Astronomen haben mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope in Chile einen Stern im Haufen NGC 3201 entdeckt, der sich sehr seltsam verhält. Man hat das Gefühl, dass es sich um ein unsichtbares Schwarzes Loch dreht, dessen Masse etwa die vierfache Masse der Sonne beträgt. Wenn es stimmt, dass Wissenschaftler das erste inaktive Schwarze Loch mit stellarer Masse entdeckt haben, und zwar in einem Kugelsternhaufen. Außerdem wird er der erste sein, der direkt aus seiner Schwerkraft heraus entdeckt wird. Dies ist eine sehr wichtige Entdeckung, die sicherlich einen Einfluss auf unser Verständnis der Entstehung solcher Sternhaufen, schwarzer Löcher und des Ursprungs von Gravitationswellen-Freisetzungsereignissen haben wird.

Kugelsternhaufen werden so genannt, weil sie riesige Kugeln sind, die mehrere zehntausend Sterne enthalten. Sie befinden sich in den meisten Galaxien, gehören zu den ältesten bekannten Sternverbänden im Universum, und ihr Erscheinen wird auf die Zeit des Beginns des Wachstums der Wirtsgalaxie und ihrer Entwicklung zurückgeführt. Bis heute sind mehr als 150 Sternhaufen bekannt, die zur Milchstraße gehören.

Eine dieser Gruppen heißt NGC 3201 und befindet sich im Sternbild Segel des Südhimmels der Erde. In dieser Studie wurde es mit dem hochmodernen MUSE-Instrument untersucht, das am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile installiert ist. Ein internationales Team von Astronomen hat herausgefunden, dass sich einer der Sterne im Haufen sehr seltsam verhält – er oszilliert mit einer Geschwindigkeit von mehreren hunderttausend Kilometern pro Stunde mit einer bestimmten Periodizität von 167 Tagen hin und her. Der entdeckte Stern ist am Ende seiner Hauptlebensphase ein Hauptreihenstern. Das bedeutet, dass es seinen Wasserstoffbrennstoff aufgebraucht hat und sich nun zu einem roten Riesen entwickelt.

Künstlerische Darstellung des inaktiven Schwarzen Lochs in NGC 3201. Quelle: ESO/L. Calçada/spaceengine.org

MUSE vermisst derzeit 25 Kugelsternhaufen in der Milchstraße. Diese Arbeit wird es Astronomen ermöglichen, Spektren von 600 bis 27.000 Sternen in jedem Haufen zu erhalten. Die Studie beinhaltet eine Analyse der Radialgeschwindigkeiten einzelner Sterne – die Geschwindigkeit, mit der sie sich von der Erde weg oder auf sie zu bewegen, also entlang der Sichtlinie des Beobachters. Dank der Analyse der Radialgeschwindigkeiten ist es möglich, die Umlaufbahnen von Sternen sowie die Eigenschaften aller großen Objekte zu messen, um die sie sich drehen können.

„Dieser Stern umkreist etwas, das völlig unsichtbar ist. Es hat die vierfache Masse der Sonne und kann nur ein Schwarzes Loch sein. Es stellt sich heraus, dass wir zum ersten Mal ein solches Objekt in einem Sternhaufen gefunden haben, und zwar durch die direkte Beobachtung seines Gravitationseinflusses“, bewundert der Erstautor der Arbeit Benjamin Giesers von der Georg-August-Universität Göttingen.

Die Beziehung zwischen Schwarzen Löchern und Sternhaufen erscheint Wissenschaftlern sehr wichtig, aber mysteriös. Aufgrund ihrer großen Massen und ihres Alters wird angenommen, dass diese Haufen eine große Anzahl von Schwarzen Löchern mit stellarer Masse hervorgebracht haben, Objekte, die durch die Explosion großer Sterne entstanden sind und unter der Kraft des gesamten Haufens zusammenbrechen.

In Ermangelung einer kontinuierlichen Bildung neuer Sterne, was genau in Kugelsternhaufen der Fall ist, werden schwarze Löcher mit stellarer Masse bald zu den größten existierenden Objekten. Typischerweise sind solche Löcher in Kugelsternhaufen etwa viermal größer als die umgebenden Sterne. Kürzlich entwickelte Theorien haben zu dem Schluss geführt, dass Schwarze Löcher in einer Gruppe einen dichten Kern bilden, der sozusagen zu einem separaten Teil des Clusters wird. Bewegung in der Mitte der Gruppe hätte die meisten Schwarzen Löcher austreiben müssen. Das bedeutet, dass nur einige dieser Objekte nach einer Milliarde Jahren überleben könnten.

Der Kugelsternhaufen NGC 3201. Der blaue Kreis zeigt die vorgeschlagene Position des inaktiven Schwarzen Lochs. Quelle: ESA/NASA

Schwarze Löcher mit stellarer Masse selbst oder einfach Kollapsare entstehen, wenn große Sterne sterben, unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren und als mächtige Hypernovae explodieren. Das verbleibende Schwarze Loch enthält den größten Teil der Masse des ehemaligen Sterns, der ein Vielfaches der Sonnenmasse beträgt, und seine Größe ist mehrere zehnmal größer als unser Stern.

Das MUSE-Instrument bietet Astronomen die einzigartige Möglichkeit, die Bewegung von bis zu tausend entfernten Sternen gleichzeitig zu messen. Mit dieser neuen Entdeckung konnte das Team erstmals ein inaktives Schwarzes Loch im Zentrum eines Kugelsternhaufens nachweisen. Es ist insofern einzigartig, als es derzeit keine Materie absorbiert und nicht von einer heißen Scheibe aus Gas und Staub umgeben ist. Und die Masse des Lochs wurde aufgrund seines enormen Gravitationseinflusses auf den Stern selbst geschätzt.

Da aus einem Schwarzen Loch keine Strahlung entweichen kann, besteht die Hauptmethode zu ihrer Erkennung darin, die Radio- oder Röntgenstrahlung des heißen Materials um sie herum zu beobachten. Aber wenn ein Schwarzes Loch nicht mit heißer Materie interagiert und keine Masse ansammelt und keine Strahlung emittiert, wird es in diesem Fall als inaktiv oder unsichtbar angesehen. Daher ist es erforderlich, andere Methoden für ihren Nachweis zu verwenden.

Astronomen konnten die folgenden Parameter des Sterns bestimmen: Seine Masse beträgt ungefähr 0,8 Sonnenmassen, und die Masse seines mysteriösen Gegenstücks liegt innerhalb von 4,36 Sonnenmassen, fast genau ein Schwarzes Loch. Da das abgeblendete Objekt dieses Binärsystems nicht direkt beobachtet werden kann, gibt es eine alternative Methode, wenn auch weniger überzeugend, um herauszufinden, was es sein könnte. Es ist möglich, dass Wissenschaftler ein Dreifachsternsystem beobachten, das aus zwei dicht verbundenen Neutronensternen besteht, um die sich der von uns beobachtete Stern dreht. Dieses Szenario erfordert, dass jeder dicht verbundene Stern mindestens doppelt so massiv ist wie die Sonne, und ein solches binäres System wurde noch nie zuvor beobachtet.

Jüngste Entdeckungen von Radio- und Röntgenquellen in Kugelsternhaufen sowie die Entdeckung von Gravitationswellensignalen aus dem Jahr 2016, die durch die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit stellarer Masse erzeugt wurden, legen nahe, dass diese relativ kleinen Schwarzen Löcher möglicherweise weiter in Haufen verteilt sind als bisher gedacht.

„Bis vor kurzem gingen wir davon aus, dass fast alle Schwarzen Löcher aus Kugelsternhaufen nach kurzer Zeit verschwinden sollten und solche Systeme gar nicht existieren sollten! Aber in Wirklichkeit ist dies nicht der Fall. Unsere Entdeckung ist die erste direkte Beobachtung der Gravitationseffekte eines Schwarzen Lochs mit stellarer Masse in einem Kugelsternhaufen. Diese Entdeckung wird uns dabei helfen, die Bildung solcher Gruppen, die Entwicklung von Schwarzen Löchern und Doppelsternsystemen zu verstehen – entscheidend für das Verständnis der Quellen von Gravitationswellen.

Das Hubble-Team veröffentlicht jedes Jahr ein atemberaubendes Foto, um den Jahrestag des Starts des Weltraumteleskops am 24. April 1990 zu feiern. Diesmal präsentierten sie der Welt ein Foto des berühmten Pferdekopfnebels, der sich im Sternbild Orion befindet, 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt.

NGC 5194

Diese große Galaxie mit einer gut entwickelten Spiralstruktur könnte der erste Spiralnebel gewesen sein, der entdeckt wurde. Es ist deutlich zu sehen, dass seine Spiralarme und Staubbahnen vor seiner Begleitgalaxie NGC 5195 (links) vorbeiziehen. Dieses Paar ist etwa 31 Millionen Lichtjahre entfernt und gehört offiziell zum kleinen Sternbild Canes Venatici.

Spiralgalaxie M33

Mittelgroße Galaxie aus der Lokalen Gruppe. M33 wird nach der Konstellation, in der sie sich befindet, auch Triangulum-Galaxie genannt. M33 ist ungefähr viermal kleiner (im Radius) als unsere Milchstraße und die Andromeda-Galaxie (M31) und viel größer als viele Zwerggalaxien. Aufgrund seiner Nähe zu M31 wird M33 von einigen als Satellit dieser massereicheren Galaxie angesehen. M33 ist nicht weit von der Milchstraße entfernt, seine Winkelabmessungen sind mehr als doppelt so groß wie die des Vollmonds, d.h. es ist mit einem guten Fernglas perfekt sichtbar.

Stephans Quintett

Diese Gruppe von Galaxien wird das Stefan-Quintett genannt. Allerdings nehmen nur vier Galaxien dieser 300 Millionen Lichtjahre von uns entfernten Gruppe am kosmischen Tanz teil, der sich mal nähert, mal wieder voneinander entfernt. Es ist ziemlich einfach, einen zu finden. Die vier interagierenden Galaxien haben eine gelbliche Farbe und haben verdrehte Schleifen und Schweife, die durch zerstörerische Gezeitengravitationskräfte geformt werden. Die bläuliche Galaxie oben links im Bild ist viel näher als die anderen, nur 40 Millionen Lichtjahre entfernt.

Andromeda-Galaxie

Die Andromeda-Galaxie ist die unserer Milchstraße am nächsten gelegene Riesengalaxie. Höchstwahrscheinlich sieht unsere Galaxie ungefähr genauso aus wie diese. Die Hunderte Milliarden Sterne, aus denen die Andromeda-Galaxie besteht, geben zusammen ein sichtbares, diffuses Leuchten ab. Die einzelnen Sterne im Bild sind tatsächlich Sterne in unserer Galaxie, viel näher als das entfernte Objekt.

Nebel Lagune

Der helle Lagunennebel enthält viele verschiedene astronomische Objekte. Zu den Objekten von besonderem Interesse gehören ein heller offener Sternhaufen und mehrere aktive Sternbildungsregionen.

Nebel Katzenauge

Der Katzenaugennebel ist einer der berühmtesten planetarischen Nebel am Himmel. Seine eindringlich symmetrischen Formen sind in der Mitte dieses spektakulären Falschfarbenbildes zu sehen, das speziell manipuliert wurde, um einen riesigen, aber sehr schwachen Halo aus gasförmigem Material mit einem Durchmesser von etwa drei Lichtjahren zu zeigen.

Sternbild Chamäleon

Das kleine Sternbild Chamäleon befindet sich in der Nähe des Südpols der Welt. Das Bild enthüllt die überraschenden Merkmale des bescheidenen Sternbildes, das voller staubiger Nebel und bunter Sterne ist. Blaue Reflexionsnebel sind über das Feld verstreut.

Nebel Sh2-136

Kosmische Staubwolken, die schwach im reflektierten Sternenlicht leuchten. Weit weg von unseren vertrauten Orten auf dem Planeten Erde verstecken sie sich am Rand des Cepheus Halo-Molekülwolkenkomplexes, 1200 Lichtjahre von uns entfernt. Nebel Sh2-136, der sich in der Nähe der Bildmitte befindet, ist heller als andere gespenstische Visionen. Er hat einen Durchmesser von über zwei Lichtjahren und ist sogar im Infrarotlicht sichtbar.

Der Pferdekopfnebel und der leuchtende Orionnebel

Sie befinden sich in einer Entfernung von 1500 Lichtjahren von uns in Richtung der bekanntesten Himmelskonstellation. Und auf dem wunderbaren zusammengesetzten Foto von heute besetzen die Nebel gegenüberliegende Ecken. Der bekannte Pferdekopfnebel ist eine kleine dunkle Wolke in Form eines Pferdekopfes, die sich vor dem Hintergrund aus rot leuchtendem Gas in der unteren linken Ecke des Bildes abzeichnet.

Krebsnebel

Diese Verwirrung blieb nach der Explosion des Sterns bestehen. Der Krebsnebel ist das Ergebnis einer Supernova-Explosion, die 1054 n. Chr. beobachtet wurde. Der Supernova-Überrest ist mit mysteriösen Filamenten gefüllt. Die Filamente sind nicht nur kompliziert anzusehen: Der Krebsnebel hat einen Durchmesser von zehn Lichtjahren. Im Zentrum des Nebels befindet sich ein Pulsar - ein Neutronenstern mit einer Masse gleich der Masse der Sonne, der in eine Fläche von der Größe einer Kleinstadt passt.

Mirage von einer Gravitationslinse

Die hier abgebildete hellrote Galaxie (LRG) hat ihr schwerkraftverzerrtes Licht von einer weiter entfernten blauen Galaxie. Meistens führt eine solche Lichtverzerrung dazu, dass zwei Bilder einer fernen Galaxie erscheinen, aber bei einer sehr genauen Überlagerung der Galaxie und der Gravitationslinse verschmelzen die Bilder zu einem Hufeisen - einem fast geschlossenen Ring. Dieser Effekt wurde vor 70 Jahren von Albert Einstein vorhergesagt.

Stern V838 Mo

Aus unbekannten Gründen dehnte sich im Januar 2002 die äußere Hülle des Sterns V838 Mon plötzlich aus und machte ihn zum hellsten Stern in der gesamten Milchstraße. Dann wurde sie wieder schwach, auch plötzlich. Astronomen haben noch nie zuvor einen solchen Sterneruption gesehen.

Die Geburt der Planeten

Wie entstehen Planeten? Um dies herauszufinden, wurde das Hubble-Weltraumteleskop beauftragt, einen der interessantesten aller Nebel am Himmel, den Großen Orion-Nebel, genau zu untersuchen. Der Orionnebel ist mit bloßem Auge in der Nähe des Gürtels des Sternbildes Orion zu sehen. Die Einschübe in diesem Foto zeigen zahlreiche Proplyds, von denen viele Sternkindergärten sind, die wahrscheinlich Planetensysteme in Formation beherbergen.

Sternhaufen R136

Im Zentrum der Sternentstehungsregion von 30 Doradus befindet sich ein gigantischer Haufen der größten, heißesten und massereichsten uns bekannten Sterne. Diese Sterne bilden den R136-Cluster in diesem Bild im sichtbaren Licht des aufgerüsteten Hubble-Weltraumteleskops.

NGC 253

Die brillante NGC 253 ist eine der hellsten Spiralgalaxien, die wir sehen, und gleichzeitig eine der staubigsten. Manche nennen sie die „Silberdollargalaxie“, weil sie in einem kleinen Teleskop die passende Form hat. Andere nennen sie einfach „The Sculptor Galaxy“, weil sie im südlichen Sternbild Sculptor liegt. Diese staubige Galaxie ist 10 Millionen Lichtjahre entfernt.

Galaxie M83

M83 ist eine der uns am nächsten gelegenen Spiralgalaxien. Aus einer Entfernung, die uns von 15 Millionen Lichtjahren trennt, sieht es völlig normal aus. Wenn wir jedoch mit den größten Teleskopen näher auf das Zentrum von M83 blicken, erscheint uns dieser Bereich als ein turbulenter und lauter Ort.

Nebelring

Es sieht wirklich aus wie ein Ring am Himmel. Daher benannten Astronomen diesen Nebel vor Hunderten von Jahren nach seiner ungewöhnlichen Form. Der Ringnebel hat auch die Bezeichnungen M57 und NGC 6720. Der Ringnebel wird als planetarischer Nebel klassifiziert, eine Gaswolke, die sonnenähnliche Sterne am Ende ihres Lebens auswerfen. Seine Größe übersteigt den Durchmesser. Dies ist eines der frühesten Bilder von Hubble.

Säule und Jets im Carina-Nebel

Diese kosmische Säule aus Gas und Staub ist zwei Lichtjahre breit. Die Struktur befindet sich in einer der größten Sternentstehungsregionen unserer Galaxie, dem Carina-Nebel, der am südlichen Himmel sichtbar ist und 7500 Lichtjahre von uns entfernt ist.

Zentrum des Kugelsternhaufens Omega Centauri

Im Zentrum des Kugelsternhaufens Omega Centauri sind die Sterne zehntausendmal dichter gepackt als die Sterne in Sonnennähe. Das Bild zeigt viele schwache gelb-weiße Sterne, die kleiner als unsere Sonne sind, mehrere orangerote Riesen sowie gelegentlich blaue Sterne. Wenn plötzlich zwei Sterne kollidieren, kann sich ein weiterer massereicher Stern bilden oder sie bilden ein neues Binärsystem.

Riesenhaufen verzerren und spalten das Bild der Galaxie

Viele von ihnen sind Bilder einer einzelnen ungewöhnlichen, perlenartigen Galaxie mit blauem Ring, die sich zufällig hinter einem riesigen Galaxienhaufen befindet. Insgesamt sind nach neueren Forschungen mindestens 330 Aufnahmen einzelner entfernter Galaxien auf dem Bild zu finden. Dieses atemberaubende Foto des Galaxienhaufens CL0024+1654 wurde vom Weltraumteleskop aufgenommen. Hubble im November 2004.

Trifid-Nebel

Der wunderschöne mehrfarbige Trifid-Nebel ermöglicht es Ihnen, kosmische Kontraste zu erkunden. Sie ist auch als M20 bekannt und liegt etwa 5.000 Lichtjahre entfernt im nebelreichen Sternbild Schütze. Die Größe des Nebels beträgt etwa 40 Lichtjahre.

Zentaur A

Ein fantastischer Haufen junger blauer Sternhaufen, riesige leuchtende Gaswolken und dunkle Staubbahnen umgeben die Zentralregion der aktiven Galaxie Centaurus A. Centaurus A ist erdnah, in einer Entfernung von 10 Millionen Lichtjahren.

Schmetterlingsnebel

Helle Sternhaufen und Nebel am Nachthimmel des Planeten Erde werden oft nach Blumen oder Insekten benannt, und NGC 6302 ist da keine Ausnahme. Der Zentralstern dieses planetarischen Nebels ist mit einer Oberflächentemperatur von etwa 250.000 Grad Celsius außergewöhnlich heiß.

Supernova

Ein Bild einer Supernova, die 1994 am Rande einer Spiralgalaxie explodierte.

Zwei kollidierende Galaxien mit verschmolzenen Spiralarmen

Oberhalb und links der großen Spiralgalaxie des NGC 6050-Paares ist eine dritte Galaxie zu sehen, die wahrscheinlich ebenfalls an der Wechselwirkung beteiligt ist. Alle diese Galaxien sind etwa 450 Millionen Lichtjahre entfernt im Hercules-Galaxienhaufen. In dieser Entfernung umfasst das Bild über 150.000 Lichtjahre. Und obwohl diese Ansicht ziemlich ungewöhnlich erscheint, wissen Wissenschaftler jetzt, dass Kollisionen und anschließende Verschmelzungen von Galaxien keine Seltenheit sind.

Spiralgalaxie NGC 3521

Er befindet sich in einer Entfernung von nur 35 Millionen Lichtjahren von uns in Richtung des Sternbildes Löwe. Die Galaxie, die sich über 50.000 Lichtjahre erstreckt, weist Merkmale wie zackige, unregelmäßige, mit Staub geschmückte Spiralarme, rosafarbene Sternentstehungsregionen und Ansammlungen junger bläulicher Sterne auf.

Beheiztes Gas

Obwohl dieser ungewöhnliche Ausreißer erstmals im frühen zwanzigsten Jahrhundert beobachtet wurde, ist sein Ursprung immer noch umstritten. Das obige Bild, das 1998 vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurde, zeigt deutlich Details der Struktur des Jets. Die populärste Hypothese besagt, dass die Quelle des Ausstoßes erhitztes Gas war, das ein massives Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie umkreist.

Sombrero-Galaxie

Das Aussehen der M104-Galaxie ähnelt einem Hut, weshalb sie Sombrero-Galaxie genannt wurde. Das Bild zeigt deutliche dunkle Staubbahnen und einen hellen Halo aus Sternen und Kugelsternhaufen. Die Gründe, warum die Sombrero-Galaxie wie ein Hut aussieht, sind eine ungewöhnlich große zentrale Sternwulst und dichte dunkle Staubbahnen in der Scheibe der Galaxie, die wir fast von der Seite sehen.

M17-Nahaufnahme

Diese fantastischen wellenartigen Formationen, die von Sternwinden und Strahlung geformt wurden, befinden sich im M17-Nebel (Omega-Nebel) und sind Teil einer Sternentstehungsregion. Der Omega-Nebel liegt im nebelreichen Sternbild Schütze und ist 5.500 Lichtjahre entfernt. Zerlumpte Klumpen aus dichtem und kaltem Gas und Staub werden durch die Strahlung der Sterne im Bild oben rechts beleuchtet, sie können in Zukunft zu Orten der Sternentstehung werden.

IRAS 05437+2502

Was beleuchtet den Nebel IRAS 05437+2502? Bisher gibt es keine endgültige Antwort. Besonders rätselhaft ist der helle, umgekehrt V-förmige Bogen, der den oberen Rand von bergähnlichen interstellaren Staubwolken nahe der Bildmitte markiert. Alles in allem enthält dieser gespenstische Nebel eine kleine, mit dunklem Staub gefüllte Sternentstehungsregion, die erstmals 1983 auf Infrarotbildern des IRAS-Satelliten zu sehen war. Hier ist ein wunderbares, kürzlich veröffentlichtes Bild zu sehen, das vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurde. Obwohl es viele neue Details zeigt, konnte der Grund für das Auftreten eines hellen, klaren Lichtbogens nicht ermittelt werden.

Am Nachthimmel sieht man bei klarem Wetter viele kleine leuchtende Lichter - Sterne. Tatsächlich können ihre Größen riesig sein und hundert- oder sogar tausendmal größer sein als die Größe der Erde. Sie können separat existieren, bilden aber manchmal einen Sternhaufen.

Was sind Sterne?

Ein Stern ist ein riesiger Gasball. Es ist in der Lage, durch die Kraft seiner eigenen Schwerkraft gehalten zu werden. Die Sternmasse ist normalerweise größer als die Planetenmasse. In ihnen finden thermonukleare Reaktionen statt, die zur Emission von Licht beitragen.

Sterne entstehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium sowie Staub. Ihre Innentemperatur kann Millionen Kelvin erreichen, obwohl die Außentemperatur viel geringer ist. Die Hauptmerkmale zur Messung dieser Gaskugeln sind: Masse, Radius und Leuchtkraft, also Energie.

Mit bloßem Auge kann eine Person ungefähr sechstausend Sterne sehen (dreitausend in jeder Hemisphäre). Das, was der Erde am nächsten ist, sehen wir nur tagsüber – das ist die Sonne. Es liegt in einer Entfernung von 150 Millionen Kilometern. Der unserem Sonnensystem am nächsten gelegene Stern heißt Proxima Centauri.

Geburt von Sternen und Sternhaufen

Staub und Gas, die in unbegrenzter Menge vorhanden sind, können unter der Einwirkung komprimiert werden.Je stärker sie komprimiert werden, desto größer ist die im Inneren erzeugte Temperatur. Durch die Verdichtung gewinnt die Materie an Masse, und wenn sie ausreicht, um eine Kernreaktion durchzuführen, entsteht ein Stern.

Aus der Gas- und Staubwolke entstehen oft mehrere Sterne auf einmal, die sich gegenseitig einfangen und Sternensysteme bilden. So gibt es Doppel-, Dreifach- und andere Systeme. Mehr als zehn Sterne bilden einen Cluster.

Ein Sternhaufen ist eine Gruppe von Sternen gemeinsamen Ursprungs, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind und sich im Feld der Galaxien als Ganzes bewegen. Sie sind in kugelförmige und verstreute unterteilt. Neben Sternen können Haufen auch Gas und Staub enthalten. Durch einen gemeinsamen Ursprung vereint, aber nicht durch die Schwerkraft verbunden, werden Gruppen von Himmelskörpern Sternverbände genannt.

Entdeckungsgeschichte

Menschen haben den Nachthimmel seit der Antike beobachtet. Lange Zeit glaubte man jedoch, dass die Himmelskörper gleichmäßig in den Weiten des Universums verteilt sind. Im 18. Jahrhundert forderte der Astronom William Herschel die Wissenschaft erneut heraus, indem er sagte, dass einige Gebiete eindeutig mehr Sterne hätten als andere.

Etwas früher bemerkte sein Kollege Charles Messier die Existenz von Nebeln am Himmel. Herschel beobachtete sie durch ein Teleskop und stellte fest, dass dies nicht immer der Fall war. Er sah, dass ein Sternnebel manchmal eine Ansammlung von Sternen ist, die mit bloßem Auge wie Flecken erscheinen. Er nannte das, was er fand, „Haufen“. Später wurde für diese Phänomene der Galaxie ein anderer Name geprägt - Sternhaufen.

Herschel gelang es, etwa zweitausend Cluster zu beschreiben. Im 19. Jahrhundert stellten Astronomen fest, dass sie sich in Form und Größe unterschieden. Dann wurden Kugelsternhaufen und offene Sternhaufen identifiziert. Eine detaillierte Untersuchung dieser Phänomene begann erst im 20. Jahrhundert.

offene Cluster

Cluster unterscheiden sich untereinander in der Anzahl der Sterne und der Form. Ein offener Sternhaufen kann zehn bis mehrere tausend Sterne umfassen. Sie sind ziemlich jung, ihr Alter kann nur wenige Millionen Jahre betragen. Ein solcher Sternhaufen hat keine klar definierten Grenzen, er findet sich normalerweise in spiralförmigen und unregelmäßigen Galaxien.

Etwa 1100 Cluster wurden in unserer Galaxie entdeckt. Sie leben nicht lange, da ihre Gravitationsverbindung schwach ist und aufgrund der Passage in der Nähe von Gaswolken oder anderen Clustern leicht unterbrochen werden kann. „Lost“-Stars werden Single.

Cluster werden oft auf Spiralarmen und in der Nähe von galaktischen Ebenen gefunden, wo die Gaskonzentration größer ist. Sie haben unebene, formlose Kanten und einen dichten, gut definierten Kern. Offene Sternhaufen werden nach ihrer Dichte, Unterschieden in der Helligkeit der inneren Sterne und ihrer Unterscheidbarkeit von ihrer Umgebung klassifiziert.

Kugelhaufen

Im Gegensatz zu offenen Sternhaufen haben Kugelsternhaufen eine ausgeprägte Kugelform. Ihre Sterne sind viel enger durch die Schwerkraft gebunden und kreisen als Satelliten um das galaktische Zentrum. Das Alter dieser Haufen ist um ein Vielfaches größer als das der verstreuten und reicht von 10 Milliarden Jahren und mehr. Aber zahlenmäßig sind sie deutlich unterlegen, in unserer Galaxie wurden bisher etwa 160 Kugelsternhaufen entdeckt.

Die hohe Dichte von Sternen in einem Haufen führt oft zu Kollisionen. Dadurch können ungewöhnliche Klassen von Leuchten gebildet werden. Wenn zum Beispiel die Mitglieder eines Doppelsterns verschmelzen, entsteht ein blauer Streustern. Es ist viel heißer als andere blaue Sterne und Mitglieder des Clusters. Kollisionen können auch andere Weltraumexoten hervorbringen, wie etwa massearme Röntgendoppelsterne und Millisekundenpulsare.

Sternenvereine

Im Gegensatz zu Sternhaufen sind Sternverbände nicht durch ein gemeinsames Gravitationsfeld verbunden, manchmal ist es vorhanden, aber seine Stärke ist zu gering. Sie erschienen zur gleichen Zeit und haben ein geringes Alter von mehreren zehn Millionen Jahren.

Die Sternverbände sind größer als junge offene Sternhaufen. Sie sind im Weltraum seltener und umfassen bis zu Hunderte von Sternen in ihrer Zusammensetzung. Etwa ein Dutzend von ihnen sind heiße Riesen.

Ein schwaches Gravitationsfeld erlaubt es den Sternen nicht, lange in Verbindung zu bleiben. Für den Zerfall brauchen sie mehrere hunderttausend bis eine Million Jahre – nach astronomischen Maßstäben ist das vernachlässigbar. Daher werden Sternassoziationen als temporäre Formationen bezeichnet.

Bekannte Cluster

Insgesamt wurden mehrere tausend Sternhaufen entdeckt, von denen einige mit bloßem Auge sichtbar sind. Der Erde am nächsten sind die offenen Haufen der Plejaden (Stozhary) und Hyaden, die sich im Ersten befinden und etwa 500 Sterne enthalten, von denen nur sieben ohne spezielle Optik unterscheidbar sind. Hyades befindet sich in der Nähe von Aldebaran und enthält etwa 130 helle und 300 niedrig brennende Mitglieder.

Der offene Sternhaufen in ist auch einer der nächsten. Sie heißt Krippe und hat mehr als zweihundert Mitglieder. Viele Merkmale der Baumschule und der Hyaden stimmen überein, daher besteht die Möglichkeit, dass sie aus derselben Gas- und Staubwolke gebildet werden.

Der Sternhaufen im Sternbild Coma Berenices auf der Nordhalbkugel ist mit einem Fernglas gut zu erkennen. Das ist der bereits 1775 entdeckte Kugelsternhaufen M 53. Er ist über 60.000 Lichtjahre entfernt. Der Cluster ist einer der am weitesten von der Erde entfernten, obwohl er mit einem Fernglas leicht zu unterscheiden ist. Darin befindet sich eine große Anzahl von Kugelsternhaufen

Fazit

Sternhaufen sind große Gruppen von Sternen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Sie zählen von zehn bis zu mehreren Millionen Sternen, die einen gemeinsamen Ursprung haben. Grundsätzlich werden Kugelsternhaufen und offene Sternhaufen unterschieden, die sich in Form, Zusammensetzung, Größe, Mitgliederzahl und Alter unterscheiden. Zusätzlich zu ihnen gibt es temporäre Cluster, die Sternassoziationen genannt werden. Ihre gravitative Verbindung ist zu schwach, was zwangsläufig zum Zerfall und zur Bildung gewöhnlicher Einzelsterne führt.

Eine Galaxie ist eine riesige Ansammlung von Sternen. Der gesamte von der Erde aus sichtbare Kosmos besteht aus solchen Formationen, in denen sich jeweils Milliarden von Gestirnen befinden. Es ist wie leuchtende Inseln in einem grenzenlosen schwarzen Abgrund. Alle diese "Inseln" haben eine zu den Rändern hin abgeflachte Form. Das heißt, in der Mitte wird eine Verdickung beobachtet, und der Sternhaufen wird zu den Rändern hin dünner. Sterninseln befinden sich in unterschiedlichen Abständen voneinander. Die engsten sind in Gruppen vereint. Solche Gruppen werden aufgerufen Superhaufen von Galaxien.

Zum Beispiel ist der Planet Erde Teil des Sonnensystems. Das wiederum ist ein integraler Bestandteil der Milchstraße und wird als Teil davon betrachtet Virgo-Superhaufen. Zu dieser riesigen Formation gehören auch der Andromeda-Nebel und die Triangulum-Galaxie. Das sind riesige Sternriesen. Daneben gibt es kleine Sterninseln, von denen es heute etwa 60 gibt, die alle zur lokalen Gruppe gehören, und insgesamt gehören etwa 2.000 Galaxien zum Virgo-Superhaufen. Es ist möglich, diese Sternenfülle in 200 Millionen Lichtjahren von einem Ende zum anderen zu durchqueren.

Klassifizierung von Galaxien

Ausnahmslos alle Galaxien werden nach Typ klassifiziert. Es gibt vier davon: elliptisch (E), linsenförmig (SO), spiralförmig (S), unregelmäßig (Ir).

Elliptisch haben eine kugelförmige Struktur mit zum Rand hin merklich abnehmender Helligkeit. Sie unterscheiden sich untereinander im Kompressionsgrad. Je höher es ist, desto schneller ist die Rotationsgeschwindigkeit. Ein bemerkenswertes Merkmal ist das Fehlen von Staubwolken. Aus dem Weltraum sind sie normalerweise als dunkle Streifen und Flecken sichtbar.

Spiral bestehen aus einem Kern (Ausbuchtung) und Armen, die dichte Sternhaufen sind. Zwischen ihnen dehnen sich Gas- und Staubwolken aus, und auch dichte Ansammlungen von Gas und Sternen sind zu beobachten. Diese Gebilde sind scheibenförmig und von einer leuchtenden Kugel (Halo) umgeben. Es repräsentiert verdünntes Gas, Sterne und dunkle Materie. Die Rotationsgeschwindigkeit solcher Galaxien ist hoch. In ihnen werden aktive Prozesse der Sternentstehung beobachtet. Die Milchstraße gehört zu diesen Sternhaufen. In einem seiner Arme (dem Arm des Orion) dreht sich unsere Sonne.

Linsenförmig einer Spirale ähneln. Sie haben eine Wölbung, aber keine Ärmel. Es gibt etwa 15% solcher Formationen im sichtbaren Teil des Weltraums. Von der Seite sehen sie aus wie eine helle Verdickung, umgeben von einem schwach glänzenden flachen Heiligenschein.

Falsch sind ein Produkt der Deformation von Spiral- oder Ellipsengalaxien. Die enormen Schwerkraftkräfte gaben ihnen eine chaotische Form, in der es unmöglich ist, einen klar definierten Kern und Arme zu erkennen. Es gibt eine große Ansammlung von Gas- und Staubwolken. Es gibt etwa 25% der Gesamtzahl heller kosmischer "Inseln" solcher Sternhaufen.

Galaxienmasse und dunkle Materie

Die Masse einer Galaxie setzt sich aus der Masse von Milliarden Sternen, Gas- und Staubwolken sowie Halos zusammen. Das Hauptgewicht des Heiligenscheins ist Dunkle Materie. Dies ist eine mysteriöse Entität, die hypothetische Weltraumobjekte enthält. Ihre Masse beträgt 95 % der gesamten Masse des Universums. Ihre unsichtbare Präsenz wird durch die Schwerkraft angezeigt. Das heißt, dunkle Materie beeinflusst die für das menschliche Auge sichtbaren Leuchten.

Dies äußert sich in der unnatürlich hohen Geschwindigkeit der Bewegung von Sternen am Rand der galaktischen Scheibe. Es scheint, dass sie von einer unbekannten Kraft beschleunigt werden. Und nur eine große Masse kann sie hervorrufen. Daher existiert es, aber es manifestiert in keiner Weise elektromagnetische Strahlung. Daher gibt es keine Gammastrahlung, keine ultraviolette, keine infrarote Strahlung, kein sichtbares Licht. Es gibt nur solide Schwärze, die das menschliche Auge wahrnimmt. Dunkle Materie ist charakteristisch für alle Arten von Galaxien. Sie unterscheidet sich nur prozentual zur Leuchtmasse.

Riesige Gas- und Staubwolken sind die Zonen, in denen neue Sterne geboren werden. Einige dieser Wolken haben eine hohe Temperatur, sodass sie in Teleskopen deutlich sichtbar sind. Zum Beispiel gibt es im Sternbild Orion einen riesigen Nebel, der sogar mit bloßem Auge zu sehen ist. Aber kalte Gas- und Staubformationen absorbieren Licht, sodass sie zwischen den leuchtenden Myriaden von Sternen wie schwarze Vertiefungen aussehen.

Die Verteilung der Sterne und damit die Leuchtkraft und Masse in Sternhaufen ist ungleichmäßig. In der Mitte ist die Dichte maximal und näher an den Rändern nimmt sie ab. Es gibt Kugelsternhaufen mit einem Durchmesser von Hunderten von Lichtjahren. Supernovae brechen ständig aus. Es gibt viele Schwarze Löcher, die hauptsächlich an der Stelle erloschener massereicher Sterne entstehen. Zum Beispiel gibt es etwa 100 Millionen von ihnen in der Milchstraße.

Die Entstehung von Galaxien und ihre Entwicklung

Wie entstehen Galaxien?? Zunächst gibt es eine Primärsubstanz oder eine riesige Gas- und Staubwolke. Darin kommt es unter dem Einfluss dynamischer Prozesse, die durch Gravitationskräfte verursacht werden, zur Trennung galaktischer Gruppen. Diese Gruppen beginnen zu schrumpfen und verwandeln sich allmählich in Sternensysteme. Auch Sterne selbst entstehen durch die Verdichtung von Gas- und Staubwolken.

Dichte und Temperatur nehmen zu. Schließlich steigen sie so stark an, dass eine thermonukleare Reaktion einsetzt. So erscheint ein Stern oder eine Sonne am Himmel. Sterne gibt es in der ersten, zweiten und dritten Generation. Sterne der ersten Generation sind reich an Wasserstoff und Helium. Aber es gibt wenige Verunreinigungen schwerer Elemente. In Sternen der zweiten Generation ist die Konzentration schwerer Elemente von größerer Bedeutung, da sie später aus dem bereits mit schweren Elementen angereicherten Gas gebildet werden.

Sterne werden geboren und die Galaxie schrumpft. Es erwirbt Arme, in denen der Prozess der Sonnenbildung weitergeht. Es handelt sich bereits um aufstrebende Stars der dritten Generation. Ihnen gehört auch unsere heimische Sonne.

Schließlich nimmt der Sternhaufen eine Spiralform an, und Gas- und Staubwolken beginnen sich aufzulösen. Milliarden von Jahren vergehen, und die Spiralform ändert sich in eine Linsenform, da die Gas- und Staubreserven erschöpft sind. Daher verschwinden die Arme und das Leuchten der Sterne wird schwach.

Galaxien entsprechen ihrem Alter nach dem Alter des Universums, und wie Sie wissen, dehnt es sich aus. Sein Alter wird auf 13,5 Milliarden Jahre geschätzt, und seine Existenz begann nach dem Urknall. Ihm ist es zu verdanken, dass die meisten Weltraumobjekte entstanden sind.

Wie wird die Expansion unseres Weltraums enden?? Hier gibt es zwei Vorhersagen. Im ersten Fall endet die Expansion nach einiger Zeit und die Anziehungskräfte beginnen, die Sternensysteme wieder auf einen Haufen zu ziehen. Wenn die gesamte Materie des Universums zusammenkommt, folgt erneut der Urknall und ein neues Universum wird geboren. Im zweiten Fall werden riesige Sternhaufen für immer zerstreut.

Wo endet das universum? Hier können wir eine Analogie zur Erde ziehen. Wenn Sie sich die ganze Zeit in eine Richtung bewegen, können Sie zum Ausgangspunkt zurückkehren. Dasselbe scheint im Weltraum zu geschehen. Nur der Raum selbst ist darin gekrümmt. Daher gibt es keine Kante als solche.

Gibt es intelligentes Leben in anderen Sternensystemen?? Es gibt Billionen von Sternen im Universum, und Planeten kreisen um sie. Es ist möglich, dass es auf einigen von ihnen Leben gibt, ähnlich wie auf der Erde. Aber angesichts der gigantischen Entfernungen ist es sehr schwierig, die Zentren des Geistes zu erkennen. So bleibt für Seine Majestät der Fall nur zu hoffen.

Vielleicht bringt ein "schöner Wind" Vertreter einer hochentwickelten Zivilisation in die Weiten der Milchstraße und sogar in den Orion-Arm. Dann werden Erdlinge die Außerirdischen in ihrer ganzen ursprünglichen Pracht sehen. Es wird das größte Ereignis in der Geschichte der Menschheit.

Der Artikel wurde von Alexander Shcherbakov geschrieben

Wie heißt unsere Galaxie?

Eine Galaxie ist eine gigantische Ansammlung von Sternen, Planeten, Gasen und Staub, die so etwas wie eine Insel bilden und sich langsam im Weltraum drehen.

Die Milchstraße ist der Name unserer Galaxie, und unser Sonnensystem (die Sonne und die Planeten, die sie umkreisen) ist nur ein Sandkorn in diesem riesigen Sternenozean.

Die Milchstraße hat ungefähr 100.000 Sterne, ganz zu schweigen von kleinen Planeten und Satelliten. Es hat die Form einer Scheibe, die von einem Athleten geworfen wird. Der größte Sternhaufen befindet sich im Zentrum der Galaxie. Unsere Galaxie ist riesig, Lichtstrahlen (mit ihrer enormen Geschwindigkeit) würden 100.000 Jahre brauchen, um von einem Ende zum anderen zu reisen, aber sie ist immer noch eine von Millionen von Galaxien im Universum.

Die uns am nächsten gelegene Galaxie ist der Andromeda-Nebel. Licht braucht 1,5 Millionen Lichtjahre, um die Entfernung zu überwinden, die uns trennt. Wenn Sie wissen möchten, wie die Milchstraße aussieht, schauen Sie in einer klaren Sommernacht in den Himmel. Sie werden einen breiten Sternenpfad am Himmel sehen, ähnlich einem weißen Gasband.