Schlagwort: Röntgen

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Der Coma-Galaxienhaufen

Im Bild sind unterschiedlich helle und große Galaxien verteilt, einige davon sind von gelblichen Nebeln umgeben, zwei links oben haben einen bläulichen Schimmer.

Bildcredit und Bildrechte: Joe Hua

Fast jedes Objekt auf diesem abgebildeten Foto ist eine Galaxie. Der hier abgebildete Coma-Galaxienhaufen ist einer der dichtesten bekannten Galaxienhaufen – er enthält Tausende von Galaxien. Jede dieser Galaxien beherbergt Milliarden von Sternen – genau wie unsere eigene Milchstraßengalaxie.

Obwohl er im Vergleich zu den meisten anderen Galaxienhaufen sehr nahe liegt, braucht das Licht des Coma-Haufens immer noch Hunderte von Millionen Jahren, um uns zu erreichen. Tatsächlich ist der Coma-Haufen so groß, dass das Licht Millionen von Jahren braucht, um von einer Seite zur anderen zu gelangen.

Die meisten Galaxien im Comahaufen und in anderen Haufen sind elliptisch, während die meisten Galaxien außerhalb von Haufen spiralförmig sind. Die Natur der Röntgenemission von Coma wird noch untersucht.

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Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenspektralbereich

Ein Nebel, der aus vielen Schalen besteht, die jeweils stark strukturiert sind, ist in violetten Farben abgebildet. Das Zentrum in der Mitte leuchtet orangefarben, außen herum sind schwach leuchtende konzentrische Schalen erkennbar.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Chandra-Röntgenobs.; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Für mache sieht es wie ein Katzenauge aus, für andere vielleicht wie die Schale einer gigantischen kosmischen Meeresschnecke. Tatsächlich handelt es sich um einen der hellsten und detailreichsten bekannten Planetarischen Nebel. Er besteht aus Gas, das in einer kurzen und prächtigen Phase am Ende des Lebens eines sonnenähnlichen Sterns ausgestoßen wurde.

Vermutlich produzierte der sterbende Zentralstern dieses Nebels die äußeren, konzentrischen Schalen durch Abstoßen seiner äußeren Schichten in einer Serie von regelmäßigen Pulsen. Die Entstehung der wunderschönen, komplexen und doch symmetrischen inneren Strukturen ist jedoch noch nicht erforscht.

Das Kompositbild besteht aus einer digital nachgeschärften Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops und Röntgenlicht, welches mit dem im Orbit befindlichen Chandra Observatorium eingefangen wurde. Die fantastische Weltraumskulptur misst mehr als ein halbes Lichtjahr im Durchmesser.

Der Blick in das Katzenauge bietet uns auch eine Vorschau auf das Schicksal unserer Sonne, die dazu bestimmt ist in etwa 5 Milliarden Jahren ihre eigene Phase des Planetarischen Nebels zu durchlaufen.

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UHZ1: Ferne Galaxie und Schwarzes Loch

Das Bild ist voller Galaxien, die wie Sterne verteilt sind. In der Mitte leuchtet ein violetter Nebel. Links oben sind zwei Bildeinschübe, die ein Schwarzes Loch zeigen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Infrarot: NASA/ESA/CSA/STScI; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/L. Frattare und K. Arcand

Von dunkler Materie dominiert, ist der massereiche Galaxienhaufen Abell 2744 auch als Pandoras Haufen bekannt. Er befindet sich 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernt im Sternbild Bildhauer. Astronomen* haben mithilfe der enormen Masse des Galaxienhaufens als Gravitationslinse den Raum verzerrt und dahinter liegende, noch fernere Objekte vergrößert entdeckt. Darunter befindet sich die Hintergrundgalaxie UHZ1 mit einem bemerkenswerten Rotverschiebungswert von Z=10.1. Damit ist UHZ1 sehr viel weiter entfernt als Abell 2744. Sie befindet sich in einer Entfernung von 13,2 Milliarden Lichtjahren, als unser Universum etwa 3 Prozent seines aktuellen Alters hatte.

UHZ1 wurde in diesem kombinierten Bild gefunden, das sich aus Röntgenstrahlen (lila Töne) vom Weltraumteleskop Chandra und Infrarotlicht vom Weltraumteleskop James Webb zusammensetzt. Die Röntgenemission von UHZ1, die in den Chandra-Daten entdeckt wurde, ist das charakteristische Zeichen eines sich entwickelnden, sehr massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum dieser Galaxie mit extrem hoher Rotverschiebung. Das macht das wachsende Schwarze Loch von UHZ1 zum bisher am weitesten entfernten Schwarzen Loch, das in Röntgenstrahlen nachgewiesen wurde, und deutet darauf hin, wie und wann die ersten sehr massereichen Schwarzen Löcher im Universum entstanden sind.

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Frühere und künftige Sterne in Andromeda

Das Bild zeigt M31, die Andromedagalaxie, sowohl im infraroten Licht, das orange gefärbt ist, als auch im sichtbaren Licht, das weiß und blau gefärbt ist.

Bildcredit: NASA, NSF, NOAJ, Hubble, Subaru, Mayall, DSS, Spitzer; Bearbeitung und Bidrechte: Robert Gendler und Russell Croman

Dieses Bild von Andromeda zeigt nicht nur, wo jetzt Sterne sind, sondern auch, wo einmal Sterne sein werden. Die große, schöne Andromedagalaxie M31 ist eine Spiralgalaxie, sie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Dieses Kompositbild von Andromeda entstand aus Bilddaten von Observatorien auf der Erde und im Weltraum, die Wellenlängen liegen innerhalb und außerhalb des sichtbaren Lichts.

Das sichtbare Licht zeigt, wo jetzt Sterne in M31 sind, dargestellt in weißen und blauen Farbtönen und aufgenommen mit den Teleskopen Hubble, Subaru und Mayall. Das Infrarotlicht zeigt, wo bald die künftigen Sterne von M31 entstehen, abgebildet in orangefarbenen Tönen und aufgenommen mit dem NASA-Weltraumteleskop Spitzer.

Im Infrarotlicht sind gewaltige Staubbahnen erkennbar, die von Sternen in den Spiralarmen der Andromedagalaxie aufgewärmt werden. Dieser Staub markiert das umfangreiche interstellare Gas der Galaxie. Es ist das Rohmaterial für künftige Sternbildung.

Die neuen Sterne entstehen wahrscheinlich im Laufe der nächsten hundert Millionen Jahre. Das ist lange bevor Andromeda in etwa 5 Milliarden Jahren mit unserer Milchstraßengalaxie verschmilzt.

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Der Adlernebel mit heißen Röntgensternen

Säulen aus Gas und dunklem Staub verlaufen diagonal von links unten nach rechts oben. Leuchtstarke Röntgenquellen sind als helle Punkte um das Bild herum eingeblendet. Infraroter Staub leuchtet hinter den Säulen.

Bildcredit: Röntgen: Chandra: NASA/CXC/SAO, XMM: ESA/XMM-Newton; Infrarot: JWST: NASA/ESA/CSA/STScI, Spitzer: NASA/JPL/CalTech; Sichtbares Licht: Hubble: NASA/ESA/STScI, ESO; Bildbearbeitung: L. Frattare, J. Major, N. Wolk und K. Arcand

Wie sehen die berühmten Sternsäulen im Adlernebel in Röntgenlicht aus? Um das herauszufinden, spähte das NASA-Röntgenobservatorium Chandra im Orbit in und durch diese interstellaren Berge der Sternbildung. Es zeigte sich, dass die Staubsäulen selbst nicht viel Röntgenlicht abstrahlt, doch es kamen viele kleine, aber helle Röntgenquellen zum Vorschein. Sie sind als helle, rötliche Punkte abgebildet.

Das Bild ist ein Komposit aus Aufnahmen von Chandra (Röntgen), XMM (Röntgen), JWST (Infrarot), Spitzer (Infrarot), Hubble (visuell) und dem VLT (visuell). Welche Sterne diese Röntgenstrahlen erzeugen, wird weiterhin erforscht, doch einige sind vermutlich heiße, kürzlich entstandene Sterne mit geringer Masse, andere dagegen heiße, ältere Sterne mit großer Masse.

Die heißen Röntgensterne sind im Bild verteilt. Schon früher wurden sie als verdampfende gasförmige Globulen (EGGS) erkannt. In sichtbarem Licht sind sie unsichtbar, und derzeit sind sie auch nicht heiß genug, um Röntgenlicht abzustrahlen.

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Röntgenringe um einen Gammastrahlenausbruch

Um den Röntgenblitz GRB 221009A ist ein schalenförmiges Lichtecho zu beobachten, das teilweise in unserer Milchstraße liegt und teilweise im fernen Universum.

Bildcredit: NASA Swift Obs.; Daten: B. Cenko (NASA’s GSFC), A. Beardmore (U. Leicester) et al.; Bearbeitung: J. Miller (U. Michigan)

Warum erscheinen Röntgenringe um einen Gammablitz? Die überraschende Antwort hat weniger mit der Explosion selbst zu tun, sondern vielmehr mit dem Licht, das von staubreichen Gasgebieten in unserer Milchstraße reflektiert wird.

GRB 221009A war eine gewaltige Explosion – ein sehr heller Gammablitz (GRB), der im weit entfernten Universum stattfand. Seine Strahlung erreichte letzte Woche unser Sonnensystem. Da GRBs auch größere Mengen Röntgenstrahlen emittieren können, kam fast gleichzeitig mit der Gammastrahlung ein heller Röntgenblitz an.

In diesem Fall prallten die Röntgenstrahlen auch an staubreichen Regionen in unserer Milchstraße ab und verursachten so die ungewöhnlichen Reflexionen. Je größer der Winkel zwischen dem reflektierenden Staub in der Milchstraße und dem GRB ist, desto größer ist der Radius der Röntgenstrahlenringe und desto länger es dauert es typischerweise, bis diese Lichtechos eintreffen.

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Zwei Schwarze Löcher tanzen in 3C 75

Diese Darstellung der Radioquelle 3C 75 im Galaxienhaufen Abell 400 wurde aus Röntgen- und Radio-Aufnahmen kombiniert.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/D. Hudson, T. Reiprich et al. (AIfA); Radio: NRAO/VLA/ NRL

Was passiert im Zentrum der aktiven Galaxie 3C 75? Die beiden hellen Quellen im Zentrum dieses zusammengesetzten Röntgen- (blau) und Radiobildes (rosa) sind supermassive schwarze Löcher, die um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Zusammen liefern sie die Energie der riesigen Radioquelle 3C 75.

Die sehr massereichen Schwarzen Löcher sind 25.000 Lichtjahre voneinander entfernt. Sie befinden sich in einer Umgebung von viele Millionen Grad heißem Gas, das Röntgenlicht abstrahlt, und stoßen Strahlen aus relativistischen Teilchen aus. Sie befinden sich in den Kernen zweier verschmelzender Galaxien im Galaxienhaufen Abell 400, ihre Entfernung beträgt etwa 300 Millionen Lichtjahre.

Es wird vermutet, dass die beiden sehr massereichen Schwarzen Löcher in einem Doppelsystem durch Gravitation aneinander gebunden sind, denn die einheitlich nach hinten gefegte Erscheinung der Strahlen ist sehr wahrscheinlich auf eine gemeinsame Bewegung zurückzuführen. Man vermutet, dass sie zusammen mit etwa 1200 Kilometern pro Sekunde durch das heiße Gas im Haufen rasen.

Solche spektakulären kosmischen Verschmelzungen kommen in den Umgebungen dicht gedrängter Galaxienhaufen im fernen Universum vermutlich häufig vor. In ihren Endstadien sind Verschmelzungen wahrscheinlich intensive Quellen von Gravitationswellen.

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Der Krebsnebel in vielen Wellenlängen

Der Krebsnebel Messier 1 im Sternbild Stier, abgebildet in vielen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums.

Bildcredit: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universität von Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; Hubble/STScI

Beschreibung: Der Krebsnebel ist als M1 katalogisiert, er ist das erste Objekt auf Charles Messiers berühmter Liste an Dingen, die keine Kometen sind. Heute wissen wir, dass der Krebsnebel ein Supernovaüberrest ist, also die sich ausdehnenden Trümmer von der finalen Explosion eines massereichen Sterns. Diese Explosion wurde 1054 n. Chr. auf dem Planeten Erde beobachtet.

Dieses beeindruckende neue Bild zeigt eine Ansicht der Krabbe aus dem 21. Jahrhundert, es stellt Bilddaten aus dem gesamten elektromagnetischen Spektrum in Wellenlängen des sichtbaren Lichts dar. Daten aus dem Weltraum von Chandra (Röntgen), XMM-Newton (Ultraviolett), Hubble (sichtbares Licht) und Spitzer (Infrarot) sind in violetten, blauen, grünen und gelben Farbtönen abgebildet. Radio-Daten des Very Large Array vom Boden sind rot eingefärbt.

Der Krebs-Pulsar ist eines der exotischsten Objekte, die Astronominnen und Astronomen heute kennen. Es der helle Punkt nahe der Bildmitte – ein Neutronenstern, der 30 Mal pro Sekunde rotiert. Wie ein kosmischer Dynamo sorgt dieser kollabierte Überrest des Sternkerns für die Emissionen des Krebsnebels im gesamten elektromagnetischen Spektrum.

Der Krebsnebel ist ungefähr 12 Lichtjahre groß und 6500 Lichtjahre entfernt, ihr seht ihn im Sternbild Stier.

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