Schlagwort: Kollision

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Kollision der Spiralgalaxie NGC 4038

Eine stark verworrene Galaxie wechselwirkt auf diesem Bild mit einer zweiten Galaxie. Die beiden haben hellgelbe Kerne, die linke ist von hellblau leuchtenden jungen Sternhaufen umgeben, vor beiden laufen bräunliche Staubbahnen.

Bildcredit: Datensammlung: Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung: Danny Lee Russell

Diese Galaxie hat ein mieses Jahrtausend. Eigentlich waren sogar die letzten 100 Millionen Jahre nicht so gut. Vielleicht sind die nächsten Milliarden Jahre ebenfalls etwas stürmisch.

Links oben befindet sich NGC 4038. Sie war eine gewöhnliche Spiralgalaxie und war mit sich selbst beschäftigt. Dann knallte NGC 4039 rechts dagegen. Dabei entstehend dieser Trümmerhaufen. Er ist als „die Antennen“ bekannt. Die Gravitation ordnet beide Galaxien neu. Dabei prallen Gaswolken aufeinander. Es entstehen helle, blaue Knoten aus Sternen und massereiche Sterne, die explodieren. Braune Fasern aus Staub werden verteilt.

Irgendwann verschmelzen die beiden Galaxien zu einer größeren Spiralgalaxie. Solche Kollisionen sind nicht ungewöhnlich. Sogar unsere Milchstraße erlebte in der Vergangenheit mehrere Kollisionen. Voraussichtlich stößt sie in wenigen Milliarden Jahren mit der benachbarten Andromedagalaxie zusammen.

Die Aufnahmen für dieses Bild wurden von Forschenden mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen, um Galaxienkollisionen zu untersuchen. Die Einzelbilder und viele weitere detailreiche Himmelsaufnahmen von Hubble wurden seither veröffentlicht. Interessierte Laien luden sie herunter und kombinierten sie zu diesem visuell ansprechenden Kompositbild.

Galerie: Perseïden-Meteorstrom 2012

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Simulation: eine Scheibengalaxie entsteht

Videocredit: Fabio Governato et al. (U. Washington), N-Body Shop, NASA Advanced Supercomputing

Wie entstehen Galaxien wie unsere Milchstraße? Da sich unser Universum für eine direkte Beobachtung der Galaxienentstehung zu langsam bewegt, wurden schnellere Computersimulationen entworfen, um das herauszufinden. Dieser Film zeigt (vorwiegend) Wasserstoff in Grün. Rechts unten läuft die Zeit in Milliarden Jahren seit dem Urknall. Dunkle Materie durchdringt alles und ist überall vorhanden, wird aber nicht gezeigt.

Zu Beginn der Simulation fällt Gas aus der Umgebung ein und sammelt sich in Regionen mit relativ hoher Gravitation. Bald entstehen zahlreiche Protogalaxien. Sie rotieren und beginnen zu verschmelzen. Nach etwa vier Milliarden Jahren entsteht ein klar definiertes Zentrum. Es bestimmt eine Region mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren und sieht nach und nach wie eine heutige Scheibengalaxie aus.

Doch nach ein paar weiteren Milliarden Jahren kollidiert diese frühe Galaxie mit einer anderen. Gasströme von anderen Galaxienverschmelzungen regnen auf diesen seltsamen, faszinierenden kosmischen Tanz herab. Als die Simulation das halbe Alter des heutigen Universums erreicht, entsteht eine einzelne, größere Scheibe. Selbst dann fallen noch Gasklumpen hinein. Manche davon sind kleine Begleitgalaxien. Sie fallen hinein und werden in der gegenwärtigen Epoche von der rotierenden Galaxie absorbiert. Damit endet der Film.

Für unsere Milchstraße sind die großen Verschmelzungen vielleicht noch nicht vorbei. Es gibt aktuelle Hinweise, dass unsere riesige Spiralgalaxienscheibe in wenigen Milliarden Jahren mit der etwas kleineren Andromeda-Spiralgalaxie kollidiert und verschmilzt.

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Gravitationszugmaschine

Links unten schwebt eine Raumsonde mit blau leuchtenden Ionentriebwerken. Über der Bildmitte ist ein Asteroid mit Kratern von der Seite beleuchtet. Rechts sind Erde und Mond klein im Hintergrund.

Illustrationscredit und Bildrechte: Dan Durda (FIAAA, B612 Foundation)

Wie würdet ihr den Kurs eines Asteroiden ändern, wenn er die Erde bedroht? Diese künstlerische Darstellung veranschaulicht eine Idee. Eine massereiche Raumsonde setzt Gravitation als Abschleppseil ein. Das Bild zeigt eine Gravitationszugmaschine im Einsatz.

Das hypothetische Szenario wurde 2005 von Edward Lu und Stanley Love am Johnson-Raumfahrtzentrum der NASA erdacht. Dabei zieht eine 20 Tonnen schwere nuklear-elektrische Raumsonde einen Asteroiden, der 200 Meter groß ist, indem sie einfach nur in seiner Nähe schwebt. Die Ionentriebwerke der Raumsonde sind von der Oberfläche weggekippt. Der stetige Zug ändert allmählich und vorhersagbar den Kurs von Schlepper und Asteroid. Die beiden sind durch Gravitation aneinander gekoppelt.

Es klingt wie Science-Fiction. Doch schon jetzt werden Raumsonden mit Ionentriebwerken angetrieben. Eine Gravitationszugmaschine funktioniert unabhängig von der Zusammensetzung oder Oberfläche eines Asteroiden.

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M82: Galaxie mit einem supergalaktischen Wind

Die Galaxie im Bild ist unregelmäßig geformt, in der Mitte sind unregelmäßig geformte Staubfilamente über die Galaxie gelegt.

Bildcredit: NASA, ESA, das Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA); Danksagung: M. Mountain (STScI), P. Puxley (NSF), J. Gallagher (U. Wisconsin)

Was entzündet die Zigarrengalaxie? Diese irreguläre Galaxie ist auch als M82 bekannt. Sie wurde bei einer engen Begegnung in jüngerer Zeit mit der nahen, großen Spiralgalaxie M81 aufgewühlt. Das erklärt jedoch nicht die Quelle des rot leuchtenden, nach außen expandierenden Gases.

Aktuelle Hinweise lassen vermuten, dass dieses Gas durch eine Kombination der Teilchenwinde vieler Sterne nach außen getrieben wird. Die Sterne erzeugen gemeinsam einen galaktischen Superwind.

Dieses Fotomosaik betont eine spezifische Farbe von rotem Licht, das von ionisiertem Wasserstoff abgestrahlt wird. Dieses Licht zeichnet die Filamente des Gases detailreich nach. Die Filamente sind länger als 10.000 Lichtjahre. Die Zigarrengalaxie ist 12 Millionen Lichtjahre entfernt. Im Infrarotlicht ist sie die hellste Galaxie am Himmel. Im sichtbaren Licht ist sie mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Großer Bär (Ursa Major) zu sehen.

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Die Entstehung des Mondes

Videocredit: LRO, SVC, NASA

Wie verlief die Entstehung des Mondes? Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren verursachte ein marsgroßes Objekt einen gewaltigen Einschlag auf der Erde. Der Mond entstand wahrscheinlich aus den Trümmern, die dabei ausgeworfen wurden. Im Video ist zu sehen, wie diese Trümmer durch Gravitation verdichtet wurden. Kurz danach kühlte die rot glühende Oberfläche des Mondes aus und zerbrach.

Große und kleine Gesteinsbrocken trafen weiterhin die Oberfläche. Ein Einschlag vor etwa 4,3 Milliarden Jahren war besonders groß, dabei entstand das Aitken-Becken. Darauf folgte ein Zeitraum mit schwerem Bombardement, der Hunderte Millionen Jahre dauerte. Dabei entstanden auf der ganzen Oberfläche große Becken, die sich in den nächsten Milliarden Jahren auf der erdzugewandten Seite mit Lava füllten. Diese kühlten schließlich zu den dunklen Meeren aus, die wir heute sehen. Die unablässigen Einschläge bildeten die vielen Krater, die wir heute sehen.

Erst im Laufe der letzten Milliarde an Jahren wurden es langsam ruhiger. Heute ist der ausgekühlte Mond, den wir kennen und lieben, so dunkel wie Kohle und zeigt der Erde immer die gleiche Seite. Wie der Mond nun genau entstand und warum sich nur auf der erdzugewandten Seite Mondmeere befinden, wird weiterhin erforscht.

Frühlingsbeginn: Heute sind Tag und Nacht auf der ganzen Erde gleich lang
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M82: Sternbildungsgalaxie mit Superwind

Mitten im Bild befindet sich die zerstört wirkende Zigarrengalaxie M82. Ihr heller Kern, der diagonal im Bild lieft, wird von roten Nebelfetzen gekreuzt.

Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Torsten Grossmann

M82 heißt wegen ihres länglichen Aussehens auch Zigarrengalaxie. Sie ist eine Sternbildungsgalaxie mit einem Superwind. Supernova-Explosionen und starke Winde von massereichen Sternen führen zu einem Ausbruch an Sternbildung in M82 und zu gewaltigen Materieströmen.

Das scharfe Kompositbild entstand aus Aufnahmen von kleinen Teleskopen auf der Erde. Das Bild zeigt klare Hinweise auf den Superwind aus der Zentralregion der Galaxie. Das Kompositbild betont die Emissionen der Filamente aus atomarem Wasserstoff in rötlichen Farbtönen. Die Filamente sind mehr als 10.000 Lichtjahre lang. Der Superwind ist mit schweren Elementen angereichert. Diese schweren Elemente sind in massereichen Sternen entstanden. Ein Teil des Gases gelangt vielleicht in den intergalaktischen Raum.

Die rasende Sternbildung in M82 begann mit einer engen Begegnung mit der nahe gelegenen Galaxie M81. Sie dauert voraussichtlich etwa 100 Millionen Jahre an. M82 ist 12 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich an der nördlichen Grenze der Großen Bärin (Ursa Major).

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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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Galaxie NGC 474: kosmischer Mixer

Zwei Galaxien im Bild wirken sehr gleichförmig, die obere ist kleiner, spiralförmiger und heller, die untere ist von eigenartigen Schalen umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: P.-A. Duc (CEA, CFHT), Atlas 3D Arbeitsgemeinschaft

Beschreibung: Was geschieht mit der Galaxie NGC 474? Die mehrlagigen Emissionsschichten wirken eigenartig komplex und unerwartet, weil die elliptische Galaxie auf weniger gut aufgelösten Bildern sehr strukturlos aussieht. Die Ursache der Schalen ist noch unbekannt.

Vielleicht handelt es sich bei den Gezeitenschweifen um Rückstände, die bei der Aufnahme vieler kleiner Galaxien in den letzten Milliarden Jahre übrig geblieben sind. Oder die Schalen sind ähnlich wie Wellen in einem Teich, da die immer noch andauernde Kollision mit der Spiralgalaxie knapp über NGC 474 Dichtewellen verursacht, die den galaktischen Riesen kräuseln.

Unabhängig von der Ursache zeigt das Bild, dass zumindest einige elliptische Galaxien in jüngerer Vergangenheit entstanden sind und dass die äußeren Hüllen der meisten großen Galaxien nicht wirklich glatt sind, sondern vielschichtig. Der Auslöser dafür sind regelmäßige Wechselwirkungen mit – und Einlagerung von – kleineren, nahe gelegenen Galaxien. Der Hof unserer Milchstraße ist zum Beispiel ebenfalls unerwartet komplex.

NGC 474 ist etwa 250.000 Lichtjahre groß, ungefähr 100 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Fische (Pisces).

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