Chandras neue Kollektion. (Credit unten) Das menschliche Sehvermögen ist möglicherweise auf einen bestimmten Wellenlängenbereich beschränkt, aber das bedeutet nicht, dass wir niemals die volle Komplexität des Lichts in unserem Universum verstehen werden.
Instrumente können in Bereichen, die für unsere Augen sonst unsichtbar wären, in den Kosmos blicken und uns nicht nur die Dynamik der Sterne, sondern auch ihre absolut beeindruckende Schönheit zeigen. Das sehen wir in einer neuen Sammlung von Bildern des Chandra-Röntgenobservatoriums, das seine Daten mit anderen Instrumenten für spektakuläre Multiwellenlängenansichten kombiniert.
Da unterschiedliche Lichtwellenlängen unterschiedliche Energien haben, können uns diese Bilder die Dynamik kosmischer Objekte von niedriger bis hoher Energie zeigen. Dies kann Wissenschaftlern dabei helfen, die Mechanismen hinter den herrlichen Lichtshows zu entschlüsseln.
R Wassermann. (Röntgen: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; optisch: NASA/ESA/STScI)
R Wassermann , hier im Röntgenbild von Chandra (lila) und im nahen Infrarot und optisch vom Hubble-Weltraumteleskop (rot und blau) zu sehen, ist ein Sternenpaar, das 650 Lichtjahre von der Erde entfernt in einem heftigen Todestanz verwickelt ist. Einer der Sterne ist ein Roter Riese, bekannt als a variable Sicht Stern, am Ende seiner Lebensdauer. Sterne dieser Art haben bereits mindestens die Hälfte ihrer Materie verloren und erreichen beim Pulsieren eine 1000-fache Helligkeit der Sonne.
Der andere Stern ist ein weißer Zwerg – ein „toter“ Stern, der seinen Kernbrennstoff erschöpft hat – und in dem auch noch viel los ist. Während der Rote Riese Material ausstößt, schlürft der Weiße Zwerg es auf. Das Material, das es vom Roten Riesen verschlingt, sammelt sich auf seiner Oberfläche und löst gelegentlich eine enorme thermonukleare Explosion aus, die das Material in den Weltraum schleudert.
Diese heftige Wechselwirkung erzeugt Staub- und Gaswolken in einem Nebel rund um den Doppelstern, die durch ihre Gravitationswechselwirkungen und explosiven Stoßwellen aufgewirbelt werden.
Cassiopeia A. (NASA/CXC/SAO; optisch: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA)
Cassiopeia A, 11.000 Lichtjahre entfernt, ist eines der berühmtesten und am besten untersuchten Objekte in der Milchstraße. Es ist das, was wir einen Supernova-Überrest nennen – das, was übrig bleibt, nachdem ein massereicher Stern außer Kontrolle geraten ist. Hier werden Röntgendaten von Chandra mit Radiodaten vom Karl Jansky Very Large Array (dunkelviolett, blau und weiß) und optischen Daten von Hubble (orange) kombiniert.
Diese unterschiedlichen Wellenlängen können zeigen, was tatsächlich in der expandierenden Wolke passiert, die aus den Eingeweiden eines toten Sterns besteht. Anhand dieser kombinierten Daten können Wissenschaftler identifizieren verschiedene Elemente innerhalb der Explosion. Der Allein Chandra-Daten enthüllte, dass der explodierende Stern 10.000 Erdmassen Schwefel absprengte; 20.000 Erdmassen Silizium; 70.000 Erdmassen Eisen; und 1 Million Erdmassen Sauerstoff.
Das sind wichtige Informationen, denn sie verraten uns, welche Elemente im Stern entstanden sind, als er starb. Wissenschaftler wiederum können diese Daten nutzen, um mehr über den Stern zu erfahren, als er noch brannte, und um Vorhersagen über ähnliche Sterne in unserer Galaxie zu treffen.
( NASA/CXC/SAO; optisch: NASA/STScI & Palomar Observatory 5-m Hale Telescope)
Dieses Bild zeigt zwei verschiedene Effekte, die von einem einzelnen toten Stern namens PSR B2224+65 erzeugt werden. Der rosafarbene Streifen ist eine Röntgenemission, die von den Polen einer Art emittiert wird Neutronenstern genannt Drücken Sie . Das ist der kollabierte Kern eines toten massereichen Sterns, der bei seiner Rotation pulsierende Strahlung aussendet.
Das wäre interessant genug, aber PSR B2224+65 ist auch das, was wir einen außer Kontrolle geratenen Stern nennen; Es rast mit einer Geschwindigkeit von etwa 1.600 Kilometern oder 1.000 Meilen pro Sekunde durch die Galaxie, nachdem es in den Weltraum geschossen wurde. Diese Bewegung hat eine Spur im interstellaren Medium erzeugt; Sie können es unten links im Bild in optischen Wellenlängen (blau) sehen. Weil er einer Gitarre unheimlich ähnelt, haben Astronomen ihn Gitarrennebel genannt.
Abell 2597. (NASA/CXC/SAO/G. Tremblay et al.; Optisch: DSS; H-Alpha: LCO/IMACS/MMTF)
Zu den größten Ansammlungen von Objekten im Universum gehören Galaxienhaufen. Diese Cluster können Tausende von Galaxien enthalten, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind und über sie interagieren. Bei diesem Cluster handelt es sich um Abell 2597, etwa eine Milliarde Lichtjahre entfernt, und die Multiwellenlängenastronomie hat Wissenschaftlern dabei geholfen, mehr über das Verhalten des Supermassereichen zu erfahren schwarzes Loch in seiner Zentralgalaxie.
Noch vor ein paar Jahren, Astronomen sah Beweise dass dieser Gigant molekulares Gas ausstößt, während er durch die Schwerkraft Material ansammelt. Dieses molekulare Gas fällt dann in das Schwarze Loch und speist den Kreislauf erneut. Es handelt sich um ein Phänomen, das als „Brunnen“ bekannt ist. Der heiße Ausfluss und der kalte Einfall wurden mit zwei verschiedenen Instrumenten beobachtet; Dann zeigten Röntgendaten von Chandra, dass sie Teil desselben Prozesses sind.
Dieses Bild oben zeigt den Sternhaufen im Röntgenbild (blau) von Chandra und im optischen Bild des Digitized Sky Survey (orange) und des Las Campanas-Observatoriums (rot).
NGC 4490, die Kokongalaxie. (Röntgen: NASA/CXC/SAO; optisch: NASA/STScI)
Schließlich zeigt dieses Bild zwei Galaxien, die verschmolzen sind. Sie heißt NGC 4490 oder Kokongalaxie, und faszinierenderweise enthüllte die Multiwellenlängen-Astronomie ein Geheimnis in ihrem Kern. Es hat nicht einen, sondern zwei Supermassereiche Schwarze Löcher , von denen einer nur in optischen Daten sichtbar ist und der andere nur in Radio und Infrarot sichtbar ist. Beide wurden einzeln gesehen, aber es dauerte Jahre, bis die Astronomen sie entdeckten Füge die beiden zusammen .
Dieser doppelte Kern ist das Ergebnis dieses Fusionsprozesses; Jede der beiden Galaxien hatte ihr eigenes supermassereiches Schwarzes Loch. Irgendwann werden wahrscheinlich auch die beiden Schwarzen Löcher verschmelzen, was zu einem viel größeren Monster führen wird.
Dieses Bild kombiniert Röntgendaten von Chandra (lila) und optische Daten von Hubble (rot, grün und blau), um die Ergebnisse einer weiteren nahen galaktischen Begegnung zu zeigen. NGC 4490 hatte eine Kollision mit einer kleineren Galaxie, NGC 4485, die das Gas störte und Sternentstehungswellen auslöste, die hier in Rot zu sehen sind.
Sie können größere Versionen dieser Bilder herunterladen auf der Chandra-Website . . . . Quellenangabe für das Titelbild: Röntgen: NASA/CXC/SAO; Optisch: NASA/STScI, Palomar Observatory, DSS; Radio: NSF/NRAO/VLA; H-Alpha: LCO/IMACS/MMTF