Schlagwort: Infrarot

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M16: Die Säulen der Sternenbildung

Vor einem blau schimmernden Nebel ragt ein brauner zerfetzter Nebel auf, der an eine Hand mit drei Fingern erinnert, die teilweise transparent ist. Die Finger sind von hellen Nebeln umgeben.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Bearbeitung: Diego Pisano

Obwohl diese dunklen Säulen auf den ersten Blick eher zerstörerisch wirken – so sind sie doch die Orte, wo Sterne entstehen! Dieses Bild der gewaltigen Säulen im Adlernebel kombiniert Aufnahmen des Hubble-Teleskops im sichtbaren Licht mit Infrarotbildern des James-Webb-Teleskops.

In der Aufnahme werden somit riesige Kugeln (Evaporating Gaseous Globules, EGGs), welche aus flüchtigem Gas gebildet werden und sich aus den Säulen von molekularem Wasserstoff und Staub loslösen, hervorgehoben. Die riesigen Säulen sind mehrere Lichtjahre lang. Das Material im Inneren ist so dicht, dass sich das Gas aufgrund der Schwerkraft zusammenzieht und Sterne bildet.

Am Ende der Säulen ist die Strahlung der jungen Sterne bereits so stark, dass weniger dichtes Material wortwörtlich weggeweht wird. Dadurch werden die Entstehungsstätten neuer Sterne im Inneren von dichten EGGs entlarvt.

Der Adlernebel gehört zum offenen Sternhaufen M16. Er befindet sich ungefähr 7000 Lichtjahre von uns entfernt.

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Das dunkle Seepferdchen in Kepheus

Vor dicht verteilten Sternen rankt sich eine dunkle Silhouette, deren Form an ein Seepferdchen erinnert.

Bildcredit und Bildrechte: Davide Broise

Diese suggestive Form ist als Seepferdchennebel bekannt. Sie ist Lichtjahre lang. Der Nebel treibt als Silhouette vor einem reichen, leuchtenden Hintergrund aus Sternen. Der staubige dunkle Nebel ist im königlichen nördlichen Sternbild Kepheus zu sehen. Er ist etwa 1200 Lichtjahre entfernt und Teil einer Molekülwolke in der Milchstraße.

Der Nebel ist als Barnard 150 (B150) gelistet. Damit ist er einer von 182 dunklen Markierungen am Himmel, die der Astronom E. E. Barnard in den frühen 1920-er Jahren katalogisierte. Im Inneren entstehen Ansammlungen von Sternen mit geringer Masse, doch ihre kollabierenden Kerne sind nur in langen Infrarotwellenlängen sichtbar. Die farbigen Milchstraßensterne im Kepheus bereichern diese interessante galaktische Himmelslandschaft.

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Eisriese Neptun mit Ringen

Mitten im Bild leuchtet der Planet Neptun auf ungewohnte Weise, er ist von ebenfalls leuchtenden Ringen umgeben.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam

Der beringte Eisriese Neptun liegt nahe dem Zentrum dieser Aufnahme des James Webb Space Telescope im nahen Infrarot. Die trübe und ferne Welt ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, etwa 30 Mal weiter entfernt als die Erde.

In der atemberaubenden Webb-Aufnahme ist das dunkle und geisterhafte Aussehen des Planeten jedoch auf atmosphärisches Methan zurückzuführen, das Infrarotlicht absorbiert. Hoch gelegene Wolken heben sich auf dem Bild jedoch deutlich ab, da sie sich teilweise oberhalb von Neptuns Methanschicht befinden.

Neptuns größter Mond Triton ist mit gefrorenem Stickstoff überzogen und leuchtet im reflektierten Sonnenlicht heller als Neptun. Er ist oben links mit den charakteristischen Beugungsspitzen des Webb-Teleskops zu sehen. Einschließlich Triton können sieben der 14 bekannten Monde des Neptun auf dem Foto identifiziert werden.

Die schwachen Ringe des Neptun sind in diesem weltraumgestützten Planetenporträt besonders auffällig. Details des komplexen Ringsystems sind hier zum ersten Mal zu sehen, seit Neptun im August 1989 von der Raumsonde Voyager 2 besucht wurde.

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Temperaturen auf dem Exoplaneten WASP-43b

Die schematische Illustration zeigt einen Planeten, der um einen Stern kreist und diesem immer dieselbe Seite zeigt. Vorne ist seine Temperatur gelb visualisiert, hinten violett.

Illustrationscredit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI); Forschung: Taylor Bell (BAERI), Joanna Barstow (The Open University), Michael Roman (Universität von Leicester)

Nur 280 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist der jupitergroße Exoplanet WASP-43b seinen Mutterstern in gebundener Rotation einmal in 0,8 Erdtagen. Damit ist er etwa 2 Millionen Kilometer (weniger als 1/25 der Umlaufdistanz des Merkurs) von einer kleinen, kühlen Sonne entfernt. Dennoch nähern sich die Temperaturen auf der Tagseite, die immer dem Mutterstern zugewandt ist, glühenden 2500 Grad Celsius, wie das MIRI-Instrument an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops bei Infrarot-Wellenlängen gemessen hat.

In dieser Abbildung der Umlaufbahn des heißen Exoplaneten zeigen die Webb-Messungen auch, dass die Temperaturen auf der Nachtseite über 1000 Grad Celsius bleiben. Das deutet darauf hin, dass starke äquatoriale Winde die atmosphärischen Gase auf der Tagseite zur Nachtseite transportieren, bevor sie vollständig abkühlen können.

Der Exoplanet WASP-43b ist nun offiziell als Astrolábos bekannt, und sein Mutterstern vom Typ K wurde auf den Namen Gnomon getauft. Die Infrarotspektren von Webb weisen Wasserdampf sowohl auf der Nacht- als auch auf der Tagseite des Planeten nach und geben Aufschluss über die Wolkendecke von Astrolábos.

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NGC 604: Riesiges Sternbildungsgebiet

Ein roter Nebel bildet eine netzartige Höhlung, die innen hell beleuchtet ist. Außen sind zahllose Sterne verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

In ungefähr 3 Millionen Lichtjahren Entfernung in den Armen der nahen Spiralgalaxie M33 liegt die riesige Sternentstehungsregion NGC 604, die ein Ausmaß von ungefähr 1.300 Lichtjahren hat.

Das ist ungefähr 100 mal so groß wie der Orionnebel in der Milchstraße, der die der Erde am nächsten stehende Sternentstehungsregion ist.

Unter den Sternentstehungsregionen in der Lokalen Gruppe von Galaxien, NGC 604 ist der zweitgrößte nach 30 Doradus in der Großen Magellanschen Wolke, der auch als Tarantelnebel bekannt ist.

Blasen und Höhlen in NGC 604 füllen dieses atemberaubende Infrarotbild der NIRCam des James Webb Space Telescope. Sie werden von energiereichen Sternwinden der mehr als 200 heißen, riesigen Jungsternen ausgehöhlt, die sich alle noch in den frühen Stadien ihres Sternlebens befinden.

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NGC 1566: Eine Spiralgalaxie von Webb und Hubble

Die Spiralgalaxie NGC 1566 ist mit einem Hubble-Bild, das hauptsächlich im sichtbaren Licht aufgenommen wurde, links oben und einem Webb-Bild, das hauptsächlich im infraroten Licht aufgenommen wurde, rechts unten dargestellt. Ein Rollover-Bild zeigt dieselbe Galaxie mit den umgekehrten Teilen von Webb und Hubble.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Lee (STScI), T. Williams (Oxford), R. Chandar (UToledo), D. Calzetti (UMass), PHANGS-Team

Was ist an dieser Galaxie anders? Sehr wenig, so dass die Spanischer-Tänzer-Galaxie, NGC 1566 als typische Spiralgalaxie sehr photogen am Himmel hängt.

Wohl aber gibt es eine Besonderheit in diesem speziellen Bild dieser Galaxie, da es sich um eine diagonale Kombination von zwei Fotos handelt: eines vom Hubble Weltraumteleskop oben links und eines vom James Webb-Weltraumteleskop unten rechts.

Das Hubble-Bild wurde im Ultraviolett-Strahlung aufgenommen, betont die hellen blauen Sterne und dunklen Staub entlang der imposanten Spiralarme der Galaxie. Dem steht das Webb-Bild gegenüber, das im infraroten Licht aufgenommen wurde. Es zeigt, wo der selbe Staub, der bei Hubble dunkel erscheint, mehr Licht abstrahlt, als er aufnimmt.

Im Überblendbild werden die anderen zwei Hälften des Bildes enthüllt. Wenn man die Bilder abwechselnd anzeigt („Blink-Vergleich“), fällt auf, welche Sterne besonders heiß sind, weil diese im UV besonders hell leuchten. Zudem fällt der Unterschied zwischen dem scheinbar leeren Raum und dem infrarot glühenden Staub ins Auge.

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Webb zeigt den Sternhaufen IC 348

Im Bild ist ein stark gefaserter, lila leuchtender Nebel sowie zahlreiche helle Sterne mit Zacken abgebildet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI und K. Luhman (Penn State U.) und C. Alves de Oliveira (ESA)

Manchmal sind genau die Sterne am interessantesten, die am schwierigsten zu beobachten sind.

IC 348 ist ein junger Sternhaufen, der den umliegenden faserartigen Staub beleuchtet. Der strähnige und gewundene Staub erscheint in diesem kürzlich veröffentlichen Bild, das vom Webb Weltraumteleskop aufgenommen wurde, pink. Im sichtbaren Lichtbereich reflektiert der Staub hauptsächlich blaues Licht, das dem herumliegenden Material den bekannten blauen Schimmer eines Reflexionsnebels gibt.

Außer hellen Sternen wurden mehrere kalte Objekte in IC 348 entdeckt, die sichtbar sind, weil sie im Infrarot-Bereich heller erscheinen. Bei diesen Objekten handelt es sich vermutlich um Braune Zwerge mit niedriger Masse. Ein weiteres Indiz hierfür ist der Nachweis eines unidentifizierten atmosphärischen Elements – wahrscheinlich ein Kohlenwasserstoff – das man zuvor schon in der Atmosphäre des Planeten Saturn entdeckt hatte. Diese Objekte scheinen Massen zu besitzen, die ein wenig größer sind als die der bekannten Planeten, nur ein paar Mal größer als Jupiter.

All diese Indizien weisen darauf hin, dass der junge Sternhaufen etwas Bemerkenswertes enthält – junge Braune Zwerge mit Planetenmassen, die sich nicht um einen Stern bewegen sondern frei herumschweben.

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Zeta Oph: Entlaufener Stern

Links neben dem Stern in der Mitte leuchtet ein roter Nebelschleier mit grünen Enden, der wie eine Bugwelle um den Stern gekrümmt ist.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Wie ein Schiff, das durch die kosmische See pflügt, erzeugt der entlaufende Stern Zeta Ophiuchi diese bogenförmige interstellare Bugwelle oder Bugschock. Diese Bugwelle ist in diesem atemberaubenden Infrarotporträt zu sehen.

In der Falschfarbenansicht liegt der bläuliche Stern Zeta Oph, der etwa 20-mal massereicher als die Sonne ist, nahe der Bildmitte. Er bewegt sich mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus, komprimiert und erhitzt das staubige interstellare Material und formt die gekrümmte Schockfront.

Was hat diesen Stern in Bewegung gesetzt? Zeta Oph war wahrscheinlich einst Teil eines Doppelsternsystems, dessen Begleitstern massereicher war und daher eine kürzere Lebensdauer hatte. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei katastrophal an Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und leuchtet 65.000-mal heller als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wäre er nicht von verdeckendem Staub umgeben. Das Bild überspannt etwa 1,5 Grad oder 12 Lichtjahre bei der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi.

Im Januar 2020 schaltete die NASA das Spitzer-Weltraumteleskop in den Sicherheitsmodus und beendete damit seine 16-jährige erfolgreiche Erforschung unseres Universums im Infrarotbereich.

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