In den 30 Jahren seit dem Start des Hubble-Weltraumteleskops hat diese ikonische technische Meisterleistung die Wunder des Universums enthüllt und gleichzeitig eine Bibliothek mit einigen der glänzendsten Sehenswürdigkeiten im Kosmos aufgebaut. Wir haben die Archive durchsucht und die besten Bilder gesammelt, die Sie wahrscheinlich noch nie zuvor gesehen haben.
Schleiernebel
Sterne, die ein gewaltsames Ende finden und in einer Supernova explodieren, hinterlassen oft eine Narbe am Himmel – eine bunte Gaswolke, bekannt als Supernova-Überrest. Der Schleiernebel ist ein solcher Überrest, der sich über 110 Lichtjahre erstreckt.
Hubble warf bereits 1997 einen Blick auf den Schleiernebel, nur um 2015 zurückzukehren, als dieses Bild aufgenommen wurde. In den vergangenen Jahren hatten Astronauten Hubble mit dem Space Shuttle besucht und die Hauptweitwinkel- und Planetenkamera zum zweiten Mal aufgerüstet. Die verbesserte Auflösung enthüllte die feinen Gasfilamente des Nebels in einer neuen Detailebene.
Die ursprüngliche Supernova scheint vor nur 8.000 Jahren (aus astronomischer Sicht praktisch gestern) explodiert zu sein und dehnt sich immer noch aus. In den 18 Jahren zwischen dem ersten und dem zweiten Bild ist die Wolke an Größe gewachsen. Astronomen konnten diese Veränderungen ausfindig machen und dabei helfen zu verstehen, wie sich solche Nebel entwickeln.
Pismis 24
Pismis 24 ist nur ein Sternhaufen in einem großen Nebel, NGC 6357. Die gesamte Region ist die Heimat vieler junger und wachsender Sterne, auch bekannt als Protosterne. Diese wachsen in dicken Staubwolken auf, die sie vor Teleskopen verbergen, die das Universum nur bei sichtbaren Wellenlängen sehen können.
„Hubble kann für UV-, sichtbare und einige Infrarot-Beobachtungen verwendet werden. Diese panchromatischen Fähigkeiten sind unglaublich nützlich, um alles zu untersuchen, von der Aktivität des Sonnensystems bis hin zu fernen Galaxien“, erklärt Jennifer Wiseman, leitende Projektwissenschaftlerin für das Hubble-Weltraumteleskop.
Hier war Hubble in der Lage, durch den Staub zu dringen und ein Fenster zu schaffen, wo Sternenkinder geboren werden. Es wurde angenommen, dass die Masse des hellsten Sterns des Haufens, Pismis 24-1, etwa das 300-fache der Sonne beträgt, was ihn zum schwersten in der Galaxis macht. Hubble schätzt sie jedoch auf weitaus bescheidenere 100 Sonnenmassen.
Blasennebel
Der Blasennebel, auch bekannt als NGC 7635, wurde von einem bockigen Stern mit etwa 45-facher Masse unserer Sonne geschaffen, der sein Gas oder seinen Sternenwind ausstieß.
Das Gas bewegt sich mit etwa 6,5 Millionen Kilometern pro Stunde, und wenn sich die resultierende Wolke ausdehnt, prallt sie auf das umgebende interstellare Medium – das ist das Gas, das den Raum zwischen den Sternen füllt – und erzeugt eine Schockwelle. Die fortschreitende Welle bewirkt, dass sich die Regionen, die sie durchquert, aufheizen und glühen, wodurch die helle Blase entsteht, die diesem Nebel seinen Namen gibt.
Die Blase ist jedoch schief, wobei sich der Stern oben links befindet. Das interstellare Medium in dieser Region ist viel kühler und daher dichter, was es dem Gas erschwert, sich in diese Richtung auszudehnen.
Herbig-Haro-Jet
Hier sehen wir einen Herbig-Haro-Jet, der aus einigen neugeborenen Sternen spritzt. Nachdem sich ein Stern gebildet hat, bleibt normalerweise eine Scheibe aus Gas und Staub um ihn herum zurück. Komplexe Wechselwirkungen zwischen dieser Scheibe und dem Magnetfeld des Sterns führen dazu, dass ein Teil des Gases mit unglaublich hoher Geschwindigkeit herausgeschleudert wird.
Die Stoßwelle des Gases, die durch das interstellare Medium reißt, erzeugt diesen hell leuchtenden Strahl, wie hier zu sehen.
Hubbles hohe Präzision war nicht nur in der Lage, diese Jets detaillierter als je zuvor aufzudecken, wir konnten sie auch während ihres Wachstums untersuchen. Wenn sich der Jet weiter nach außen bewegt, trifft er auf neue Gasknoten, die hell aufleuchten und dann über einen Zeitraum von einigen Jahren verblassen. Dies hat Astronomen einen einzigartigen Blick auf das normalerweise unsichtbare interstellare Medium ermöglicht.
„Dreißig Jahre sind im astronomischen Bereich nicht viel Zeit“, sagt Jennifer Lotz, Direktorin des Gemini Observatory. „Aber wir haben jetzt Filme, die Auswurfmassen von massereichen Sternen zeigen. Dies eröffnet neue Wege zum Verständnis dieser Phänomene, die über eine Momentaufnahme hinausgehen.“
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NGC 5033
Die Spiralgalaxie NGC 5033 ist unserer sehr ähnlich. Es hat ungefähr die gleiche Größe, etwa 100.000 Lichtjahre im Durchmesser, und in seinem Kern befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einem Gewicht zwischen 10 Millionen und einigen Milliarden Sonnenmassen.
Im Gegensatz zur Milchstraße ist das Schwarze Loch von NGC 5033 jedoch nicht fügsam. Stattdessen ist es von einer wirbelnden Scheibe aus Gas und Staub umgeben, die sich so schnell bewegt, dass es überhitzt. Dadurch leuchtet es hell und bildet einen sogenannten aktiven galaktischen Kern.
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Im Laufe der Jahre hat Hubble Hunderte von supermassiven Schwarzen Löchern gefunden, indem es die Bewegung von Staub in den Zentren von Galaxien untersucht hat. Wenn sich das Material schnell bewegt, muss es ein schwarzes Loch geben, das es an Ort und Stelle hält, oder es würde in den Rest der Galaxie rasen.
„Hubble-Beobachtungen der Zentren massereicher Galaxien zeigten, dass supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren fast jeder Galaxie lebten“, sagt Lotz. „Wir glauben jetzt, dass supermassereiche Schwarze Löcher eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung von Galaxien spielen.“
Formhaut
Vor dem Start von Hubble waren die einzigen Planeten, die wir kannten, die in unserem Sonnensystem. Heute kennen wir Tausende von Exoplaneten, die andere Sterne umkreisen.
„Hubble war bei der Erforschung von Exoplaneten ganz vorne mit dabei“, sagt Wiseman. „Es ist kein großartiges Instrument, um sie zu finden – das Sichtfeld ist zu klein und es hat nur ein kleines Fenster, um den weiten Himmel zu durchsuchen – aber es kann verwendet werden, um äußerst detaillierte Folgebeobachtungen durchzuführen.“
Ein seltener Fall, in dem Hubble einen Planeten fand, war um den Stern Fomalhaut herum. Der Stern ist von einem Staubring umgeben, der sich über rund 20 Milliarden Kilometer erstreckt – das ist dreimal weiter entfernt als Pluto.
Solche Ringe werden normalerweise von Planeten erzeugt, die Staub in eine bestimmte Umlaufbahn bringen. In der Hoffnung, diese Welt aufzuspüren, machte Hubble über einen Zeitraum von mehreren Jahren wiederholt Bilder des Systems. Beim Vergleich der Bilder fanden Astronomen einen hellen Punkt, der sich langsam um die Scheibe bewegte. Es war ein Planet und der erste, der je direkt im sichtbaren Licht abgebildet wurde.
Gravitationslinseneffekt
Galaxienhaufen sind eines der massereichsten Objekte im Universum. Sie sind so schwer, dass sie das Gewebe der Raumzeit verzerren, bis zu dem Punkt, an dem Licht beim Vorbeigehen gebogen wird. Unter den richtigen Bedingungen kann diese Krümmung wie eine Linse wirken und Galaxien vergrößern, die sich Milliarden von Lichtjahren hinter ihnen befinden, ein Effekt, der als Gravitationslinseneffekt bekannt ist.
Im linken Bild oben sehen Sie mehrere hellblaue Galaxien, die mit Linsen versehen wurden, obwohl sie durch den Prozess zu gekrümmten Bogenformen verzerrt wurden. Solche Bilder sind entscheidend für die Verfolgung einer der mysteriösesten Substanzen im Universum, der Dunklen Materie.
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„Die meiste Materie in einem Cluster ist dunkle Materie“, erklärt Wiseman. „Wir wissen nicht, was dunkle Materie ist, aber durch Hubbles Beobachtungen der Linsenbildung können wir sagen, wie sie verteilt ist und wie sich dunkle Materie im Laufe der Geschichte des Universums entwickelt hat.“
Nach der Untersuchung des Musters verzerrter Galaxien haben Astronomen eine Karte der Dunklen Materie innerhalb dieses Haufens erstellt, die im rechten Bild blau dargestellt ist.
Kollision von Galaxien
Zwei Galaxien, die miteinander kollidieren, klingen, als ob es für die beteiligten Objekte gefährlich, wenn nicht sogar tödlich sein sollte. In Wirklichkeit ist dies der Hauptweg, auf dem diese Sternenkollektive wachsen und sich entwickeln. Wenn sie zusammenprallen oder auch nur in der Nähe vorbeifliegen, wirbelt das daraus resultierende Chaos das Gas in ihnen auf und erzeugt Materialknäuel, die Sternenkindergärten bilden.
Hier sehen wir zwei getrennte Galaxien, die kürzlich so nahe aneinander vorbeigezogen sind, dass sie ihre Spiralarme gegenseitig aus der Form gezogen haben. Die UV-Kameras von Hubble konnten Regionen ausfindig machen, in denen sich heiße, junge Sterne eifrig bilden. Dies sind die hellblauen Klumpen, die sich um die verzerrten Arme der Galaxien gruppieren, wo die Wechselwirkung die meisten Turbulenzen erzeugen würde.
Hubbles beispiellose Schärfe und Fähigkeit, im Ultravioletten zu sehen, ist einer der wichtigsten Punkte, in denen es sich von seinen erdgebundenen Gegenstücken unterscheidet. Unsere Atmosphäre nimmt den größten Teil der ultravioletten Strahlung auf, die unseren Planeten erreicht, und so gibt uns Hubbles Blick über die Atmosphäre bei diesen Lichtwellenlängen einen einzigartigen Blick auf das Universum.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 348 des BBC Science Focus Magazine
- Alle Bilder © NASA/Hubble Space Telescope Heritage Team