Die nahe Milchstraße in kaltem Staub

Das Bild ist voller stark strukturierter oranger, gelber und ruter Nebel, oben ist im Hintergrund der schwrze Weltraum, unten verläuft waagrecht ein rosarotes helles Nebelband.

Credit: ESA, Planck HFI-Arbeitsgemeinschaft, IRAS

Beschreibung: Was bildet die interessanten Staubtapeten in unserer näheren Umgebung in der Milchstraße? Niemand weiß das genau. Die oben gezeigten komplexen Strukturen wurden kürzlich in einer großen Region des Himmels, die vom Satelliten Planck der Europäischen Weltraumagentur ESA im fernen Infrarotlicht abgebildet wurde, mit neuen Details aufgelöst.

Dieses Bild ist ein Komposit aus drei Infrarotfarben, die digital zusammengefügt wurden: zwei wurden mit hoher Auflösung von Planck aufgenommen, das dritte ist ein älteres Bild des Satelliten IRAS ist, der inzwischen außer Betrieb ging. In einem Umkreis von nur 500 Lichtjahren um die Erde wird der Himmel in diesen Spektralfarben vom zarten Leuchten sehr kalten Gases geprägt. Rot entspricht hier Temperaturen von nur 10 Kelvin über dem absoluten Nullpunkt, Weiß zeigt wärmeres Gas mit 40 Kelvin. Das rosarote Band über dem unteren Bildteil ist warmes Gas in der galaktischen Ebene. Die hellen Regionen enthalten typischerweise dichte Molekülwolken, die langsam kollabieren, um Sterne zu bilden, während die dunkleren Regionen meist diffuses interstellares Gas und Staub zeigen, die als Infrarot-Cirren bezeichnet werden.

Warum diese Regionen sowohl auf großen als auch kleinen Skalen komplexe fasrige Strukturen aufweisen, wird weiterhin erforscht. Künftige Studien zu Herkunft und Entwicklung des Staubs könnten helfen, sowohl die jüngste Geschichte unserer Galaxis als auch die Entstehung von Planetensystemen wie unserem Sonnensystem zu verstehen.

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Galaxien außerhalb des Herzens: Maffei 1 und 2

Der Herznebel bildet eine ausladende grünliche Staubranke mitten im Bild, rechts leuchten einige helle Flecke, links sind zwei Galaxien erkennbar.

Credit: NASA, JPL-Caltech, WISE-Team

Beschreibung: Die beiden Galaxien links waren bis 1968 unbekannt, doch sie wären zwei der helleren Galaxien am Nachthimmel, wenn nicht der undurchsichtige Staub des zentralen Bandes unserer Milchstraße sie im sichtbaren Licht verdecken würde. Dieses Bild im Infrarotlicht wurde vom kürzlich gestarteten Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) aufgenommen. Es zeigt diese weit entfernten Galaxien sehr detailreich in scheinbarer Nähe des fotogenen Herznebels (IC 1805). Die Spiralgalaxie beim oberen Bildrand ist leichter zu erkennen und als Maffei 2 bekannt. Rechts darunter steht die unscharf wirkende Maffei 1, die der Erde am nächsten gelegene riesige elliptische Galaxie. Dieses Falschfarbenbild ist vom oberen zum unteren Bildrand drei Vollmonddurchmesser hoch. Jede der Maffei-Galaxien hat einen Durchmesser von zirka 15.000 Lichtjahren. Sie sind etwa 10 Millionen Lichtjahre entfernt und befinden sich im Sternbild der aithiopischen Königin Kassiopeia. Im rechten Teil des Bildes ergänzen Sterne, Gasfasern und warmer Staub eine detailreiche Infrarotansicht des Herznebels.

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WISE-Infrarot-Andromeda

Im Bild schwebt eine schräg von oben sichtbare Spiralgalaxie, sie schimmert blau mit hellem, rosafarbenem Zentrum und sehr markanten hellorange gefärbten Staubbahnen entlang der Spiralarme. Es ist die Andromeda-Galaxie in Infrarot, die hier kaum erkennbar ist.

Credit: NASA / JPL-Caltech / UCLA

Beschreibung: Diese scharfe Weitwinkelansicht zeigt das Infrarotlicht der Spiralgalaxie in Andromeda (M31). Staub, der von Andromedas jungen Sternen erhitzt wird, ist gelb und rot abgebildet, während ältere Sternpopulationen als bläulicher Nebel erscheinen. Die Falschfarben-Himmelslandschaft ist ein Mosaik aus Bildern des neuen Satelliten Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Mit mehr als dem doppelten Durchmesser unserer Milchstraße ist Andromeda die größte Galaxie der Lokalen Gruppe. Auch Andromedas Begleitgalaxien M110 (darunter) und M32 (darüber) sind im Bildfeld enthalten. WISE wurde im Dezember 2009 gestartet und begann am 14. Jänner seine sechs Monate dauernde Infrarotdurchmusterung des gesamten Himmels. Seine empfindlichen Infrarotdetektoren werden voraussichtlich auch erdnahe Asteroiden entdecken und das ferne Universum erforschen. Gekühlt werden sie mit gefrorenem Wasserstoff.

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Das Geheimnis des verblassenden Sterns

In der Mitte leuchtet ein Stern, rund herum sind Sterne verteilt.

Credit und Bildrechte: Alson Wong und Citizen Sky

Beschreibung: Alle 27 Jahre schwindet Epsilon Aurigae und bleibt für etwa zwei Jahre dunkel, ehe er wieder hell wird. Seit dem 19. Jahrhundert untersuchen Astronomen diesen geheimnisvollen Stern, wobei sie zu dem Schluss kamen, dass die lange Verfinsterung von Epsilon Aur, der in der Mitte dieser Teleskopansicht steht, durch ein dunkles Begleitobjekt entsteht. Doch die Natur des Begleiters und sogar die Beschaffenheit des hellen Sterns selbst konnten durch die Beobachtungen nicht genau ermittelt werden. Um weitere Hinweise zu sammeln untersucht Citizen Sky, eine Arbeitsgruppe aus Berufs- und Amateurastronomen, die aktuelle Verfinsterung von Epsilon Aur, die, wie sie berichteten, im August 2009 begann und ihr Minimum Ende Dezember erreichte. Epsilon Aur bleibt nun voraussichtlich das ganze Jahr 2010 dunkel, ehe er im Jahr 2011 rasch wieder seine normale Helligkeit erreicht. Inzwischen stützen aktuelle Infrarotdaten des Weltraumteleskops ein Modell für das rätselhafte System, das Epsilon Aur als einen großen Stern mit niedriger Masse am Ende seines Lebens ausweist, der periodisch von einem einzelnen Stern verdunkelt wird, der in eine Staubscheibe gehüllt ist. Die Scheibe hat einen Radius von schätzungsweise 4 AE, das ist die vierfache Erde-Sonne-Entfernung, und eine Dicke von zirka 0,5 AE.

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Riesiger Staubring um Saturn entdeckt

Die Grafik zeigt das Schema eines riesigen Staubringes, der um Saturn kreist. Links ist eine Infrarotaufnahme von Spitzer eingeschoben.

Credit: NASA / JPL-Caltech / Univ. of Virginia

Wie entstand der riesige Staubring um Saturn? Der neu entdeckte Staubring misst mehr als 200 Saturnradien – das ist mehr als der 50-fachen Radius von Saturns ausgedehntem E-Ring. Er ist somit der größte planetare Ring, der je entdeckt wurde.

Der Ring wurde vom Weltraumteleskop Spitzer im Erdorbit in Infrarotlicht entdeckt. Die führende Entstehungshypothese besagt, dass er aus Einschlagmaterial besteht, das vom Saturnmond Phoebe ausgestoßen wird. Phoebe kreist genau in der Mitte des Staubrings.

Eine weitere Vermutung besagt, dass der Staubring das geheimnisvolle Material liefert, das einen Teil des Saturnmondes Iapetus bedeckt, der am inneren Rand des Staubrings kreist. Ein Teil des Staubrings ist oben im Kasten in Falschfarben-orange vor zahlreichen Hintergrundsternen zu sehen.

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Säule und Jets in Carina

Das Bild zeigt eine kosmische Säule aus Gas und Staub im Carinanebel. Das überlagerte Bild zeigt helle Jets, die in Infrarotlicht hell leuchten.

Credit: NASA, ESA und das Hubble SM4 ERO Team

Beschreibung: Diese kosmische Säule aus Gas und Staub ist fast 2 Lichtjahre groß. Das Gebilde liegt in einer der größten Sternbildungsregionen unserer Galaxis, dem Carinanebel, der am südlichen Himmel in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren leuchtet.

Die komplexen Umrisse der Säule werden von den Winden und der Strahlung der jungen, heißen, massereichen Sterne Carinas geformt. Doch das Innere der kosmischen Säule selbst beherbergt Sterne im Entstehungsprozess.

Wenn Sie Ihren Mauspfeil über dieses Bild im sichtbaren Licht schieben, kommt eine durchdringende Ansicht der Säule im nahen Infrarot zum Vorschein – die nun von zwei schmalen energiereichen Strahlen dominiert wird, die von einem noch verborgenen jungen Stern ausgehen. Beide Bilder – im sichtbaren und im nahen Infrarot – wurden mit der neu installierten Wide Field Camera 3 des Weltraumteleskops Hubble gemacht.

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Das galaktische Zentrum in Infrarot

In einem Sternenfeld verlaufen links faserartige orangefarbene Nebel, rechts unten ist ein helles Gebilde.

Credit: Hubble: NASA, ESA und D. Q. Wang (U. Mass, Amherst); Spitzer: NASA, JPL und S. Stolovy (SSC/Caltech)

Beschreibung: Was geschieht im Zentrum unserer Milchstraße? Um das herauszufinden, konbinierten die Weltraumteleskope Hubble und Spitzer ihre Kapazizäten, um die Region mit noch nie dagewesenem Detailreichtum im Infrarotlicht zu durchmustern. Infrarotlicht ist besonders nützlich um das Zentrum der Milchstraße zu erforschen, weil sichtbares Licht in höherem Ausmaß von Staub verdunkelt wird. Dieses Bild besteht aus mehr als 2000 Bildern des Instruments NICMOS des Weltraumteleskops Hubble, die im letzten Jahr aufgenommen wurden. Das Bild umfasst 300 mal 115 Lichtjahre mit einer so hohen Auflösung, dass Strukturen mit nur 20mal der Göße unseres Sonnensystems erkennbar sind. Zu sehen sind Wolken leuchtenden Gases und dunklen Staubs sowie drei riesige Sternhaufen. Magnetfelder könnten oben links nahe dem Arches-Haufen Plasma leiten, während energiereiche Sternwinde nahe dem Quintuplet-Haufen links unten Säulen herausschälen. Der massereiche zentrale Sternhaufen, der Sagittarius A* umgibt, ist rechts unten zu sehen. Warum mehrere zentrale, helle, massereiche Sterne offenbar nicht mit diesen Haufen verbunden sind, konnte noch nicht herausgefunden werden.

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Ungewöhnliche Polarlichter über Saturns Nordpol

Der Bereich um den Nordpol des Saturn leuchtet rötlich aus dem dunklen Bild, darüber verlaufen hellblaue Wolken im Kreis. In den roten Wolken ist das Wolkensechseck erkennbar.

Credit: Cassini-VIMS-Team, JPL, ESA, NASA

Wie entstehen diese ungewöhnlichen Polarlichter auf Saturn? Niemand weiß es. Infrarot-Bilder der Roboter-Raumsonde Cassini von Saturns Nordpol zeigen Polarlichter. Sie unterscheiden sich von allen anderen, die je in unserem Sonnensystem beobachtet wurden. Die seltsamen Polarlichter leuchten auf diesem Bild blau, die darunter liegenden Wolken sind rot abgebildet.

Schon früher wurden ebenfalls fremdartige sechseckige Wolkenstrukturen aufgenommen. Sie sind unter dem Polarlicht in Rot zu sehen. Saturns Polarlichter können den ganzen Pol bedecken. Polarlichter auf der Erde oder auf Jupiter werden typischerweise von Magnetfeldern auf Ringe um die Magnetpole begrenzt.

Gewöhnlichere Polarlichtringe bei Saturn wurden schon früher abgebildet. Doch die kürzlich aufgenommenen seltsamen Polarlichter über Saturns Nordpol können ihre Erscheinung in nur wenigen Minuten deutlich ändern. Die großräumige veränderliche Beschaffenheit dieser Polarlichter lässt vermuten, dass geladene Teilchen von der Sonne in eine Art Magnetismus über Saturn gelangen. Das wurde nicht erwartet.

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