Springende Nebensonnen über Gewitterwolken

Bildcredit: abrigatti, YouTube

Was passiert über diesen Wolken? In den letzten Jahren tauchten Videos im Internet auf, die ein ungewöhnliches, kaum erforschtes Phänomen zeigen: plötzliche Lichtveränderungen über den Wolken. Inzwischen gibt es eine Hypothese für die Ursache. Diese Hypothese besagt, dass eine Blitzentladung in einer Gewitterwolke das elektrische Feld darüber für kurze Zeit verändern kann.

Über der Wolke reflektieren manchmal geladene Eiskristalle das Sonnenlicht. Das neue elektrische Feld richtet die geometrischen Kristalle blitzschnell neu aus. Die Kristalle reflektieren das Sonnenlicht nun anders. Oder anders formuliert: Eine Blitzentladung kann eine Nebensonne zum Springen bringen. Kurze Zeit später ist das frühere elektrische Feld meist wiederhergestellt. Dadurch kehren die Eiskristalle zu ihrer ursprünglichen Ausrichtung zurück.

Um dieses seltsame Phänomen besser zu verstehen, wird gebeten, Videoaufzeichnungen von ähnlichen springenden oder tanzenden Nebensonnen zu veröffentlichen.

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Die orangefarbene Sonne sickert

Bildcredit und Bildrechte: Bruno Sánchez-Andrade Nuño et al. (IAG und MPS, NRL)

Die Oberfläche der Sonne verändert sich ständig. Dieser Film zeigt, wie die Oberfläche der Sonne in nur einer Stunde sickert. Die Photosphäre der Sonne hat Tausende Beulen, sie werden als Granulen bezeichnet. Üblicherweise hat sie auch ein paar dunkle Senken, sogenannte Sonnenflecken.

Dieser Zeitrafferfilm zeigt den Sonnenfleck 875 in der Mitte. Er wurde 2006 vom Vacuum Tower Telescope auf den spanischen Kanarischen Inseln aufgenommen. Mit einer adaptiven Optik wurden Details mit einem Durchmesser von weniger als 500 Kilometern aufgelöst.

Jede der vielen Granulen ist so groß wie ein Kontinent auf der Erde, aber viel kurzlebiger. Eine Granule ändert ihre Form in nur einer Stunde und kann in diesem Zeitraum sogar völlig verschwinden. Heißer Wasserstoff steigt in der hellen Mitte einer Granule auf, kühlt ab und sinkt am dunklen Granulenrand in die Sonne zurück.

Dieser und ähnliche Filme erlauben Studierenden und Sonnenforschenden, die Entwicklung von Granulen und Sonnenflecken zu untersuchen. Dabei wollen sie herausfinden, wie magnetische Sonnenfleckenregionen mächtige Sonnenfackeln auswerfen.

Vor wenigen Tagen rotierte die größte Sonnenfleckengruppe der letzten Jahre auf die sichtbare Seite der Sonne.

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Hammer und Feder auf dem Mond

Bildcredit: Apollo 15-Besatzung, NASA

Wenn ihr einen Hammer und eine Feder gleichzeitig fallen lasst, was erreicht zuerst den Boden? Auf der Erde der Hammer. Doch ist der Grund dafür nur der Luftwiderstand?

Schon vor Galileo überlegten Forschende und führten einfache Experimente durch. Sie meinten, dass ohne Luftwiderstand alle Objekte gleich fallen müssten. Galileo testete dieses Prinzip und fand heraus, dass zwei schwere Bälle mit unterschiedlicher Masse gleichzeitig den Boden erreichen. Historiker bezweifeln, dass Galileo dieses Experiment im Schiefen Turm von Pisa in Italien durchführte, wie der Volksmund berichtet.

Ein gut geeigneter Ort, wo man das Äquivalenzprinzip ohne Luftwiderstand testen kann, ist der Erdmond. Daher ließ der Apollo-15-Astronaut David Scott 1971 einen Hammer und eine Feder gleichzeitig auf den Mondboden fallen. Tatsächlich erreichten Hammer und Feder gleichzeitig den Mondboden, genau wie Galileo, Einstein und andere vorhergesagt hatten.

Das hier demonstrierte Äquivalenzprinzip besagt, dass die Beschleunigung eines Objekts durch die Gravitation nicht von seiner Masse, Dichte, Zusammensetzung, Farbe, Form oder Ähnlichem abhängt. Das Äquivalenzprinzip ist in der modernen Physik so wichtig, dass seine Auswirkung noch heute untersucht wird.

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Komet und KMA auf der Sonne

Videocredit: SOHO, SDO, NASA, ESA

Hat hier ein Komet, der in die Sonne stürzte, eine Sonnenexplosion ausgelöst? Wahrscheinlich nicht. Letztes Wochenende stürzte ein Komet in die Sonne. Kurz darauf brach auf der anderen Seite der Sonne ein koronaler Massenauswurf (KMA) aus.

Die ersten beiden Teile dieses Videos zeigen die spektakuläre Entwicklung der Ereignisse. Die Aufnahmen stammen vom Satelliten SOHO in der Sonnenumlaufbahn. Dieselben Ereignisse wurden auch von beiden STEREO-Satelliten aufgenommen, welche die Sonne umkreisen.

Sonnennahe Kometen, die beim Vorbeiflug an der Sonne zerbrechen, sind alles andere als selten. Hunderte solcher Kometen wurden in den letzten Jahren katalogisiert. KMAs kommen sogar noch häufiger vor. Die drei Ereignisse, die in den acht Stunden dieses Zeitraffervideos auftraten, sind sogar eher kleinere Ereignissen. Daher sind Sonnenforschende ziemlich sicher, dass es zwischen den beiden Ereignisse keinen Zusammenhang gab.

Ein weiterer Grund für diese Einschätzung ist, dass KMAs durch rasche Veränderungen im Magnetfeld der Sonne entstehen. Solche Veränderungen kann ein kleiner Komet wohl nicht hervorrufen. Solche Zufälle sind bei hoher Sonnenaktivität – wie zum Beispiel jetzt – wahrscheinlicher als sonst.

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Film mit Dunkler Materie aus der Bolshoi-Simulation

Video-Credit: A. Klypin (NMSU), J. Primack (UCSC) et al., Chris Henze (NASA Ames), Pleiaden-Supercomputer der NASA; Musik (© 2002): Her Knees Deep in Your Mind von Ray Lynch

Stellt euch vor, ihr könnt durch das Universum fliegen und Dunkle Materie sehen! An der Technologie für so einen Flug wird noch gearbeitet. Doch der Technik gelang mit Abschluss der Bolshoi-Kosmologie-Simulation ein großer Schritt bei der Visualisierung so eines Flugs. Nach 6 Millionen CPU-Stunden warf der siebtschnellste Supercomputer der Welt viele wissenschaftliche Neuheiten aus. Eine davon war diese Flugsimulation.

Am Beginn stand eine relativ gleichmäßige Verteilung der Dunklen Materie im frühen Universum. Diese sieht man am Mikrowellenhintergrund und anderen großen Datensätzen des Himmels. Die Bolshoi-Simulation folgte mit dem kosmologischen Standardmodell der Entwicklung des Universums bis zur Jetztzeit. Die Simulation seht ihr oben.

Die hellen Punkte im Video sind Knoten aus eigentlich unsichtbarer Dunkler Materie. Viele Knoten enthalten normale Galaxien. Markant sind lange Fasern und Galaxienhaufen. Sie werden von der Gravitation der Dunklen Materie bestimmt. Statistische Vergleiche zwischen Bolshoi und Himmelskarten von Galaxien zeigen eine hohe Übereinstimmung.

Die Bolshoi-Simulation stützt zwar das Vorhandensein Dunkler Materie. Doch viele Fragen zum Universum bleiben offen: Wie ist Dunkle Materie zusammengesetzt? Was ist die Natur der Dunklen Energie? Wie entstanden die ersten Sterngenerationen und Galaxien?

Astrophysik: Sucht in der Astrophysics Source Code Library
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Über den Planeten Erde fliegen

Bildcredit: NASA; Danksagung: Infinity Imagined

Beschreibung: Habt ihr schon einmal davon geträumt, hoch über der Erde zu fliegen? Astronautinnen* auf der Internationale Raumstation tun das jeden Tag. Sie kreisen zweimal in drei Stunden um unseren rastlosen Planeten. Dieses Zeitraffervideo entstand aus Bildern, die diesen Monat aufgenommen wurden. Es zeigt die Ansichten, die sie sehen.

Während die ISS über die nächtliche Erdhalbkugel rast, leuchten oben vertraute Sternbilder. Aerosole und Nachthimmellicht bilden am Rand der dünnen Erdatmosphäre einen schmalen, farbigen Ring. Viele interessante Dinge schwirren unten vorbei: riesige weiße Wolkenbänke, große Gebiete mit tiefblauen Meeren, Land, das von den Lichtern großer und kleiner Städte beleuchtet ist und Sturmwolken, in denen Blitzen zucken.

Das Video beginnt über dem Nordpazifik, führt vom Nordwesten Amerikas nach Südamerika und endet nahe der Antarktis, wo endlich das Tageslicht beginnt.

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Kepler-16b: Ein Planet mit zwei Sonnen

Credit für das Illustrations-Video: NASA, JPL-Caltech, T. Pyle; Danksagung: djxatlanta

Beschreibung: Wenn man lange genug wach bleibt, sieht man, wie beide Sonnen untergehen. Vielleicht ist das ein Sprichwort von Lebewesen, die in der Atmosphäre von Kepler 16b schweben. Der Planet Kepler 16b wurde kürzlich vom Satelliten Kepler im Weltraum entdeckt.

Dieses animierte Video zeigt, wie das Planetensystem aussehen könnte, wenn man es von einem Raumschiff aus sieht. Mehrfachsternsysteme kommen zwar relativ häufig vor. Dieses ist jedoch das erste uns bekannte, das einen Planeten besitzt. Weil sich unsere Erde in der Umlaufebene beider Sterne und des Planeten befindet, bedeckt von uns aus gesehen jeder Körper die anderen zu verschiedenen Zeiten. Dabei sind messbare Lichtabfälle zu beobachten.

Die regelmäßigen Bedeckungen erlauben bei Kepler 16b die genaueste Massen- und Radiusbestimmung, die je bei einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems möglich war. Einen Planeten wie Saturn in einer Umlaufbahn wie der Venus zu finden – also sehr nahe an einem Doppelstern – war eine Überraschung und wird sicherlich noch untersucht.

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HH 47: Ein junger Sternenstrom expandiert

Bildcredit: NASA, ESA und P. Haritgan (Rice U.)

Beschreibung: Sterne bleiben, wo sie sind. Nebel tun das scheinbar auch. Tag für Tag. Jahr für Jahr. Angesichts der gewaltigen Entfernungen in der Astronomie verändern sogar schnell bewegte Objekte ihre Erscheinung im Laufe eines Menschenlebens scheinbar nicht. Zumindest normalerweise.

Eine kürzlich entdeckte, spektakuläre Ausnahme ist jedoch der überschallschnelle Strom im Sternbildungsobjekt Herbig Haro 47. HH 47 ist so nahe – und die Ströme bewegen sich so schnell -, dass man aus Bildern des Weltraumteleskops Hubble von 1994 bis 2008 einen Zeitrafferfilm erstellen konnte. Dieser Film zeigt, wie sich ein mächtiger Strom ausdehnt.

Das Video zeigt Ströme aus Plasma, die länger sind als die 10.000-fache Entfernung zwischen Erde und Sonne. Die Ströme schießen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 150 Kilometern pro Sekunde aus einer Sternbildungsregion.

Wie entwickeln sich diese Ströme? Untersuchungen liefern nicht nur Hinweise, wie der Stern in HH 47 entsteht, sondern zeigt auch, wie Sterne – etwa unsere Sonne – vor Milliarden Jahren entstanden ist. HH 47 ist an die 1500 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Schiffssegel (Vela).

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