Die Supernova SN2014J in der Galaxie M82

Messier 101 - die Feuerradgalaxie

In diesem Video aus der Reihe Deep Sky Videos dreht sich alles um die Feuerradgalaxie:



Im Verzeichnis von Charles Messier trägt die Galaxie die Nummer 101, in einem anderen beliebten Katalog der Astronomen wird sie als NGC 5457 katalogisiert. Es handelt sich um eine Spiralgalaxie vom Typ Sc. Das S steht einfach für Spirale, das c sagt aus, dass der Kern der Galaxie eher schwach ausgeprägt ist und die Spiralarme weit geschwungen. Da wir Frontal ("face on") auf die Scheibe sehen, sind ihre Spiralarme gut erkennbar. Spiralarme sind keine festen Gebilde, sondern gleichen eher Dichtewellen. Sterne können also bei ihrem Umlauf um den Galaxienkern in Spiralarme ein- und später auf der anderen Seite wieder austreten - ähnlich wie man auf der Autobahn in einen Stau hinten reinfährt und vorne wieder raus.

M 101, Aufnahme von Julian Zoller, Volkssternwarte Schriesheim

 Die Abmessung dieser auch Feuerradgalaxie (Pinwheel-Galaxy) genannten Welteninsel ist mit dem Mond vergleichbar und das bei einer scheinbaren Helligkeit von 7,5 mag. Wie viel wir im Teleskop von den weit geschwungen Spiralarmen sehen können, hängt sehr von der Qualität des Nachthimmels ab. Auch wenn die Galaxie eigentlich groß ist, "ertrinken" ihre Spiralarme im Licht des aufgehellten Nachthimmels.

Das blaue Quadrat in dieser mit Stellarium erzeugten Grafik zeigt die Lage von M 101.

Die Galaxie befindet sich im Sternbild Großer Bär und zwar oberhalb der Deichsel der zum Großen Bären gehörenden Sternengruppe Großer Wagen. Sie ist 22,8 Million Lichtjahre von uns entfernt. M 101 ist zwar nahe genug um feine Details in Fotografien zu zeigen, doch gehört sie wohl nicht zu unserer Lokalen Gruppe von Galaxien. Vermutlich bildet sie zusammen mit ihren Begleitern eine eigene Gruppe: M 101 -Gruppe. Begegnungen mit ihren Begleitern sind wohl auch der Grund dafür, dass M 101 etwas verzerrt aussieht und viele große Sternentstehungsgebiete besitzt. Der Astronom Halton Arp hat sie jedenfalls in seinem Atlas wechselwirkender Galaxien aufgenommen.

Die Feuerradgalaxie hat einen Durchmesser von 180.000 Lichtjahre und übertrifft damit unsere eigene Heimatgalaxie, die Milchstraße, deutlich.

Quelle: Koch/Korth: Die Messier-Objekte, Kosmos-Verlag

Der Vorläuferstern der Supernova 2012aw in M 95

In diesem Video geht es um eine Aufnahme, die von der Galaxie M 95 gemacht wurde, bevor ein Stern dieser Galaxie in einer Supernova explodierte: Die Supernova 2012aw in M 95

In der Aufnahme des Weltraumteleskop Hubble konnte nun der Vorläuferstern der Supernova identifiziert werden: ein wie zu erwarten sehr rötlicher Stern, ein sogenannter Roter Riese. Mit acht Sonnenmassen ist er allerdings überraschend massearm ist. Acht Sonnenmassen ist im Lehrbuch in etwa die Untergrenze für einen Stern, der in einer Supernova vom Typ II endet. Somit können wir jetzt auch sagen, dass aus dem Stern ein Neutronenstern wird und kein Schwarzes Loch - dafür ist er einfach zu massearm.



Leider redet Professor Mike Merrifield von der University of Nottingham sehr schnell. Ich hoffe, man kann es trotzdem verstehen.

Die Supernova 2012aw in M 95

Bild: Stefan Taube, Julian Zoller, Volkssternwarte Schriesheim, Gesamtbelichtungszeit 150 Minuten, Datum 21.03.2012

Am 16.03. haben Astronomen aus Italien und Slovenien eine Supernova in der Galaxie M 95 entdeckt. Bei einer Supernova wird ein stellares Objekt plötzlich so hell, dass es in seiner Helligkeit mit seiner Heimatgalaxie konkurieren kann. Man kann das gut an dem Bild oben erkennen. Schaut man ohne Kamera mit dem bloßen Augen durch das Teleskop, verzichtet also auf die lange Belichtungszeit dieser Aufnahme, sieht man von der Galaxie M 95 nur den hellen sphäroiden Galaxienkern. Dieser ist nicht viel heller, als der auf der Aufnahme markierte "Stern", das ist die Supernova.

Astronomen kennen verschiedene Gründe für solche heftigen Helligkeitsausbrüche stellarer Objekte. In diesem Fall handelt es sich wohl um eine Supernova vom Typ II. Das bedeutet, dass hier ein Stern mit einer Masse vom mindestens achtfachen unserer Sonne am Ende seines Lebens explodiert ist. Der Vorläuferstern der Supernova war also ein Mitglied der Galaxienscheibe, die wir auf der Aufnahme als feinen bläulichen Nebel erkennen. Dieser Nebel besteht in Wirklichkeit aus unzähligen Sternen, Gas und Staub.

Zu solch einem Typ Supernova kommt es also, wenn ein massereicher Stern sich so weit entwickelt hat, dass er in seinem Inneren mittels Fusionsreaktionen Eisen bildet (zum Beispiel durch das Verschmelzen zweier Siliziumkerne). Da Eisen nicht weiter zu noch größeren Atomkernen fusionieren kann, reichert es sich im Kern des Sternes an. Irgendwann hält der stetig wachsende Eisenkern dem Druck aus seiner eigenen Masse nicht mehr Stand und implodiert. Dabei stößt der Stern seine äußere Hülle gewaltsam von sich. Warum eine Implosion des Kerns zu einer Explosion der Hülle führt, ist übrigens keine triviale Frage. Man vermutet, dass ausgerechnet die Geisterteilchen Neutrinos dafür verantwortlich sind. Diese Teilchen entstehen in riesigen Mengen im Kern während er kollabiert und sich umwandelt. Umwandelt in was? Das hängt von seiner Masse ab: Wir beobachten hier die Entstehung eines Neutronensterns oder sogar eines Schwarzen Lochs.

Es lohnt sich in der Aufnahme oben auch mal die Schönheit der Galaxie M 95 zu würdigen, in der das Spektakel stattfindet. Die Galaxie ist 33 Million Lichtjahre von uns entfernt - für galaktische Verhältnisse relativ nahe. Mit einem Durchmesser von 76.000 Lichtjahren ist sie etwas kleiner, als unsere Milchstraße. Es handelt sich bei M 95 um eine Balkenspirale vom Typ SBb. Man erkennt wunderbar die balkenartige Struktur, die den Kern der Galaxie durchzieht. Vom Ende jedes Balkens geht ein Spiralarm ab, wobei die Spiralarme von M 95 so eng und wunderbar symmetrisch sind, dass sie eine ringförmige Struktur um den Kern bilden. Diese Struktur ist gegenüber dem Kernbereich bläulich, weil in ihr viele junge Sterne entstehen - und junge Sterne sind wie junge Abiturienten vor allem blau.

Diese jungen Sterne in der Spiralstruktur sind sehr heiß. Sie strahlen die meiste Energie im ultravioletten Bereich des Spektrums ab. Daher wird diese Struktur in einer UV-Aufnahme besonders gut sichtbar. Dazu begiebt man sich am besten raus ins All, denn unsere Erdatmosphäre ist ja bekanntermaßen nicht durchsichtig für UV-Licht. Solch eine UV-Aufnahme von M 95 fertigte der Satellit GALEX (Galaxy Evolution Explorer) an:

Credit: NASA/JPL-Caltech/SSC

Wir sehen links die Aufnahme im UV-Licht, die wunderbar die heißen Sterne in der Spiralstruktur abbildet, während hingegen die Sterne, aus denen sich der Balken zusammensetzt fast nicht zu sehen sind. Im rechten Bildausschnitt ist zum Vergleich die Galaxie im sichtbaren Spektralbereich zu sehen.

Zu guter letzt noch ein Hinweis, wo am Himmel wir uns überhaupt befinden. Wie immer hilft die Astronomiesoftware Stellarium. Wir sehen, dass sich M 95 im Sternbild Löwen befindet. Rechts sehen wir den hellen Stern Regulus. Momentan wird die Lage der Galaxie recht gut durch den Planeten Mars angezeigt. Zwischen beiden Himmelskörpern liegen aber 33 Million Lichtjahre Entfernung!

Die Lage von M 95 wird von dem blauen Quadrat markiert. Daneben erkennen wir noch andere mit gelben Kreisen markierte Objekte. Dabei handelt es sich um die Galaxien M 96 und M 105. Alle drei gehören zur Galaxiengruppe Leo I.

Übrigens: Die Bezeichnung 2012aw für diese Supernova ergibt sich einfach aus ihrem Entdeckungszeitpunkt. Die Astronomen zählen die Supernovae durch, beginnend mit dem Entdeckungsjahr und darauf folgend einer Zählung aus den Buchstaben des Alphabets.

Linktipp: Supernova in Messier 95
Lesetipp: Bernd Koch, Stefan Korth Die Messier-Objekte Verlag: Kosmos