des gesamten Universums bestimmen.

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MACS 1206: Eine Galaxienhaufen-Gravitationslinse

Das Bild ist voller Galaxien. In einem Kreis sind verzerrte Bilder von weiter entfernten Galaxien um eine helle Galaxie in der Mitte verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, M. Postman (STScI) und das CLASH-Team

Es ist schwierig, eine Galaxie hinter einem Galaxienhaufen zu verstecken. Die Gravitation des näheren Haufens verhält sich wie eine riesige Linse und bricht Bilder der fernen Galaxie um die Seiten herum und verzerrt sie stark. Genau dies wurde bei diesem kürzlich veröffentlichten Bild aus der CLASH-Durchmusterung mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachtet.

Der Haufen MACS J1206.2-0847 besteht aus vielen Galaxien. Er verzerrt das Bild einer gelbroten Hintergrundgalaxie rechts zu dem riesigen Bogen. Wenn man das Bild genau betrachtet, zeigt es mehrere weitere verzerrte Hintergrundgalaxien. Viele davon erscheinen als längliche Büschel.

Der Haufen im Vordergrund kann nur dann so glatte Bögen bilden, wenn ein Großteil seiner Masse gleichmäßig verteilte Dunkle Materie ist, die nicht in den sichtbaren Haufengalaxien konzentriert ist. Eine Analyse der Positionen dieser Gravitationsbögen ist für Forschende auch eine Methode, um die Verteilung der Dunklen Materie in Galaxienhaufen abzuschätzen. Das führt zu Rückschlüssen, wann diese riesigen Galaxienansammlungen entstanden sind.

APOD-Rückblick: Die besten Galaxienhaufen
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Nobelpreis für ein seltsames Universum

In der Mitte leuchtet ein helles Galaxienzentrum, das von viel Staub umgeben ist. Wir sehen die Galaxie schräg von der Seite. Vorne verläuft ein breiter Staubwulst, der die Galaxie vorne verdeckt.

Credit: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA

Vor dreizehn Jahren wurden erstmals Ergebnisse präsentiert, die zeigen, dass die meiste Energie in unserem Universum nicht in Sternen oder Galaxien steckt. Stattdessen ist sie an den Raum selbst gebunden. In der Kosmologie heißt das: Die Beobachtungen ferner Supernovae lassen auf eine große kosmologische Konstante schließen.

Vorschläge einer kosmologischen Konstante (Lambda) sind nicht neu. Es gibt sie seit Beginn der modernen relativistischen Kosmologie. Diese Vorschläge waren jedoch unter Astronomen* meist nicht sehr beliebt: Lambda ist den bekannten Komponenten des Universums sehr unähnlich, Lambdas Wert schien durch andere Beobachtungen begrenzt und schließlich konnten schon vorher Kosmologien, die weniger seltsam waren, die beobachteten Daten auch ohne Lambda gut erklären.

Interessant ist dabei die anscheinend direkte und zuverlässige Methode der Beobachtungen sowie der gute Ruf der Forschenden, welche die Untersuchungen leiteten. Im Lauf der letzten dreizehn Jahre sammelten unabhängige Gruppen von Astronominnen* weiterhin Daten, welche die Existenz Dunkler Energie und das verwirrende Ergebnis einer derzeit beschleunigten Expansion des Universums anscheinend bestätigten.

Dieses Jahr wurden die Leiter dieser Gruppen für ihre Arbeit mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet. Eine dieser Gruppen nahm dieses Bild der Supernova SN 1994D auf, die 1994 am äußeren Rand der Spiralgalaxie NGC 4526 beobachtet wurde.

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Arp 272

Im Bild sind mehrere Galaxienkerne, die von teils verzerrten, blau leuchtenden Spiralarmen umgeben sind.

Credit: Hubble-Vermächtnisarchiv, ESA, NASA; Bearbeitung: Martin Pugh

Beschreibung: Auf diesem kosmischen Porträt kollidieren zwei große Galaxien mit verketteten Spiralarmen. Es entstand aus Bilddaten des Hubble-Vermächtnisarchivs. Die beiden Galaxien sind im Atlas ungewöhnlicher Galaxien des Astronomen Halton Arp als Arp 272 katalogisiert.

Die Galaxie unten in der Mitte ist auch als NGC 6050 bekannt, die rechte obere wird auch als IC 1179 bezeichnet. Die dritte Galaxie ist wahrscheinlich ebenfalls Mitglied des wechselwirkenden Systems. Sie befindet sich links über der größeren Spirale NGC 6050.

Die Galaxien sind ungefähr 450 Millionen Lichtjahre entfernt und befinden sich im Herkules-Galaxienhaufen. In dieser Entfernung ist das Bild mehr als 150.000 Lichtjahre breit. Das Szenario sieht zwar seltsam aus, doch inzwischen ist bekannt, dass Galaxienkollisionen und mögliche Verschmelzungen häufig vorkommen.

Arp 272 stellt ein Stadium in diesem unausweichlichen Prozess dar. Wir wissen sogar, dass sich die nahe Spiralgalaxie in Andromeda unserer Galaxis nähert. Arp 272 ist vielleicht ein Ausblick auf die Kollision von Andromeda und der Milchstraße in ferner Zukunft.

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HH 47: Ein junger Sternenstrom expandiert

Bildcredit: NASA, ESA und P. Haritgan (Rice U.)

Beschreibung: Sterne bleiben, wo sie sind. Nebel tun das scheinbar auch. Tag für Tag. Jahr für Jahr. Angesichts der gewaltigen Entfernungen in der Astronomie verändern sogar schnell bewegte Objekte ihre Erscheinung im Laufe eines Menschenlebens scheinbar nicht. Zumindest normalerweise.

Eine kürzlich entdeckte, spektakuläre Ausnahme ist jedoch der überschallschnelle Strom im Sternbildungsobjekt Herbig Haro 47. HH 47 ist so nahe – und die Ströme bewegen sich so schnell -, dass man aus Bildern des Weltraumteleskops Hubble von 1994 bis 2008 einen Zeitrafferfilm erstellen konnte. Dieser Film zeigt, wie sich ein mächtiger Strom ausdehnt.

Das Video zeigt Ströme aus Plasma, die länger sind als die 10.000-fache Entfernung zwischen Erde und Sonne. Die Ströme schießen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 150 Kilometern pro Sekunde aus einer Sternbildungsregion.

Wie entwickeln sich diese Ströme? Untersuchungen liefern nicht nur Hinweise, wie der Stern in HH 47 entsteht, sondern zeigt auch, wie Sterne – etwa unsere Sonne – vor Milliarden Jahren entstanden ist. HH 47 ist an die 1500 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Schiffssegel (Vela).

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Der Strahl der Galaxie M87

Links oben ist ein gelb leuchtendes Galaxienzentrum, von diesem strömt ein langer, blauer Strahl, der teilweise unterbrochen ist.

Bildcredit: J. A. Biretta et al., Hubble-Vermächtnisteam (STScI /AURA), NASA

Beschreibung: Wie entstand der riesige Strahl, der aus dem Zentrum der Galaxie M87 strömt? Der ungewöhnliche Strahl wurde schon zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts entdeckt, doch die genaue Ursache wird immer noch erörtert. Das Bild entstand 1998 mit dem Weltraumteleskop Hubble. Es zeigt klare Details.

Die gängigste Hypothese lautet, dass der Strahl durch energiereiches Gas entsteht, das um ein massereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie wirbelt. So entsteht eine 5000 Lichtjahre lange Lötlampe, die Elektronen fast mit Lichtgeschwindigkeit ausstößt. Dabei strahlen diese in einem magnetischen Wirbel ein unheimliches blaues Licht ab.

M87 ist eine riesige elliptische Galaxie. Sie ist nur 50 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Virgo-Galaxienhaufen. Die blassen Lichtpunkte um das Zentrum von M87 sind uralte große Kugelsternhaufen.

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Die Fee des Adlernebels

Wie eine Gestalt ragt eine dunkle Staubwolke hoch im Bild auf. Am oberen Ende wird sie beleuchtet, aus einer Staubwolke ragen kleine Fortsätze.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisteam, (STScI/AURA), ESA, NASA

Beschreibung: Die Staubskulpturen im Adlernebel verdampfen. Das energiereiche Sternenlicht hat die kühlen, kosmischen Berge teilweise abgetragen. An diesen Stellen sind Säulen übrig gebliebenen, sie sehen teilweise wie Statuen aus. Man könnte man als mythische Tiere interpretieren.

Oben ist eine von mehreren auffälligen Staubsäulen im Adlernebel. Man könnte sie als gigantische außerirdische Fee beschreiben. Doch diese Fee ist zehn Lichtjahre groß und speit Strahlung aus, die viel heißer ist als gewöhnliches Feuer. Der größere Adlernebel M16 ist eine riesige, verdampfende Hülle aus Gas und Staub. Sein Inneres ist ein immer größer werdender Hohlraum mit einer Sternbildungsstätte im Inneren. In dieser entsteht ein offener Sternhaufen.

Das Bild in wissenschaftlich zugewiesenen Farben wurde 2005 veröffentlicht. Es war der 15. Jahrestag des Starts des Weltraumteleskops Hubble.

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MyCn18: Sanduhr und planetarischer Nebel

Von einem grünen Auge in der Mitte gehen nach links und rechts rote ringförmige Nebel aus.

Bildcredit: R. Sahai and J. Trauger (JPL), WFPC2, HST, NASA

Beschreibung: Dem Zentralstern dieses sanduhrförmigen planetarischen Nebels läuft der Sand der Zeit aus. In dieser kurzen, spannenden Schlussphase in der Entwicklung eines sonnenähnlichen Sterns werden die äußeren Hüllen abgestoßen. Sie findet statt, wenn der Kernbrennstoff zur Neige geht. Sein Kern wird ein abkühlender, verblassender Weißer Zwerg.

1995 erstellten Forschende mit dem Weltraumteleskop Hubble (HST) eine Bildserie des planetarischen Nebels, darunter diese Aufnahme. Zarte Ringe aus farbigem leuchtendem Gas bilden die dünnen Wände der Sanduhr. Das Licht von Stickstoff wurde rot gefärbt, Wasserstoff grün und Sauerstoff blau.

Die beispiellose Schärfe der HST-Bilder zeigt überraschende Details des Prozesses, bei dem der Nebel ausgeworfen wird. Das soll helfen, die ungelösten Rätsel der komplexen Formen und Symmetrien planetarischer Nebel zu lösen.

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