Autor: Ruth Grützbauch

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Der Löwenkopfnebel auf Bildern des JWST

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Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Bildbearbeitung: Alyssa Pagan (STScI); Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Blicken wir auf die Zukunft unserer Sonne? Das James Webb Weltraumteleskop hat unser heutiges Bild des Löwenkopfnebels (NGC 2392) aufgenommen. Es besteht aus Aufnahmen der Instrumente NIRCam und MIRI. Der Löwenkopfnebel ist das Überbleibsel eines sonnenähnlichen Sterns. Der Stern konnte die Kernfusion in seinem Inneren nicht mehr aufrechterhalten und wurde dadurch instabil. Er begann seine äußeren Schichten aus Gas und Staub in den Weltraum hinaus zu schleudern. So ist dieser planetarische Nebel entstanden. Der extrem heiße Kern des Sterns blieb zurück: ein weißer Zwerg. Er ist in der Nase des Löwen zu sehen. Bitte die Nase nicht anstupsen! Die starke Strahlung des weißen Zwergs bringt das Gas zum Leuchten. Es dehnt sich aus und erzeugt so die unregelmäßigen Blasen, die das Gesicht des Löwen bilden. Eine leuchtende Gaswolke und dichte Staubklumpen, die die Strahlung des weißen Zwergs überlebt haben, bilden die Löwenmähne. Dieser neue und sehr detaillierte Blick auf den Nebel hilft uns, ihn besser zu verstehen. Wir lernen daraus, wie das Gas und der Staub miteinander und mit dem Licht des weißen Zwergs wechselwirken.

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Mondfinsternisse visualisieren den Erdschatten

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Bildcredit und Bildrechte: Tim Martin

Was erzeugt dieses riesige Loch im Weltraum? Das ist kein Schwarzes Loch – es ist ein Schatten. Es ist der Schatten der Erde. Mindestens seit der Zeit von Aristoteles haben die Menschen bemerkt, dass der dunkle Schatten der Erde bei einer partiellen Mondfinsternis rund ist. Es ist allerdings nie ein ganzer Kreis. Mit moderner digitaler Technologie können wir aber viele Bilder von Mondfinsternissen kombinieren. Dadurch wird der gesamte Schatten der Erde sichtbar. Die heutige Bilderserie stammt von einem hartnäckigen Astrofotografen und vereint 22 Jahre von Mondfinsternissen in einem Bild. Der Mond wird nicht jeden Monat verfinstert, da seine Umlaufbahn relativ zur Erdbahn leicht geneigt ist. Bei genauerer Betrachtung sieht man auf manchen Bildern von Mondfinsternissen ein schwaches, bläuliches Band. Es entsteht, wenn die obere Atmosphäre der Erde mehr rotes Licht herausfiltert als blaues. Diese Woche wird eine neue Mondfinsternis stattfinden, die am besten aus Teilen Nord- und Südamerikas, Europa und Afrika zu sehen ist.

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Das neue, schärfste Bild der Sonne zeigt Instabilität

Gelbe, glatte Flächen sind stark zerfurcht von dunklen braunen Wirbeln. Es sind Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten.
Bildcredit und Bildrechte: NSF, NSO, AURA, MPS, Inouye Telescope

Was zeigt uns das neue schärfste Bild unserer Sonne? Instabilität. Genauer gesagt: Es zeigt einen ganz bestimmten interaktiven Prozess namens Kelvin-Helmholtz-Instabilität (KHI). Diese Instabilität erzeugt Wellen und Wirbel, wenn zwei Strömungen aneinander vorbeifließen. In diesem Fall sind das veränderliche Ströme im magnetischen Plasma der Sonne.

Schon lange vermutete man Strudel und Ströme der KHI auf der Sonne. Jetzt konnten wir sie endlich in dieser dramatischen Aufnahme in hoher Auflösung nachweisen. Das Bild wurde soeben veröffentlicht. Es wurde mit dem Sonnenteleskop Inouye auf Hawaii in den USA aufgenommen. Das gelbe Falschfarbenbild ist eigentlich blau. Es ist das am höchsten aufgelöste Bild der Sonne im sichtbaren Licht.

Der Bildausschnitt ist etwa so groß wie die Erde. Doch die feinsten Details sind nur so breit wie eine Stadt. Wir sehen glatte Oberflächen in der körnigen Struktur der Sonne, die wir als Granulen bezeichnen. An den Rändern der blumenartigen Strukturen liegen zahlreiche KHI-Wirbel. Zukünftige Forschung könnte erklären, wie diese Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten Energie und Magnetfelder bewegen. Vielleicht heizen sie sogar die Korona der Sonne auf.

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Gegendämmerungsstrahlen über Sizilien

Hinter einer Landschaft mit Bäumen und Feldern steigen am Horizont in der Dämmerung markante Strahlen auf. Sie strömen scheinbar aus einem Punkt, dem Fluchtpunkt. In Wirklichkeit verlaufen sie parallel. Das Strahlenbüschel aus Gegendämmerungsstrahlen befindet sich im Osten gegenüber dem Sonnenuntergang.
Bildcredit und Bildrechte: Marcella Pace; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Die Sonne ist gerade untergegangen, und zwar auf der anderen Seite des Himmels! Wir sehen hier sogenannte Gegendämmerungsstrahlen. Das Bild zeigt Kalksteinplateaus im Herzen der Hybläischen Berge im südöstlichen Sizilien. Dort laufen die Strahlen im Osten scheinbar zusammen.

Wie sind die Strahlen entstanden, obwohl die Sonne nicht am Himmel war? Nachdem sie (wie immer im Westen) untergegangen war, beleuchtete sie noch eine Wolke hoch am Himmel. Das Sonnenlicht war teilweise von der Wolke verdeckt. So entstand ein Muster aus Licht und Schatten, das in parallelen Linien über den Himmel zog.

Durch die Perspektive liefen die Linien scheinbar zusammen. Es ist derselbe Effekt, wie wenn sich Eisenbahngleise scheinbar in der Ferne treffen. Man sieht ihn auch bei Sonnenaufgang, nur sind dann die Richtungen vertauscht. In ganz seltenen Fällen sieht man Strahlenbüschel und Gegendämmerungsstrahlen sogar gleichzeitig.

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Ein Supernova-Überrest beim Galaktischen Zentrum

Hinter weißen, blauen und roten Sternen leuchtet eine rote Wolke und rechts darunter eine kleinere blaue. Diese blaue Wolke ist vielleicht ein Supernova-Überrest.
Bildcredit und Bildrechte: X-ray: NASA/CXC/UCLA/Z. Zhu et al.; ESA/XMM-Newton; Optical: PanSTARRS; Radio: MeerKAT; Image Processing: NASA/CXC/SAO/L. Frattare and P. Edmonds; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Seht ihr diesen blauen Klecks rechts unter der Bildmitte? Astronom*innen denken, dass dort ein massereicher Stern als Supernova explodiert ist. Ihr Licht hat die Erde vor etwa 1700 Jahren erreicht. Das Bild ist aus verschiedenen Beobachtungen zusammengesetzt. Es besteht aus sichtbarem Licht des Teleskops PanSTARRS auf Hawaii (Sterne im Hintergrund leuchten rot, grün und blau). Die Daten in Radiowellen kommen vom MeerKAT-Teleskop in Südafrika (die große rote Wolke). In Blau sehen wir Röntgenlicht der Röntgenteleskope Chandra der NASA und XMM-Newton der ESA.

Die große Wolke ist eine Sternentstehungsregion namens Sagittarius C. Sie ist ungefähr 50 Lichtjahre groß und 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie liegt nur etwa 260 Lichtjahre neben vom sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxis (links außerhalb des Bildes).

Wenn der blaue Klecks tatsächlich ein Supernova-Überrest ist, wäre er der nächste beim galaktischen Zentrum, den wir je entdeckt haben. In dieser dichten Region geht das Ende von massereichen Sternen mit dem Entstehen neuer Sterne über Gas und Magnetfelder einher.

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Andromeda hinter Gas und Staub

Die Andromeda-Galaxie wirkt hier anders als auf den meisten Bildern. Der Hintergrund ist mit rötlichen Schleiern und Nebeln bedeckt. Die Spiralarme sind von rötlichen Sternhaufen gesäumt.
Bildcredit und Bildrechte: Nick Fritz; Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Vor mehr als 1000 Jahren veröffentlichte der persische Astronom Abd al-Rahman al-Sufi sein Buch der Fixsterne (Bodleian Library MS. Marsh 144 p. 167). Es enthält die älteste bekannte Aufzeichnung der Andromeda-Galaxie. 800 Jahre später wurde Andromeda der 31. Eintrag im Katalog der Nebel und Sternhaufen von Charles Messier. Er beschrieb sie als „kleine Wolke“ oder „Nebel“. Heute wissen wir, dass sie die nächste große Nachbargalaxie ist.

Dieses Bild wurde 202 Stunden lang belichtet. Es zeigt, wie gut wir unsere Nachbarin mittlerweile beobachten können. Die diffusen roten und blauen Wolken sind zum Großteil ionisierter Wasserstoff und Sauerstoff. Sie liegen in unserer Milchstraße. Rosa Wolken aus Wasserstoff säumen die staubigen Spiralarme von Andromeda. Das energiereiche Licht junger Sterne ionisiert sie. Zwei kleine Satellitengalaxien kreisen um die größere Andromeda. Es sind M32 und M110.

Wir beobachten Andromeda nun schon seit der Antike mit bloßem Auge und mit modernen Teleskopen. Trotzdem stecken noch viele Geheimnisse in ihr, die wir weiter erforschen, zum Beispiel, wie Galaxien miteinander verschmelzen und sich entwickeln. Auch die Dunkle Materie, in die Galaxien wie Andromeda eingebettet sind, ist ein Rätsel.

Aufgepasst! Die Bewerbung beim NASA/IPAC-Forschungsprogramm für Lehrkräfte ist offiziell eröffnet!

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Die Sombrerogalaxie Messier 104

Die Galaxie M104 schwebt hier mitten im Bild. Sie ist von einem breiten Staubring umgeben, daher erinnert ihr Aussehen an einen Sombrero.
Bildcredit: CTIO, NOIRLab, DOE, NSF, AURA; Bildbearbeitung: T. A. Rector (U. Alaska Anchorage), D. de Martin (NOIRLab / NSF) und M. Zamani (NSF, NOIRLab)

Die prachtvolle Spiralgalaxie Messier 104 ist berühmt für ihren breiten Ring aus dunklem Staub, den wir beinahe von der Kante her sehen. Die Silhouette der Staubscheibe zeichnet sich vor dem ausgedehnten Zentralbereich aus Sternen ab. Die Galaxie ähnelt dadurch einem Hut mit einer breiten Krempe. So ist auch ihr beliebter Spitzname zu erklären: Sombrerogalaxie.

Die Galaxie wird auch NGC 4594 genannt und wird in allen Farben des Spektrums beobachtet. Außerdem enthält sie ein extrem massereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum. Sie ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und 28 Millionen Lichtjahre von uns entfernt.

M104 ist eine der größten Galaxien am südlichen Rand des Virgo-Galaxienhaufens. Doch die Sterne liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße. Die Nahaufnahme der altbekannten Galaxie entstand mit der Dark Energy Camera (DECam) am Blanco-Teleskop. Dieses hat eine Öffnungsweite von 4 m und gehört zum Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO).

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NGC 2170: Der Engelnebel

Der Nebel im Bild erinnert an einen Engel. Er besteht aus Gas und Staub, das teils selbst leuchtet, teils dunkel ist oder das Licht von Sternen reflektiert.
Bildcredit und Bildrechte: Jason Marriott

Ist das ein Gemälde oder ein Foto? Diese himmlische abstrakte Kunst ist wie mit einem kosmischen Pinsel gemalt. Der staubige Nebel ist als NGC 2170 katalogisiert. Man nennt ihn auch Engelnebel. Er leuchtet rechts über der Bildmitte und reflektiert das Licht der heißen Sterne in der Nähe. Bläuliche Reflexionsnebel, rötliche Emissonsregionen, dunkle Absorptionsnebel und ein Hintergrund aus bunten Sternen begleitet NGC 2170.

Abstrakte Maler wählen oft gewöhnliche Gegenstände im Haushalt. Auch Wolken aus Gas, Staub und heißen Sternen wie in dieser Szenerie kommen zusammen vor. Sie gehören zu einer riesigen Wolke mit Sternbildung im Sternbild des Einhorns (Monoceros). Die gigantische Molekülwolke Mon R2 ist nur etwa 2400 Lichtjahre von uns entfernt. In dieser Distanz wäre die Leinwand über 60 Lichtjahre groß.

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