Monat: Februar 2016

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Yutu auf einem kleinen Planeten

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Bildcredit: Chinesische Akademie der Wissenschaften, Chinese National Space Administration, Emily Lakdawalla (Planetary Society) – Montiert von: Andrew Bodrov

Beschreibung: Die Spuren führen zu einem kleinen Roboter, der sich auf der Oberseite dieses hellen kleinen Planeten niedergelassen hat. Der Planet ist eigentlich der Mond, und der Roboter ist der tischgroße Rover Yutu, der gerade die Landesonde Chang’e 3 nach dem Aufsetzen Mitte Dezember 2013 im nördlichen Mare Imbrium verlässt. Die Kleiner-Planet-Projektion ist ein digital gekrümmtes Mosaik aus Bildern der Geländekamera der Landesonde, die 360 mal 180 Grad abdeckt. Yutu, der mehr als 100 Meter zurücklegte, kam im Januar 2014 zum Stillstand. Die Instrumente der Landesonde sind jedoch nach mehr als zwei Jahren auf der Mondoberfläche noch in Betrieb. Inzwischen ist eine interaktive Panoramaversion der Kleiner-Planet-Projektion hier abrufbar.

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Zwei Schwarze Löcher verschmelzen

Credit der Simulation: Projekt zur Simulation eXtremer Raumzeiten

Drückt auf den roten Pfeil und schaut zu, wie zwei Schwarze Löcher verschmelzen. Die Videosimulation wurde vom ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen durch LIGO angeregt. Es läuft in Zeitlupe. In Echtzeit dauert es etwa eine Drittelsekunde.

Die Schwarzen Löcher tanzen auf einer kosmischen Bühne vor Sternen, Gas und Staub. Ihre enorme Gravitation bricht das Licht hinter ihnen in Einsteinringe. Dabei nähern sie sich einander auf Spiralbahnen. Am Ende verschmelzen sie zu einem einzigen Schwarzen Loch.

Bei der rasanten Verschmelzung der massereichen Objekte entstehen unsichtbare Gravitationswellen. Sie führen zum Kräuseln des sichtbaren Bildes. Noch nach der Verschmelzung der Schwarzen Löcher schwappen sie innen und außen über die Einsteinringe.

Die Gravitationswellen, die LiIGO aufgespürt hat, werden als GW150914 bezeichnet. Sie passen zur Verschmelzung Schwarzer Löcher mit 36 und 29 Sonnenmassen. Ihre Entfernung beträgt 1,3 Milliarden Lichtjahre. Das einzelne Schwarze Loch, das schließlich entsteht, besitzt 62 Sonnenmassen. Drei Sonnenmassen bleiben übrig, sie wurden in Energie in Form von Gravitationswellen umgewandelt.

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LIGO entdeckt Gravitationswellen: Schwarze Löcher verschmelzen

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Illustrationscredit: LIGO, NSF, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)

Gravitationswellen sind nun direkt bestätigt. Die erste Entdeckung gelang letzten September. Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) in Washington und Louisiana maßen zur gleichen Zeit Gravitationswellen.

Man prüfte genau, ob die Messungen übereinstimmen. Heute wurde das Ergebnis der 5-Sigma-Entdeckung veröffentlicht. Die gemessenen Gravitationswellen stimmen mit dem überein, was man erwartet, wenn sich zwei große Schwarze Löcher in einer fernen Galaxie auf einer spiralförmigen Bahn nähern und verschmelzen. Das neu entstandene Schwarze Loch vibriert einen Augenblick. Die Vibration klingt schnell ab.

Die historische Entdeckung bestätigt ein Phänomen, das Einstein vorhersagte. Sie ist ein Meilenstein beim Verständnis von Gravitation und den Grundlagen der Physik. Indirekt bestätigt die Entdeckung auch Schwarze Löcher. Die Grafik zeigt, wie die Schwarzen Löcher verschmelzen. Unten verlaufen zwei Kurven. Sie zeigen die Signalstärken der Detektoren im Lauf von 0,3 Sekunden.

In Zukunft erwartet man Entdeckungen von Gravitationswellen durch Advanced LIGO und andere Detektoren. Die Entdeckungen bestätigen nicht nur die atemberaubende Natur dieser Messung. Sie sind vielleicht auch eine ungeheure Methode, um das Universum auf neue Arten zu erforschen.

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Galaxien im Fluss

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Bildcredit und Bildrechte: CEDIC-Team – Bearbeitung: Markus Blauensteiner

Beschreibung: Große Galaxien wachsen, indem sie kleine fressen. Sogar unsere Galaxis praktiziert galaktischen Kannibalismus und absorbiert kleine Galaxien, die ihr zu nahe kommen und von der Gravitation der Milchstraße eingefangen werden. Diese Praxis ist im Universum weit verbreitet, wie man an diesem auffälligen Paar miteinander wechselwirkenden Galaxien am Ufer des südlichen Sternbildes des Flusses Eridanus sieht. Die große, mehr als 50 Millionen Lichtjahre entfernte verzerrte Spirale NGC 1532 ist in einem Gravitationskampf mit der Zwerggalaxie NGC 1531 (rechts neben der Mitte) gefangen, und die kleinere Galaxie wird diesen Kampf letztendlich verlieren. Die von der Seite sichtbare Spirale NGC 1532 ist ungefähr 100.000 Lichtjahre groß. Das auf diesem scharfen Bild detailreich abgebildete Paar NGC 1532/1531 ähnelt vermutlich einem gut untersuchten System – einer von oben sichtbaren Spirale mit kleinem Begleiter, das als M51 bekannt ist.

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Aufstieg und Fall der Supernova 2015F


Videocredit und -rechte: Changsu Choi und Myungshin Im (Seoul National University)

Beschreibung: Lehnen Sie sich zurück und beobachten Sie, wie ein Stern explodiert. Die Supernova ereignete sich eigentlich, als Dinosaurier über die Erde wanderten, doch die Bilder des spektakulären Ereignisses trudelten erst letztes Jahr ein. Die Supernova 2015F wurde im März 2015 von Berto Monard in der nahen Spiralgalaxie NGC 2442 entdeckt und war so ungewöhnlich hell, dass man sie mit kleinen Teleskopen sehen konnte. Das Muster der Helligkeitsentwicklung entsprach einer Supernova vom Typ Ia – diese Art Sternexplosion tritt auf, wenn ein erdgroßer Weißer Zwerg so viel Masse ansammelt, dass sein Kern den Schwellwert zur Kernfusion überschreitet, was möglicherweise durch einen begleitenden Weißen Zwerg mit geringerer Masse ausgelöst wurde, der auf einer spiralförmigen Bahn hineinstürzte. Die Suche und Beobachtung von Supernovae des Typs Ia sind besonders interessant, weil ihre absolute Helligkeit bekannt ist und ihre scheinbare Helligkeit somit die Entfernung verrät – so ist die Kalibrierung der Entfernungen im gesamten Universum möglich. Dieses Video zeigt die Zerstörung des Sterns, beginnend mit Bildern vor der Explosion, dann die Aufhellung und schließlich das mehrere Monate andauernde Verblassen des durch Kernspaltung verursachte Leuchtens der Supernova. Die Überreste von SN2015F leuchten inzwischen so schwach, dass man sie nur noch mit großen Teleskopen sehen kann. Doch gestern hellte Nachthimmel erneut auf, diesmal mit einer sogar noch helleren Supernova in einer noch näheren Galaxie: Centaurus A.

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Lichtsäulen über Alaska

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Bildcredit und Bildrechte: Allisha Libby

Beschreibung: Was geschieht hinter diesen Häusern? Das sind keine Polarlichter, sondern Lichtsäulen – ein nahes Phänomen, das wie ein fernes aussehen kann. An den meisten Orten auf der Erde kann ein Beobachter mit etwas Glück eine Sonnensäule sehen – eine Säule aus Licht, die von der Sonne aufzusteigen scheint. Solche Sonnensäulen entstehen durch flache, flatternde Eiskristalle, die in der oberen Atmosphäre Sonnenlicht reflektieren. Normalerweise verdampfen diese Eiskristalle, ehe sie den Boden erreichen. Bei Temperaturen unter null können jedoch in Bodennähe flache, flatternde Eiskristalle als eine Art leichter Schnee oder Kristallnebel entstehen. Diese Eiskristalle könnten Licht vom Boden in Säulen reflektieren, die einer Sonnensäule ähnlich sind. Dieses Bild wurde in Fort Wainwright bei Fairbanks in Alaska fotografiert.

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Advanced LIGO: verbesserte Gravitationswellendetektoren

Die Arme dieses Gravitationswellen-Observatoriums LIGO im US-Bundesstaat Washington sind je vier Kilometer lang. Sie befinden sich auf einem rostbraunen Untergrund in der Wüste.

Bildcredit: LIGO, Caltech, MIT, NSF

Wenn man Ladung beschleunigt, entsteht elektromagnetische Strahlung, nämlich Licht. Doch wenn man Masse beschleunigt, entstehen Gravitationswellen. Licht war die ganze Zeit sichtbar. Doch ein bestätigter direkter Nachweis von Gravitationswellen ist schwierig. Wenn Gravitationswellen absorbiert werden, entsteht ein winziges symmetrisches Wackeln. Es ist ähnlich, wie wenn man einen Gummiball quetscht und dann schnell wieder loslässt.

Mit getrennten Detektoren kann man Gravitationswellen von alltäglichen Stößen unterscheiden. Starke astronomische Quellen von Gravitationswellen rütteln gleichzeitig an den Detektoren. Das passiert sogar dann, wenn die Detektoren auf gegenüberliegenden Seiten der Erde stehen.

Das Bild zeigt die Arme eines solchen Detektors. Sie sind vier Kilometer lang. Es ist das Laser-Interferometer Gravitationswellen-Observatorium (LIGO) im US-Bundesstaat Washington. Die Detektoren für Gravitationswellen werden ständig verbessert. Das geschieht auch beim Schwesterinterferometer in Louisiana. Sie heute nun empfindlicher als je zuvor.

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Fünf Planeten bei Castillo de Burriac

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Bildcredit und Bildrechte: Ignacio Llorens

Beschreibung: Die Parade von fünf Planeten im Februar breitet sich auf dieser Szenerie am klaren Himmel in der Dämmerung aus. Auf einer Bergspitze im Vordergrund zeichnet sich Castell de Burriac ab und überblickt die Stadt Cabrera de Mar in der Nähe von Barcelona (Spanien, Planet Erde). Das Panorama-Mosaikbild blickt nach Süden, es kombiniert drei unterschiedliche Belichtungszeiten, um den hellen abnehmenden Halbmond, die Planeten, die Stadtlichter an der Küste und die dunkle Burgruine abzubilden. Diese Woche beobachteten Frühaufsteher, wie er weiterwanderte, vorbei an Saturn, Venus und Merkur glitt er nahe der Ekliptik auf die Dämmerung zu und erreicht am 7. Februar die Neumondphase.

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