Schlagwort: Supernovaüberrest

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M1: Der Krebsnebel, von Hubble fotografiert

Der ovale Nebel im Bild ist ein flackerndes Gewirr aus orange-gelben und grünen Fasern, in der Mitte schimmert ein blau-weißlicher Nebel.

Bildcredit: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU); Dank an: Davide De Martin

Diese Unordnung bleibt übrig, wenn ein Stern explodiert. Der Krebsnebel ist das Resultat einer Supernova, die 1054 n. Chr. beobachtet wurde. Er ist voller rätselhafter Fasern. Diese Fasern sind nicht nur ungemein komplex, sondern haben anscheinend auch eine höhere Geschwindigkeit, als man bei einer freien Explosion erwarten würde.

Dieses Bild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Es wird in drei Farben dargestellt, die nach wissenschaftlichen Kriterien gewählt wurden. Der Krebsnebel ist etwa 10 Lichtjahre groß. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein Pulsar, das ist ein Neutronenstern, er hat gleich viel Masse wie die Sonne, ist aber nur so groß wie eine kleine Stadt. Der Krebs-Pulsar rotiert etwa 30-mal pro Sekunde um seine Achse.

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Supernova-Sonate

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Titelbild: Keplers Supernovaüberrest: Chandra (Röntgenstrahlen) / Hubble (optisch) / Spitzer (IR); Credit: Alex H. Parker (Univ. Victoria), Melissa L. Graham (Univ. California, Santa Barbara / LCOGT)

Beschreibung: Für eine Sonate für Supernovae muss man erst einmal die Supernovae finden. Dafür nützten die Komponisten* Alex Parker und Melissa Graham Daten aus dem Durchmusterungs-Archiv des Canada France Hawaii Telescope (CFHT) von vier Himmelsausschnitten, die von April 2003 bis August 2006 detailreich fotografiert wurden, und wählten 241 Supernovae vom Typ Ia.

Für Kosmologen* sind diese thermonuklearen Explosionen, bei denen weiße Zwergsterne zerstört werden, sehr interessant. Jede Supernova spielt eine Note, deren Lautstärke durch die Entfernung der Supernova definiert wurde. Schwache, weit entfernte Supernovae spielen leise Noten.

Die Tonhöhe jeder Note basiert auf einem Dehnungsfaktor, der sich danach richtet, wie schnell die Supernova im Vergleich zu einer Standardzeitspanne heller wird und wieder verblasst. Je höher der Dehnungsfaktor, desto höher die Note auf der oben gezeigten phrygisch-dominanten Tonleiter.

Natürlich wird jede Supernova-Note von einem Instrument gespielt. Supernovae in massereichen Galaxien werden von einem Kontrabass vorgetragen, die Noten von Supernovae in massearmen Galaxien werden auf einem Konzertflügel gespielt.

Klickt auf das Bild oder folgt diesen Link (Vimeo, YouTube), dann seht ihr eine Zeitfaffer-Animation der CFHT-Legacy-Survey-Daten, während ihr die Supernova-Sonate hört.

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Auskühlender Neutronenstern

Das Bild zeigt eine Nebelwolke in weißgrün, blau uns violett. Rechts unten ist ein Einschub eines rot-orangefarbenen Neutronensterns, der von Strahlen umgeben ist. Rechts oben ist ein dreieckiges Stück aus dem Neutronenstern herausgeschnitten.

Credit: Röntgenstrahlung: NASA / CXC / UNAM / Ioffe / D.Page, P.Shternin et al; Sichtbares Licht: NASA / STScI; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss)

Beschreibung: Der Supernovaüberrest Cassiopeia A (Cas A) ist behagliche 11.000 Lichtjahre entfernt. Eine Supernova ist die Todesexplosion eines massereichen Sterns. Das Licht von Cas A erreichte die Erde erstmals vor nur 330 Jahren. Die sich ausdehnende Trümmerwolke ist auf diesem Kompositbild im Röntgenlicht und im optischen Spektrum etwa 15 Lichtjahre groß. Die helle Quelle nahe der Mitte (eingefügte Illustration) ist ein Neutronenstern, das ist der unglaublich dichte, kollabierte Überrest des stellaren Kerns.

Der Neutronenstern Cas A ist immer noch heiß genug, um Röntgenlicht abzustrahlen, kühlt aber aus. Beobachtungen mit dem Röntgen-Weltraumteleskop Chandra zeigten in einem Zeitraum von 10 Jahren, dass der Neutronenstern rasch auskühlt – so schnell, dass Forschende vermuten, dass ein großer Teil im Kern des Neutronensterns eine reibungsfreie Neutronensuperfluidität erzeugt. Die Ergebnisse von Chandra sind der erste empirische Hinweis auf diesen exotischen Materiezustand.

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Simeis 147: Supernovaüberrest

Wie ein Knäul aus roten Fäden schlingen sich die Wirbel in diesem Supernovaüberrest in einer Umgebung, die dicht von Sternen gesprenkelt ist.

Credit und Bildrechte: Nobuhiko Miki

Beschreibung: Man verliert leicht die Orientierung, wenn man den komplexen Fasern auf diesem detailreichen Mosaikbild des zarten Supernovaüberrestes Simeis 147 folgt. Er ist als Sh2-240 katalogisiert und bedeckt am Himmel im Sternbild Stier fast 3 Grad oder 6 Vollmonde. Das entspricht in der geschätzten Entfernung der stellaren Trümmerwolke von 3000 Lichtjahren einer Breite von 150 Lichtjahren.

Das Komposit entstand aus Bilddaten, die mit Schmalbandfiltern aufgenommen wurden, um die Emissionen von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen zu betonen, welche die Regionen aus komprimiertem, leuchtendem Gas zeigen.

Dieser Supernovaüberrest ist etwa 40.000 Jahre alt. Das bedeutet, dass das Licht der gewaltigen Sternexplosion die Erde erstmals vor 40.000 Jahren erreichte. Doch dieser sich ausdehnende Überrest ist nicht das einzige Nachspiel. Die kosmische Katastrophe hinterließ auch einen Pulsar, das ist ein rotierender Neutronenstern. Dieser ist alles, was vom ursprünglichen Kern des Sterns übrig blieb.

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Das gewellte rote Band der SNR 0509

Vor einem Hintergrund aus zarten Sternen zeichnet sich eine ebenso zarte rote Blase ab, man sieht nur ihren Umriss.

Credit: NASA, ESA und das Hubble-Vermächtnis-Team (STScI/AURA); Danksagung: J. Hughes (Rutgers U.)

Beschreibung: Wie entstehen die Wellen im Supernova-Überrest SNR 0509-67.5? Die Wellen und der größere Nebel wurden 2006 und Ende letzten Jahres vom Weltraumteleskop Hubble so detailreich wie noch nie abgebildet. Die rote Farbe wurde mit einem Hubble-Filter aufgenommen, der nur für Licht von angeregtem Wasserstoff durchlässig ist.

Der genaue Ursprung der Wellen ist unbekannt. Zwei Ursprungshypothesen werden in Betracht gezogen, sie erklären die Welle mit relativ dichten Anteilen von ausgestoßenem oder zusammengepresstem Gas. Die Ursache für den breiteren, rot leuchtenden Ring ist klarer, da sich die Ausdehnungsgeschwindigkeit und die Lichtechos mit einer klassischen Supernova-Explosion vom Typ Ia erklären lassen, die sich etwa 400 Jahren ereignet haben muss.

SNR 0509 hat derzeit einen Durchmesser von etwa 23 Lichtjahren. Er ist ungefähr 160.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwertfisch (Dorado) in der Großen Magellanschen Wolke. Der expandierende Ring birgt jedoch ein weiteres Geheimnis: Warum wurde die Supernova vor 400 Jahre nicht beobachtet, als das Licht ihrer Explosion die Erde passiert haben müsste?

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Der Schleiernebel

Vor einem Hintergrund aus zarten Sternen leuchten rote Nebelschleier mit blauen Rändern.

Credit und Bildrechte: Martin Pugh

Beschreibung: Diese Fasern aus komprimiertem, leuchtendem Gas sind eine zarte Erscheinung. Sie sind im Sternbild Schwan an den Himmel drapiert und bilden den Schleiernebel. Der Nebel ist ein großer Supernovaüberrest – eine expandierende Wolke, die bei der Explosion eines massereichen Sterns entstand. Das Licht der Supernovaexplosion erreichte die Erde vor vermutlich mehr als 5000 Jahren.

Der Schleiernebel wird auch als Cirrusnebel oder Cygnusschleife bezeichnet. Er ist am Himmel fast 3 Grad breit, das sind etwa 6 Vollmonddurchmesser. In seiner geschätzten Entfernung von 1500 Lichtjahren entspricht das mehr als 70 Lichtjahren.

Der Schleier ist so groß, dass seine helleren Teile als einzelne Nebel betrachtet werden, etwa der Hexenbesen (NGC 6960) am unteren Ende dieser tollen Himmelsansicht oder Pickerings Dreieck (NGC 6979) rechts unter der Mitte. Oben ist der gespenstische Nebel IC 1340.

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Vela-Supernovaüberrest

Vor einer puprfarbenen Nebelwolke leuchten petrolfarbene Fasern von einer Supernova-Explosion.

Credit und Bildrechte: Marco Lorenzi (Star Echoes)

Beschreibung: Diese komplexe, schöne Himmelslandschaft liegt in der Ebene unserer Milchstraße. Am nordwestlichen Rand des Sternbildes Schiffssegel (Vela) schweben die leuchtenden Fasern des Vela-Supernovaüberrestes, das ist die expandierende Trümmerwolke der letzten Explosion eines massereichen Sterns. Dieses Mosaik aus vier Aufnahmen ist mehr als 10 Grad breit.

Das Licht der Supernova, die den Vela-Überrest hervorrief, kam vor etwa 11.000 Jahren zur Erde. Bei der kosmischen Katastrophe wurden Filamente aus angeregtem Gas zusammengedrückt. Es entstand auch ein unglaublich dichter rotierender Sternkern, der Vela-Pulsar.

Der Vela-Überrest ist ungefähr 800 Lichtjahre entfernt und wahrscheinlich in einen größeren, älteren Supernovaüberrest -den Gum-Nebel – eingebettet.

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