Kometen

Gefrorene Felsbrocken

 

Ein Schweifstern aus den Tiefen des Alls Ein Schweifstern aus den Tiefen des Alls Sie stammen hauptsächlich aus dem Randgebiet unseres Sonnensystems und sind Reste aus dessen Entstehung. Kometen sind Felsbrocken von nur wenigen Kilometern Durchmesser, in denen Wassereis und gefrorene Gase eingeschlossen sind. Der oft gebrauchte Vergleich mit einem schmutzigen Schneeball verdeutlicht die Zusammensetzung vom Prinzip her, wenn auch das Mengenverhältnis eher umgekehrt ist. Wenn die Sonne sie aufgrund ihrer Schwerkraft einfängt und auf eine Umlaufbahn zieht, wird aus dem zunächst unscheinbaren Felsbrocken ein Komet.

Sobald der Kometenkern bei der Sonnenannäherung etwa die Umlaufbahn des Planeten Jupiter passiert hat, reicht die Strahlung der Sonne aus, um das eingeschlossene Eis zu Gas schmelzen zu lassen. Dann bildet sich in der Schwerelosigkeit die Koma aus, ein leuchtender Ball aus Gas und Staub, der jetzt einen Durchmesser von einigen Millionen Kilometern erreichen kann.


Ein Schweif entsteht


Bei weiterer Annäherung bläst der stetige Sonnenwind die Gas- und Staubteilchen von der Sonne weg, so dass ein ebenfalls mehrere Millionen Kilometer langer Schweif entsteht. Bei näherer Betrachtung entstehen sogar zwei Schweife: Ein Plasmaschweif, der in gerader Linie von der Sonne weg gerichtet ist und ein leicht versetzter und gekrümmter Staubschweif. Die Staubteilchen sind schwerer als das Gas und lassen sich deshalb nicht so stark vom Sonnenwind ablenken. Die Krümmung entsteht durch die Bewegungsrichtung des Kometenkerns, während die Staubteilchen vom Sonnenwind weggeblasen werden.

Im Teleskop oder Fernglas ist der Komet als Schweifstern sichtbar. Die Erscheinungsform ist auch von der Erdposition und dem sich ergebenen Beobachtungswinkel abhängig. Gelegentlich können besonders auffällige Kometen sogar mit bloßen Augen am Nachthimmel beobachtet werden. In Ausnahmefällen kann dies sogar am Tage möglich sein.




Nebel

Faszination Deep-Sky

 

Der Orionnebel (M42) Der Orionnebel (M42) Die beobachtbaren Nebelobjekte bestehen aus großen Mengen Gas oder Staub und befinden sich weit außerhalb unseres Sonnensystems in den „Tiefen des Alls“. Aufgrund dieser Entfernung zählen sie zu den Deep-Sky Objekten (englisch für „tiefer Himmel“ oder auch „weiter Raum“).

Sie befinden sich aber noch innerhalb unserer Milchstraße, der Galaxis und werden deshalb auch als „Galaktische Nebel“ bezeichnet. Die „Planetarischen Nebel“ bilden eine separate Gruppe, befinden sich aber ebenfalls in unserer Milchstraße.


Lichtsammeln mit großer Öffnung


Aufgrund der großen Entfernungen von mehreren Tausend Lichtjahren sind die Objekte oft bereits sehr lichtschwach und erfordern je nach Objekt ein größeres Teleskop und mehr Beobachtungs- und Aufsucherfahrung als beispielsweise für Mond und Planeten notwendig sind. Für viele Hobbyastronomen stellen Deep-Sky Objekte wegen dieser besonderen Herausforderung, aber auch aufgrund der besonderen Schönheit eine spezielle Faszination dar.

Nebelobjekte zeichnen sich durch ihre vielfältige Erscheinung und durch die Farbgebung aus. Letztere ist allerdings nur fotografisch zu erfassen, da bei visueller Astronomie die Nebelobjekte grau (in wenigen Ausnahmefällen ggf. leicht grünlich) bleiben. Im Teleskop können bei intensiver Beobachtung feine Strukturen erkannt werden. Durch den Einsatz von Nebelfiltern lassen sich bestimmte Wellenlängen des Lichts herausfiltern und in der Wahrnehmung verstärken. Je nach Zusammensetzung des Nebels werden aus diesem Grunde verschiedene Filtertypen gebraucht. Eine gewisse technische Faszination auf der Suche nach dem optimalen Filter begleitet deshalb oft die Beobachtung.

Nebeltypen

Eine Unterscheidung wird nach der Art der Wahrnehmung vorgenommen:

Emissionsnebel senden selbst Licht aus. Als Energiequelle dienen benachbarte Sterne, dessen ultraviolette Strahlung die Gaswolke des Nebels ionisiert und zum Leuchten anregt. Das häufigste Element im Universum ist Wasserstoff. Die meisten Nebel bestehen zum größten Teil aus diesem Gas und werden als HII-Region bezeichnet, wenn es sich um ionisierten Wasserstoff handelt. In diesen Gebieten können auch neue Sterne entstehen und beobachtet werden.

Weiterhin gibt es mit den Planetarischen Nebeln und den Supernovaresten noch zwei besondere Formen selbst leuchtender Nebel:

Der Helixnebel (NGC 7293) ist ein Planetarischer NebelDer Helixnebel (NGC 7293) ist ein Planetarischer NebelPlanetarische Nebel sind Gaswolken, die von einem Stern abgestoßen wurden. Es ist die äußere Gashülle, die sich vom Stern bei seiner Pulsation abgelöst hat, wenn sein Kernbrennstoff zu Ende geht. Häufig entsteht deshalb eine runde Nebelform, woran der Name dieser Nebel angelehnt ist. Im Zentrum kann gelegentlich der Zentralstern als Quelle des Nebels beobachtet werden.

Supernovareste bestehen aus einem Gasgemisch, welches nach der Explosion eines Sterns übriggeblieben ist. In der Gaswolke sind auch schwere Elemente wie Sauerstoff enthalten, die bei der Kernfusion entstanden sind. Ihre Form kann unregelmäßig sein und es sind meist feine Strukturen erkennbar. Auf Astrofotografien zeigen sie sich durch die verschiedenen Elemente reich an Farben.


Reflexionsnebel reflektieren das Licht benachbarter Sterne und werden dadurch sichtbar. Sie bestehen aus Staubpartikeln und leuchten nicht selbst. Da es sich um das Licht der umgebenen Sterne in einem breiten Spektrum handelt, sind Nebelfilter nicht immer hilfreich, denn die Lichtmenge dieser Nebelart wird durch Filter im Teleskop reduziert. Der Gesamteindruck kann sich jedoch auch bei der Verwendung von Breitbandfiltern verbessern. Diese werden je nach Hersteller auch als Stadtlicht- oder Kontrastfilter bezeichnet.

Dunkelnebel sind im eigentlichen Sinne gar nicht sichtbar, denn sie senden kein Licht aus. Diese Gas- oder Staubwolken werden nicht durch Sterne zum Leuchten angeregt und sind nur als „Schatten“ erkennbar, wenn sie Licht aus ihrem Hintergrund verdecken. Dann sind sie als „Loch“ in der Milchstraße zu erkennen und können als sternlose Form wahrgenommen werden.

Beobachtung von Nebeln

NGC 7000: Der Nordamerikanebel ähnelt in seiner Form dem nordamerikanischen KontinentNGC 7000: Der Nordamerikanebel ähnelt in seiner Form dem nordamerikanischen KontinentEin auffälliger Nebel ist M42 (Orionnebel). Dieser vergleichsweise helle Emissionsnebel ist mit allen Optiken und gelegentlich mit bloßem Auge am Winterhimmel erkennbar. Auch sehr großflächige Nebel können mit Teleskopen beobachtet werden, wie NGC 7000, der Nordamerikanebel. Eine niedrige Vergrößerung ist bei diesen Objekten sinnvoll, um die gesamte Fläche überblicken zu können und möglichst viel Licht einzufangen.

Bei fast allen Nebeln ist wegen ihrer geringen Helligkeit ein dunkler Himmel notwendig. Der aufgehellter Himmel in Stadtgebieten sorgt für einen geringen Unterschied zur Helligkeit der Objekte und kann aufgrund des geringen Kontrastes eine Beobachtung erschweren oder unmöglich machen. Auch viele Details können verloren gehen, obwohl der Nebel sichtbar ist.


Als Dunkelnebel kann der E-Nebel im Sternbild Adler (Barnard 142-3) bereits in kleinen Teleskopen als C- oder E-förmiges Objekt bei guten Bedingungen beobachtet werden. Ein bekannter Dunkelnebel ist auch der Pferdekopfnebel im Sternbild Orion. Seine Beobachtung ist jedoch schwierig, da er verhältnismäßig klein ist. Um die Pferdeform zu erkennen wird ein größeres Teleskop benötigt.

M57 (Ringnebel) im Sternbild Leier ist ein planetarischer Nebel, der leicht beobachtbar ist. Da diese Nebelart eher klein ausfällt, ist nach dem Aufsuchen eine mittlere bis hohe Vergrößerung zur Beobachtung angebracht. Dann ist auch der „Rauchring“ als äußerer Rand des Nebels erkennbar.

Ein bekannter Supernovarest ist M1 (Krebsnebel) im Sternbild Stier oder NGC 6992/5 (Cirrusnebel) im Sternbild Schwan. Beide erfordern gute Beobachtungsbedingungen und eine größere Teleskopöffnung. Der Supernovarest im Sternbild Schwan ist sehr groß und in verschiedene Katalognummern unterteilt.

Galaxien

100 Milliarden weitere Milchstraßen

Die Feuerradgalaxie M101 ist in der Draufsicht zu sehen Die Feuerradgalaxie M101 ist in der Draufsicht zu sehen Außerhalb unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, befinden sich viele weitere Galaxien im Weltraum. Sie bestehen aus vielen Millionen bis Millarden Einzelsternen, Nebeln und Sternenhaufen wie in unserer eigenen Galaxie. Die große Entfernung lässt dies alles jedoch zu nebligen Objekte verschwimmen. Daher stammt auch die Bezeichnung „Andromedanebel“ für M31 oder „Dreiecksnebel“ für M33, aus der Zeit ihrer Entdeckung. Anfangs vermutete man diese „Nebel“ noch innerhalb unserer Milchstraße.

Galaxien zählen ebenfalls zu den Deep-Sky Objekten und sind sehr viel weiter entfernt als alle bisher genannten Objekte. Die Andromedagalaxie (M31) ist von uns aus gesehen die nächste Galaxie und bereits 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie erlaubt aber die Beobachtung von Details, wie einem Kugelsternhaufen. Das Licht, welches wir heute von M31 sehen können wurde bereits ausgesandt, als es noch keine modernen Menschen auf der Erde gab.

Unsere Milchstraße hat einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren und es wurde lange Zeit davon ausgegangen, dass dies unser ganzes Universum ausmacht. Erst mit dem Nachweis, das die Andromedagalaxie außerhalb der Milchstraße liegt, erweiterte sich die Vorstellung von der wahren Große des Universums. Wahrscheinlich gibt es bis zu 100 Milliarden weitere Galaxien, die sich durch ihre gegenseitige Anziehungskraft zu Galaxienhaufen (Cluster) verbinden können. Der Virgohaufen im Sternbild Jungfrau ist besonders für die zahlreiche Beobachtung von Galaxien geeignet.


Klassifikation von Galaxien

 

NGC 4565 im Sternbild Haar der Berenike zeigt sich als edge-on GalaxieNGC 4565 im Sternbild Haar der Berenike zeigt sich als edge-on GalaxieDas Erscheinungsbild von Galaxien kann elliptisch, spiralförmig oder irregulär sein und ist auch abhängig von unserem Betrachtungswinkel. Manche Galaxien zeigen sich uns genau von der Seite (edge-on) und erscheinen dann als schmale Nadel, die manchmal die Beobachtung von Staubbändern zulässt. Zeigt sich die Galaxie von oben (face-on), so kann die volle Gestalt beobachtet werden. Häufig ist dies eine Spiralform. Die wahre Größe und die Details können allerdings am besten auf Astrofotografien erkannt werden.


Wechselwirkende Galaxien

 

Gelegentlich kann auch die gravitative Wechselwirkung zwischen zwei Galaxien beobachtet werden. Am Beipiel von M51 (Strudelgalaxie) kann die Verschmelzung von zwei Galaxien beobachtet werden. Auch die Andromedagalaxie wird mit der Milchstraße in weit entfernter Zukunft verschmelzen. Die beiden Galaxien bewegen sich auf einander zu und werden sich in ca. 5 Milliarden Jahren begegnen.


Faszinierende Beobachtung

 

Die Strudelgalaxie M51 mit dem wechselwirkenden Begleiter NGC 5195Die Strudelgalaxie M51 mit dem wechselwirkenden Begleiter NGC 5195Die Faszination an Galaxien liegt neben der vielfältigen Erscheinung sicherlich auch in dem Bewusstsein, riesige Sterneninseln in unerreichbarer Entfernung zu beobachten. Viele Galaxien lassen sich bereits mit kleinen Teleskopen und bei nicht idealen Bedingungen erfassen. Um die volle Erscheinung sehen zu können, ist allerdings ein dunkler Himmel Voraussetzung. Nebelfilter sind zur Beobachtungsverbesserung nicht zu empfehlen, da Galaxien Sternenlicht aussenden und dies ebenfalls abgedunkelt werden würde. In Ausnahmefällen kann als Kompromiss ein Breitbandfilter helfen, das Störlicht zu reduzieren und den visuellen Eindruck zu verbessern.

 

Quasare

Unendliche Weiten

Am Rande des beobachtbaren Universums: Der Quasar APM 08279+5225 ist etwa 12 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt Am Rande des beobachtbaren Universums: Der Quasar APM 08279+5225 ist etwa 12 Mrd. Lichtjahre von uns entfernt Die Begriff Quasar ist eine Wortkombination und kürzt die Bezeichnung „quasistellares Objekt“ ab. Das bedeutet, es handelt sich um ein Objekt, das wie ein Stern erscheint, aber keiner ist. Quasare sind die Kerne von aktiven Galaxien, die eine große Menge Energie aussenden.

Dies sorgt für eine hohe absolute Helligkeit, so dass Quasare auch trotz ihrer großen Entfernung für uns sichtbar sind. Aber es ist nur ein einziges Quasar in Reichweite für mittelgroße Teleskope ab 150 mm Öffnung: Der hellste und zuerst entdeckte Quasar trägt die Bezeichnung 3C 273 und befindet sich im Sternbild Jungfrau. Er ist etwa 2,4 Milliarden Lichtjahre (2.400 Millionen!) von uns entfernt und stellt damit einen Entfernungsrekord für den Hobbybereich auf. Noch weiter entfernte Quasare können ebenfalls beobachtet werden, hierzu sind jedoch größere Teleskope notwendig, welche mehr Licht einfangen können.

Quasare im Teleskop

Auch die besten Teleskope können einen Quasar im visuellen Bereich nur als punktförmigen Stern darstellen. Es wird eine detaillierte Aufsuchkarte und etwas sportlicher Ehrgeiz zur Beobachtung benötigt. Dabei ist die Vorstellung der großen Entfernung interessant: Das eingefangene Licht hat bereits den Weltraum durchquert, als es noch kein komplexes Leben auf der Erde gegeben hat und stellt den weitesten Blick in die Vergangenheit dar.