Schlagwort: Pulsar

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Supernovarest Simeis 147, der Spaghettinebel

In einem dicht besiedelten Sternenfeld mit wenigen hellen Sternen leuchtet ein verworrenes Knäuel aus roten Strähnen, die von dunkleren roten Nebeln umgeben ist.

Bildcredit und Bildrechte: Giuseppe Donatiello (Italien) und Tim Stone (USA)

Beschreibung: Man verliert leicht den Faden, wenn man den komplexen Strähnen des Spaghettinebels folgt. Die leuchtenden Fasern des Supernovaüberrestes, der als Simeis 147 und Sh2-240 katalogisiert ist, bedecken am Himmel fast drei Grad, das entspricht der Breite von 6 Vollmonden. Die Sternenschuttwolke ist etwa 3000 Lichtjahre entfernt, in dieser Distanz entspricht das einer Breite von ungefähr 150 Lichtjahren.

Dieses scharfe Komposit entstand aus Bilddaten, die mit Schmalbandfiltern fotografiert wurden, um die Emission der Wasserstoffatome zu betonen, die das komprimierte leuchtende Gas säumen. Der Supernovaüberrest ist zirka 40.000 Jahre alt, das bedeutet, dass das Licht der massereichen Sternexplosion erstmals vor 40.000 Jahren die Erde erreichte. Doch der expandierende Überrest ist nicht das einzige Nachleuchten. Die kosmische Katastrophe hinterließ auch einen rotierenden Neutronenstern oder Pulsar, er ist alles, was vom ursprünglichen Stern übrig blieb.

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M1: Der Krebsnebel

Mitten im Bild ist ein wolkiges Knäul mit vielen roten und blauen Fasern. Darum herum sind wenige schwach leuchtende Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert und somit das erste Objekt auf Charles Messiers berühmter Liste aus dem 18. Jahrhundert von Dingen, die kein Komet sind. Wir wissen inzwischen, dass der Krebs aus den Trümmern eines Supernovaüberrestes besteht, entstanden nach finalen Explosion eines massereichen Sterns, die von Astronomen im Jahr 1054 beobachtet wurde. Diese scharfe, erdgebundene Teleskopansicht entstand aus Schmalbanddaten, welche die Emissionen ionisierter Sauerstoff- und Wasserstoffatome in Blau und Rot aufzuzeichnen, um die verschlungenen Fasern in der immer noch expandierenden Wolke zu erforschen. Der Krebs-Pulsar, ein Neutronenstern, der 30 Mal pro Sekunde rotiert, ist eines der exotischsten Objekte, die zeitgenössische Astronomen kennen, und ist als heller Fleck nahe der Mitte des Nebels zu sehen. Wie ein kosmischer Dynamo liefert der kollabierte Überrest des Sternkerns die Energie für die Emissionen der Krabbe im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Der Krebsnebel ist zirka 12 Lichtjahre groß und steht ungefähr 6500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Stier.

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Der lange Strahl des Leuchtturm-Nebels

Der Leuchtturmnebel ist im Bild rechts unten abgebildet, der Supernovaüberrest, von dem er ausgeschleudert wurde, leuchtet links oben. Alle Nebel im Bild sind violett abgebildet.

Röntgen-Bildcredit: NASA / CXC / ISDC / L. Pavan et al.

Der Leuchtturm-Nebel entstand durch den Wind eines Pulsars. Das ist ein schnell rotierender, magnetischer Neutronenstern. Dieser Pulsar rast mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde durchs interstellare Medium. Pulsar und Windnebel sind als IGR J11014−6103 katalogisiert. Sie sind etwa 23.000 Lichtjahre von uns entfernt und befinden sich im südlichen Sternbild Carina. Dieses Bild des Röntgenobservatoriums Chandra zeigt die beiden rechts unten.

Der Wind fegt geladene Teilchen, die der Pulsar erzeugte, in einen kometenartigen Schweif, der nach links oben zieht. Es verläuft die Gegenrichtung der Bewegung des Pulsars, der sich vom Supernovarest seiner Herkunft fortbewegt. Sowohl der ausreißende Pulsar als auch das sich ausdehnende Geröllfeld vom Supernovaüberrest entstanden durch die Explosion eines massereichen Sterns nach dem Kern-Kollaps. Bei der Supernova-Explosion wurde der Pulsar hinausgeschleudert.

Zur Szenerie kosmischer Extreme gehört auch ein langer, gewundener Strahl. Er ist fast 37 Lichtjahre lang und steht in einem fast rechten Winkel zur Bewegung des Pulsars. Der energiereiche Teilchenstrahl ist der längste, der je bei einem Objekt in unserer Galaxis beobachtet wurde.

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Fasern im Vela-Supernovarest

Das Bild ist dicht mit Sternen gesprenkelt. Dazwischen verlaufen Bögen, die blau und magentafarben leuchten. Einige Sterne sind heller und heben sich vom Sternenteppich im Hintergrund ab.

Bildcredit und Bildrechte: Angus Lau, Y Van, SS Tong (Jade Scope Observatory)

Die Explosion ist vorbei, aber es gibt noch Nachwirkungen. Vor etwa elftausend Jahren sah man einen Stern im Sternbild Segel des Schiffs explodieren. Dabei bildete er einen seltsamen Lichtpunkt. Kurz war er für die Menschen zu Beginn der Geschichtsaufzeichnung sichtbar.

Die äußeren Schichten des Sterns prallten auf das interstellare Medium und trieben eine Stoßwelle vor sich her, die wir noch heute sehen. Im Röntgenlicht ist eine annähernd kugelförmige Stoßwelle sichtbar, die sich ausdehnt. Dieses Bild zeigt einen Teil der faserartigen, gewaltigen Stoßfront im sichtbaren Licht.

Während das Gas vom explodierten Stern forttreibt, zerfällt es, reagiert dabei mit dem interstellaren Medium und erzeugt Licht in vielen verschiedenen Farben und Spektralbereichen. Im Zentrum des Vela-Supernovarestes blieb ein Pulsar zurück. Ein Pulsar ist ein Stern, der so dicht ist wie Kernmaterie. Er rotiert mehr als zehnmal pro Sekunde um sich selbst.

Hinweis: So könnt ihr APOD lesen, wenn der Regierungsserver heruntergefahren wird

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Der flüchtige Quallennebel

Hinter dünn verteilten Sternen leuchtet links neben dem hellen Stern Eta Geminorum im Sternbild Zwillinge ein quallenförmiger Nebel.

Bildcredit und Bildrechte: Dieter Willasch (Astro-Cabinet)

Der Quallennebel auf dieser Teleskopansicht ist normalerweise blass und flüchtig. Er dümpelt in der Nähe des hellen Sterns Eta Geminorum am Fuß eines himmlischen Zwillings. Die Tentakel des Quallennebels baumeln neben dem hellen, gebogenen Rand des Emissionsnebels.

Eigentlich gehört die kosmische Qualle zum Supernovaüberrest IC 443. Das ist die Trümmerwolke eines explodierten massereichen Sterns, die sich ausdehnt. Das Licht der Explosion erreichte den Planeten Erde vor mehr als 30.000 Jahren. Sein Vetter in astrophysikalischen Gewässern ist der Krebsnebel. Er ist ebenfalls ein Supernova-Überrest. Wie dieser enthält IC 443 einen Neutronenstern, das ist der Überrest des kollabierten Sternkerns.

Der Quallennebel ist etwa 5000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz wäre das Bild etwa 100 Lichtjahre breit.

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Simeis 147: Supernovaüberrest

Das Bild zeigt den rot leuchtenden Supernovaüberrest Simeis 147, der wegen seiner Form, die scheinbar aus verschlungenen Fasern besteht, auch Spaghettinebel genannt wird.

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

Man verliert leicht die Orientierung, wenn man den verschlungenen Fasern folgt. Das detailreiche Mosaikbild zeigt den blassen Supernovaüberrest Simeis 147 (S147). Er ist auch als Sh2-240 katalogisiert und bedeckt am Himmel fast 3 Grad, das ist so breit wie 6 Vollmonde.

Die stellare Trümmerwolke ist etwa 3000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz ist sie etwa 150 Lichtjahre breit. Der helle Stern Elnath oder auch Beta Tauri verankert das Bild rechts. Er liegt an der Grenze zwischen den Sternbildern Stier (Taurus) und Fuhrmann (Auriga). Am Himmel der Erde befindet er sich fast exakt gegenüber dem galaktischen Zentrum.

Dieses scharfe Kompositbild entstand aus Bilddaten, die mit einem Schmalbandfilter fotografiert wurden. So können die Emissionen von Wasserstoffatomen gezeigt werden, die das erschütterte leuchtende Gas markieren.

Das Licht der massereichen Sternexplosion erreichte die Erde vor etwa 40.000 Jahren. Doch der sich ausdehnende Überrest ist nicht die einzige Hinterlassenschaft. Die kosmische Katastrophe ließ auch einen rotierenden Neutronenstern oder Pulsar zurück. Er ist alles, was vom Kern des ursprünglichen Sterns übrig bleibt.

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Fermi-Epizyklen: Der Pfad des Vela-Pulsars

Ein Kreus auf dunklem Hintergrund ist von vielen hellen Linien überzogen, die einander überlagern. Dabei entsteht eine rosettenartige Form.

Bildcredit: NASA, DOE, Internationale Fermi LAT-Zusammenarbeit

Das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi erforscht den Kosmos in extremen Energiebereichen. Es umrundet alle 95 Minuten den Planeten Erde. Dabei schwankt es absichtlich auf wechselnden Umlaufbahnen nach Norden und Süden, um mit seinem Large Area Telescope (LAT) den Himmel zu vermessen. Die Raumsonde rotiert auch. Das sorgt dafür, dass die Solarpaneele, welche die Energie liefern, auf die Sonne gerichtet bleiben. Die Achse ihrer Bahn präzediert wie ein Kreisel. Die Rotationsachse vollendet alle 54 Tage einen Umlauf.

Diese vielen Bewegungszyklen führen dazu, dass die Pfade von Gammastrahlenquellen aus Sicht der Raumsonde komplexe Muster zeichnen. Diese Darstellung veranschaulicht das, sie zeigt den hypothetischen Pfad des Vela-Pulsars. Die Darstellung ist auf das Bildfeld des LAT-Instruments zentriert, sie zeigt ein 180 Grad breites Bildfeld und folgte der Position des Vela-Pulsars von August 2008 bis August 2010. Die helle Konzentration an Linien um die Mitte zeigt, dass sich der Vela-Pulsar meistens in der sensitiven Region des LAT-Detektors befand.

Der Vela-Pulsar entstand bei der finalen Explosion eines massereichen Sterns in der Milchstraße. Er ist ein Neutronenstern, der 11 Mal pro Sekunde rotiert. Im Spektrum der Gammastrahlen ist er die hellste und beständige Quelle am Himmel.

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Sonnenfackel am Gammastrahlenhimmel

Zwei Ovale zeigen den Himmel in Gammastrahlen. Im oberen Oval ist das hellste Licht der Vela-Pulsar, im unteren Oval vom 7. März leuchtet die Sonne um ein Vielfaches heller als alles andere.

Bildcredit: NASA, DOE, Internationale Fermi LAT- Arbeitsgemeinschaft

Was leuchtet am Gammastrahlenhimmel? Die Antwort lautet normalerweise: Die exotischsten und energiereichsten astrophysikalischen Umgebungen. Dazu zählen aktive Galaxien mit sehr massereichen schwarzen Löchern oder unglaublich dichte Pulsare, das sind die rotierenden Überreste explodierter Sterne.

Doch am 7. März markierte eine mächtige Sonnenfackel aus einer Serie aktueller Sonnenausbrüche den Gammastrahlenhimmel. Sie erreichte die ein-milliardenfache Energie von Photonen im sichtbaren Licht.

Die beiden Bildfelder zeigen die Intensität der Sonnenfackel auf Bildern des ganzen Himmels. Sie wurden vom Gammastrahlenteleskop Fermi in der Erdumlaufbahn aufgenommen. Am 6. März war die Sonne wie an den meisten anderen Tagen für Fermis Bilddetektoren fast unsichtbar. Doch beim Ausbruch der energiereichen Fackel der Klasse X wurde sie im Gammastrahlenlicht fast 100-mal heller als sogar der Vela-Pulsar.

Inzwischen verblasste die Sonne aus Fermis Sicht wieder. Wahrscheinlich leuchtet sie am Gammastrahlenhimmel wieder hell auf, wenn der Sonnenfleckenzyklus sein Maximum erreicht.

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