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CCD-Sektion – Teil 3
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Diverse Aufnahmen mit gekühlter CCD-Kamera und großteils engbandiger Filterung:
Alle Fotografien, sofern nicht extra gekennzeichnet: © Bildautor = Andreas v. Rétyi
Externe Fotografien sind jeweils unter »Ergänzende Abbildung(en)« zu finden

Achtung: Die Abbildungen werden zur Vermeidung langer Downloadzeiten nicht
in voller Qualität wiedergegeben! Trotzdem kann der Ladevorgang der Bilddateien
je nach Verbindung einige Zeit in Anspruch nehmen.

Diese Seite steht komplett unter dem Motto »Supernovae-Explosionen und ihre Überreste (SNR)«

Cirrus-Nebel NGC 6992 und 6960

NGC 6992, der unvergleichliche Cygnus-Bogen, zeichnet sich als kosmisches Netzwerk aus Nebelschleiern und Gas-Cirren gegen den sternreichen Hintergrund der Milchstraße ab.

Diese Nebelfetzen sind das Ergebnis einer gewaltigen Supernova-Explosion vor rund 5000 Jahren. Der detonierende Stern dürfte eine scheinbare Helligkeit von
-8 mag erreicht haben und war damit am Taghimmel deutlich zu sehen.

NGC 6992 stellt nur einen Teil der mächtigen Gasschale dieses rund 1500 Lichtjahre entfernten Supernova-Überrestes dar (Aufnahme links, rgb = HSO). Eine weitere, kontrastverstärkte Version des gleichen Bildes finden Sie hier. Die Kanäle sind dabei in der Reihenfolge OSH angeordnet.

NGC 6960, der zweite bedeutende Teilabschnitt des Cirrus-Nebels, befindet sich nahe des hellen Sterns 52 Cygni und ist als Sturmvogel-Nebel bekannt (Aufnahme rechts, rgb = HSO). Beide Abbildungen sind durch den Großfeld-Semi-Apo belichtet worden.

Der Crab-Nebel M1 – Ein »Gaststern« im Jahr 1054

Im Jahr 1054 nach Christus beobachteten chinesische Astronomen einen ungewöhnlichen »Gaststern« am Himmel; er tauchte plötzlich an der unteren Hörnerspitze des Sternbilds Stier auf und leuchtete so hell, dass er monatelang sogar am Taghimmel gesehen werden konnte. Die alten Sternkundigen wussten das Phänomen natürlich nicht realistisch zu deuten. Erst die Astrophysik konnte das Rätsel lüften: Damals explodierte eine sehr massereiche Sonne ähnlich wie der Urheber-Stern des Cirrus-Nebels als Supernova und strahlte dabei kurzzeitig so hell wie alle übrigen Sterne unserer Galaxis zusammen.

Heute findet sich an der Stelle des »Gaststerns« eine mit über 1000 Kilometer pro Sekunde expandierende Struktur, deren Grundleuchten von einem Netz ungezählter Nebelfetzen durchzogen wird. Im Zentrum befindet sich der kollabierte Sternenrest, ein Neutronenstern. Das Objekt rotiert rund 30mal pro Sekunde und vereint die Masse einer ganzen Sonne auf dem Raum einer Stadt. Die Elektronen und Protonen der Atomkerne wurden ineinander gequetscht, um Neutronen zu bilden; dieser Sternenrest ähnelt einem gigantischen neutralen Atomteilchen, daher sein Name.

Die schnelle Drehung führt zu einem gepulst wirkenden Ausstoß lokal austretender Strahlung – so streift ein »Lichtkegel« 30mal in jeder Sekunde über unseren Planeten hinweg. Obwohl der Stern nicht im eigentlichen Sinne oszilliert, wird er als Pulsar bezeichnet. An sich müssten diese Objekte eher »Rotare« heißen.

Die Nebelfetzen erscheinen in der engbandigen Kombi-Aufnahme ("mapped colour"), die im Primärfokus des 12,5-Zoll-Newton entstanden ist, bereits sehr deutlich (oben rechts). Auf Bildern der weltgrößten Teleskope enthüllen sie feinste Strukturen. Aus dem Nebel geht ein ungewöhnliches Leuchten hervor; seinen Ursprung nimmt es in sehr stark beschleunigten, relativistischen Elektronen, die auf Spiralbahnen um die Magnetfeldlinien rasen und Photonen in Bewegungsrichtung abgeben: Synchrotronstrahlung. Dieses Bild ordnet rgb = Ha-SII-OIII. Die Aufnahme wurde bei 2x2-Binning je Farbauszug lediglich fünf Minuten belichtet und zeigt daher ein schlechtes S/N-Verhältnis. Die Nebelfetzen strahlen stark in H-Alpha ab. Eine engbandige Langzeitbelichtung soll folgen.

Der Crab-Nebel hier noch einmal in einer breitbandigen Aufnahme - als L(L-ha)RGB-Bild aufgenommen durch den 12,5-Zoll-Newton; die Luminanz besteht anteilig aus H-Alpha- und Breitbandbildern. Summe L=52', R=12', G=11', B=10'.
Als der irische Astronom Lord Rosse den Nebel im 19. Jahrhundert erstmals durch sein großes Teleskop sah – damals das größte der Welt –, erinnerten ihn die nach außen greifenden Fasern an die Arme einer Krabbe; so taufte er das Objekt Crab Nebula, also Krabben-Nebel (Zeichnung unten). Im berühmten Katalog von Charles Messier erscheint dieses Gebilde als erster Eintrag (daher auch als M 1 bezeichnet).

 

 

Ergänzende Abbildungen:

Diese Aufnahmen zeigen einen Vergleich des Crabnebels im sichtbaren Licht (links, Mount Palomar Observatory) und rechts mit Hilfe der Wide-Field Planetary Camera 2 des Hubble Space Telescope.

Die Palomar-Aufnahme zeigt den Nebel ebenfalls in Falschfarben, wobei Grün dem Sauerstoff-Filter bei einer Wellenlänge von 5007 A zugeordnet ist, Blau dem Kontinuum bei 5470 A und damit der Synchrotron-Emission sowie schließlich die übliche H-Alpha-Filterung für Rot bei 6563 A.

Auf dem im Palomar-Bild markierten Ausschnitt der Hubble-Aufnahme treten nunmehr interessante Ringstrukturen zum Vorschein, deren Natur bis heute nicht ausreichend geklärt ist.

 

 

Rechts: Hubble-Space-Telescope-Aufnahme der zentralen Region von M1 mit dem extrem schnell rotierenden »Pulsar«.

Diese mit der Weitfeld- und Planetenkamera 2 (WFPC-2) des Weltraumteleskops angefertigte Abbildung zeigt zahlreiche weitere ungewöhnliche Strukturen im Kernbereich des Crab-Nebels.

 

 

Wie radikal sich das Bild des Crab-Nebels – ähnlich anderer Objekte – bei verschiedenen Wellenlängen ändert, demonstriert die nebenstehende NASA-Zusammenstellung diverser Aufnahmen von M1 sehr deutlich (NASA/Marshall Space Flight Center).

Diese schnelle Bildfolge mit der »Pulsationsfrequenz« von 29,9 Hz des Crab-Neutronensterns wurde vom amerikanischen Astronomen Dick Treffers am Leuschner Observatory aufgenommen.

Die untere Bildfolge des Pulsars, aufgenommen von den National Optical Astronomy Observatories zeigt ebenfalls das periodische, extrem rapide Aufleuchten und Verlöschen des Sternenrestes sowie seine Position innerhalb des Crab-Nebels.

Zum Vergleich noch einmal ein ähnlich ausgerichteter Bereich der durch den 12.5-Zöller
belichteten Aufnahme. Der Pulsar ist ebenfalls bereits gut erkennbar.

Die folgende Bearbeitung der gleichen Aufnahme hebt die Filamente von M1
noch etwas hervor, indem sie den Synchrotonnebel zurücktreten lässt:

Der Neutronenstern

Links: Ein Neutronenstern vereint zwar die Masse einer kompletten Sonne in sich, ist aber nicht größer als eine Stadt.

Ein einziger Kubikzentimeter dieser ultra-dichten Materie würde auf der Erde soviel Masse wie ein ganzer Güterbahnhof auf die Waage bringen! (Illustration: NASA)

Rechts: Die Feldlinien des Neutronensterns tauchen genau wie bei der Erde an den Polen in die harte Kruste des schnell rotierenden Objektes. Von hier tritt Strahlung in entgegengesetzte Richtungen jetartig nach außen. Wie bei einem Leuchtturm ziehen die (hier grün dargestellten) Strahlenkegel mit jeder Drehung des Sterns ihre Kreise. Gelangt einer dieser Lichtkegel im Laufe einer Sternrotation in Sichtlinie zur Erde, blitzt der Pulsar auf. Beim Crab-Pulsar ist das in jeder Sekunde rund dreißigmal der Fall (Simulation der Kent University).

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..... Fortsetzung .....