MWC 922: Der Quadratnebel

Ein helles Zentrum ist von einem roten Nebel umgeben, das eine fast quadratische Form hat. Möglicherweise sind es zwei Kegel, die wir von der Seite sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Peter Tuthill (Sydney U.) und James Lloyd (Cornell)

Wie entsteht ein Nebel, der wie ein Quadrat aussieht? Wir wissen es nicht. Doch das heiße Sternsystem MWC 922 ist offensichtlich in einen quadratisch geformten Nebel eingebettet. Das Bild kombiniert Infrarotaufnahmen des Hale-Teleskops auf dem Mt. Palomar in Kalifornien und Bilder des Keck-2-Teleskops auf dem Mauna Kea auf Hawaii.

Wie ist der Quadratnebel entstanden? Eine führende vorläufige Hypothese lautet, dass der Zentralstern oder die Zentralsterne in einem späten Stadium der Entwicklung Gaskegel ausstießen. Bei MWC 922 schließen diese Kegel zufällig fast einen rechten Winkel ein und sind von der Seite zu sehen.

Hinweise für die Kegelhypothese sind unter anderem radiale Speichen an den Kegelwänden. Forscher vermuten, dass die Kegel aus einem anderen Sichtwinkel ähnlich aussehen wie die riesigen Ringe der Supernova 1987A. Das lässt vermuten, dass ein Stern in MWC 922 eines Tages als eine ähnliche Supernova explodiert.

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Die Reise zum Mittelpunkt der Galaxis

Video-Credit: ESO/MPE/Nick Risinger (skysurvey.org)/VISTA/J. Emerson/Digitized Sky Survey 2

Was ist im Zentrum unserer Galaxis? In Jules Vernes Science-Fiction-Klassiker „Die Reise zum Mittelpunkt der Erde“ stoßen Professor Liedenbrock und seine Mitreisenden auf seltsame Dinge. Weltraumforschende kennen bereits einige der bizarren Objekte im Zentrum unserer Galaxis, zum Beispiel gewaltige kosmische Staubwolken, helle Sternhaufen, wirbelnde Ringe aus Gas und sogar ein extrem massereiches Schwarzes Loch.

Ein Großteil des galaktischen Zentrums ist im sichtbaren Licht von uns aus gesehen von dazwischenliegendem Staub und Gas verdeckt, doch es kann mit elektromagnetischer Strahlung in anderen Wellenlängen erforscht werden.

Das Video zeigt eine digitale Vergrößerung vom Zentrum der Milchstraße mit Bildern der Digitized Sky Survey. Diese Durchmusterung wurde im sichtbaren Licht durchgeführt. Im Verlauf des Films verschiebt sich die Darstellung von sichtbarem Licht zum Infrarotlicht, das Staub durchdringt, und zeigt kürzlich entdeckte Gaswolken, die ins zentrale Schwarze Loch fallen.

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Saturnlaterne

Der Planet Saturn leuchtet rechts unten grün, links oben scheint er von innen heraus rot zu leuchten. Rechts oben sind die Schatten der Ringe zu sehen, die Ringe selbst sind der waagrechte dünne Strich in der Mitte.

Bildcredit: VIMS-Team, U. Arizona, ESA, NASA

Der Gasriese Saturn ist für sein helles Ringsystem und zahlreiche Monde bekannt. Auf diesem Falschfarbenbild der Raumsonde Cassini sieht er seltsam und ungewohnt aus. Auf diesem Mosaik des Visuellen und Infrarot-Spektrometers VIMS sind seine berühmten Ringe sogar fast unsichtbar, weil man sie von der Seite zu sieht. Sie verlaufen durch die Bildmitte.

Der auffälligste Kontrast im Bild verläuft am Terminator. Das ist die Grenze zwischen Tag und Nacht. Rechts auf der Tagseite ist sichtbares Sonnenlicht in blaugrünen Farbtönen zu sehen, es wird von Saturns Wolkenoberflächen reflektiert.

Links jedoch, auf der Nachtseite, dringt abseits vom Sonnenlicht die Infrarotstrahlung als laternenartiges Leuchten aus dem warmen Inneren des Planeten. Es und zeigt die Silhouetten von Strukturen in Saturns tieferen Wolkenschichten. Das Infrarotleuchten dringt auch aus dem breiten Schatten, den die Saturnringe auf die obere Planetenkugel werfen.

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Herschels Cygnus X

Das Bild ist voller leuchtender Staubfasern in Gelb, Weiß und Blau.

Credit: ESA/PACS/SPIRE/ Martin Hennemann und Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA/Irfu – CNRS/INSU – Univ. Paris Diderot, Frankreich

Diese Infrarotansicht von Cygnus X stammt vom Weltraumteleskop Herschel. Das Bild zeigt 6×2 Grad einer der nächstliegenden und massereichsten Sternbildungsregionen in der Ebene der Milchstraße.

Eigentlich enthält die reichhaltige Sternfabrik schon einen massereichen Sternhaufen. Er wird als Cygnus-OB2-Assoziation bezeichnet. Doch diese Sterne fallen hauptsächlich durch die Region unten in der Mitte auf. Dieser Bereich wurde von ihren energiereichen Winden und ihrer Strahlung freigeräumt, denn er wird von Herschels Instrumenten im langwelligen Bereich des Spektrums nicht gezeigt.

Herschel zeigt jedoch die komplexen Strukturen aus kühlem Gas und Staub in dieser Region. Sie bilden dichte Ansammlungen, in denen neue massereiche Sterne entstehen. Cygnus X ist etwa 4500 Lichtjahre entfernt und liegt mitten im nördlichen Sternbild Schwan. In dieser Entfernung wäre das Bild fast 500 Lichtjahre breit.

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Die Sombrerogalaxie in Infrarot

In der Bildmitte leuchtet ein cyanfarbener Nebel, der von einem flachen Staubring umgeben ist. Der Staubring wurde rosarot gefärbt.

Bildcredit: R. Kennicutt (Steward Obs.) et al., SSC, JPL, Caltech, NASA

Dieser schwebende Ring ist so groß wie eine Galaxie. Er ist sogar ein Teil der fotogenen Sombrerogalaxie. Diese ist eine der größten Galaxien im nahe gelegenen Virgo-Galaxienhaufen.

Das dunkle Band aus Staub verdeckt im sichtbaren Licht den mittleren Bereich der Sombrerogalaxie. Im Infrarotlicht leuchtet es hell. Dieses digital geschärfte Bild zeigt das infrarote Leuchten des Bandes. Es wurde kürzlich mit dem Weltraumteleskop Spitzer in der Umlaufbahn aufgenommen und in Falschfarben über ein bereits vorhandenes Bild des Weltraumteleskops Hubble in sichtbarem Licht gelegt.

Die Sombrerogalaxie ist auch als M104 bekannt. Sie hat einen Durchmesser von ungefähr 50.000 Lichtjahren und ist 28 Millionen Lichtjahre entfernt. M104 ist mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Jungfrau (Virgo) zu sehen.

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Im Inneren des Adlernebels

Das Bild ist voller dichter Nebel. Inmitten von rot bis braun leuchtenden Nebeln leuchtet ein violettes Nebelgebilde mit kugelförmigen Objekten in der Mitte. Unten in der Mitte sind die berühmten Finger von Hubbles Säulen der Schöpfung erkennbar.

Bildcredit: Fernes Infrarot: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/Hill, Motte, HOBYS Key Programme Consortium; Röntgenstrahlen: ESA/XMM-Newton/EPIC/XMM-Newton-SOC/Boulanger

1995 zeigte ein inzwischen berühmtes Bild des Weltraumteleskops Hubble die Säulen der Schöpfung. Es sind mehrere Lichtjahre lange Sternbildungssäulen aus kaltem Gas und Staub im Inneren von M16, dem Adlernebel. Dieses interessante Falschfarben-Kompositbild zeigt ebenfalls die nahe Sternbildungsregion, diesmal in Bilddaten der Weltraumteleskope Herschel und XMM-Newton.

Herschels Detektoren für fernes Infrarot zeichnen die Emission von kaltem Staub in der Region direkt auf. Dazu gehören auch die berühmten Säulen und weitere Strukturen in der Bildmitte.

Die Röntgensicht von XMM-Newton zeigt am anderen Ende des elektromagnetischen Spektrums die massereichen, heißen Sterne eines Sternhaufens, der im Nebel eingebettet ist. Die massereichen Sterne sind vor Hubbles Blick in sichtbaren Wellenlängen verborgen. Sie haben einen tiefgreifenden Effekt: Mit ihren energiereichen Winden und ihrer Strahlung formen und transformieren sie das Gas und die Staubstrukturen.

An sich sind die massereichen Sterne kurzlebig. Astronomen* fanden in den Bilddaten Hinweise auf den Überrest einer Supernovaexplosion mit einem Alter von 6000 Jahren. Falls das stimmt, haben die sich ausdehnenden Stoßwellen der Explosion die sichtbaren Strukturen inzwischen zerstört, auch die berühmten Säulen. Der Adlernebel ist aber etwa 6500 Lichtjahre entfernt. Daher ist die Zerstörung erst in ein paar hundert Jahren zu beobachten.

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Cygnus-X: Das Innenleben einer nahen Sternfabrik

Das Bild ist voller grün und rot gefärbter Nebel auf schwarzem Grund. Beschreibung im Text.

Bildcredit: NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Wie entstehen Sterne? Um diese komplexe Sache zu erforschen, nahmen Forschende ein detailreiches Infrarotbild von Cygnus-X auf. Cygnus-X ist die größte bekannte Sternbildungsregion in der ganzen Milchstraße.

Dieses Bild wurde 2009 mit dem Weltraumteleskop Spitzer im Erdorbit aufgenommen und digital in Farben dargestellt, die Menschen sehen können. Die heißesten Regionen sind blau gefärbt. Man sieht große Blasen aus heißem Gas, die von den Winden massereicher Sterne kurz nach deren Entstehung aufgebläht werden. Aktuelle Modelle postulieren, dass diese expandierenden Blasen Gas auffegen, manchmal sogar zusammenstoßen und dabei häufig Regionen bilden, die dicht genug sind, dass sie unter dem Einfluss der Gravitation kollabieren und noch mehr Sternen bilden.

Die Sternfabrik Cygnus-X umfasst mehr als 600 Lichtjahre. Sie enthält mehr als eine Million Sonnenmassen und leuchtet markant auf Weitwinkel-Infrotpanoramen des Nachthimmels. CygnusX liegt 4500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan (Cygnus). In wenigen Millionen Jahren herrscht dort wahrscheinlich wieder Ruhe, und ein großer offener Sternhaufen bleibt übrig, der sich wiederum in den nächsten 100 Millionen Jahre auflöst.

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Infrarotporträt der Großen Magellanschen Wolke

Die verworrenen Staubwolken im Bild wurden vom Infrarotteleskop Herschel aufgenommen. Sie leuchten bräunlich mit einigen weißen Glanzlichtern.

Bildcredit: ESA / NASA / JPL-Caltech / STScI

Auf diesem Infrarotporträt kräuseln sich kosmische Staubwolken in der Großen Magellanschen Wolke, einer Begleitgalaxie der Milchstraße. Das Komposit aus Bildern des Weltraumobservatoriums Herschel und des Weltraumteleskops Spitzer zeigt Staubwolken, welche die benachbarte Zwerggalaxie füllen, ähnlich wie der Staub in der Ebene unserer Milchstraße.

Die Temperaturen des Staubs zeigen mögliche Sternbildungsaktivität. Die Daten von Spitzer sind in blauen Farbtönen abgebildet. Sie zeigen warmen Staub an, der von jungen Sternen aufgeheizt wird. Herschels Instrumente steuerten die rot und grün gefärbten Bilddaten bei. Sie zeigen die Strahlung von kühlerem Staub in dazwischen liegenden Regionen, wo die Sternbildung gerade erst beginnt oder schon aufgehört hat.

Das Aussehen der Großen Magellanschen Wolke in Infrarot wird von der Strahlung von Staub bestimmt. Sie unterscheidet sich von Ansichten im sichtbaren Licht. Doch der bekannte Tarantelnebel in dieser Galaxie ist immer noch markant. Er ist hier leicht als die hellste Region links im Bild erkennbar. Die große Wolke von Magellan ist etwa 160.000 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von ungefähr 30.000 Lichtjahren.

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