Andromeda-Galaxie: größer als man denkt …

Das sind die neuesten Bilder der Pan-Andromeda Archaeological Survey, einer besonders großflächigen und umfassenden Bestandsaufnahme der Sterne der Galaxien M 31 (o.r.) und M 33 (u.l.) – und dazwischen! Oben die großräumigen Sternströme, repräsentiert durch Sterne bestimmter Metallizität, in der Mitte das Gesamtbild durch Sterne allen Gehalts schwerer Elemente, denen unterschiedliche Farben zugeteilt wurden, unten die Lage diverser Zwerggalaxien: Zusammen zeichnen sie ein detailliertes Bild von der Entstehung der Galaxien, wie es nur bei diesen beiden gewonnen werden kann. Die neuen Bilder zeigte R. Ibata soeben am letzten Tag der Heidelberger AG-Tagung; frühere Versionen sind in Präsentationen hier und hier zu finden.

Fünf aktuelle bunte Bilder aus dem Deep Sky

Der Planetarische Nebel PN G054.2-03.4 alias Necklace Nebula aus HST-Sicht mit der WFC3: Er wurde erst kürzlich entdeckt, und die Strukturen sind in diesem Fall durch ein Doppelsternsystem mit verschieden schneller Entwicklung der beiden Komponenten gut zu verstehen. Einer blähte sich auf, gab Material an den anderen ab, der so schnell rotierte, dass er Material an seinem Äquator verlor: Das bildete die Grundlage des Rings, mit den Knoten als Verdichtungen, der nun vom UV-Licht der Sterne zum Leuchten angeregt wird.

Der Hantel-Nebel M 27 einmal anders, gesehen von Spitzer bei 3.6 bis 8 µm Wellenlänge: Insbesondere die radialen Strukturen unterscheiden sich doch sehr vom bekannten Anblick dieses Planetarischen Nebels im sichtbaren Licht.

Die wechselwirkenden Galaxien Arp 302 mit HST & Chandra (Röntgenbild in violett) gesehen: Sie stehen gerade am Anfang ihres langwierigen Verschmelzungsprozesses und entwickeln sich dabei unterschiedlich schnell.

Die Spiralgalaxie NGC 3521 mit dem VLT-Instrument FORS 1 aufgenommen: eine typische „flockige (flocculent) Galaxie“ mit irregulär erscheinenden Spiralarmen voller Sternentstehungsgebiete und Staub.

Die Hickson Compact Group 7 auf der ACS-Aufnahme des HST: Obwohl die drei Spiralgalaxien nahe beieinander stehen, zeigen Detailuntersuchungen zu ihrer Vergangenheit wenig Wechselwirkungen. „The currently known information is contradictory and an encouragement for further studies“ …

Galaktische Einsichten von Weltraumteleskopen

IC 342 auf einer Aufnahme des Spitzer Space Telescope von 3.6 bis 8.0 µm Wellenlänge: Weil sich diese Galaxie in der Ebene unserer eigenen Milchstraße befindet, ist das Bild von allerlei ‚heimischen‘ Sternen überlagert, die in der Falschfarbendarstellung bläulich erscheinen.

Messier 101 aus Sicht des WISE-Satelliten bei 3.4 bis 22 µm: Mit fast 200’000 Lichtjahren Durchmesser ist diese ‚Grand Design‘-Spirale fast doppelt so groß wie die Milchstraße.

Ein winziger Teil der Andromedagalaxie auf einer HST-Aufnahme mit der ACS, die ihn in einzelne Sterne zerlegt (hier ein Sternstrom, Rest einer im Schwerefeld von M 31 zerrissenen Zwerggalaxie) und zugleich viele entfernte Galaxien im Hintergrund zeigt: Teil eines umfangreichen Projekts zur Charakterisierung der diversen Sternpopulationen von Messier 31.

Eine ausgedehnte Staubwolke umgibt Betelgeuse

Der Überriese im Orion (im Deutschen fälschlicherweise Beteigeuze geschrieben) hat sie mit seinem starken Sternwind produziert, das VISIR-Instrument des VLT nun bei 7 bis 19 µm in schrillen Falschfarben abgebildet. Im gleichen Maßstab im Zentrum sternnahe Nebelstrukturen im nahen IR von NACO ebenfalls am VLT aufgenommen (siehe ISAN 91-9), die vielleicht mit den nun entdeckten staubigen Wolken bis in 60 Mrd. km Entfernung von der Sternoberfläche zusammen hängen.

Der protoplanetarische Nebel IRAS 22036+5306 aus Hubbles Sicht mit dem hochauflösenden Kanal der ACS: Noch wird das Licht des Zentralsterns von den Gasmassen, die er zuvor ausgestoßen hat, nur reflektiert – aber wenn er sich in einen heißen Weißen Zwerg umgewandet hat, wird er sie zur Emission anregen. Die Übergangsphase ist viel kürzer als der Zustand als planetarischer Nebel, weshalb nur einige hundert protoplanetarische bekannt sind.

Ein Stück aus dem Staubband der Galaxie Centaurus A, von UV bis NIR von Hubble aufgenommen mit der WFC3: Sonst hinter Staub verborgene Sternentstehungsgebiete werden so sichtbar.

Die Spiralgalaxie NGC 7479 auf einer Hubble-Aufnahme mit der ACS: Im Radiobereich sieht man kurioserweise einen Jet, der sich entgegen der Spiralstruktur im Sichtbaren krümmt – vermutlich das Ergebnis einer Kollision.

Sichtbare Galaxien, heißes Gas und Dunkle Materie des Galaxienhaufens Abell 2744: Das optische Bild stammt von Hubble und dem Very Large Telescope (die Galaxien machen kaum 5% der Haufenmasse aus), das Gas sieht Chandra im Röntgenlicht glühen (hier rosa dargestellt; 20% der Haufenmasse) – und die Verteilung der DM (blau; 75%) ist aus dem Hubble-Bild und Aufnahmen mehrerer irdischer Großteleskope über den Gravitationslinsen-Effekt auf Galaxien im Hintergrund ermittelt worden. Die komplexe Konfiguration von Gas und Dunkler Materie deutet auf die gleichzeitige Kollision von vier Galaxienhaufen hin.

Sieben Bilder der Woche (alles außer Merkur :-)

NGC 6872 (links) und ihr Begleiter IC 4970 mit Gemini-Süd: das Motiv ausgesucht hatten Schülerinnen in Australien im Rahmen eines Wettbewerbs (Seite 26), denn dank einer Beteilung am Gemini-Konsortium wird dort Gemini Süd – in Chile – als „the nation’s largest optical telescope“ betrachtet …

Der Rho-Ophiuchi-Komplex aus Sicht des IR-Satelliten WISE, eines der nächstgelegenen Sternentstehungsgebiete: Bei 3.5 bis 22 µm tritt ebenso reflektiertes Sternlicht in Erscheinung wie von Sternen gewärmtes Gas – und manche Zonen sind so dicht voll Staub, dass sie selbst im IR in Absorption erscheinen. Die rosa Punkte sind Young Stellar Objects: Die immerhin kann man im IR – im Gegensatz zum sichtbaren Licht – sehen.

Leuchtender Wasserstoff um den Sternhaufen NGC 371 auf einem VLT-Bild – der offene Haufen in der SMC ist für seine ungewöhnlich hohe Zahl veränderlicher Sterne bekannt.

Der Kugelsternhaufen Messier 12 auf einer Hubble-Aufnahme mit der ACS – bei Passagen durch dichte Milchstraßenregionen hat er nach neueren Erkenntnissen viele Sterne geringer Masse eingebüßt.

Schon wieder eine Sonnenfinsternis durch die Erde für den SDO-Satelliten, wie sie derzeit andauernd eintritt („Sonnenfinsternis …“), hier am 29. März. Die Erdatmosphäre sorgt für den diffusen Rand, wobei ihre Dichteschwankungen wie auch die unterschiedliche Helligkeit der kurzwelligen solaren Strukturen zu dem konfusen Übergang beitragen.

Die Marsvulkane Ceraunius Tholus und Uranius Tholus aus Sicht des Mars Express (alte Bilder, neu verarbeitet): Zeitweise hing Nebel über dem ersteren, der aber verschwunden war, als spätere Scans das Bildmosaik komplettierten.

Details des Mondkraters Klute W aus Sicht des LRO: Der Kraterwall verfällt allmählich unter der Schwerkraft des Mondes (’slope retreat‘).

Der Mond über der Erde – gesehen von Elektro-L

Das ist ein neuer russischer Wettersatellit, der als erstes großes neues Weltraumprogramm seit dem Ende der Sowjetunion vor fast 20 Jahren gilt und im Januar gestartet wurde („Das erste Erdbild …“). Und sein Satelliten-Bus „Navigator“ soll auch für die neuen Astronomiesatelliten der Spektr-Reihe benutzt werden, die nun vielleicht endlich tatsächlich gebaut werden. (NACHTRAG: Noch mehr Elektro-L-Bilder sind bereits hier erschienen.) Bilder des Mondes durch Satelliten, die eigentlich die Erde beobachten, sind übrigens keine Seltenheit: Dieses Paper über Chandra-Beobachtungen einer Lavaröhre auf dem Mond z.B. illustriert deren Lage anhand eines Mondbildes von Cartosat-2A. NACHTRAG 2: Besonderheiten der russischen Bildverarbeitung …

Ein Mosaik des Mond-Nordpols bis 60°N hinab aus zahlreichen Aufnahmen des Lunar Reconnaissance Orbiters – inzwischen mit bis zu 2 Metern Auflösung verfügbar. Und auch die zeitliche Variation der Beleuchtung ist ausgiebig dokumentiert und visualisiert worden.

Sonnenfinsternis für den Satelliten SDO – durch die Erde: Die längste der gegenwärtigen Serie, 72 Minuten lang, fand gestern statt. Die Erde hat – im Gegensatz zum Mond – wegen ihrer Atmosphäre einen diffusen Rand.

Die Sternentstehungsregion LBN 149.02-00.13 alias Sh2-205 um den Stern CY Camelopardalis aus Sicht des WISE-Satelliten – der heiße Stern hat den Nebel rund um sich bereits leer gefegt. (Ein andere WISE-Bild von der Circinus-Galaxie macht weniger her.)

Eine tiefe Röntgenaufnahme des Tycho-Supernovarests bei mehreren Wellenlängen: Auf Detailbildern Chandras fällt ein Streifenmuster auf, das als direktes Indiz für Teilchenbeschleunigung gilt. Denn hier ist die Turbulenz größer und das Magnetfeld stärker aufgewickelt.

Die Spiralgalaxie NGC 5584, von Hubble in Einzelsterne aufgelöst: Cepheidenbeobachtungen hier und in anderen Galaxien haben mit zu einer Bestimmung der Hubble-Konstanten mit 3% Genauigkeit beigetragen.

Der Galaxienhaufen Abell 3376 total multispektral: in Orange Röntgenemission, in RGB ein optisches Bild und in Blau Radiostrahlung. Die Gestalt des Röntgengases bestätigt, dass hier eine Verschmelzung von Haufen geschieht, das Radiogas könnte dabei heraus geflogen sein.

Deep Sky, multispektral: neun aktuelle Ansichten

Der Bugschock des Sterns Ampha Cam im Infraroten, ein Vermächtnis des seit einem Monat schlummernden Satelliten WISE: Der starke Sternwind des mit 700 bis 4000 km/s durch den Raum rasenden Überriesen prallt auf das interstellare Medium, wo Gas und Staub zusammen gedrückt und aufgeheizt werden – leuchten sieht man’s aber nur im IR.

Der Protoplanetarische Nebel PK166-06 alias CRL 618 alias AFGL 618 (auch Westbrook Nebula) aus Hubble-Sicht: Der Stern in der Mitte ist noch nicht zum Weißen Zwerg geworden, und daher strahlt der Nebel auch nur schwach.

Ein Ausschnitt aus dem Tarantel-Nebel mit der ACS des HST: Supernovae der jüngeren Vergangenheit haben in diesem Sternentstehungsgebiet in der LMC jene Gas- und Staubfilamente produziert, deren angebliche Ähnlichkeit mit Spinnenbeinen ihm einst den Namen gab.

Wilde Strukturen im Sternentstehungsgebiet NGC 6729 haben junge Sterne geschaffen, die man selbst auf dieser VLT-Aufnahme gar nicht sehen kann, weil sie noch in Staubwolken stecken: Nur durch durch die leuchtenden Herbig-Haro-Objekte, die ihre Ausströmungen verursachen, machen sie sich bemerkbar.

Das Sternentstehungsgebiet Sh2-284 im IR, ein anderes Bild aus dem WISE-Archiv: Mitten drin sitzt der Sternhaufen Dolidze 25, und die starke Strahlung der jungen Sterne dort verursacht im Gasnebel dieselben „Elefantenrüssel“-Erosionsstrukturen wie man sie z.B. auch aus dem Adlernebel kennt.

Die Starburst-Galaxie Messier 82 mal ganz anders: eine Kombination aus Chandra-Röntgendaten (blau), Nah-IR-Bildern von Hubble (grün; Sterne) und Mittel-IR-Daten des Subaru-Teleskops (rot) – damit ist klar, dass der berühmte Superwind dieser Galaxie nicht auf einen bestimmten Sternhaufen sondern eine ganze Reihe verteilter Quellen zurück geht.

Noch ein multispektrales Galaxien-Komposit, von der Zentralregion von NGC 4151: Hier trugen Chandra (blau), sichtbares Licht (gelb) und Radiostrahlung (rot) bei; der aktive Kern hat wohl mit einem Ausbruch – der Mechanismus ist nicht offensichtlich – für die Röntgenstrahlung gesorgt.

Ein Spitzer-Bild von Messier 63 im Infraroten von 3.6 bis 24 µm – keine besonderen Vorkommnisse, nur ein Pretty Picture …

NGC 247 mit dem 2.2-m-Teleskop der ESO: nach neuer Analyse der Cepheiden in der Galaxie nur 11 Mio. Lichtjahre entfernt und damit eine der nächst gelegenen Galaxien am Südhimmel.

Eis rund um die Kurilen-Insel Shikotan – von EO-1

Eine Aufnahme des Advanced Land Imager auf dem betagten kleinen Erdbeobachter („New-Millennium-Mission …“): Ostrov Shikotan oder Shikotan-to – hier am 14. Februar aufgenommen – liegt auf 43°N und damit am Südrand des Wintereises der Nordhalbkugel.

Der Schatten der Saturnringe auf dem Planeten am 9. Januar, als der Ring Cassini selbst – 796’000 km entfernt – fast genau die Ringkante zeigte.

Der Nebel um den Stern CE Cam aus Sicht von WISE (3.4 – 22 µm): Auch wenn die Mission des IR-Satelliten vorbei ist, gibt’s weiter jede Woche ein Pretty Picture. Die Nebelstruktur – BFS 29 – ist ein Mix aus H-II-Region und Reflexionsnebel.

Die Balkenspirale NGC 6384 aus der Sicht Hubbles mit der ACS – wobei das Weltraumteleskop an zahlreichen Sternen der eigenen Milchstraße vorbei schauen muss, steht die Galaxie doch im Schlangenträger.

Eine erdgebundene Aufnahme der Starburst-Galaxie M 82 mit der ACAM am William Herschel Telescope auf La Palma. Das Instrument sitzt permanent im Cassegrain-Fokus des 4.2-Meter-Teleskops.

Arp 147: ein Ring aus Schwarzloch-Kandidaten

auf einer kombinierten Röntgen- (Chandra; rosa) und optischen (Hubble) Aufnahme der Galaxienkollision in der Spiralgalaxie rechts, wo eine Welle der Sternentstehung ausgelöst worden war. Davon zeugen heute viele Sternüberreste, Neutronensterne und SL-Kandidaten, die Chandra (als 9 rosa Flecken) herauspicken kann, wenn ein Begleiter Materie drauf wirft; dass die Quellen besonders röntgenhell sind, soll für überwiegend Schwarze Löcher sprechen.

Die Galaxien NGC 3621, NGC 6503 und NGC 157, aufgenommen mit dem ESO-2.2-m-Teleskop bzw. Hubble bzw. dem VLT mit HAWK-I. NGC 3621 ist eine reine Scheibengalaxie ohne zentralen Bulge (wohl weil sie noch keiner anderen begegnet ist), die Zwergspirale – da nur 1/3 so groß wie die Milchstraße – NGC 6503 zeigt als rosa Kleckse jede Menge Sternentstehung, und zu NGC 157 ist dem Bildtexter nichts rechtes eingefallen, ein Pretty Picture halt …

Ein HST-Bild der Sternentstehungsregion NGC 2174, wo junge heiße Sterne das übrig gebliebene Gas – die Sternbildung ist ein ineffizienter Prozess – zum Leuchten bringen und gleichzeitig davon treiben.

Ein Galaxienkandidat mit Rotverschiebung ~10 aus dem HUDF09 hat es bis in Nature geschafft

Das ist die Galaxie UDFj-39546284 aus dem 2009er Hubble Ultra Deep Field („Schon 12 …“): Für Spektren selbst mit den größten existierenden Teleskopen ist sie zu schwach, aber ihre photometrische Rotverschiebung – abgeschätzt aus der Helligkeit bzw. Abwesenheit auf Bildern verschiedener Wellenlängen – von 10.3 gilt als so gut abgesichert, dass das Paper über sie jetzt in Nature erscheinen darf. Aber wie man dem ‚paper trail‘ des Preprints entnehmen kann, hat es bis zu diesem kosmischen Ritterschlag über ein Jahr und 5 Versionen gedauert, und die erste Version von Ende 2009 enthielt noch drei Galaxienkandidaten mit z~10, die aber in der 4. Version vom August 2010 allesamt zweifelhaft geworden waren. Die Urfassung hatte schon damals einiges Aufsehen erregt, zumal es noch etliche weitere z~10-Kandidaten einer konkurrierenden Arbeitsgruppe gab.

Auf einer großen HUDF-Pressekonferenz im Januar 2010 waren dann überraschend Galaxien mit „nur“ 7 < z < 8.5 als Entfernungsrekorde gefeiert worden: Wie dieser Blogger erfuhr, hatten sich die beiden Gruppen vorher geeinigt, die kontroversen Objekte mit z~10 lieber außen vor zu lassen. Die andere Arbeit ist übrigens inzwischen – in der 3. Fassung – von einer Zeitschrift in der VR China angenommen worden und dort im September 2010 erschienen, ohne Nature-Glanz und mediale Begleitung. Nun darf man gespannt sein, wie es der z=10.3-Galaxie der anderen im Rampenlicht ergehen wird, nachdem sie gerade auf einer NASA-PK präsentiert wurde. Einen wichtigen Test hat sie jedenfalls schon bestanden: Das Spitzer Space Telescope sieht an dieser Stelle nichts, was bei einer staubreichen Galaxie mit geringerem z – einer Alternativ-Interpretation der Fotometrie – zu erwarten gewesen wäre.

Was z=10.3 eigentlich bedeutet, verrät der Cosmology Calculator: Wir sehen diese Galaxie zu einem Zeitpunkt, als der Kosmos nur 460 Mio. Jahre alt war, und ihr Licht ist 13.2 Mrd. Jahre unterwegs gewesen. Das sind zwar nur ~100 Mio. Jahre mehr als bei der bisher fernsten bekannten Galaxie mit z=8.555 (deren Rotverschiebung ein echtes Spektrum belegt), aber es ist doch ein wichtiger Schritt näher an den Urknall heran: Die Sternentstehungsrate ist in den 170 Mio. Jahren von damals bis z=8 um ungefähr einen Faktor 10 nach oben geschnellt. Und für die Erklärung der Reionisation des Alls reicht die resultierende Strahlung weiterhin nicht. Noch näher an den Urknall heran wird erst der infrarote Riesensatellit JWST schauen können, der auf der NASA-PK fortwährend beschworen wurde. NACHTRAG: Laut diesem Artikel ist die Galaxie ein vierter Kandidat, während sich die anderen 3 von 2009 alle als näher herausstellten. Und die Konkurrenten seien mit dieser hier auch einverstanden. NACHTRAG 2: Umgekehrt überzeugen aber deren Kandidaten den 1. Autor der anderen Gruppe weiterhin kaum – der aber auch die eigene z=10-Galaxie für „still not entirely secure“ hält (persönl. Mitt.).