Der Dunkle Turm im Skorpion

Der dunkle Turm NGC 6231 liegt 5000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Skorpion.

Bildcredit und Bildrechte: DatenMartin Pugh; BearbeitungRocco Sung

Beschreibung: Diese staubige kosmische Wolke, die sich am Hinterteil des arachnologischen Sternbildes Skorpion vor einem überfüllten Sternenfeld abzeichnet, erinnert manche an einen unheimlichen dunklen Turm. Tatsächlich lauern im Inneren des Nebels Klumpen aus Staub und molekularem Gas, die kollabieren und Sterne bilden.

Die Struktur auf diesem prächtigen Teleskopporträt ist fast 40 Lichtjahre groß. Die zusammengefegte Wolke wird als kometare Globule bezeichnet. Geformt wird sie durch die intensive Ultraviolettstrahlung der OB-Assoziation sehr heißer Sterne in NGC 6231 außerhalb des oberen Bildrandes. Ihr energiereiches Ultraviolettlicht liefert auch die Energie für das rötliche Wasserstoffleuchten am Rand der Globule. Heiße, in den Staub eingebettete Sterne sind als bläuliche Reflexionsnebel erkennbar.

Der dunkle Turm NGC 6231 und die mit ihm verbundenen Nebel sind ungefähr 5000 Lichtjahre entfernt.

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GW200115: Simulation der Verschmelzung eines Schwarzen Lochs mit einem Neutronenstern


Videocredit: Simulation: S.V. Chaurasia (Stockholm U.), T. Dietrich (Potsdam U. & MPIGP); Visualisierung: T. Dietrich (Potsdam U. und MPIGP), N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer (MPIGP)

Beschreibung: Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern vernichtet? Analysen lassen den Schluss zu, dass so ein Geschehen das Gravitationswellenereignis GW200115 verursachte, das im Januar 2020 von den Observatorien LIGO und Virgo beobachtet wurde.

Um das ungewöhnliche Ereignis besser zu verstehen, wurde diese Visualisierung aus einer Computersimulation erstellt. Zu Beginn des Visualisierungsvideos kreisen das Schwarze Loch (etwa 6 Sonnenmassen) und der Neutronenstern (etwa 1,5 Sonnenmassen) umeinander und senden dabei eine immer größer werdende Menge an Gravitationsstrahlung aus. Das malerische Muster der Gravitationswellen-Emission ist in Blau dargestellt.

Das Duo nähert sich einander immer schneller auf spiralförmigen Bahnen, bis der Neutronenstern vollständig vom Schwarzen Loch verschlungen wird. Da der Neutronenstern während der Kollision nicht auseinanderbricht, entkommt nur wenig Licht – das passt zum Fehlen eines beobachteten optischen Gegenstücks. Das übrig gebliebene Schwarze Loch schwingt kurz. Sobald das Schwingen abklingt, verebben auch die ausgesendeten Gravitationswellen.

Das 30-sekündige Zeitraffervideo ist scheinbar kurz, doch in Wirklichkeit dauert es etwa 1000-mal so lang wie das echte Verschmelzungsereignis.

Astrophysik: mehr als 2500 Codes in der Astrophysik-Quellcodebibliothek
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Der gemalte Saturnmond Iapetus in 3D


Bildcredit: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team; 3D-Berechnung: VTAD der NASA

Beschreibung: Was ist mit dem Saturnmond Iapetus passiert? Weite Bereiche dieser seltsamen Welt sind dunkelbraun, andere hingegen strahlend weiß. Die Zusammensetzung des dunklen Materials ist unbekannt, doch Infrarotspektren lassen vermuten, dass es möglicherweise eine dunkle Form von Kohlenstoff enthält. Iapetus hat auch einen ungewöhnlichen Äquatorwall, der ihn wie eine Walnuss aussehen lässt.

Um diesen scheinbar bemalten Mond besser zu verstehen, führte die NASA im Jahr 2007 die Roboter-Raumsonde Cassini, die damals Saturn umkreiste, bis auf weniger als 2000 Kilometer an ihn heran.

Iapetus ist hier dreidimensional abgebildet. Ein riesiger Einschlagkrater im Süden umfasst gewaltige 450 Kilometer und und überlagert offenbar einen älteren Krater von ähnlicher Größe. Das dunkle Material bedeckt zunehmend den östlichsten Teil von Iapetus und verdunkelt Krater und Hochländer gleichermaßen.

Bei näherer Betrachtung zeigt sich, dass die dunkle Beschichtung in der Regel zum Äquator des Mondes zeigt und weniger als einen Meter dick ist. Eine führende Hypothese besagt, dass der dunkle Auftrag großteils aus Schmutz besteht, der übrig bleibt, wenn das relativ warme, schmutzige Eis sublimiert. Eine erste Schicht aus dunklem Material könnte durch die Ablagerung von Trümmern anderer Monde stammen, die bei Meteoriteneinschlägen freigesetzt wurden.

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M27, der Hantelnebel

Der Hantelnebel oder M27 ist das 27. Objekt auf Messiers Liste an Nebeln, die keine Kometen sind.

Bildcredit und Bildrechte: Bray Falls und Keith Quattrocchi

Beschreibung: Was wird wohl aus unserer Sonne? Der erste Hinweis auf die Zukunft unserer Sonne wurde 1764 unabsichtlich entdeckt. Damals erstellte Charles Messier eine Liste diffuser Objekte, die keine Kometen sind.

Das 27. Objekt auf Messiers Liste ist heute als M27 oder Hantelnebel bekannt. Es ist ein planetarischer Nebel, am Himmel ist er einer der hellsten seiner Art. Ihr seht ihn mit einem Fernglas im Sternbild Füchslein (Vulpecula). Licht braucht ungefähr 1000 Jahre, um von M27 zu uns zu gelangen. Hier ist er in Farben abgebildet, die von Wasserstoff und Sauerstoff abgestrahlt werden.

Wir wissen heute, dass unsere Sonne in etwa 6 Milliarden Jahren ihre äußeren Gashüllen abstoßen und einen planetarischen Nebel wie M27 bilden wird, während ihr zurückbleibender Kern zu einem Weißer Zwergstern wird, der so heiß ist, dass er Röntgenlicht abstrahlt. Das Verständnis der Physik und Bedeutung von M27 reicht jedoch weit über die Wissenschaft des 18. Jahrhunderts hinaus. Auch heute noch ist vieles an planetarischen Nebeln rätselhaft, zum Beispiel wie ihre komplexen Formen entstehen.

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Such den Mond

Vollmond während einer Mondfinsternis 2012 in Colorado in den USA knapp vor Sonnenaufgang.

Bildcredit und Bildrechte: Name

Beschreibung: Wo ist der Mond? Irgendwo im Bild versteckt sich der Erdmond. Der ganze Mond ist zur Gänze in der vollen Phase direkt sichtbar. Doch sogar das scharfe Auge des Fotografen konnte ihn nicht entdecken, obwohl er genau wusste, wo er suchen musste. Nur die lange Belichtung seiner Kamera nahm ihn auf – gerade noch.

Vielleicht gratuliert ihr euch schon, dass ihr den Mond gefunden habt, aber warum ist es so schwierig, ihn zu sehen? Ein Grund ist, dass dieses Foto während einer totalen Mondfinsternis fotografiert wurde, als der Mond im Erdschatten viel dunkler war als ein normaler Vollmond.

Außerdem wurde das Bild kurz vor Sonnenaufgang fotografiert. Der Mond stand am Himmel exakt gegenüber der Sonne, somit befand sich die Sonne knapp unter dem Horizont, beleuchtete aber schon den Himmel. Und schließlich stand der Mond nur ungefähr zwei Grad über dem Horizont. Das große Luftvolumen zwischen Kamera und Horizont streute einen Großteil des Mondlichtes im Hintergrund.

Zwölf Minuten nach Aufnahme dieses Bildes im Jahr 2012 in Colorado in den USA lugte die Sonne über den Horizont, und der Mond ging unter.

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Merkur und das Da-Vinci-Licht

Mondsichel mit Erdschein, Merkur und Zeta Tauri im Sternbild Stier hinter den Sonnenteleskopen auf der Kanarischen Insel Teneriffa.

Bildcredit und Bildrechte: Gabriel Funes

Beschreibung: Am 8. Juli sahen Frühaufsteher Merkur tief am östlichen Horizont in der Nähe des alten Mondes. An diesem Tag wurden der helle Planet, das zarte Leuchten auf der Nachtseite und die sonnenbeleuchtete Sichel des Mondes auf dieser dämmrigen Himmelslandschaft im Teide-Nationalpark auf der Kanarischen Insel Teneriffa fotografiert.

Der flüchtige innere Planet ist am Himmel der Erde niemals weit von der Sonne entfernt, er hat auf diesem Bild in der Morgendämmerung fast seine größte Helligkeit erreicht. Merkur befindet sich knapp unter dem Stern Zeta Tauri nahe der Spitze am Horn im Sternbild Stier.

Das aschfarbene Leuchten des Mondes ist Erdschein, also Erdlicht, das von der Nachtseite des Mondes reflektiert wird. Vor mehr als 500 Jahren beschrieb Leonardo da Vinci den Erdschein als Sonnenlicht, das von den Ozeanen der Erde reflektiert wird und die dunkle Mondoberfläche beleuchtet. Im Vordergrund warten die Teide-Observatorien auf die Morgendämmerung. Diese Wächter der Sonne sind auch bekannt als die Sonnenteleskope THEMIS, VTT und GREGOR (große Kuppeln, von links nach rechts).

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M82: Sternentstehungsgalaxie mit Superwind

Die Zigarrengalaxie M82 ist 30.000 Lichtjahre groß, sie liegt 12 Millionen Lichtjahre entfernt an der nördlichen Grenze der Großen Bärin.

Bildcredit und Bildrechte: Team ARO, Alentejo Remote Observatory

Beschreibung: M82 ist eine Sternbildungsgalaxie mit Superwind. Der Ausbruch an Sternbildung in M82 löst nämlich durch anschließende Supernovaexplosionen und die mächtigen Winde massereicher Sterne einen gewaltigen Ausstrom aus.

Auf scharfen Teleskopaufnahmen sind die Hinweise auf den Superwind aus der Zentralregion der Galaxie deutlich erkennbar. Dieses Kompositbild betont die Emissionen der langen Ausströmungs-Filamente aus atomarem Wasserstoff in rötlichen Farben. Ein Teil des Gases im Superwind ist mit schweren Elementen angereichert, die in den massereichen Sternen gebildet wurden. Diese schweren Elemente entweichen schließlich mit dem Wind in den intergalaktischen Raum. Der rasante Ausbruch an Sternbildung in M82 wurde durch eine enge Begegnung mit der nahen großen Galaxie M81 ausgelöst und dauert ungefähr 100 Millionen Jahre an.

M82 ist wegen ihres länglichen Erscheinungsbildes auch als Zigarrengalaxie bekannt. Ihr Durchmesser beträgt 30.000 Lichtjahre, und sie liegt 12 Millionen Lichtjahre entfernt an der nördlichen Grenze der Großen Bärin.

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Perihel und Aphel

Vergleich zwischen dem scheinbaren Durchmesser der Sonne zum Perihel (Sonnennähe) und Aphel (Sonnenferne).

Bildcredit und Bildrechte: Richard Jaworski

Beschreibung: Am 5. Juli 2021 erreichte die Erde das Aphel 2021, das ist der sonnenfernste Punkt auf ihrer elliptischen Bahn. Natürlich beeinflusst die Entfernung der Erde von der Sonne nicht die Jahreszeiten. Diese sind abhängig von der Neigung der Rotationsachse der Erde, daher ist im Juli auf der Nordhalbkugel immer noch Sommer und auf der Südhalbkugel Winter.

Doch es bedeutet, dass am 5. Juli die Sonne – vom Planeten Erde aus betrachtet – ihre kleinste scheinbare Größe hatte. Dieses Komposit vergleicht zwei Bilder der Sonne, die mit demselben Teleskop und derselben Kamera fotografiert wurden. Die linke Hälfte entstand nahe dem Perihel 2021 (2. Januar), dem sonnennächsten Punkt auf der Erdbahn. Das rechte Bild wurde kurz vor dem Aphel 2021 fotografiert.

Der Unterschied des scheinbaren Durchmessers der Sonne zwischen Perihel und Aphel ist normalerweise schwierig zu erkennen, da er nur etwas mehr als 3 Prozent beträgt.

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