Gigantische Karte ermöglicht tiefen Blick in die Milchstraße

Es war ein gewaltiges Forschungsprojekt: Über einen Zeitraum von 13 Jahren hat ein internationales Team von Astronomen mit dem Spezialteleskop VISTA der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile die Zentralregion unserer Milchstraße im infraroten Bereich fotografiert.

Über 500 Terabyte an Daten haben die Wissenschaftler dabei gesammelt und 1,5 Milliarden Objekte erfasst. Damit enthält die Karte zehnmal mehr Objekte als die vorherige, die das Team vor zwölf Jahren veröffentlicht hatte. Es ist ein gewaltiger Schatz, dessen Auswertung vermutlich Jahrzehnte dauern wird.

Auf den über 200.000 Himmelsaufnahmen entdeckten die Astronomen neugeborene Sterne, die noch in dichte Staubwolken gehüllt sind, und bislang unbekannte Kugelsternhaufen. Zu den vielen neuen Entdeckungen zählen außerdem Braune Zwerge sowie kalte Riesenplaneten, die nicht einen Stern umkreisen, sondern einsam ihre Bahn durchs All ziehen.

Die Wissenschaftler identifizierten auch zahlreiche Sterne, die ihre Helligkeit regelmäßig verändern. Einige davon, die sogenannten Cepheiden, dienen den Forschern auch als Entfernungsmesser. Mithilfe dieser Sterne konnte das Team sogar eine dreidimensionale Karte der zentralen Milchstraße erzeugen.

Zudem erfassten die Astronomen durch den Vergleich mehrerer Aufnahmen auch die Bewegung von Sternen. Dabei stießen sie auf zahlreiche sogenannte Hyperschnellläufer: Sterne, die mit bis zu Tausend Kilometern pro Sekunde durchs All sausen.

Die sogenannte Kaulquappengalaxie liegt 420 Millionen Lichtjahre entfernt. Ihr Schweif ist ganze 280.000 Lichtjahre lang. Aber woher kommt dieser lange Schweif? Eine kompaktere Galaxie ist wohl einst an der Spiralgalaxie vorbeigezogen, durch die Gravitation der "Kaulquappe" wurde der Besucher herumgeschleudert. Dabei verlor die Spiralgalaxie Sterne, Gas und Staub - die nun den Schweif bilden.

Ein magnetisierter Neutronenstern, der so groß ist wie eine Stadt und sich in einer Sekunde etwa 30-mal um sich selbst dreht, treibt den sogenannten Krebsnebel an. Das muss man als Laie nicht verstehen - schön finden kann man es aber allemal!

In weiten Teilen Europas waren Mitte Mai farbenfrohe Polarlichter zu bestaunen. Diese wurden von der gigantischen aktiven Sonnenregion AR 3664 ausgelöst. Hier ragt eine riesige, mehrzackige Sonnenprotuberanz von der chaotischen Sonnenfleckenregion in den Weltraum hinaus. Es ist nur eine von vielen Teilchenwolken, die dort ausgestoßen wurden. Die Erde passt größentechnisch ganz leicht unter die langgestreckte Protuberanz.

Der Ringnebel (M57) liegt etwa 2.500 Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich im Sternbild Leier. Dabei handelt es sich um einen länglichen planetarischen Nebel, der entstanden ist, als ein sonnenähnlicher Stern seine äußere Atmosphäre abgeworfen hat und zu einem Weißen Zwergstern geworden ist.

Die Explosion ist vorbei, doch die Folgen bleiben bestehen: Vor etwa 11.000 Jahren ist im Sternbild Vela ein Stern explodiert. Dabei prallten die äußeren Schichten des Sterns auf das interstellare Medium, was eine Schockwelle auslöste. Diese ist bis heute zu sehen. Während Gas von dem explodierten Stern wegfliegt, zerfällt es und reagiert mit dem interstellaren Medium. Dadurch entstehen die verschiedenen Farben und Energiebänder.

Fühlen sich diese beiden Galaxien wirklich zueinander hingezogen? Ja, zumindest gravitativ. Dadurch bilden die beiden Antennen-Galaxien NGC 4038 und NGC 4039 ein riesiges Herz. Sie liegen nur 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Der Carinanebel, auch als NGC 3372 bekannt, ist ein Emissionsnebel und erstreckt sich über mehr als 300 Lichtjahre. Doch was passiert im Kern des Nebels? Sterne bilden sich, sterben und hinterlassen dabei einen eindrucksvollen Teppich aus dunklen Staubfäden. Der Nebel besteht vor allem aus Wasserstoffgas, welches das rote und orangefarbene Leuchten erzeugt. Das blaue Glühen entsteht in erster Linie durch eine Spur von glühendem Sauerstoff.

Ein ungewöhnlicher Blick ins Weltall: Das deutsche eROSITA-Konsortium hat Beobachtungen des Röntgenteleskops eRosita von 2019 ausgewertet. Zu sehen ist eine Hälfte des Röntgenhimmels, projiziert auf einen Kreis.

Das Teleskop wurde an Bord der SRG-Mission ins All gebracht. Es kann den gesamten Himmel im Röntgenbereich durchmustern. In diesen beiden Bildern wurde laut den Forschern ein spezieller Bildverarbeitungsalgorithmus angewendet. So lassen sich die ausgedehnten Strukturen (l.) von Punktquellen (r.) trennen.

"Schon die erste Datenveröffentlichung wird unsere Sicht auf extreme Objekte im Universum revolutionieren", wird Marcus Brüggen, Professor für Astrophysik an der Universität Hamburg und Mitglied des eROSITA-Lenkungsausschusses, zitiert. Hier zu sehen: Kodierte Phonomen von 1-2,3 keV in Blau. Links im Bild ist die Milchstraße zu erkennen.

Wie gut kennen Sie sich mit dem Nachthimmel aus? Können Sie auf diesem detailreichen Bild mit vielen blassen Nebeln und Sternen einige bekannte Konstellationen entdecken? Zu sehen sind unter anderem der Sternhaufen der Plejaden, der Barnard's Loop, der Pferdekopfnebel, der Orionnebel, der Rosettennebel, der Quallen-Nebel, der Affenkopfnebel sowie die Sterne Rigel, Aldebaran und Beteigeuze.

Zugegeben, es ist eine schwierige Aufgabe: Unser Nachthimmel ist extrem detailreich. Diese Komposition wurde aus 28 Bildern zusammengesetzt.

NGC 2359 ist eine kosmische Wolke, die sich etwa 15.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Großer Hund befindet. Sie wird auch als Thors Helm bezeichnet, da sie an die Form eines Helmes mit flügelartigen Anhängseln erinnert. Die kosmische Kopfbedeckung ist eine interstellare Blase, die von dem hellen, massereichen Stern in der Nähe des Zentrums durch einen schnellen Wind angetrieben wird. Dabei hat die Wolke einen Durchmesser von etwa 30 Lichtjahren.

Ein Schiff, das durch das kosmische Meer pflügt: Der Stern Zeta Ophiuchi (Bildmitte) erzeugt die sich vor ihm wölbende interstellare Bugwelle. Er ist 20-mal so massereich wie unsere Sonne und bewegt sich mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Deshalb wird er auch "Runaway-Stern" (dt. "Durchbrenner-Stern") genannt. Sein starker Sternenwind geht ihm voraus. Dieser drückt das staubige interstellare Material zusammen und erwärmt es, dadurch formt sich die gebogene Schockfront vor ihm.

Die Nasa verschickt dieses Jahr besonders festliche Weihnachtsgrüße: Diese Aufnahme zeigt die Himmelsregion NGC 2264, die auch als "Christmas Tree Cluster" (dt. "Weihnachtsbaum-Haufen)" bekannt ist. Ein kosmischer Baum mit einer Lichterkette aus Sternen, die alle erst zwischen ein und fünf Millionen Jahren alt sind. Der Haufen befindet sich 2.500 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Sternwinde und Strahlung haben dieser prächtigen interstellaren Staubwolke ihr markantes Aussehen verliehen. Der sogenannte Pferdekopfnebel befindet sich 1.500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Orion. Die Dunkelwolke ist etwa fünf Lichtjahre groß.

Auf Charles Messiers berühmter Liste mit Objekten, die keine Kometen sind, steht der Krebsnebel (katalogisiert als M1) auf Position eins. Heute wissen wir, dass er der Überrest einer Supernova ist, die im Jahr 1054 beobachtet wurde. Dabei handelt es sich um eine Trümmerwolke, die sich nach der Explosion eines massereichen Sterns ausdehnt.

Pünktlich zu Halloween treiben geisterhafte Gestalten in diesem interstellaren Feld ihr Unwesen. Der sogenannte Geisternebel, der sich in der unteren Bildhälfte befindet, liegt 1.200 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Vor ein paar Hundert Millionen Jahren war NGC 2936, die obere der beiden Galaxien im unteren Bildabschnitt, noch eine normale Spiralgalaxie. Dann kam sie der elliptischen Galaxie NGC 2937 allerdings zu nahe. Das Galaxienpaar ist unter der Bezeichnung Arp 142 bekannt und wird auch Kolibri-Galaxie genannt. Außerdem erinnert sie an einen springenden Tümmler oder an einen Pinguin, der sein Ei beschützt.

Ein massiver Galaxienhaufen im Sternbild Walfisch dominiert das Zentrum dieser Hubble-Aufnahme. Die Galaxien um den zentralen Haufen SPT-CL J0019-2026 erscheinen wie durch eine gigantische Lupe verzerrt in helle Bögen gestreckt. Diese kosmische Verzerrung wird Gravitationslinseneffekt genannt. Gravitationslinsen vergrößern das Licht von Objekten, die normalerweise zu weit entfernt und zu schwach sind, um sie zu beobachten. So können diese Linsen den Blick von Hubble noch tiefer in das Universum hinein erweitern.

Das James-Webb-Teleskop hat ins Herz dieser 600 Lichtjahre entfernten Eiswolke geblickt. Neben einfachen Eismolekülen wie Wasser gibt es dort gefrorene Formen von Molekülen wie Kohlendioxid, Ammoniak und Methan bis hin zum komplexen organischen Molekül Methanol. Das Besondere: Solche gefrorenen Moleküle sind für die Entstehung eines bewohnbaren Planeten von entscheidender Bedeutung. Durch Einschläge von eisigen Kometen oder Asteroiden sind solche Elemente vermutlich einst auch auf die Erde gelangt.

Dieses Bild des Hubble-Weltraumteleskops wird von der Galaxie UGC 7938 dominiert. Die körnige, unscharfe Wolke in der Bildmitte ist rund 30 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Astronomen nehmen an, dass dieser primitive Galaxientyp vor allem in der Frühzeit des Universums verbreitet war. Im Hintergrund sind weitere Galaxien zu sehen - und ein besonderer Besucher. Haben Sie ihn schon entdeckt?

In die obere linke Ecke des Bildes hat sich ein Asteroid geschlichen. Er erscheint als vier separate Streifen, da das Bild aus vier Belichtungen besteht und Hubble für jede Belichtung einen anderen Filter genutzt hat. Der Asteroid, so die ESA in einer Erklärung, ist nur wenige Kilometer breit und gehört zu unserem Sonnensystem.

Update vom 18.11.2022: Das James-Webb-Teleskop hat mit diesem Bild einen Einblick in die Anfänge unserer Sonne und unseres Sonnensystems erhalten: Es zeigt die sich anbahnende Geburt eines Sterns in der Dunkelwolke L1527. Der Protostern sitzt im "Hals" dieser "Sanduhr" aus Gas und Staub – die nur im Infrarotbereich sichtbar ist. Vor dem Stern ist eine protoplanetare Scheibe als dunkle Linie in der Mitte des Halses zu sehen. Aus ihr können Planeten entstehen. Doch bis dahin wird es noch dauern, denn der Stern steht erst am Anfang seiner Entwicklung – er ist nur rund 100.000 Jahre alt. So in etwa dürften auch die Anfänge unseres Sonnensystem ausgesehen haben.

Update vom 31.10.2022: Schwebt hier etwa ein "Schlüsselloch" im All? Dieses Hubble-Bild zeigt NGC 1999, einen Reflexionsnebel im Sternbild Orion - etwa 1.350 Lichtjahre von der Erde entfernt. Er besteht aus Ablagerungen, die bei der Geburt eines Sterns übrig geblieben sind. Reflexionsnebel leuchten nur durch das Licht einer eingebetteten Quelle, in diesem ist es der neugeborene Stern V380 Orionis, der in der Mitte des Bildes zu sehen ist. Das "Schlüsselloch" ist dabei eine Region im All, die völlig leer ist. Der Ursprung dieser Leere im Herzen von NGC 1999 ist bislang unbekannt.

Update vom 28.10.2022: Mit dem Ausspruch "Sag cheeeeese" hat die US-Raumfahrtbehörde Nasa dieses Bild unserer lächelnden Sonne auf Twitter gestellt. Natürlich sieht es nur für uns so aus. In Wahrheit handelt es sich bei den dunklen Flecken um koronale Löcher. Dies sind Regionen, in denen schnelle Sonnenwinde ins All strömen.

Update vom 30.8.2022: Dieses Bild des James-Webb-Weltraumteleskops zeigt das Herz von M74, auch bekannt als "Phantomgalaxie". Webbs scharfe Infrarot-Sicht enthüllt feine Gas- und Staubfäden in den Spiralarmen, die sich vom Zentrum dieses Bildes nach außen winden. Das Fehlen von Gas in der Kernregion ermöglicht auch einen ungetrübten Blick auf den Kernsternhaufen im Zentrum der Galaxie.

Update vom 4.8.2022: Das "James Webb"-Teleskop hat ein neues Bild von einer kreisförmigen Galaxie zur Erde geschickt. Es handelt sich dabei um die sogenannte "Cartwheel Galaxy" (Wagenrad-Galaxie), die sich etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernt befindet. Die Galaxie besteht aus zwei Ringen – einem kleineren inneren aus heißem Staub und einem größeren äußeren, der unter anderem Sterne enthält. Die Aufnahme zeigt, dass sich die Galaxie in einem sehr unbeständigen Zustand befindet.

Update vom 1.8.2022: Im Carinanebel heißt es: Sterne gegen Nebel – und die Sterne scheinen zu gewinnen. Das energiereiche Licht und die Winde massereicher, neu entstandener Sterne verdampfen und zerstreuen die staubigen Gebiete, in denen sie entstanden sind. Der Nebel ist 7.500 Lichtjahre entfernt, er wurde mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen.

Update vom 27.7.2022: Der Stern Zeta Ophiuchi befand sich einst in einer engen Umlaufbahn mit einem anderen Stern. Doch der Himmelskörper wurde herausgeschleudert, als sein Begleiter in einer Supernova-Explosion zerstört wurde. Nun rast er alleine durchs All. In dieser Aufnahme sind die Daten von zwei Teleskopen verarbeitet: Infrarotdaten von "Spitzer" zeigen die beeindruckende Schockwelle (rot), die entstand, als Materie von der Oberfläche des Sterns weggeblasen wurde und auf Gas in seinem Weg prallte. Daten von "Chandra" zeigen eine Blase mit Röntgenemission um den Stern (blau), die von Gas erzeugt wird, das durch die Schockwelle auf mehrere Millionen Grad erhitzt wurde.

Update vom 24.6.2022: Auf dieser Aufnahme blickt das Nasa-Weltraumteleskop Hubble in die Tiefen des Kugelsternhaufens "Terzan 9". Kugelsternhaufen sind stabile, eng verbundene Gruppen von Zehntausenden bis Millionen von Sternen. Wie das Bild zeigt, sind die Herzen von Kugelsternhaufen dicht mit Sternen gefüllt - und können so einem Meer an Pailletten ähneln.

Update vom 8.6.2022: Kämpfen hier etwa zwei Drachen um die Vorherrschaft im All? Sie sind nur eine Illusion, die aus Gas und Staub besteht. Der Emissionsnebel NGC 6188, in dem die leuchtenden Wolken zu sehen sind, befindet sich in etwa 4.000 Lichtjahren Entfernung am Rande einer großen Molekülwolke im Sternbild Altar. Verantwortlich für die Form der "Drachen"-Illusion sind junge Sterne: Ihre starken Winde haben die Materie weit verteilt.

Update vom 1.6.2022: Dieses Bild des Hubble-Weltraumteleskops der Nasa zeigt die Spiralgalaxie NGC 3631. Bei genauer Betrachtung der großen Spiralarme sind dunkle Staubbahnen und helle Sternentstehungsgebiete zu erkennen. Die Sternentstehung in Spiralen ist vergleichbar mit einem Stau auf der Autobahn, doch anstatt Autos, staut sich Materie. Dabei kann dieser Materiestau so dicht werden, dass er durch die Schwerkraft kollabiert und neue Sterne entstehen (hier in hellem Blau-Weiß zu sehen).

Update vom 5.5.2022: Die Juno-Sonde der Nasa hat dieses faszinierende Foto geschossen: Der große schwarze Fleck links im Bild scheint den Jupiter fast wie im Science-Fiction-Klassiker "2010: Das Jahr, in dem wir Kontakt aufnehmen" aufzufressen. Tatsächlich handelt es sich bei der schwarzen Fläche natürlich nicht um die Monolithen aus dem Film, sondern um einen riesigen Schatten, den der Jupiter-Mond Ganymed auf den Planeten wirft. Ganymed gehört zu den vier großen Monden (galileische Satelliten), die oft zwischen Jupiter und der Sonne vorbeiziehen.

Update vom 27.4.2022: Dieses Bild des Hubble-Weltraumteleskops zeigt zwei verschmelzende Galaxien im VV-689-System. Die Formation trägt den Spitznamen "Angel Wing" (dt. Engelsflügel). Oft überlappen sich Galaxien nur scheinbar, wenn sie von unserem Standpunkt auf der Erde aus betrachtet werden. Doch diese beiden Exemplare befinden sich tatsächlich mitten in einer Kollision. Die galaktische Wechselwirkung hat das VV-689-System fast vollständig symmetrisch hinterlassen, was den Eindruck eines riesigen Satzes galaktischer Flügel erweckt.

Update vom 25.3.2022: Die Balken-Spiralgalaxie NGC 1097 ist im Sternbild Fornax zu finden und etwa 48 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Diese Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops zeigt das Herz der Galaxie. Das Bild offenbart, wie verworren das Netz aus Sternen und Staub hier ist.

Dieser energiegeladene Ausbruch stammt von einem extrem jungen Stern, der sich gerade in der frühesten Phase seiner Entstehung befindet. Dieser "stellare Wutanfall", wie ihn die Nasa nennt, besteht aus einem glühenden Gasstrahl, der sich mit Überschallgeschwindigkeit fortbewegt.