Schlagwort: Spitzer

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Kernschein einer dunklen Wolke

Das Bild besteht aus zwei Teilen, links eine blau gefärbte Abbildung eines Nebels vor Sernen, rechts ein roter Nebel mit einer dunklen Fläche, wo links der blaue Nebel ist.

Credit: NASA, JPL-Caltech, Laurent Pagani (Obs.Paris/CNRS), Jurgen Steinacker (Obs. Paris/MPIA) et al.

Beschreibung: Sterne und ihre Planeten entstehen in kalten, dunklen interstellaren Wolken aus Gas und Staub. Astronom*innen machten bei der Untersuchung der Wolken in infraroten Wellenlängenbereichen eine überraschende Entdeckung: in Dutzenden Fällen leuchten dichte Wolkenkerne, indem sie infrarotes Sternenlicht reflektieren.

Diese Bildfelder basieren auf Archivdaten des Weltraumteleskops Spitzer, sie veranschaulichen das das seit kurzem als Kernschein bekannte Phänomen. In längeren Infrarot-Wellenlängen (rechts) ist der Kern der Wolke Lynds 183 dunkel, doch in kürzeren Wellenlängen (links) leuchtet der Kern deutlich, indem er Licht nahe gelegener Sterne streut. Diese Bildfeldern zeigen, dass der längliche Kern etwa 1,5 Lichtjahre umfasst.

Die Streuung braucht Staubkörner, die etwa 10mal größer sind als jene, die bisher in den Wolken vermutet wurden – etwa 1 Mikron statt 0,1 Mikron. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 100 Mikron dick. Die größeren Staubkörner, die der Kernschein erfordert, könnten die Modelle für frühe Phasen der Stern- und Planetenbildung ändern.

Sternbildung ist ein immer noch rätselhafter Prozess, der in interstellaren Wolken verborgen bleibt. Der dunkle Nebel Lynds 183 liegt etwa 325 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schlange (Serpens).

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Der junge Sternhaufen Westerlund 2

Ein lebhafter, weißlicher Nebel mit violetten Bereichen und hellen Sternen in der Mitte leuchtet mitten im Bild.

Credit: Röntgenstrahlen: Y.Nazé, G.Rauw, J.Manfroid (Université de Liège), CXC, NASA; Infrarot: E. Churchwell (Universität von Wisconsin), JPL, Caltech, NASA

Beschreibung: Die staubhaltige Sternbildungsstätte RCW 49 umgibt auf diesem Himmels-Kompositbild den jungen Sternhaufen Westerlund 2. Das Bild wurde außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums aufgenommen. Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer sind in schwarz-weiß dargestellt und ergänzen die Falschfarben-Röntgen-Bilddaten von Chandra der heißen, energiereichen Sterne in der Zentralregion des Haufens.

Beide Ansichten einer Region im großen südlichen Sternbild Zentaur zeigen Sterne und Strukturen, die durch den undurchdringlichen Staub für optische Teleskope unsichtbar sind. Westerlund 2 ist höchstens 2 Millionen Jahre alt und enthält einige der leuchtstärksten, massereichsten und daher kurzlebigsten Sterne. Auch die Infrarotsignaturen von protoplanetaren Scheiben wurden in dieser Region mit starker Sternbildung entdeckt.

In der geschätzten Entfernung des Haufens von 20.000 Lichtjahren wäre eine Seite der quadratischen Markierung im Chandra-Feld etwa 50 Lichtjahre lang.

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Spitzers Orion

Weiß-graue Nebel leuchten vor einem dunklen Hintergrund mit dünn gesprenkelten Sternen. Es ist der bekannte Orionnebel, aber in diesem Licht schwer erkennbar.

Credit: NASA, JPL-Caltech, J. Stauffer (SSC/Caltech)

Beschreibung: Nur wenige kosmische Anblicke regen die Phantasie sosehr an wie der Orionnebel, eine riesige, etwa 1500 Lichtjahre entfernte Sternbildungsregion.

Dieses neue Infrarotbild des Weltraumteleskops Spitzer. Es zeigt etwa 40 Lichtjahre dieser Region und wurde aus Daten erstellt, welche die Helligkeit der jungen Sterne im Nebel aufzeichnen sollten, von denen viele noch von staubhaltigen, Planeten bildenden Scheiben umgeben sind. Orions junge Sterne sind nur eine Million Jahre alt. Die Sonne ist im Vergleich dazu 4,6 Milliarden Jahre alt. Die heißesten Sterne der Region leuchten im Trapezium-Haufen, dem hellen Haufen nahe der Bildmitte.

Spitzers Vorrat an flüssigem Helium, das als Kühlflüssigkeit diente, ging im Mai 2009 zur Neige, daher stammt diese Falschfarbenansicht von zwei Kanälen, die trotz der wärmeren Betriebstemperatur immer noch empfindlich für Infrarotlicht sind.

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Galaxiengruppe Hickson 31

Links sind zwei größere unregeläßige Galaxien und eine kleinere, regelmäßige Spiralgalaxie, rechts unten eine kleine, helle Galaxie, und unter der Mitteleuchtet ein Stern.

Credit: NASA, ESA, J. English (U. Manitoba) und das Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA); Danksagung: S. Gallagher (U. Western Ontario)

Beschreibung: Wird diese galaktische Kollisionen mit einer großen elliptischen Galaxie enden? Ziemlich wahrscheinlich, aber nicht in der nächsten Milliarde an Jahren. Oben sind mehrere Zwerggalaxien der Hickson Compact Group 31 abgebildet, die langsam verschmelzen.

Links kollidieren zwei der helleren Galaxien, eine langgezogene Galaxie ist durch eine ungewöhnliche Brücke aus Sternen mit ihnen verbunden. Wenn man das Bild genau betrachtet, wird erkennbar, dass das helle Duo eine Spur aus Sternen hinter sich herzieht, die nach rechts zur Spiralgalaxie führt.

Sehr wahrscheinlich werden die abgebildeten Galaxien der Hickson Compact Group 31 einander durchdringen und zerstören, dabei entstehen und explodieren Millionen Sterne, und Tausende Nebel entstehen und lösen sich wieder auf, bevor sich der Staub legt und in etwa einer Milliarde Jahre daraus eine Galaxie entsteht.

Das Bild ist ein Komposit aus Bildern, die vom Weltraumteleskop Spitzer im Infrarotlicht, vom Weltraumteleskop GALEX im Ultraviolettlicht und vom Weltraumteleskop Hubble im sichtbaren Licht aufgenommen wurden.

Die Hickson Compact Group 31 ist etwa 150.000 Lichtjahre breit und liegt etwa 150 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Eridanus.

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Staub und der Helixnebel

Ein grün leuchtender Nebel mit einem rot leuchtenden Stern in der Mitte erinnert an ein Auge.

NASA, JPL-Caltech, Kate Su (Steward Obs, U. Arizona) et al.

Beschreibung: Staub lässt dieses kosmische Auge rot erscheinen. Das schaurige Bild des Weltraumteleskops Spitzer zeigt Infrarotstrahlung des gut erforschten Helixnebels (NGC 7293), der sich etwa 700 Lichtjahre entfernt im Sternbild Wassermann (Aquarius) befindet. Die zwei Lichtjahre große Hülle aus Staub und Gas um einen zentralen weißen Zwerg wurde lange Zeit für ein typisches Beispiel eines planetarischen Nebels gehalten, der das Endstadium in der Entwicklung eines sonnenähnlichen Sterns repräsentiert. Doch die Spitzer-Daten zeigen, dass der Zentralstern des Nebels selbst in überraschend helles Infrarotleuchten getaucht ist. Modelle lassen darauf schließen, dass das Leuchten durch durch eine Trümmerwolke aus Staub erzeugt wird. Obwohl das Material des Nebels vor vielen tausend Jahren von dem Stern abgestoßen wurde, könnte der nahe am Stern liegende Staub durch Kollisionen in einer Ansammlung von Objekten ähnlich dem Kuipergürtel oder der Oortschen Kometenwolke in unserem Sonnensystem entstehen. Die kometenähnlichen Körper, die in dem fernen planetaren Systemen gebildet wurden, hätten andernfalls sogar die dramatischen späten Stadien der Entwicklung des Sterns überlebt.

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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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M81: Ein Schwarzes Loch füttern

Links leuchtet eine Galaxie mit eng gewundenen, violetten Spiralarmen, ihr blau abgebildeter Kern ist rechts unten in einem Einschub vergrößert dargestellt.

Credit: Röntgenstrahlen: NASA/CXC/Wisconsin/D.Pooley und CfA/A.Zezas; Optisch: NASA/ESA/CfA/A.Zezas; Ultraviolett: NASA/JPL-Caltech/CfA/J.Huchra et al.; Infrarot: NASA/JPL-Caltech/CfA

Beschreibung: Dieses eindrucksvolle Farbkomposit zeigt die Spiralgalaxie M81 im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Es kombiniert Röntgenstrahlendaten (blau) vom Chandra-Observatorium, Infrarotdaten (rosa) vom Weltraumteleskop Spitzer und ein Ultraviolettbild (violett) vom Satelliten GALEX mit einem Bild im sichtbaren Licht (grün) von Hubble. Der Kasten hebt die Gammastrahlen einiger Schwarzer Löcher in M81 hervor, darunter Schwarze Löcher in Doppelsternsystemen mit etwa 10 Sonnenmassen sowie das zentrale Schwarze Loch mit mehr als 70 Million Sonnenmassen. Wenn man Computermodelle des Energieausstoßes dieses gigantischen Schwarzen Loches mit den Multiwellenlängen-Daten vergleicht, lässt das darauf schließen, dass dieses Monster relativ einfach zu füttern ist – Energie und Strahlung wird erzeugt, wenn Materie in die Zentralregion hineinstrudelt und eine Akkretionsscheibe bildet. Der Prozess scheint ansonsten genauso wie der Akkretionsprozess der Schwarzen Löcher mit Sternenmasse in M81abzulaufen, obwohl das zentrale Schwarze Loch Millionen Mal massereicher ist. M81 misst etwa 70.000 Lichtjahre im Durchmesser und  ist nur 12 Millionen Lichtjahre entfernt im nördlichen Sternbild Ursa Major.

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Zweiarmige Milchstraße

Die Illustration zeigt die Milchstraße mit ihren Spiralarmen von oben.

Illustrationscredit: R. Hurt (SSC), JPL-Caltech, NASA; Durchmusterung: GLIMPSE

Wenn man aus der Milchstraße hinausblickt, ist die Struktur unserer Galaxis schwer zu erkennen. Doch eine aufwändige Durchmusterung mit dem Weltraumteleskop Spitzer liefert nun gute Hinweise, dass wir in einer riesigen Galaxie mit zwei Hauptspiralarmen leben. Diese sind der Scutum-Centaurus-Arm und der Perseusarm. Sie beginnen an den Enden eines großen Zentralbalkens.

Wenn Sternforschende in anderen Galaxien von oben auf unsere Galaxis blicken, sehen sie die Milchstraße wahrscheinlich als Balkenspirale mit zwei Armen, ähnlich wie auf dieser Illustration. Frühere Analysen zeigten eine kleinere zentrale Balkenstruktur und vier Spiralarme.

Die Position der Sonne wird immer noch etwa ein Drittel der Distanz vom Zentrum zum äußeren Milchstraßenrand angenommen. Sie befindet sich in einem Nebenarm, dem Orion-Arm. Wenn ihr den Mauspfeil über das Bild schiebt, findet ihr die Sonne und die neu kartierten Strukturen der Milchstraße.

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