Monat: Mai 2024

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Schwarzes Loch wächst mit Strahl

Die künstlerische Illustration zeigt eine düstere Umgebung mit blauen Nebeln. Spiralförmig strömen helle Flüsse ins Zentrum unten in der Mitte. Dort leuchtet orangefarbenes Licht in einer Vertiefung. Nach oben strömt ein heller Strahl heraus.

Bildcredit: NASA, Swift, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)

Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt? Viele Details sind noch unbekannt, aber Beobachtungen liefern neue Hinweise. Im Jahr 2014 wurde von den bodengestützten Roboterteleskopen des Projekts ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae) eine gewaltige Explosion aufgezeichnet, die von Instrumenten wie dem NASA-Satelliten Swift in der Erdumlaufbahn weiter beobachtet wurde.

Die Computermodellierung dieser Emissionen passt zu einem Stern, der von einem weit entfernten supermassereichen schwarzen Loch zerrissen wird. Die Ergebnisse einer solchen Kollision sind in der abgebildeten künstlerischen Illustration dargestellt. Das Schwarze Loch selbst ist als winziger schwarzer Punkt in der Mitte abgebildet. Während die Materie auf das Loch zufällt, stößt sie mit anderer Materie zusammen und erhitzt sich.

Um das Schwarze Loch herum befindet sich eine Akkretionsscheibe aus heißer Materie, die früher einmal der Stern war, mit einem Strahl, der von der Drehachse des Schwarzen Lochs ausgeht.

Bei der NASA ist Woche der Schwarzen Löcher!

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Totale Sonnenfinsternis von der Sichel zum Ring

Videocredit und -rechte: Reinhold Wittich; Musik: „Sonnenaufgang“ aus „Also sprach Zarathustra“ (R. Strauss) von Sascha Ende

So verschwand die Sonne im letzten Monat vom Taghimmel! Das hier gezeigte Zeitraffervideo wurde aus Einzelbildern zusammengesetzt, die am 8. April 2024 in Mountain View, Arkansas, USA, aufgenommen wurden.

Zuerst verdunkelte sich eine schmale Sichel der Sonne mit ihren Flecken. Innerhalb weniger Minuten war schon ein guter Teil der Sonne durch den fortschreitenden Mond im Vordergrund verdeckt. Nach einer Stunde erschienen die einzigen Sonnenstrahlen, die den Mond passierten wie ein Diamantring.

Während der Totalität wurde der umgebende Himmel dunkel und ließ die hellrosa Protuberanzen um den Sonnenrand deutlich werden. Auch die Korona zeigte sich, wie sie in den umgebenden Himmel hinausreicht.

Der zentrale Blick auf die Korona besteht aus einer Summierung von Bildern, die während der völligen Totalität aufgenommen wurden. Ein paar Minuten später, am Ende des Videos, erscheint ein weiterer Diamantring – diesmal auf der anderen Seite des Mondes. Innerhalb der folgenden Stunde kehrte der Himmel wieder zur Normalität zurück.

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Ein Schwarzes Loch zerreißt einen vorbeiziehenden Stern

Die künstlerische Darstellung zeigt einen Staubring, in der Mitte leuchtet ein heller Stern, von dem eine lange schweifartige rote Struktur herausgezogen ist.

Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech

Was passiert mit einem Stern, der in die Nähe eines Schwarzen Lochs gerät?

Wenn der Stern direkt in ein massereiches Schwarzes Loch fällt, verschwindet er zur Gänze. Es ist allerdings wahrscheinlicher, dass der Stern nur nahe am Schwarzen Loch vorbeifliegt. In diesem Fall werden die äußeren Schichten des Sterns durch die Gravitation des Schwarzen Lochs weggerissen oder der Stern wird durch die Gezeitenkräfte zerrissen (tidal disruption), wobei das meiste Gas des Sterns nicht in das Schwarze Loch fällt.

Diese stellaren tidal disruption Ereignisse können so hell wie eine Supernova aufleuchten. Automatische Himmelsdurchmusterungen finden mehr und mehr davon.

Die hier abgebildete künstlerische Darstellung zeigt einen Stern, der gerade ein massereiches Schwarzes Loch passiert hat und dabei Gas verliert, welches im Orbit des Schwarzen Lochs bleibt. Die innere Kante der Gas- und Staubscheibe um das Schwarze Loch wird von diesem Ereignis aufgeheizt und kann noch lange glühen, auch wenn der Stern die Umgebung schon längst wieder verlassen hat.

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Drei Helferlein

Drei Hilfsteleskope der VLT stehen mit geöffneter Kuppel zur Beobachtung bereit. Im Hintergrund leuchtet der Himmel am Horizont rötlich, bis zum Horizont ist er mit Sternen übersät. In der Mitte stehen die Magellanschen Wolken, von links ragt das Sternbild Orion ins Bild.

Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Carnegie Las Campanas Observatory, TWAN)

Trotz ihrer Ähnlichkeit mit R2D2 sind diese drei nicht die Droiden, nach denen Sie suchen. Stattdessen beherbergen diese Kuppelbauten die 1,8-Meter-Hilfsteleskope (engl. Auxiliary Telescopes, kurz ATs) des Paranal-Observatoriums in der chilenischen Atacama-Wüste.

Die ATs sind so konzipiert, dass sie zusammen mit oder auch unabhängig von den vier 8-Meter-Hauptteleskopen des Very Large Telescope zur Interferometrie eingesetzt werden können, eine Technik mit der man extrem hohe Auflösungen erreichen kann.

Es gibt insgesamt vier ATs, die jeweils mit einem Transporter ausgestattet sind, der das Teleskop mitsamt Schutzbau auf einer Schiene bewegen kann, was verschiedene Anordnungen aller Teleskope zueinander ermöglicht. Damit die Anlage als Interferometer funktionieren kann, wird das Licht der einzelnen Teleskops durch ein System von Spiegeln in unterirdischen Tunneln auf einen gemeinsamen Brennpunkt gebracht.

Über den drei ATs sehen wir in diesem Bild die Große und die Kleine Magellansche Wolke, zwei Begleitgalaxien unserer eigenen Milchstraße. Am klaren und ansonsten dunklen Südsternhimmel erstreckt sich das schwach grünliche Nachthimmelsleuchten des Planeten Erde schwach entlang des Horizonts.

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Temperaturen auf dem Exoplaneten WASP-43b

Die schematische Illustration zeigt einen Planeten, der um einen Stern kreist und diesem immer dieselbe Seite zeigt. Vorne ist seine Temperatur gelb visualisiert, hinten violett.

Illustrationscredit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI); Forschung: Taylor Bell (BAERI), Joanna Barstow (The Open University), Michael Roman (Universität von Leicester)

Nur 280 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist der jupitergroße Exoplanet WASP-43b seinen Mutterstern in gebundener Rotation einmal in 0,8 Erdtagen. Damit ist er etwa 2 Millionen Kilometer (weniger als 1/25 der Umlaufdistanz des Merkurs) von einer kleinen, kühlen Sonne entfernt. Dennoch nähern sich die Temperaturen auf der Tagseite, die immer dem Mutterstern zugewandt ist, glühenden 2500 Grad Celsius, wie das MIRI-Instrument an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops bei Infrarot-Wellenlängen gemessen hat.

In dieser Abbildung der Umlaufbahn des heißen Exoplaneten zeigen die Webb-Messungen auch, dass die Temperaturen auf der Nachtseite über 1000 Grad Celsius bleiben. Das deutet darauf hin, dass starke äquatoriale Winde die atmosphärischen Gase auf der Tagseite zur Nachtseite transportieren, bevor sie vollständig abkühlen können.

Der Exoplanet WASP-43b ist nun offiziell als Astrolábos bekannt, und sein Mutterstern vom Typ K wurde auf den Namen Gnomon getauft. Die Infrarotspektren von Webb weisen Wasserdampf sowohl auf der Nacht- als auch auf der Tagseite des Planeten nach und geben Aufschluss über die Wolkendecke von Astrolábos.

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M100: eine Galaxie mit prächtigen Spiralarmen

Mitten im Bild leuchtet eine Spiralgalaxie, die direkt von oben zu sehen ist. Ihr Zentrum ist orangefarben mit einem gelben Kern. Darum herum sind Sterne und weitere Galaxien verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Drew Evans

M100 ist wahrhaft majestätisch und wird passenderweise den sogenannten Grand-Design-Spiralgalaxien zugeordnet. Die riesige Galaxie mit ihren über 100 Milliarden Sternen hat stärker ausgeprägte Spiralarme als unsere eigene Milchstraße.

M100 gehört zu den hellsten Mitgliedern des Virgo-Galaxienhaufens und trägt auch den Katalognamen NGC 4321. Die Galaxie ist 56 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und befindet sich im Sternbild Coma Berenices.

Während wir auf M100 direkt von oben schauen, befindet sich oben rechts im Gesichtsfeld dieser teleskopischen Weitwinkelaufnahme mit einem Durchmesser von fast einem Grad auch die etwas weniger auffällige Spiralgalaxie NGC 4312, die wir von der Seite sehen.

Das insgesamt 21 Stunden lang belichtete Bild entstand an einem dunklen Standort in der Nähe von Flagstaff in Arizona auf dem Planeten Erde und zeigt die hellen bläulichen Sternhaufen und die verschlungenen Staubansammlungen in M100, die für diese Art von Galaxien charakteristisch sind.

Messungen der veränderlichen Sterne in M100 haben eine wichtige Rolle bei der Bestimmung von Größe und des Alters des Universums gespielt.

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Der Fischkopfnebel IC 1795

Der Nebel im Bild mit orange-braunem Rand und blauem Inneren, über den ein dunkler Staubbogen verläuft, erinnert an einen Fisch, dem die Schwanzflosse fehlt. Der Kopf blickt nach rechts. Im Hintergrund sind dicke, braune Staubwolken und zarte Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Roberto Colombari und Mauro Narduzzi

Manche erkennen in diesem Nebel den Kopf eines Fisches. Dieses farbige kosmische Porträt zeigt leuchtendes Gas und undurchsichtige Staubwolken in IC 1795, einer Sternbildungsregion im nördlichen Sternbild Kassiopeia.

Die Farben des Nebels entstanden durch Anwendung der Hubble-Farbpalette, mit der Schmalbandemission von Sauerstoff-, Wasserstoff- und Schwefelatomen in blauen, grünen und roten Farben kartiert werden. Die Daten wurden mit Bildern der Region überblendet, die mit Breitbandfiltern aufgenommen wurden.

IC 1795 ist am Himmel nicht weit vom berühmten Doppelsternhaufen im Perseus entfernt. Er liegt neben IC 1805, dem Herznebel, und ist Teil eines Komplexes aus Sternbildungsregionen am Rand einer riesigen Molekülwolke. Der größere Sternbildungskomplex ist etwas weiter als 6000 Lichtjahre entfernt. Er breitet sich im Perseus-Spiralarm unserer Milchstraße aus. In dieser Entfernung wäre dieses Bild von IC 1795 etwa 70 Lichtjahre breit.

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