1. Kosmischer Schmetterling

Auf Englisch nennt man den planetarischen Nebel NGC 6302 auch «Butterfly Nebula» («Schmetterlings-Nebel») – was seiner Form weit eher gerecht wird als die etwas prosaische deutsche Bezeichnung Käfer-Nebel. Diese kosmische Schönheit, deren Flügel aus beinahe 20'000 °C heissem Gas bestehen, befindet sich 3800 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Skorpion. Der Nebel dehnte sich in den letzten 2200 Jahren auf eine Grösse von mehr als zwei Lichtjahren aus. Die Aufnahme, die mit Hilfe der Wide Field Camera 3 entstand, gehört zu den ersten Bildern des generalüberholten Weltraumteleskops Hubble, die im September 2009 veröffentlicht wurden.

2. Galaktische Rose

Was auf dieser Aufnahme des Hubble-Teleskops wie eine Rose aussieht, ist ein Galaxienpaar im Sternbild Andromeda. Die Astronomen kennen die beiden 300 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxien unter dem Namen «Arp 273». UGC 1810, die grössere Galaxie, hat eine etwa fünfmal grössere Masse als UGC 1813. Letztere dürfte UGC 1810 durchquert haben; heute sind die beiden Galaxien einige zehntausend Lichtjahre voneinander entfernt.

3. Versammlung der Sterne

Der Kugelsternhaufen NGC 3201 befindet sich im Sternbild Segel des Schiffs, das am Südsternhimmel zu sehen ist. Die enorme Ansammlung von hunderttausenden von Sternen, die einen Durchmesser von rund 80 Lichtjahren aufweist, ist etwa 16'000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Unlängst entdeckte ein Team von Astronomen im Herzen dieses Kugelsternhaufens ein inaktives stellares Schwarzes Loch von ungefähr 4,4 Sonnenmassen. Kugelsternhaufen wie NGC 3201 gibt es in allen grossen Galaxien; allein in der Milchstrasse sind es rund 150. Oft zählen sie zu den ältesten stellaren Gebilden im Weltraum.

4. Kalter Pferdekopf

Als tauche ein riesiger Pferdekopf aus einem turbulenten Meer von Staub und Gas auf: 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt hebt sich im Sternbild Orion der Dunkelnebel Barnard 33 vor dem hellen Hintergrund ab. Die als «Pferdekopfnebel» bekannte Formation ist rund drei Lichtjahre gross und hat etwa 27 Sonnenmassen. Der Nebel besteht aus kaltem Gas und Staub; im sichtbaren Bereich erscheint er dunkel und ist nur zu erkennen, weil er sich vor einem leuchtenden Nebel befindet. Diese Aufnahme des Hubble-Teleskops im nahen Infrarotbereich zeigt feine Strukturen des Pferdekopfnebels, die sonst nicht zu sehen sind.

5. Bunter Jupiter

Der Jupiter ist der Gigant unter den Planeten unseres Sonnensystems. Der Gasriese hat eine Masse, die zweieinhalbmal so gross ist wie diejenige aller anderen Planeten zusammen. Auf dieser Infrarot-Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble aus dem Jahr 2016 sieht der Jupiter allerdings nicht so aus, wie man ihn gemeinhin kennt. Die charakteristischen Bänder, die rund um den Planeten laufen, sind aber gut erkennbar, und das gilt auch für den Grossen Roten Fleck, der hier links unten zu sehen ist. Es handelt sich um einen riesigen ovalen Wirbelsturm, der so gross ist wie zwei Erddurchmesser und schon seit Jahrhunderten existiert. 

6. ISS Flyby

Diese aus neun Einzelbildern bestehende Bildkomposition zeigt die Internationale Raumstation ISS am 7. Oktober 2018 beim Vorbeiflug vor der Sonnenscheibe. Die ISS war mit einer Geschwindigkeit von rund acht Kilometern pro Sekunde (das sind fast 29'000 km/h) unterwegs.

7. Sternen-Brutstätte

Wie eine bizarre Landschaft wirkt die «Mystic Mountain» genannte Formation im 7500 Lichtjahre entfernten Carina-Nebel. Die Säule aus Gas und Staub, eine Brutstätte neuer Sterne, misst drei Lichtjahre – mehr als die Hälfte der Distanz von der Erde zum nächsten Sonnensystem. Die zusammengesetzte Aufnahme der Wide Field Camera 3 des Hubble-Teleskops datiert vom Februar 2010. Die Farben entsprechen dem Leuchten von Sauerstoff (blau), Wasserstoff und Stickstoff (grün) sowie Schwefel (rot).

8. Weltraum-Spindel

Die Galaxie Messier 102 – auch NGC 5866 genannt – befindet sich 30 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Drache. Der Durchmesser der linsenförmigen oder Spindelgalaxie beträgt 60'000 Lichtjahre. Auf der Aufnahme des Hubble-Teleskops ist eine Art Staubstrasse zu erkennen, die diese beinahe in unsere Sichtlinie geneigte Galaxie in zwei Hälften teilt. Die Struktur ist auf dem Bild gut zu sehen: im Zentrum eine zarte rötliche Wölbung um einen hellen Kern, eine bläuliche Scheibe aus Sternen parallel zur Staubstrasse und einen transparenten Halo. Die äusseren Bereiche des Halo sind mit zahlreichen Stern-Clustern übersät, die jeweils bis fast eine Million Sterne zählen.

9. Pulsierender Riesenstern

RS Puppis im Sternbild Puppis oder Achterdeck des Schiffs ist ein imposanter Stern: Seine Masse ist so gross wie die von zehn Sonnen, seine Leuchtkraft entspricht 15'000 Sonnen. Der etwa 6500 Lichtjahre von der Erde entfernte Cepheid – das sind instabile, pulsationsveränderliche Sterne – ändert seine Helligkeit in einem Zyklus von ungefähr 40 Tagen jeweils um den Faktor fünf. RS Puppis ist von dicken Staubnebeln umgeben; anhand des Lichtechos im Nebel gelang es den Astronomen, die Entfernung des Sterns ungewöhnlich genau zu bestimmen.

10. Säulen der Schöpfung

Etwa 7000 Lichtjahre entfernt befindet sich im Sternbild Adler eine berühmte Formation: die «Pillars of Creation» («Säulen der Schöpfung»). Die erste Aufnahme des Hubble-Teleskops wurde 1995 gemacht, die hier abgebildete Aufnahme erfolgte 2014 und wurde anlässlich des 25. «Geburtstags» des Teleskops im Jahr darauf veröffentlicht. Sie zeigt die Säulen im sichtbaren Licht. Sie sind etwa vier Lichtjahre lang, erodieren allerdings langsam durch Photoevaporation, also den Beschuss mit hochenergetischen Photonen.

11. Space-Sombrero

Die Spiralgalaxie NGC 4594 (oder Messier 104) mit einem Durchmesser von 50'000 Lichtjahren im Sternbild Jungfrau trägt ihren Spitznamen «Sombrerogalaxie» nicht ganz zu Unrecht, wie diese Hubble-Aufnahme zeigt. Wir sehen sie unter einem Winkel von lediglich sechs Grad zu ihrer Äquatorialebene. Die rund 30 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie, die einen aussergewöhnlich hellen Kern und sehr eng gewundene Spiralarme besitzt, ist mit etwa 800 Milliarden Sonnenmassen kleiner als die Milchstrasse (1,9 Billionen Sonnenmassen).

12. Extraterrestrische Polarlichter

Polarlichter gehören zu den faszinierendsten Himmelserscheinungen. Sie entstehen durch Ströme geladener Teilchen, beispielsweise des Sonnenwinds, die vom Magnetfeld in die obere Atmosphäre geleitet werden, wo sie mit Gasteilchen wechselwirken und dabei Lichterscheinungen verursachen. Es gibt sie nicht nur auf der Erde: Die Gasriesen Jupiter und Saturn kennen dieses Phänomen ebenfalls – und auch der rund vier Milliarden Kilometer entfernte Uranus. Die Polarlichter dort dauern allerdings nur wenige Minuten. Erstmals wurden sie 1986 von der Raumsonde Voyager 2 auf der Nachtseite des Planeten registriert. Von der Erde aus konnten sie indes nicht nachgewiesen werden. Dieses Kompositbild des Uranus basiert auf Aufnahmen von Voyager 2 und zwei Aufnahmen des Hubble-Teleskops.

13. Saturnische Mond-Polonaise

Wenn der Saturn – das geschieht etwa alle 14 bis 15 Jahre – so steht, dass seine Ringe von der Erde aus gesehen beinahe auf der Blickebene liegen, sehen wir seine Scheibe fast vollständig. Das ist ideal, um mehrfache Transite seiner Monde zu beobachten – wie bei dieser Aufnahme vom 24. Februar 2009, als das Weltraumteleskop Hubble gleich vier Saturn-Trabanten ablichtete. Von links nach rechts sehen wir: Enceladus – der weisse Punkt am Rand der Saturnscheibe –, seinen Schatten, darauf Dione und ihr Schatten, Titan – der orange Kreis rechts oben – und schliesslich Mimas am rechten Rand der Scheibe gleich oberhalb der Ringe. Die Schatten von Titan und Mimas sind nicht zu sehen, weil sie rechts ausserhalb der Scheibe liegen. Wie riesig der Saturn ist, lässt sich daran ermessen, dass Titan – der zweitgrösste Mond des Sonnensystems – grösser als der Planet Merkur ist.

14. Blaue Murmel

Es ist eines der berühmtesten Fotos der Erde: «Blue Marble» («Blaue Murmel») wurde vom US-Astronauten Harrison «Jack» Schmitt am 7. Dezember 1972 aus einer Entfernung von 45'000 Kilometern aufgenommen. Schmitt, der das Bild mit einer Hasselblad-Kamera knipste, gehörte zur Besatzung von Apollo 17, der letzten NASA-Mission, die auf dem Mond landete. Seither war nie mehr ein Mensch weit genug von der Erde entfernt, um die ganze Kugel fotografieren zu können – es gibt aber zahlreiche, zum Teil zusammengesetzte Aufnahmen von Satelliten. Das Original zeigt den Südpol oben; Schmitt war während der Mondmission ständig beschäftigt und musste die Zeit stehlen, um das Foto zu schiessen. Die von der NASA veröffentlichte Version zeigt den Südpol wie gewohnt unten.

15. Das Schwarze Loch

Zum ersten Mal ist Astronomen die Aufnahme eines Schwarzen Lochs gelungen. Das Bild des «Event Horizon»-Teleskopnetzwerks, das einen dunklen Fleck vor einem verschwommenen leuchtenden Ring zeigt, wurde am Mittwoch zeitgleich auf sechs Pressekonferenzen rund um den Globus präsentiert. Bislang gab es von Schwarzen Löchern nur Illustrationen. Bei dem aufgenommenen Exemplar handelt es sich um das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Messier 87.

Um in dieser gigantischen Entfernung noch ausreichende Details erkennen zu können, hatten die Forscher acht Einzelobservatorien auf vier Kontinenten rechnerisch zu einem Superteleskop zusammengeschlossen. «Die Ergebnisse geben uns zum ersten Mal einen klaren Blick auf ein supermassives Schwarzes Loch», betonte Anton Zensus, Direktor am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Dort wurden die Daten der beteiligten Radioteleskope kombiniert.

Durch ihre extreme Masse lassen Schwarze Löcher noch nicht einmal das Licht entkommen, dadurch sind sie praktisch unsichtbar. Allerdings heizt sich Materie, bevor sie in ein Schwarzes Loch gezogen wird, extrem stark auf und strahlt dann hell. Dieses charakteristische Leuchten ist in rot in der jetzt vorgelegten Aufnahme zu sehen.