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10 erstaunliche galaktische Kuriositäten
Unerwartete galaktische Kuriositäten können Forscher und Sessel-Astronomen gleichermaßen bescheiden, indem sie kosmische Vorhersagen umgehen. Glücklicherweise lehren sie uns, was sie wissen. Wir müssen nur lernen zuzuhören.
10 Triangulum II
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Das nahe gelegene Triangulum II hat die Forscher von Caltech mit ihren superschnellen Sternen in Erstaunen versetzt. Unser winziger galaktischer Nachbar hat nur etwa 1.000 von ihnen, verglichen mit einem Zug von mindestens 100 Milliarden. Aber Triangulum II hat eine enorme Menge an verborgener Masse.
Mauna Keas große Keck-Teleskope ließen sechs dieser Sterne schneller laufen als erwartet, angesichts des anämischen Körpers der Galaxie. Dank dieser rasenden Sterne konnten die Forscher die Gravitationskräfte und die Gesamtmasse von Triangulum II berechnen.
Sie fanden die höchste Konzentration dunkler Materie in allen bisher untersuchten Galaxien. Französische Forscher der Universität Straßburg behaupten jedoch, dass der Gravitationszug der benachbarten Galaxien die Sterne umherwirke.
Wenn es voller dichter dunkler Materie ist, bietet die Galaxie die perfekte Gelegenheit, die mysteriöse Substanz, die 24 Prozent der Masse des Universums ausmacht, direkt zu erkennen. Eine Laune dunkler Materiepartikel - wenn es sie gibt - ist, dass sie sich bei Kontakt scheinbar gegenseitig auslöschen, wodurch ein Schauer Gammastrahlen freigesetzt wird. Da Triangulum II eine tote Galaxie ist, sollten diese Signale klar sein und dürfen nicht durch die vielen kosmischen Energiequellen in lebhafteren Bereichen gestört werden.
9 Der geheimnisvolle galaktische Ring
Amerikanische und ungarische Astronomen stießen kürzlich auf eine Struktur, die so wahnsinnig groß ist, dass sie nicht existieren sollte: ein Galaxienring, der fünf Milliarden Lichtjahre breit ist. Diese verrückte Menagerie erstreckt sich über einen Himmel, der 70 Mal größer ist als die Breite eines Vollmonds.
Ein Hinweis auf die Größe des Rings kommt aus der Nähe von sieben beobachteten Gamma-Ray-Bursts (GRBs), den gewalttätigsten Ereignissen im Universum. GRBs treten auf, wenn ausrangierte Sterne Hypernova bekommen und in Schwarze Löcher kollabieren.
Da sich die fraglichen sieben Explosionen in einem ähnlichen Abstand befanden, kamen die Astronomen zu dem Schluss, dass eine gigantische Struktur verknüpfter galaktischer Brennpunkte vorlag. Natürlich ist das ein reiner Zufall, aber die Forscher behaupten, die Chancen dafür seien erstaunliche 20.000 zu 1.
Der Ring verstößt gegen unsere kosmologischen Modelle, die die Ansammlung solcher Tropfen verhindern und große Dinge auf etwa 1,2 Milliarden Lichtjahre begrenzen. Diese Modelle deuten auf ein relativ einheitliches Universum hin - eine Vermutung, die durch Babybilder gestärkt wurde, die kurz nach dem Urknall des Universums entstanden sind.
Wenn es wirklich existiert, warum ist der Ring so verdammt groß? Niemand weiß es, obwohl dunkle Materie möglicherweise dazu führt, alles zusammenzubringen.
8 Tayna Der Erstgeborene
Astronomen haben die Kräfte der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer kombiniert, um die schwächste Galaxie zu sehen, die es je gab. Sie suchten in der Zeit vor nur 400 Millionen Jahren nach dem Urknall nach dieser neuen, ultrafärbenden Galaxie, deren Ähnlichkeit sich bisher der Entdeckung entzogen hatte.
Die Galaxie wird Tayna genannt, was "Erstgeborene" in der Aymara-Zunge bedeutet, die in den Anden und Altiplano in Südamerika beheimatet ist. Es scheint die einsamste kleine Galaxie zu sein, die es je gegeben hat, aber es ist eines von 22 ähnlich geborenen Geschwistern, die sich fast am beobachtbaren Rand der Existenz befinden.
Um Tayna klar über den Kosmos zu sehen, waren zwei unserer besten Weltraumteleskope und ein massiver Beitrag des Galaxienhaufens MACS J0416.1-2403 erforderlich, der vier Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Mit seiner Masse von einer Billiarde Sonnen vergrößerte der Cluster das um ihn herumströmende Licht und ermöglichte uns einen Blick auf Tayna in all seiner roten, pixeligen Herrlichkeit.
Das James Webb-Weltraumteleskop, das für einen Start 2018 geplant ist, wird Tayna und seine embryonalen Verwandten detaillierter enthüllen und uns einen Einblick in die ersten Galaxien geben. Wir wünschen uns, dass wir Tanya im Erwachsenenalter sehen könnten. Trotz aller Straftaten zeichnete es sich durch eine hohe Sternentstehungsrate aus und entwickelte sich höchstwahrscheinlich zu einer respektablen Galaxie.
7 Stillende Galaxie
Astronomen sind sich nicht sicher, wie Galaxien geboren werden. Spiralen sich Wasserstoff und andere gemischte Gase zu massiven Klumpen dunkler Materie zusammen, die als Gravitationsnester dienen? Oder werden Galaxien von einer gasförmigen intergalaktischen Pipeline gespeist, wie eine Art ätherischer Muttervogel? Ersteres ist zu langsam, um mit den beobachteten Daten übereinzustimmen, und letzteres wurde nie beobachtet.
Bis jetzt. Die Forscher von Caltech benutzten ihren eigenen Cosmic Web Imager, um eine 10 Milliarden Lichtjahre entfernte protogalaktische Scheibe (Babygalaxie) ausfindig zu machen, die mit einem ausdehnenden Gasstrang eine nahrhafte Wasserstoff-Formel gestillt wurde. Der Strang ist Teil eines viel größeren, miteinander verbundenen kosmischen Netzes aus nicht beanspruchten stellaren Bestandteilen.
Dank der zufälligen Anordnung von zwei Quasaren erschien der aktive Strang viel heller als der Rest des Netzwerks und ragte wie ein flammender Daumen heraus. Es stellt sich heraus, dass der sprudelnde Strang in eine riesige Scheibe fließt, die das Licht seiner Quasar-Nachbarn glänzend reflektiert.
6 Der große Magellan-Tyrann
Die Large Magellanic Cloud (LMC) und ihr unterernährter Gefährte, die Small Magellanic Cloud (SMC), sind unsere nächsten Nachbarn in einer Entfernung von 160.000 bzw. 200.000 Lichtjahren. Die bekanntesten der Zwerggalaxien, die den Abfluss der Milchstraße umkreisen, sind im Nachthimmel der südlichen Hemisphäre ohne Hilfe sichtbar.
Aber es gibt seltsame Ereignisse in der LMK. In dem ominös als Tarantelnebel bezeichneten Nebel werden Astronomen von der Entdeckung einer fruchtbaren Sternbrutstätte verwirrt, die in über 1.000 Lichtjahren Schatten auf die Erde werfen würde.
Darüber hinaus scheinen von den 5.900 riesigen und übergroßen Sternen, die in der LMC analysiert wurden, 5 Prozent von fernen Ufern entfernt zu sein. Sie spüren unregelmäßige Bahnen auf und sind nicht einmal aus dem richtigen Material gefertigt. Sie scheinen an schwereren Elementen wie Eisen und Kalzium gehungert zu sein.
Astronomen erkannten, dass die LMC die Sterne ihrer kleineren Geschwister nahm. Chemisch entsprechen die hervorragenden Bewohner des SMC denen, die vom LMC gestohlen wurden. Der Begriff "kosmischer Autobahnräuber" kann auch den ungewöhnlich fruchtbaren Tarantelnebel erklären. Das gierige LMC saugt auch Gas an, das mit einer solchen Geschwindigkeit einfliegt, dass es sich beim Kontakt mit den Restreserven der größeren Galaxie „entzündet“.
5 Hercules A
In der Mitte von Herkules A (alias 3C 348) lauert ein riesiges schwarzes Loch mit der Masse von 2,5 Milliarden Sonnen! Es ist 1.000 Mal so groß wie das große Schwarze Loch der Milchstraße und erzeugt zwei unwirkliche Plasmastrahlen, die die viel kleinere Wirtsgalaxie verdecken.
Die Jets, die 1,5 Millionen Lichtjahre in den Weltraum ragen, überschatten auch viele andere Galaxien, insbesondere die Milchstraße, die etwa 15-mal weniger beeindruckend ist. Die Energien sind umwerfend: Das zentrale Schwarze Loch gibt bei Radiowellenlängen eine Milliarde mal mehr Energie aus als unsere Sonne.
Das reicht aus, um Hercules A zu einer der hellsten beobachteten Radioquellen zu machen. Der rosarote Strahl ist eine Verschmelzung von Plasma, subatomaren Teilchen und Magnetfeldern, die auf relativistische Geschwindigkeit (nahe der des Lichts) getrieben werden. Die gerafften Außenkanten deuten auf viele frühere Ausbrüche hin.
Leider ist dies für das bloße Auge unsichtbar. Die Funkkeulen sind nur in zusammengesetzten Bildern sichtbar, die durch eine Kombination von Daten aus sichtbarem Licht der Hubble-Wide-Field-Kamera 3 und Funkbeobachtungen aus dem Very Large Array von Karl G. Jansky erzeugt werden.
4 Die Super Old White Dwarfs der Milchstraße
Unsere Galaxie ist kein Frühlingshuhn. Tatsächlich ist es fast so alt wie das Universum selbst. In der Mitte der Milchstraße haben Astronomen eine Gruppe von 70 weißen Zwergen entdeckt, bei denen es sich um dichte Sternenkadaver handelt, deren Masse in einem erdgroßen Paket zusammengedrückt ist.
Die historischen Zwerge wurden aus einem Panorama des übervölkerten Herzens der Milchstraße gewonnen, das sich etwa 25.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, was von der NASA als „kosmische archäologische Ausgrabung“ bezeichnet wird. Jahre alte Glut, die einst hell glänzte und relativ zahle Todesfälle erlitt.
Sie sind jetzt nichts weiter als astronomische Relikte, aber sie zeigen uns die Geschichte der Milchstraße. Es wird angenommen, dass diese weißen Zwerge unsere Galaxie säen - eine Leistung, die weniger als zwei Milliarden Jahre dauerte. Hunderte von Milliarden aufeinanderfolgender Sterne folgten ihrem Beispiel, um die Milchstraße zu schaffen, eine Spiralgalaxie, die 100.000 Lichtjahre breit ist.
3 Die lächerlich leuchtende Galaxie
Das Weltraumteleskop WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) der NASA hat die hellste Galaxie entdeckt, die mit der Wut von über 300 Billionen Sonnen glühte. Die Photonen aus der Galaxie WISE J224607.57-052635.0 reisten 12,5 Milliarden Jahre, um uns ihre Botschaft zu überbringen. Sie liefern uns ein Bild des Universums im Zehntel seines gegenwärtigen Alters.
Die Galaxie ist so hell, dass es sogar weh tut, sich die Interpretation des Künstlers anzusehen. Der Effekt ist jedoch nicht auf Sternenlicht zurückzuführen. Stattdessen wird die Leuchtkraft auf ein schwarzes Loch zurückgeführt, das so massiv ist, dass es unser Verständnis von Physik verbiegt.
Es ist völlig überraschend, dass das frühe Universum ein solches kosmisches Fett enthalten könnte. Schwarze Löcher sind in ihrer Fütterung begrenzt und es gab nicht genug Zeit, um sich so viel in den Schlund zu winden.
Dieses Schwarze Loch wurde groß geboren oder die Einfüllgrenze mehrmals überschritten, um seine beobachtete Masse zu erreichen. Wie auch immer, es verschlang sich gierig bis zum Punkt. Sein hochenergetischer Upchuck zerschmettert den umgebenden Kokon aus Staub und erzeugt eine blendende Aura.
Dieses atemberaubende Bild oben ist das Ergebnis eines gewaltsamen Geschosses eines schwarzen Lochs. Aber es ist nicht allein in seiner Brillanz. Mit Infrarotsicht hat WISE eine Handvoll anderer ultrabright Galaxien entdeckt, deren sichtbares Licht durch Weltraumstaub verdeckt wird.
2 kleine Galaxie mit riesigem schwarzem Loch
Tiny M60-UCD1 könnte unser Verständnis von Schwarzen Löchern und Zwerggalaxien verändern. Sie ist nur 300 Lichtjahre breit, was 0,2 Prozent der Größe der Milchstraße entspricht. Aber lachen Sie noch nicht, denn es packt ein schwarzes Loch mit einer Masse von 21 Millionen Sonnen. Vergleichen Sie das mit dem schwarzen Loch der viel größeren Milchstraße, das eine Masse von vier Millionen Sonnen hat.
Bis vor kurzem wurde davon ausgegangen, dass die Größe der Galaxie und die Größe des schwarzen Lochs übereinstimmen. Diese Entdeckung wirft einen Affenschlüssel in aktuelle Modelle und legt nahe, dass Schwarze Löcher viel häufiger sind, als wir zu glauben gewagt hätten.
Dies geschah, weil M60-UCD1 nicht immer ein Fremdling war. Astronomen der Universität von Utah glauben, dass es einst ein mächtiges Exemplar von 10 Milliarden Sternen war. Aber eines Tages kam er zu nahe an einen noch mächtigeren Nachbarn heran und wurde von den meisten seiner Sterne beraubt.
Es hielt an rund 140 Millionen Sternen. Dies war jedoch für M60-UCD1 nicht genug, um den Unterschied zu vermeiden, die kleinste Galaxie zu sein, die je mit einem supermassiven Schwarzen Loch entdeckt wurde. Es stellt sich auch die Frage: Entstehen Zwerggalaxien durch eine faule Kongregation von Sternen oder sind sie alle kosmische Fetzen?
Der einzige Vorteil des Lebens in einer erschöpften Galaxie ist jedoch der Nachthimmel. Mit weit über 100 Millionen Sternen, die wie Sardinen zusammengepackt sind, ist die "Nachtansicht" ein großartiger Lichtstrahl.
1 EGS8p7 sollte nicht sichtbar sein
Die Galaxie EGS8p7 ist mit über 13,2 Milliarden Jahren so alt, dass wir sie nicht sehen können. Während des Post-Big-Bang-Katers war das Universum ein heißes Durcheinander von Protonen und Elektronen. Beim Abkühlen vereinigten sich die Partikel zu neutralem Wasserstoff.
In diesem Fall ist Neutral schlecht: Es ist undurchsichtig und verdeckt das frühe Universum vor unseren Peeping-Teleskopen. Als Galaxien und andere energetische Dinge zustande kamen, wurden sie zum Glück erneut ionisiert, wodurch das Universum durch die Beseitigung des Nebels Licht brachte.
Dies geschah jedoch vor rund einer Milliarde Jahren, daher sollte EGS8p7 zu weit entfernt sein, um sichtbar zu sein. Seltsamerweise konnten die Astronomen immer noch ihre Lyman-Alpha-Linie herausfinden, die einem galaktischen Barcode ähnelt.
Es wird produziert, wenn widerspenstige junge Sterne UV-Licht in das umgebende Gas blasen und eine thermische Signatur hinterlassen. Diese Signatur wurde vom MOSFIRE-Spektrometer des Keck-Observatoriums entdeckt, obwohl die Linie von EGS8p7 hinter der Wasserstoffmantel des frühen Universums versteckt sein sollte.
Die Astronomen sind sich nicht sicher, wie EGS8p7 ihren Trick gelüftet hat. Aber vielleicht war es so groß und seine Sterne so mächtig, dass es einen riesigen Bereich des Universums viel früher als andere Galaxien reionisierte.
+ Andromeda Halo
Andromeda (M31), unser nächster Nachbar der Substanz, ist von einem großen, fetten Heiligenschein umgeben. Diese monströse Galaxie, die doppelt so groß ist wie unsere Milchstraße, ist bereits 200.000 Lichtjahre breit, und ihre spritzige Mähne erweitert sie um etwa eine Million Lichtjahre.
Eine Besetzung weit entfernter Quasare, die als Leuchtfeuer fungierten, gab Astronomen eine Erkundungshilfe. Das verminderte UV-Licht, das Hubble von diesen strahlenden Monstern erreichte, gab den Forschern eine Vorstellung davon, wie viel schwachen, diffusen Quark Andromeda einschließen muss, um einen solchen Effekt zu erzeugen.
Der Halo sammelt die Hälfte seines Gases in der Galaxie und ist ein riesiges Reservoir für Sterne, das die Rohstoffe für die Sternentstehung liefert. Es ist auch reich an den schwereren Elementen, die von Andromedas vielen Supernovas aus der Vergangenheit produziert und in die Außenbezirke geworfen wurden.
Leider ist der Heiligenschein für unser menschliches Auge unsichtbar. Wären wir optisch gesegnet worden, hätten wir einen wirklich majestätischen Nachthimmel. Andromedas Heiligenschein würde einen Fleck einnehmen, der 100 Mal so groß ist wie der Vollmond. Alternativ können Sie zwei Basketbälle auf Armeslänge halten, um die Unendlichkeit eines Objekts zu erleben, das 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt ist.