Schlagwort: Artwork

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Animation: Schwarzes Loch vernichtet Stern

Video-Illustrationscredit: DESY, Labor für Wissenschaftskommunikation

Was passiert, wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt? Das Schwarze Loch kann ihn zerreißen – aber wie? Nicht seine starke Anziehungskraft ist das Problem, sondern der Unterschied der Gravitationswirkung an verschiedenen Seiten des Sterns.

Das hier gezeigte animierte Video illustiert diese Zerreißprobe: Zuerst sieht man einen Stern, der sich einem Schwarzen Loch nähert. Während seine Umlaufgeschwindigkeit ansteigt, wird die äußere Atmosphäre des Sterns bei der größten Annäherung abgerissen.

Ein großer Anteil der Sternatmosphäre entweicht in die Tiefen des Alls, aber ein anderer Anteil kreist weiterhin um das Schwarze Loch und bildet eine Akkretionsscheibe.

Dorthin führt uns die Animation im Folgenden. Während wir uns zum Schwarzen Loch umsehen, nähern wir uns der Akkretionsscheibe. Aufgrund der seltsamen visuellen Effekten von Gravitationslinsen kann man sogar die Rückseite der Akkretionsscheibe sehen. Schließlich schauen wir entlang der Jets, die entlang der Rotationsachse ausgestoßen werden. Modellrechnungen der theoretischen Astrophysik zeigen, dass diese Jets nicht nur hochenergetisches Gas auswerfen, sondern auch hochenergetische Neutrinos. Eins davon könnte kürzlich auf der Erde gesehen worden sein.

Beinahe Hyperraum: APOD-Zufallsgenerator

Heute vor 29 Jahren wurde das erste APOD veröffentlicht

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Wie man ein Licht am Himmel bestimmt

Grafik zur Bestimmung von Lichtern am Himmel

Illustrationscredit und Bildrechte: HK (The League of Lost Causes)

Was ist dieses Licht am Himmel? Vielleicht ist das eine der häufigsten Fragen, die in der Menschheit gestellt werden. Die Antwort kann oft mit wenigen schnellen Beobachtungen gegeben werden, die typischerweise zuerst abgefragt werden, wenn sie in Planetarien und Sternwarten an Fachleute gerichtet werden, z.B.:

Blickt es und bewegt es sich? Falls ja – und insbesondere, wenn die Beobachtung nahe einer Großstadt gemacht wurde – dann war es wahrscheinlich ein Flugzeug. Flugzeuge sind zahlreich und nur wenige Sterne und Satelliten sind hell genug, um durch das Rauschen des künstlichen Lichts (Lichtverschmutzung) gesehen zu werden.

Falls nicht, beziehungsweise, falls Sie nicht in Großstadtnähe wohnen, kann das helle Lichtlein auch ein Planet sein, z.B. Venus oder Mars. Erstere ist an mehr oder weniger nahe an den Horizont gebunden: sie kann nur in der Abend- oder Morgendämmerung beobachtet werden.

Manchmal fällt es auf den ersten Blick schwer, ein tieffliegendes entferntes Flugzeug in Horizontnähe von eine hellen Planeten zu unterscheiden. Das wird jedoch durch die Beobachtung innerhalb weniger Minuten klar, weil sich das Flugzeug bewegt.

Sind Sie immer noch unsicher?

Dann ermöglicht das heutige Diagramm eine mitunter humorvolle, aber weitgehend zutreffende Einschätzung. Enthusiastische Himmelsbeobachter werden höchstwahrscheinlich Ergänzungen oder Korrekturen haben: Sie sind aufgefordert und ermutigt, diese in höflicher Form beizutragen.

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Mondkorona über Paris

Links ragt der gelb beleuchtete Eiffelturm hinter einer Brücke auf, oben schießt scheinbar ein blauer Strahl zum Mond, der von einem blau leuchtenden Hof mit rötlichem Ring umgeben ist.

Bildcredit und Bildrechte: Valter Binotto

Warum sehen wir einen Mond bei Bewölkung oft bunt? Der Effekt wird Mondkorona genannt und wird durch die quantenmechanische Beugung von Licht um einzelne Wassertröpfchen in den fast unsichtbaren Wolkenschicht hervorgerufen.

Da verschiedenfarbiges Licht unterschiedliche Wellenlängen hat, wird jede Farbe anders gebeugt.

Mondkoronae sind einer der wenigen quantenmechanischen Farbeffekte, die mit freiem Auge leicht zu beobachten sind. Sonnenkoronae sind ebenfalls häufig.

Das heutige Bild wurde im letzten Monat in Paris, Frankreich aufgenommen. Der blaue Scheinweifer des Eiffelturms beeinflusst die bunte Mondkorona nicht.

Fast Hyperraum: APOD-Zufallsgenerator

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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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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.

Bei der NASA ist Woche der Schwarzen Löcher!

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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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Mittelalterliche Astronomie aus Stift Melk

Dieses Blatt aus einer Handschrift zeigt oben die Geomitrie einer Mond- und einer Sonnenfinsternis, unten ein Diagramm des Sonnensystems und eine Tabelle zur Berechnung des Ostersonntags.

Bildcredit: 2009 Paul Beck (damals: IfA, Univ. Wien) und Georg Zotti (damals VIAS, Univ. Wien); Bildrechte: Bibliothek von Stift Melk, Frag. 229

Diese zufällig entdeckte Manuskriptseite bietet einen grafischen Einblick in die Astronomie des Mittelalters, vor der Renaissance und dem Einfluss von Nikolaus Kopernikus, Tycho Brahe, Johannes Kepler und Galileo Galilei. Die faszinierende Seite stammt aus Vorlesungsnotizen über Astronomie, die der Mönch Magister Wolfgang de Styria vor dem Jahr 1490 zusammengestellt hat.

Die oberen Tafeln veranschaulichen deutlich die notwendige Geometrie für eine Mond- (links) und Sonnenfinsternis im ptolemäischen System, bei dem die Erde im Zentrum sitzt. Unten links befindet sich ein Diagramm der ptolemäischen Ansicht des Sonnensystems mit einem Text oben rechts, der die Bewegung der Planeten nach dem geozentrischen Modell des Ptolemäus erklärt. Rechts unten befindet sich eine Tabelle zur Berechnung des Datums des Ostersonntags im Julianischen Kalender. Die illustrierte Manuskriptseite wurde im historischen Stift Melk in Österreich gefunden.

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NGC 2170: Abstrakte Kunst des Engelsnebels

Braune Nebel im Hintergrund sind von roten und dunklen Nebelranken akzentuiert. Um die hellsten Sterne verlaufen helle Reflexionsnebel. Das Bild ist dicht von verschieden hellen Sternen übersät.

Bildcredit und Bildrechte: David Moulton

Ist es ein Bild oder eine Foto? In dieser himmlischen abstrakten Kunst, die mit einem kosmischen Pinsel gemalt wurde, leuchtet der staubige Nebel NGC 2170, der auch als Engelnebel bekannt ist, über der Bildmitte.

NGC 2170 reflektiert das Licht der in der Nähe gelegenen heißen Sterne und wird von anderen blauen Reflexionsnebeln, einer roten Emissionsregion, vielen dunklen Absorptionsnebeln und einem Hintergrund aus bunten Sternen begleitet.

Wie die gewöhnlichen Haushaltsgeräte, die abstrakte Künstler oft für ihre Bilder verwenden, finden sich die Wolken aus Gas, Staub und heißen Sternen – wie sie hier im Bild vereinigt sind – oft in einem solchen Setting: einer riesigen, Molekularwolke im Sternbild Einhorn (Monoceros), die Sterne hervorbringt.

Die riesige Molekularwolke Mon R2 liegt ganz in der Nähe und ist nur ungefähr 2400 Lichtjahre entfernt. In dieser Relation wäre die Leinwand hier über 60 Lichtjahre groß.

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