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Europa: Leben unter dem Eis entdecken

Ein Plakat in blauen Farbtönen wirbt für Europas Wasserwelt. Im Vordergrund sind drei dunkle Silhouetten vor einem runden Fenster, das Ausblick auf Wasserlebewesen bietet.

Plakatillustrationscredit: NASA, JPL, Visions of the Future

Beschreibung: Sucht ihr ein interplanetares Reiseziel? Wie wäre es mit einem Besuch auf Europa, einem der interessantesten Monde im Sonnensystem? Die eisbedeckte Europa zieht in 85 Stunden auf einer elliptischen Bahn um den markanten Gasriesen Jupiter.

Die starken Gezeiten durch Jupiters Gravitation erzeugen eine Wärme, die Europas salzige, unter der Oberfläche liegende Ozeane das ganze Jahr flüssig hält. Das bedeutet, dass Europa auch ohne Sonnenlicht genug Energie erhält, um einfache Lebensformen zu ermöglichen.

Leider ist es derzeit nicht möglich, in Europas Restaurants Tische zu reservieren, wo ihr vielleicht ein Gericht mit regionalen Extremkrabben genießen könntet. Doch ihr könnt jederzeit ein anderes Urlaubsziel aus Visionen der Zukunft wählen.

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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

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

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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Sternfarben und Pinyon-Kiefer

Vor einem Hintergrund verschwommener bunter Sterne ist die Silhouette eines Nadelzweigs zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Stan Honda

Der schöne, leuchtende Schmuck dieser Pinyon-Kiefer sind helle Sterne im Sternbild Skorpion und das zarte Leuchten der zentralen Milchstraße. Das flach wirkende Bild ist auf die Nähe fokussiert.

Die Aufnahme wurde im Juni am nördlichen Rand des Grand Canyon auf dem Planeten Erde fotografiert. Es zeigt die Kiefernnadeln auf dem Zweig scharf und die fernen Sterne verschwommen, sodass ihr Licht interessante farbige Scheiben bildet. Die Farbe eines Sterns zeigt seine Temperatur.

Die meisten verschwommenen hellen Sterne im Skorpion haben einen bläulichen Farbton, ihre Oberflächentemperatur ist viel höher als die der Sonne. Der Riesenstern Antares im Zentrum des Skorpions ist kühler, größer und deutlich röter als die Sonne.

Auf scharf gestellten Teleskopansichten wäre die weißliche Scheibe rechts oben sofort erkennbar, es ist der beringte Gasriese Saturn, der Sonnenlicht reflektiert.

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Die Internationale Raumstation wird zusammengebaut

Animationscredit: Johnson Space Center der NASA

Sie ist das größte und ausgeklügeltste Objekt, das je außerhalb der Erde gebaut wurde. Viele Raumflüge waren für ihren Zusammenbau nötig, der länger als ein Jahrzehnt dauerte. Die Internationale Raumstation (ISS) ist derzeit das erste ständig von Menschen bewohnte Habitat im Erdorbit.

Die ISS ist eine Kombination komplexer Laboratorien, welche die Erde umkreisen. Schon vieles wurde dort untersucht: Die Entwicklung neuer Materialien und Medikamente in Mikrogravitation ist nur ein Beispiel. Auch die Grenzen des menschlichen Körpers und der Aufbau des Universums werden dort erforscht.

Diesen Monat wird die ISS seit 15 Jahren ständig von Menschen bewohnt. Sie wurde bisher von Astronauten aus 15 Ländern besucht. Die Raumstation hat internationale Partner unter der Führung der NASA (USA), Roscosmos (Russland), CSA (Kanada), JAXA (Japan) und der ESA (Europa). Die Animation zeigt die Schritte beim Aufbau der ISS von 1998 bis 2011. Die Raumstation ist so lang wie ein Fußballfeld.

Wenn man weiß, wann und wo man nach oben gucken sollte, sieht man einen ungewöhnlich hellen Lichtpunkt, der langsam über den Himmel zieht.

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Massereiches Schwarzes Loch zerfetzt einen Stern

Rechte am Illustrationsvideo: Raumfahrtzentrum Goddard der NASA, CI Lab

Was passiert, wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt? Kürzlich beobachteten Weltraumteleskope ein Ereignis im Zentrum einer fernen Galaxie. Es wird als ASASSN-14li bezeichnet. Anscheinend erzählt es die zermürbende Geschichte eines Sterns. Zwar konnte es nicht genau beobachtet werden. Doch die Schwankungen im energiereichen Licht lassen vermuten, dass ein Teil des Sterns zerfetzt wurde. Außerdem entstand eine wirbelnde Scheibe um den dunklen Abgrund.

Die Video-Animation zeigt das mögliche Szenario. Ein Strahl läuft die Rotationsachse des Schwarzen Lochs entlang. Der weiße, innerste Teil der Scheibe leuchtet im Röntgenlicht am hellsten. Er treibt vielleicht einen periodischen, blau dargestellten Wind an.

In Röntgen- und Ultraviolettlicht wird in Zukunft beobachtet, wie Sterne von Schwarzen Löchern zerstört werden. Das passiert auch im Zentrum der Milchstraße. Diese Beobachtungen versprechen mehr Information zur komplexen Dynamik, die sich in einigen der heißesten Orte mit der stärksten Gravitation im Universum entwickelt.

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Jupiter und Venus, von der Erde aus gesehen

Am Horizont steht die Silhouette einer Person, die links und rechts scheinbar mit den Händen die Planeten Venus und Jupiter hält. Am dunklen Himmel leuchten Sterne.

Bildrechte: Marek Nikodem (PPSAE)

Man sah es auf der ganzen Welt. Es spielte kaum eine Rolle, in welcher Gegend auf der Erde man war. Die Konjunktion von Jupiter und Venus war 2012 überall zu sehen. Jeder auf dem Planeten, der einen klaren Blick zum westlichen Horizont hatte, sah sie nach Sonnenuntergang.

Ein kreativer Fotograf fuhr 2012 weg von den Stadtlichtern der polnischen Stadt Szubin. Er fotografierte die fast engste Begegnung der beiden Planeten. Das Ergebnis seht ihr hier. Die hellen Planeten waren nur drei Grad voneinander entfernt. Seine Tochter nahm im Bild eine witzige Pose ein. Hinten schimmerte noch das zarte rote Abendrot.

Venus und Jupiter stehen diese Woche vor Sonnenaufgang wieder beisammen. Sie sind weniger als zwei Grad voneinander entfernt. In der Nähe steht der Planet Mars.

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Wenn Schwarze Löcher kollidieren

Videocredit und -rechte: Arbeitsgemeinschaft Simulation extremer Raumzeiten

Was passiert, wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren? So eine Extremsituation findet man wahrscheinlich in den Zentren einiger verschmelzender Galaxien und bei Mehrfachsternsystemen.

Das Video ist eine Computeranimation. Sie zeigt das Endstadium einer Verschmelzung. Dabei wären solche Gravitationslinseneffekte vor einem Sternfeld im Hintergrund zu sehen. Die schwarzen Regionen markieren die Ereignishorizonte des dynamischen Duos. Sterne im Hintergrund verschieben sich und bilden einen Ring an der Position ihres gemeinsamen Einsteinrings, der außen herum verläuft. Man sieht nicht nur Bilder aller Hintergrundsterne außerhalb des Einsteinrings, sondern auch Begleitbilder im Inneren.

Am Ende verschmelzen die Schwarzen Löcher. Im letzte Stadium der Verschmelzung kann es einen starken Ausbruch an Gravitationsstrahlung geben, den man vorhersagen kann. Diese Art von Nachstrahlung wird intensiv gesucht. Sie ist von gänzlich anderer Natur als Licht. Man hat sie noch nie direkt beobachtet.

Weltraum-Musikvideo: APOD-Bilder vom September 2015

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