Die super coole Sternenhimmel-"Palette" in den Händen des kosmischen Malers, Sie haben sie vielleicht noch nie zuvor gesehen

Autor | Feng Ziyang

Rezension | Dong Chenhui

Herausgeber | Zhao Jingyuan

Wenn wir an einem klaren, mondlosen Frühsommertag an einen Ort weit weg von städtischer Lichtverschmutzung gehen und nach Einbruch der Dunkelheit nach Südosten blicken, können wir sehen, wie die aufgehende Sommermilchstraße langsam vom Horizont aufsteigt. Im Sternbild Skorpion auf der Westseite des Zentrums der Milchstraße befindet sich ein orange-gelber heller Stern mit einer scheinbaren Helligkeit von etwa 1. Dies ist der hellste Stern in Richtung Skorpion – Antares. Um ihn herum befindet sich ein großer interstellarer Wolkenkomplex aus Emissionsnebeln, Reflexionsnebeln und Dunkelnebeln. Wir nennen ihn den ρ-Ophiuchi-Wolkenkomplex. Aufgrund ihrer bunten Farben ähnelt sie einer Farbpalette und bietet eine wunderschöne Szene aus ineinander verwobenen Schwarz-, Rot-, Blau-, Gelb- und anderen Farben. Astronomie-Enthusiasten nennen sie sie daher liebevoll „Weltraumpalette“. Am sommerlichen Sternenhimmel ist er zweifellos eines der beliebtesten Beobachtungsziele und unzählige Astronomiebegeisterte sind von seiner Farbenpracht fasziniert.

Farbpalette des Sternenhimmels. Quelle: Stellarium

Die Sternenfarbscheibe ist eine der farbenprächtigsten Regionen am Nachthimmel. Es wurde erstmals im Jahr 1883 vom amerikanischen Astronomen Edward Barnard entdeckt. Es handelt sich um eine Sternentstehungsregion aus dichtem Gas und Staub. Die zentralen Koordinaten des Objekts betragen 16h28m06s in Rektaszension und -24°32'30" in Deklination. Es handelt sich um ein Deep-Sky-Objekt am Sommerhimmel der nördlichen Hemisphäre. Es ist etwa 460 Lichtjahre von uns entfernt und zählt zu den nächstgelegenen Sternentstehungsgebieten. Neben dem Rho-Ophiuchi-Komplex und der kosmischen Farbscheibe ist es auch als Ophiuchus-Molekülwolke, Integral 691, XSS J16271-2423 usw. bekannt.

Eine Sternenkarte des Himmelsbereichs in der Nähe der stellaren Farbscheibe. Quelle: Roberto Mura (CC BY-SA 3.0)

Der Himmelsbereich in der Nähe der stellaren Farbscheibe enthält viele Deep-Sky-Objekte, von denen der gelbe Teil als IC 4606 nummeriert ist. Es handelt sich um einen Reflexionsnebel, der sich im Raum um Antares (α Scorpii) befindet. Er wird von Antares beleuchtet, daher wird er auch Antares-Reflexionsnebel genannt. Antares ist ein Doppelsternsystem, das aus einem roten Überriesenstern (Antares A) und einem blauen Hauptreihenstern (Antares B) besteht. Rote Überriesen wie Antares A, die sich am Ende ihres Lebens befinden, werden sich nach außen ausdehnen, ihre Oberflächentemperatur wird sinken (daher ihre rötlich-gelbe Farbe) und ihre Helligkeit wird dramatisch zunehmen. IC 4606 reflektiert das Licht von Antares und erscheint gelb. Am Himmel in der Nähe von IC 4606 befindet sich ein Kugelsternhaufen NGC 6144 mit einer sehr geringen Sterndichte. Obwohl die Projektion dieses Clusters auf der Himmelskugel relativ nahe an IC 4606 liegt, sind sie im Raum sehr weit voneinander entfernt und haben keine physische Verbindung. Rechts von IC 4606 befindet sich ein weiterer Kugelsternhaufen M4 (auch Krebshaufen genannt). Zwischen den beiden besteht keine physikalische Verbindung. M4 ist der erste Kugelsternhaufen in der Menschheitsgeschichte, der in einzelne Sterne aufgelöst wurde. Einige seiner Strukturen können mit einem kleinen Teleskop erkannt werden.

Doppelsternsystem Antares. Quelle: SpaceEngine

Der blaue Teil der stellaren Farbscheibe besteht aus IC 4604 (LBN 1111), IC 4603 (LBN 1109) und IC 4605, die wie IC 4606 Reflexionsnebel sind. Dieser Teil enthält nicht nur mehr als die Hälfte der Masse der leeren Farbscheibe, sondern ist auch der aktivste Bereich für die Sternentstehung in der leeren Farbscheibe, in dem zahlreiche Sterne entstehen. IC 4604 wird in der Kernregion vom Stern Rho Ophiuchi (von dem auch der Name „Rho Ophiuchi-Komplex“ stammt) beleuchtet. Rho Ophiuchi ist ein Mehrfachsternsystem, das aus fünf Sternen besteht, die alle blaue Hauptreihensterne oder Unterriesen sind, weshalb IC 4604 blau erscheint.

In der Nähe von Antares (τ Scorpii) und Antares (σ Scorpii) gibt es eine große Anzahl roter Emissionsnebel, wie beispielsweise Sh2-9 (Gum 65) um Antares. Die energiereiche ultraviolette Strahlung im Sternenlicht regt die Wasserstoffatome in der Gaswolke an, wodurch ihre Elektronen von ihren Kernen getrennt werden. Wenn die Elektronen und Wasserstoffkerne wieder zusammenkommen, setzen sie weniger Energie frei und erzeugen so diesen rötlichen Emissionsnebel. Sh2-9 reflektiert jedoch auch das schwache blaue Licht, das von Antares ausgestrahlt wird, sodass es sich auch hier um einen Reflexionsnebel handelt.

Kugelsternhaufen M4 und Emissions-/Reflexionsnebel Sh2-9. Quelle: Wikipedia

Als nächstes wenden wir uns den dunklen Nebeln B44 und B45 im Nordosten der stellaren Farbscheibe zu. Sie sind wie ein Flügelpaar, das in die farbige Sternenscheibe eingesetzt ist. Hier sind die kalten Wasserstoffwolken sehr dicht und bilden die „Wiege“ für die zukünftige Entstehung neuer Sterne. Sie blockieren das sichtbare Licht der dahinter verborgenen Sterne. Diese Staubwolken erstrecken sich ostwärts in die Milchstraße hinein, über die farbige Sternscheibe hinaus, bis zu einem weiteren dunklen Nebel, der als Pfeifennebel bekannt ist.

Der Pfeifennebel. Quelle: ESO

Die stellare Farbscheibe ist ein natürliches Exemplar zum Studium der Sternentwicklung. Im März und April 2023 bildete das Webb-Weltraumteleskop IC 4603 in der stellaren Farbscheibe ab und enthüllte dabei beispiellose Details dieses riesigen Nebelkomplexes. Dieser kleine Himmelsausschnitt, der unten gezeigt wird, hat ein Sichtfeld von 6,4 Bogenminuten und ist etwa 390 Lichtjahre entfernt. Er enthält etwa 50 junge Sterne, von denen die meisten eine ähnliche Masse wie unsere Sonne haben oder kleiner sind. Die dunkelsten Bereiche im Bild sind die staubigsten, da dicke Staubschichten die sich noch bildenden Protosterne umhüllen. Das Bild wird von riesigen bipolaren molekularen Wasserstoffstrahlen (rote, stabförmige Gaswolken) dominiert, die sich oberhalb und rechts vom Bild befinden. Dies geschieht, wenn Sterne sich zum ersten Mal aus ihrer Staubhülle lösen und ein Paar entgegengesetzter Jets in den Weltraum schießen, wie ein neugeborenes Baby, das zum ersten Mal nach der Welt greift. Darüber hinaus zeigt ein Doppelsternsystem mit der Nummer S1 Ophiuchi in der unteren Bildhälfte eine gelb leuchtende „Höhle“. Die Masse des Hauptsterns in diesem Doppelsternsystem beträgt etwa das 4,1-fache der Sonnenmasse. Damit ist er der einzige Stern im Bild, der eine deutlich größere Masse als die Sonne aufweist. Die Bilder des Webb-Weltraumteleskops haben unser Verständnis der komplexen Struktur dieses Nebels noch einmal aufgefrischt und sind für die Erforschung der Sternentwicklung von großer Bedeutung.

IC 4603, aufgenommen vom Webb-Weltraumteleskop. Quelle: ESA

Für Astronomie-Enthusiasten, insbesondere diejenigen, die gerne Sternenhimmel fotografieren, war der Farbkreis des Sternenhimmels schon immer eines der beliebtesten Aufnahmemotive. Worauf sollten wir also beim Aufnehmen des Farbrads des Sternenhimmels achten? Bei der Wahl der Kamera empfiehlt es sich, auf eine astronomische Modifikation zu setzen. Die von uns üblicherweise verwendeten Kameras verfügen in der Regel über einen Infrarot-Sperrfilter vor dem lichtempfindlichen Element. Dieser Filter muss entfernt werden, damit die Kamera die Infrarotstrahlung des Sternen- und Weltraumfarbrads effizienter empfangen kann, wodurch die Fotos mehr Details und Farben zeigen. Darüber hinaus benötigen wir während der frühen Vorbereitungen auch Ausrüstung wie Objektive mit großer Blendenöffnung, Stative und parallaktische Montierungen. Dadurch soll die Erdrotation ausgeglichen und ein Ziehen des Sternpunkts vermieden werden, um eine lange Belichtungszeit zu erreichen und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Steht diese Ausrüstung nicht zur Verfügung, können auch Kurzbelichtungsmethoden zum Fotografieren verwendet werden. Mit der 300er-Regel lässt sich die Belichtungszeit eines einzelnen Bildes bestimmen [also Belichtungszeit (in Sekunden) ≤ 300 ÷ Brennweite des Objektivs (in Millimetern)] und diese im späteren Bildverlauf überlagern. Wenn es die Bedingungen erlauben, können Sie zum Fotografieren auch ein Teleskop mit größerem Sichtfeld verwenden. Wenn Sie ein Weitwinkelobjektiv verwenden, können Sie auch den herrlichen Anblick des Farbrads des Sternenhimmels einfangen, das am Rand der Milchstraße wandert.

Eine wunderschöne Palette voller Sterne. Quelle: Wikipedia

Der Aufnahmeort muss an einem Ort ohne Lichtverschmutzung gewählt werden. Bei guten atmosphärischen Bedingungen und einer langen Belichtungszeit können wir die leuchtenden Farben der Sternenhimmelpalette einfangen. Anfang Juni ist auf der Nordhalbkugel die farbige Sternenhimmelscheibe vor etwa 21:00 Uhr am niedrigen südöstlichen Himmel zu finden; er erreicht um Mitternacht den oberen Zenit, was die beste Zeit zum Fotografieren ist; und nach 4:00 Uhr am nächsten Tag wird die farbige Scheibe des Sternenhimmels unter den südwestlichen Horizont sinken.

Wenn wir in die farbige Sternenscheibe blicken, erfreuen wir uns nicht nur an einem schönen Anblick; Wir sind auch Zeugen der Geburt und Entwicklung von Sternen im Universum. Dieser magische Himmel, der Milliarden Jahre kosmischer Geschichte und endlose Geheimnisse in sich trägt, lässt uns tief spüren, wie unbedeutend wir im riesigen Universum sind. Durch die Fotografie können wir die Pracht und Großartigkeit der Sternenpalette einfangen und dafür sorgen, dass diese Schönheit für immer in unseren Linsen und Erinnerungen verbleibt. Mögen unsere Kameraobjektive diese funkelnden und wunderschönen Momente festhalten, mit dem Universum tanzen und das Wunder des Lebens spüren.

Verweise

1. Rho Ophiuchi Wolkenkomplex, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Rho_Ophiuchi_cloud_complex

2. August 2019 Feature – Rho Ophiuchi Wolkenkomplex, Little Rock University, https://ualr.edu/tv/2019/08/08/august-2019-feature-rho_ophiuchi_cloud_complex/

3. Antares, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Antares

4. Webb feiert erstes Jahr der Wissenschaft mit Nahaufnahme der Geburt sonnenähnlicher Sterne, Webb-Weltraumteleskop, https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2023/news-2023-128?news=true

5. Rho Ophiuchi ist voller herrlicher Farben, EarthSky, https://earthsky.org/clusters-nebulae-galaxies/rho-ophiuchi-cloud-complex-antares-m4-dark-nebula/

6. Deep Space Exploration/Huang Dandan: Space Color Diagram, China Photography News, Ausgabe 72, 2021, Seite 7

7. Der Nachthimmel ist mit einer atemberaubenden „Farbpalette“ gefüllt! Wie kann man es betrachten und fotografieren? Schnellsuchanleitung, Star Alliance CSVA, https://mp.weixin.qq.com/s/H6OTfMGcxXOfGRULOY4jXw

8. H II-Nebel, AstroFotoBlog, https://www.astrofotoblog.eu/?cat=49

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