Astronomen stoßen bei ihren Beobachtungen häufig auf Phänomene, die nicht nur schwer zu erklären, sondern einfach nicht zu beschreiben sind. Je weiter wir in den Raum schauen, desto mehr solche Phänomene finden wir. Wir empfehlen Ihnen, sich mit einem Dutzend der interessantesten galaktischen Phänomene und Kuriositäten vertraut zu machen, die im Laufe der Jahre sorgfältiger Betrachtung des Raums gesammelt wurden.
Triangulum II Galaxie
Die am Rande der Milchstraße gelegene Triangulum II-Galaxie hat bereits viele Astronomen mit ihren unglaublich schnellen Sternen überrascht. Unser winziger galaktischer Nachbar enthält eine Rekordzahl von ihnen - nur etwa 1000 (in der Milchstraße gibt es zum Beispiel 100 Milliarden). Im Triangulum II lauert jedoch eine kolossale Masse.
Bei der Beobachtung dieser Galaxie beobachtete das Keck Large Telescope am Mauna Kea-Vulkan in Hawaii, wie sich sechs Sterne viel schneller als erwartet bewegten. Tatsache ist, dass die Galaxie so dunkel ist, dass nur diese sechs Sterne durch das Teleskop sichtbar waren. Dank dieser Sterne konnten die Forscher jedoch die Gravitationskräfte von Triangulum II und seine Gesamtmasse berechnen. Es stellte sich heraus, dass die Galaxie massereicher ist als die Gesamtmasse aller ihrer Sterne.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Galaxie die höchste Konzentration an dunkler Materie unter allen zuvor untersuchten Galaxien enthält. Trotzdem glauben französische Astronomen der Universität Straßburg, dass der Grund für eine so starke Streuung der Sterne und die Dunkelheit der Galaxie die Wirkung der Gravitationskräfte der an Triangulum II angrenzenden Galaxien ist.
Eine so hohe Konzentration an dunkler Materie in Triangulum II bietet Wissenschaftlern die direkte Möglichkeit, diese seltsame Substanz zu untersuchen, die 24 Prozent der Gesamtmasse des Universums ausmacht. Aufgrund der Tatsache, dass diese Galaxie nur sehr wenige Sterne enthält, erzeugt sie praktisch keine Gammastrahlung und bietet somit die Möglichkeit, Röntgenkräfte aus der Wechselwirkung dunkler Materie zu erfassen. Da die Galaxie praktisch tot ist, sollten diese Signale klar und ohne oder mit nur geringer Verzerrung durch die Vielzahl der kosmischen Energiequellen in "lebhafteren" Gebieten aufgezeichnet werden.
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Geheimnisvoller galaktischer Ring
Amerikanische und ungarische Astronomen stießen kürzlich auf eine Struktur im Weltraum, die sich als so riesig herausstellte, dass es schwierig ist, an ihre Existenz zu glauben. Diese Struktur stellte sich als Galaxienhaufen heraus, der eine Art Ring bildete, der sich über fast 5 Milliarden Lichtjahre erstreckt. Dieses Objekt ist so groß, dass es am Nachthimmel im optischen Bereich 70-mal größer aussehen würde als die volle Mondscheibe.
Astronomen konnten die geschätzte Größe dieses kosmischen Rings aufgrund der Ähnlichkeit der sieben beobachteten Gammastrahlungsstöße berechnen - eines der größten Phänomene der Freisetzung explosiver Energie im Weltraum. Gammastrahlenausbrüche treten normalerweise auf, wenn ein Stern in eine superhelle Supernova übergeht und sich dann in ein Schwarzes Loch verwandelt.
Da die beobachteten Ausbrüche praktisch gleich weit voneinander entfernt waren, nahmen die Astronomen an, dass sie Teil derselben kosmischen Megastruktur waren. Natürlich sollten Sie die Chance nicht ignorieren. Die Existenz eines galaktischen Rings dieser Größe widerspricht unseren kosmologischen Modellen, die die Größenbeschränkung für die größten Objekte im Universum beschreiben, die nach diesen Modellen etwa 1,2 Milliarden Lichtjahre beträgt.
Und selbst wenn dieser Ring existiert, warum ist er so groß? Die Antwort auf diese Frage kennt noch niemand. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass dieselbe mysteriöse dunkle Materie irgendwie für die Schaffung solcher Weltraumobjekte von unglaublicher Größe verantwortlich ist.
Tayna Galaxy
Durch die Kombination der Kraft der Hubble- und Spitzer-Weltraumteleskope haben Astronomen eines der am weitesten entfernten Objekte im Universum entdeckt. Gleichzeitig glauben Wissenschaftler, dass dieses Objekt nur 400 Millionen Jahre nach dem Urknall erschien. Das heißt, es ist auch eines der ältesten Objekte im Universum. Dieses Objekt ist eine kaum wahrnehmbare und extrem verblasste Galaxie namens Tayna, was im südamerikanischen Dialekt "Erstgeborener" bedeutet. Bisher haben Wissenschaftler 22 dieser "erstgeborenen" Galaxien entdeckt, die kurz nach dem Urknall entstanden sind.
Zwei der besten Weltraumteleskope der Menschheit brauchten die Kraft, um die Tayna-Galaxie zu finden, und viel Hilfe vom etwa vier Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen MACS J0416.1-2403. Mit einer Masse von Billiarden Sonnen zieht dieser Galaxienhaufen eine unglaubliche Menge an Licht an, wodurch eine Gravitationslinse entsteht und ein Blick auf Tayna möglich ist, der sich im Wesentlichen dahinter befindet. Das James Webb-Teleskop, das 2018 in den Weltraum geschickt werden soll, wird uns einen besseren Überblick über diese Galaxie geben und viel mehr Details über diesen Vertreter der ersten galaktischen Objekte im Universum liefern.
Galaktisches Kindermädchen
Astronomen sind sich nicht ganz sicher, wie Galaxien geboren werden. Es ist allgemein anerkannt, dass Galaxien die gesamte für ihre Bildung notwendige Materie aus der intergalaktischen Umgebung entnehmen. Es gibt jedoch andere Annahmen. Einer von ihnen zufolge erfolgt die anfängliche Bildung einer Galaxie aus einer dichten Ansammlung dunkler Materie, um die sich Wasserstoff- und andere Gaswolken anzusammeln beginnen, die von Gravitationskräften angezogen werden. Eine andere Theorie besagt, dass Galaxien aus Materie einer bestimmten Quelle gebildet werden. Die erste Option ist zu lang, um anhand von Beobachtungsdaten überprüft zu werden. Niemand hat jemals den zweiten gesehen.
Zumindest bis vor kurzem. Forscher am California Institute of Technology haben mit dem Cosmic Web Imager-Tool, das am Hale Telescope am Palomar Observatory angebracht ist, eine protogalaktische Scheibe (eine sehr junge, sich gerade bildende Galaxie) entdeckt, die 10 Milliarden Lichtjahre entfernt liegt. Es besteht aus heißem Gas, dessen Volumen durch das kalte Gas erhöht wird, das die junge Galaxie vom Filament des sogenannten kosmischen Netzes erhält, neben dem sich die Galaxie bildet. Wissenschaftler glauben, dass dies der erste direkte Beweis für die Existenz des kosmischen Netzes ist, das alles im Universum vereint.
Aufgrund der zufälligen Platzierung von zwei Quasaren in dieser Region des Weltraums hat sich ein Teil des Spinnennetzes, das der neu gebildeten Galaxie Gas zuführt, erwärmt, sodass Wissenschaftler ihre Anwesenheit bestimmen können.
Große magellanische Empörung
Die Große Magellansche Wolke (LMC) und ihr Zwergbegleiter, die Kleine Magellansche Wolke (MMO), sind unsere nächsten benachbarten Galaxien, die sich ungefähr 160.000 und 200.000 Lichtjahre entfernt befinden. Als die größten Zwerggalaxien in der Nähe der Milchstraße sind sie auf der südlichen Hemisphäre des Nachthimmels leicht zu sehen.
Wissenschaftler stellen fest, dass mit dem LMC etwas Seltsames passiert. Im Tarantula-Nebel, der Teil des LMC ist, haben Astronomen einen wahren Inkubator für die Sternentstehung entdeckt. Aber wie sich herausstellte, bilden sich hier viel weniger Sterne, als es auf den ersten Blick scheint.
Tatsache ist, dass etwa 5 Prozent der 5900 untersuchten großen und sehr großen Sterne in der LMC nicht zu dieser Galaxie gehören. BMO hat sie tatsächlich von MMO gestohlen. Wissenschaftler kamen zu diesem Schluss, nachdem sie entdeckten, dass sich diese Sterne im Vergleich zu den anderen in die entgegengesetzte Richtung drehen. Darüber hinaus ist die chemische Zusammensetzung dieser Sterne überhaupt nicht ähnlich der, die normalerweise für LMC-Sterne charakteristisch ist. Diese Sterne enthalten viel schwerere Elemente wie Eisen und Kalzium. Wissenschaftler glauben, dass eine solche Fruchtbarkeit des Tarantula-Nebels genau darauf zurückzuführen ist, dass die LMC der IMO Sterne stiehlt. Darüber hinaus zögert BMO nicht, Gas von seinem Weltraumnachbarn zu verschlingen. In diesem Fall beschleunigt das Gas so stark, dass es die Restgase zwischen den beiden Galaxien "entzündet".
Galaxy Hercules A
Im Zentrum der Galaxie Herkules A (3C 348) befindet sich ein riesiges Schwarzes Loch mit einer Masse von 2,5 Milliarden Sonnen! Es ist 1000-mal so massereich wie die gesamte Milchstraße und produziert zwei riesige Plasmastrahlen, die praktisch die gesamte Galaxie, in der sie sich befinden, verdecken. Darüber hinaus verdecken diese Plasmaströme über 1,5 Millionen Lichtjahre andere Galaxien, einschließlich der Milchstraße, deren Durchmesser 15-mal kleiner ist. Die hier gefundene Energiemenge ist sehr schwer zu beschreiben. Der Rückstoß eines Schwarzen Lochs in der Mitte im Äquivalent von Radiowellen ist eine Milliarde Mal höher als der unserer Sonne.
Dies reicht aus, um Hercules A zu einer der hellsten Quellen von Radiowellen zu machen, die jemals beobachtet wurden. Der rosarote Strahl im obigen Bild ist ein Plasma aus Atompartikeln und Magnetfeldern, die auf relativistische Geschwindigkeiten (fast die Lichtgeschwindigkeit) beschleunigt werden. Sperrige Kugelhaufen entlang der Ränder weisen höchstwahrscheinlich auf viele frühe, unglaubliche Ausbrüche hin.
Leider ist dies alles für das bloße Auge unsichtbar, das heißt, es ist nur eine Darstellung des Künstlers. Das Bild wurde auf der Grundlage optischer Daten der Weitfeldkamera 3 des Hubble-Teleskops sowie Beobachtungen des Radioteleskops Very Large Array (Super Large Antenna Array) erstellt.
Alte weiße Zwerge der Milchstraße
Unsere Galaxie ist sehr alt. Es ist fast so alt wie das Universum selbst. Bei der Beobachtung des zentralen Balkens der Milchstraße haben Astronomen eine Gruppe von 70 weißen Zwergen entdeckt - dichte und kompakte Sterne mit der Masse der Sonne (oder sogar mehr), aber nicht größer als die Erde.
Natürlich gibt es viel mehr Sterne in der Bar, aber Wissenschaftler waren an einer bestimmten Gruppe interessiert, die sich in relativer Offenheit gegenüber kosmischem Staub und etwa 25.000 Lichtjahren von der Erde entfernt befindet.
Jetzt sind diese Sterne nichts weiter als astronomische Relikte. Laut Wissenschaftlern können sie uns jedoch sagen, wie unsere Galaxie entstanden ist. Es wird angenommen, dass einige weiße Zwerge über 12 Milliarden Jahre alt sind. Darüber hinaus glauben Wissenschaftler, dass diese weißen Zwerge zu den Sternen gehörten, die einst unsere Galaxie "ausgesät" haben. Mit ihnen begann die Geschichte der Milchstraße. Millionen von Sternen, die ihren Lebenszyklus abgeschlossen haben, sind diesem Beispiel gefolgt und haben ihre Materie über 100.000 Lichtjahre verteilt.
Eine unglaublich helle Galaxie
Das WISE-Weltraumteleskop der NASA hat die hellste Galaxie entdeckt, die jemals gefunden wurde. Seine Helligkeit entspricht der von über 300 Billionen Sonnen. Die Photonen der fraglichen Galaxie WISE J224607.57-052635.0 mussten 12,5 Milliarden Jahre reisen, um uns ihre Botschaft zu hinterlassen und uns eine Vorstellung davon zu geben, wie das Universum zu Beginn seiner Geburt tatsächlich aussah.
Diese Galaxie ist so hell, dass es schwierig ist, ihr gesamtes Bild aus der Sicht des Künstlers zu betrachten, die oben zu sehen ist. Seine Helligkeit verdankt es jedoch überhaupt nicht den Sternen. Die Galaxie ist wegen ihres schwarzen Lochs so hell. Es ist so massiv, dass es in gewissem Maße sogar Zweifel an unserem Verständnis der Physik aufkommen lässt.
Wissenschaftler sind überrascht, dass das frühe Universum ein Zufluchtsort für solche Weltraumobjekte gewesen sein könnte. Normalerweise sind schwarze Löcher in ihrer "Völlerei" begrenzt, und die vergangene Zeit hätte nicht ausgereicht, um die gesamte Galaxie zu verschlucken. Dieses Schwarze Loch konnte jedoch die "Grenze seiner Unersättlichkeit" mehrmals irgendwie überwinden, bis es die Masse erreichte, die es jetzt hat. Sie hat sich so sehr "vollgesogen", dass sie jetzt eine gigantische Menge Energie freisetzt (wieder aufstößt), die buchstäblich auf den riesigen Kokon aus Gas trifft, der sich hier befindet und schließlich mit einer blendenden Aura zu leuchten beginnt.
Eine winzige Galaxie mit einem riesigen schwarzen Loch
Die ultrakompakte Zwerggalaxie M60-UCD1 könnte unser Verständnis von Schwarzen Löchern und das Konzept von Zwerggalaxien im Allgemeinen verändern. Es ist nur 300 Lichtjahre breit, was nur 0,2 Prozent der Größe der Milchstraße entspricht. Diese Galaxie enthält jedoch ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die 21 Millionen Sonnen entspricht. Zum Vergleich: Das Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße ist viel größer, hat aber nur eine Masse von 4 Millionen Sonnen.
Bis vor kurzem wurde angenommen, dass die Größe von Galaxien und die Größe von Schwarzen Löchern miteinander zusammenhängen. Diese Entdeckung stellte dieses Modell jedoch in Frage und legt nahe, dass die Größen dieser beiden Weltraumobjekte möglicherweise völlig unangemessen sind. Und Wissenschaftler haben eine Erklärung dafür.
Tatsache ist, dass M60-UCD1 nicht immer eine Zwerggalaxie war. Astronomen der University of Utah (USA) glauben, dass in dieser Galaxie einst 10 Milliarden Sterne lebten. Sie kam jedoch ihrem größeren galaktischen Nachbarn zu nahe, was sie tatsächlich beraubte. Infolgedessen verbleiben nur etwa 140 Millionen Sterne in der Galaxie. Dies macht M60-UCD1 letztendlich zu einer der kleinsten Galaxien mit einem massiven Schwarzen Loch im Zentrum. Die gleiche Annahme von Wissenschaftlern wirft jedoch andere Fragen auf. Sind Zwerggalaxien große Galaxien "gescheitert" oder sind sie alle irgendwann in ihrer Geschichte ihren größeren Nachbarn zum Opfer gefallen?
Galaxy EGS8p7
Die 13,2 Millionen Jahre alte EGS8p7-Galaxie ist so alt, dass wir sie nicht sehen sollten. Nach dem Urknall war das Universum für einige Zeit ein heißer Cluster von Protonen und Elektronen. Nach einer gewissen Abkühlzeit vereinigten sich die Partikel zu neutralem Wasserstoff. Unter dem Strich könnten unsere Teleskope in diesem Fall das frühe Licht des Universums nicht erkennen, da es viele verschiedene Verzerrungen durchlaufen müsste.
Nachdem Galaxien und andere Energiequellen im Universum erschienen waren, reionisierten sie das Gas, zerstreuten seine dichte Ansammlung und öffneten den Weg für Licht. Dieses Ereignis ereignete sich jedoch ungefähr eine Milliarde Jahre später, sodass EGS8p7 zu weit von uns entfernt ist, als dass wir es sehen könnten. Und doch bemerken Astronomen irgendwie, dass sie in der Lage waren, die Lyman-Alpha-Linie der Galaxie zu fangen, die eine Art Barcode ist. Es manifestiert sich, wenn ein relativ junger Stern beginnt, ultraviolettes Licht in das umgebende Gas zu emittieren und eine thermische Signatur zu hinterlassen. Diese Signatur wurde vom MOSFIRE-Spektrometer am Keck-Observatorium in Hawaii erfasst.
Und doch sollte die Lyman-Alpha-Linie der Galaxie EGS8p7 durch den frühen undurchsichtigen neutralen Wasserstoff verborgen geblieben sein. Astronomen sind sich nicht ganz sicher, wie das Licht von EGS8p7 es schafft, ein solches Hindernis zu durchbrechen. Es besteht die Annahme, dass die Strahlung der lokalen Sterne so stark ist, dass sie einen Teil des Universums viel früher als andere Galaxien reionisiert.
Ring von Andromeda
Unser nächster Nachbar, die Andromeda-Galaxie (M31), ist von einem riesigen Ring (oder Halo) umgeben. Andromeda selbst ist doppelt so groß wie die Milchstraße und erstreckt sich über 200.000 Lichtjahre. Darüber hinaus nimmt sein Lichthof einen Raum von etwa 2 Millionen Lichtjahren ein. Es fungiert als Leuchtfeuer für Astronomen, die hier nach Quasaren suchen. Das ultraviolette Licht, das die wissenschaftlichen Instrumente des Hubble-Weltraumteleskops erreichte, gab den Wissenschaftlern die Idee, wie sich um Andromeda ein so riesiger Gasring bilden könnte.
Der Ring besteht teilweise aus galaktischem Gas und ist eine Art riesiges Materiallager für zukünftige und aufstrebende Stars. Es ist auch reich an schweren Elementen, die von Supernovae produziert werden, an den Grenzen von Andromeda liegen und über seine Grenzen hinaus ausgeworfen werden. Leider ist der Ring selbst für das menschliche Auge unsichtbar, aber am Nachthimmel wäre er 100-mal so groß wie der Durchmesser des Vollmonds.