Schlagwort: Kollision

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M31 versus M33

Links und rechts neben dem Stern Mirach in der Mitte halten sich die hellen Galaxien M31 und M33 in den Sternbildern Andromeda und Dreieck scheinbar die Waage.

Bildcredit und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (Deep Sky Colors)

Die Spiralgalaxien M31 (links) und M33 sind am Himmel des Planeten Erde etwa 14 Grad voneinander entfernt. Das sind 28 Vollmond-Durchmesser. Neben unserer Milchstraße sind sie zwei große Mitglieder der Lokalen Gruppe. Dieses Weitwinkel-Teleskopmosaik zeigt farbige Details der Spiralstruktur in beiden massereichen Nachbargalaxien. Sie halten einander auf beiden Seiten des Sterns Mirach die Waage. Mirach ist der Betastern im Sternbild Andromeda.

Die Andromedagalaxie M31 ist 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Die Entfernung zur Dreiecksgalaxie M33 beträgt ungefähr 3 Millionen Lichtjahre. Mirach ist nur 200 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Er leuchtet mitten in der Milchstraße, wie auch die matten Wolken aus Staub, die nur wenige Lichtjahre über der galaktischen Ebene durchs Bildfeld ziehen.

M31 und M33 sind scheinbar weit voneinander entfernt. Doch sie sind in einem Gravitationstanz gefangen. Die Radioastronomie lieferte Hinweise auf eine Brücke zwischen den beiden aus neutralem Wasserstoff. Das ist ein Indiz für eine frühere nahe Begegnung. Basierend auf Messungen wurden Gravitationssimulationen durchgeführt. Sie prognostizieren, dass die Milchstraße, M31 und M33 nahe Begegnungen und vielleicht auch Verschmelzungen durchleben werden, aber erst Milliarden Jahre in der Zukunft.

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M81 versus M82

Zwischen gleichmäßig verteilten Sternen schweben die Galaxien M81 (links) und M82 (rechts darüber). Sie sind von zarten Nebelschleiern umgeben. Die Galaxie links ist eine sehr regelmäßige Spiralgalaxie, die Galaxie rechts ist von der Seite zu sehen und wirkt turbulent.

Bildcredit und Bildrechte: Ivan Eder

Astronomisch gesehen sitzen wir in der Milchstraße auf einem Logenplatz. Nur 12 Millionen Lichtjahre entfernt geraten M81 und M82 aneinander. Die beiden hellen Galaxien tragen seit einigen Milliarden Jahren ein gravitatives Kräftemessen aus.

Die detailreiche Momentaufnahme entstand mit Teleskop. Die Bilddaten umfassen 25 Stunden Belichtungszeit. Die letzte nahe Begegnung der beiden Galaxien führte wohl zu einer Verstärkung der Spiralarme von M81 (links) und zu gewaltigen Sternbildungsregionen in M82. Diese Sternbildung ist so energiereich, dass die Galaxie im Röntgenlicht leuchtet.

In wenigen Milliarden Jahren und nach wiederholten Durchgängen bleibt nur eine Galaxie übrig. Aus unserer Perspektive sehen wir den kosmischen Augenblick durch einen Schleier Vordergrund. Er besteht aus Sternen der Milchstraße und Staubwolken.

Die alles durchdringenden Staubwolken reflektieren zart das Licht der Sterne im Vordergrund. Es sind relativ unerforschte galaktische Federwolken. Sie werden auch „Integrierter Flussnebel“ genannt. Dieser Flussnebel liegt nur wenige Hundert Lichtjahre über der Ebene der Milchstraße.

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Die kollidierenden Galaxien von Arp 271

Zwei große Spiralgalaxien mit klaren Spiralarmen, die von rosaroten Sternbildungsgebieten gesäumt sind, ziehen eng aneinander vorbei. Sie füllen das ganze Bild.

Bildcredit und Bildrechte: Gemini-Observatorium, GMOS-Süd, NSF

Was wird aus diesen Galaxien? Die Spiralgalaxien NGC 5426 und NGC 5427 ziehen gefährlich nahe aneinander vorbei. Wahrscheinlich werden jedoch beide die Kollision überstehen.

Wenn Galaxien kollidieren, verschwindet normalerweise eine kleine Galaxie in einer viel größeren. Doch in diesem Fall sind sich die beiden Galaxien ziemlich ähnlich. Jede Galaxie ist eine große Spirale mit ausladenden Armen und einem kompakten Kern. Wenn die Galaxien im Laufe der nächsten zig Millionen Jahre einander noch näher kommen, stoßen die Sterne, aus denen sie bestehen, wahrscheinlich nicht zusammen. Doch durch die Gezeiten entstehen Gasballungen. In diesen werden neue Sterne gebildet.

Dieses Bildes wurde mit dem 8-Meter-Teleskop Gemini-Süd in Chile aufgenommen. Die beiden Giganten sind vorübergehend durch eine Materiebrücke verbunden. Das wechselwirkende Paar ist als Arp 271 bekannt. Es ist etwa 130.000 Lichtjahre breit und an die 90 Millionen Lichtjahre entfernt. Die beiden Galaxien befindet sich im Sternbild Jungfrau.

Laut aktuellen Prognosen durchlebt unsere Galaxis in wenigen Milliarden Jahren eine ähnliche Kollision mit der benachbarten Andromedagalaxie.

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Umlaufbahnen potenziell gefährlicher Asteroiden

In der Bildmitte verlaufen um die Sonne die inneren Gesteinsplaneten, außen ist teilweise an den Ecken die Bahn von Jupiter zu sehen. Dazwischen verlaufen blau markiert tausende Bahnen von Asteroiden, die uns gefährlich werden könnten, so genannte POHs (potentially hazardous object).

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech

Sind Asteroiden gefährlich? Manche sind es, aber die Wahrscheinlichkeit, dass ein gefährlicher Asteroid in einem beliebigen Jahr auf der Erde einschlägt, ist gering. In der Vergangenheit gingen jedoch manche Massenaussterben mit Asteroideneinschlägen einher. Daher setzten sich Menschen das Ziel, Asteroiden zu finden und zu katalogisieren, die eines Tages vielleicht Leben auf der Erde gefährden könnten.

Oben sind die Umlaufbahnen von mehr als 1000 bekannten potenziell gefährlichen Objekte (PHOs) abgebildet. Diese dokumentierten taumelnden Brocken aus Eis und Gestein sind größer als 140 Meter und ziehen weniger als 7,5 Millionen Kilometer an der Erde vorbei. Das ist etwa die 20-fache Entfernung zum Mond. Von diesen Asteroiden trifft keiner in den nächsten 100 Jahren die Erde. Doch bisher wurden nicht alle PHOs entdeckt, und viele Umlaufbahnen sind über die nächsten 100 Jahre hinaus schwierig zu bestimmen.

Wenn ein Asteroid dieser Größe die Erde trifft, kann er zum Beispiel gefährliche Flutwellen auslösen. Natürlich treffen täglich viel kleinere Steine und Eisbrocken die Erde. Sie sind normalerweise nicht gefährlich, erzeugen aber manchmal unvergessliche Feuerkugeln und Meteore.

Galerie: Höhepunkte des Perseïden-Meteorstroms 2013

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Tanz mit NGC 3718

Im Bild sind verzerrte Galaxien im Sternbild Ursa Major verteilt. In der Mitte ist eine senkrecht in die Länge gezogene, verzerrte Spiralgalaxie mit bläulichen Spiralarmen und einem gelblichen Kern, vor dem eine dunkle Staubwolke verläuft.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh (Heaven’s Mirror Observatory)

Ein genauer Blick auf dieses farbenprächtige kosmische Bild zeigt eine überraschende Anzahl naher und ferner Galaxien im Sternbild Große Bärin (Ursa Major). Die auffälligste ist NGC 3718, sie ist die gekrümmte Spiralgalaxie nahe der Mitte.

Die Spiralarme von NGC 3718 wirken verbogen und in die Länge gezogen. Sie sind von jungen blauen Sternhaufen gesprenkelt. Herausgezogene Staubbahnen verdecken die gelbliche Zentralregion. Etwa 150.000 Lichtjahre rechts daneben befindet sich NGC 3729, eine weitere große Spiralgalaxie. Die spezielle Erscheinung von NGC 3718 lässt vermuten, dass die beiden durch Gravitation verbunden sind. Das Galaxienpaar ist etwa 52 Millionen Lichtjahre entfernt.

Oben ist die interessante Hickson Group 56 über NGC 3718 abgebildet. Die Hickson Group 56 besteht aus fünf miteinander wechselwirkenden Galaxien. Sie ist mehr als 400 Millionen Lichtjahre entfernt. Dieses Bild gewann den David-Malin-Astrofotografiewettbewerb 2013.

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Galaxienkollisionen: Simulation versus Beobachtungen

Bildcredits: NASA, ESA; Visualisierung: Frank Summers (STScI); Simulation: Chris Mihos (CWRU) und Lars Hernquist (Harvard).

Was passiert, wenn zwei Galaxien kollidieren? Es dauert länger als eine Milliarde Jahre. Trotzdem sind solche Titanenkämpfe ziemlich häufig.

Galaxien bestehen hauptsächlich aus leerem Raum. Daher kollidieren meist nicht ihre Sterne. Stattdessen verzerrt oder zerstört die Schwerkraft einer Galaxie die andere Galaxie. Am Ende können die Galaxien verschmelzen und eine größere Galaxie bilden. Doch die ausgedehnten Gas- und Staubwolken in Galaxien kollidieren. Dabei lösen sie Wellen an Sternbildung aus. Diese dauern sogar während der Kollision an.

Das Video zeigt eine Computersimulation, bei der zwei große Spiralgalaxien kollidieren. Die Animation wird von Standbildern mit echten Galaxien unterbrochen. Diese Standbilder wurden mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Unsere Milchstraße hat in der Vergangenheit schon mehrere kleinere Galaxien aufgenommen. In einigen Milliarden Jahren soll sie sogar mit der größeren Andromedagalaxie verschmelzen. Die Andromedagalaxie ist unsere galaktische Nachbarin.

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Die ausgefranste Galaxie NGC 3169

Mitten im Bild leuchten zwei schräge Galaxien, die an Augen erinnern. Ihre Spiralarme wurden durch Gezeiten bei engen Begegnungen verzerrt.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, Universität Arizona

Diese kosmische Szenerie ist etwa 70 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist unter dem hellen Stern Regulus im blassen Sternbild Sextant hingewürfelt. Links ist die ausgefranste helle Spiralgalaxie NGC 3169. Ihre schönen Arme sind zu ausladenden Gezeitenschweifen verzerrt, weil NGC 3169 (links) und ihre Nachbarin NGC 3166 gravitativ wechselwirken. Das ist sogar für helle Galaxien im lokalen Universum ein häufiges Schicksal.

Die herausgezogenen Sternbögen und -schwaden sind Anzeichen für Wechselwirkung durch Gravitation. Auf diesem detailreichen, bunten Galaxien-Gruppenbild scheinen sie förmlich zu wuchern. Das Bild ist 20 Bogenminuten breit. In der geschätzten Entfernung der Gruppe sind das etwa 400.000 Lichtjahre. Rechts zeigt sich die kleinere Galaxie NGC 3165.

NGC 3169 leuchtet im gesamten Spektrum von Radio- bis Röntgenstrahlung, und sie enthält einen aktiven galaktischen Kern. Wahrscheinlich befindet sich darin ein sehr massereiches schwarzes Loch.

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GRAILs Karte der Mondgravitation

Das Bild zeigt den Mond in sehr ungewöhnlichen Farben. Die Oberfläche ist gelb, die Krater sind rot und blau gefärbt und von roten und blauen Wällen umgeben. Die Farben zeigen die Gravitation der Regionen.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, JPL-Caltech, MIT, GSFC, SVS

Wie entstand der Mond? Um das herauszufinden, startete die NASA 2011 die Zwillingssonden Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL). Sie umkreisten den Mond und kartierten seine Oberflächengravitation so detailreich wie nie zuvor.

Oben ist eine Gravitationskarte von GRAIL abgebildet. Sie entstand bei dieser Mission. Regionen mit etwas schwächerer Gravitation sind blau dargestellt. Gebiete mit geringfügig stärkerer Gravitation sind rot abgebildet.

Analysen der GRAIL-Daten zeigen, dass der Mond eine unerwartet dünne Kruste hat. Sie ist weniger als zirka 40 Kilometer tief. Die allgemeine Zusammensetzung des Mondes ist ähnlich wie die der Erde. Auch andere überraschende Strukturen, die entdeckt wurden, stärken die Hypothese, dass der Mond nach einer gewaltigen Kollision aus Material der Erde entstand. Die Kollision fand in den frühen Jahren unseres Sonnensystems vor etwa 4,5 Milliarden Jahren statt.

Als der Treibstoff zur Neige ging, wurde die Mission beendet. Die beiden GRAIL-Satelliten Ebb und Flow stürzten mit etwa 6000 Kilometern pro Stunde in einen Mondkrater.

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