Supernova-Sonate

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

Titelbild: Keplers Supernovaüberrest: Chandra (Röntgenstrahlen) / Hubble (optisch) / Spitzer (IR); Credit: Alex H. Parker (Univ. Victoria), Melissa L. Graham (Univ. California, Santa Barbara / LCOGT)

Beschreibung: Für eine Sonate für Supernovae muss man erst einmal die Supernovae finden. Dafür nützten die Komponisten* Alex Parker und Melissa Graham Daten aus dem Durchmusterungs-Archiv des Canada France Hawaii Telescope (CFHT) von vier Himmelsausschnitten, die von April 2003 bis August 2006 detailreich fotografiert wurden, und wählten 241 Supernovae vom Typ Ia.

Für Kosmologen* sind diese thermonuklearen Explosionen, bei denen weiße Zwergsterne zerstört werden, sehr interessant. Jede Supernova spielt eine Note, deren Lautstärke durch die Entfernung der Supernova definiert wurde. Schwache, weit entfernte Supernovae spielen leise Noten.

Die Tonhöhe jeder Note basiert auf einem Dehnungsfaktor, der sich danach richtet, wie schnell die Supernova im Vergleich zu einer Standardzeitspanne heller wird und wieder verblasst. Je höher der Dehnungsfaktor, desto höher die Note auf der oben gezeigten phrygisch-dominanten Tonleiter.

Natürlich wird jede Supernova-Note von einem Instrument gespielt. Supernovae in massereichen Galaxien werden von einem Kontrabass vorgetragen, die Noten von Supernovae in massearmen Galaxien werden auf einem Konzertflügel gespielt.

Klickt auf das Bild oder folgt diesen Link (Vimeo, YouTube), dann seht ihr eine Zeitfaffer-Animation der CFHT-Legacy-Survey-Daten, während ihr die Supernova-Sonate hört.

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Flimmern

Zwei leuchtende Spuren wurden von einem schwingenden Teleskop gezogen. Links verläuft die Spur eines Sterns, diese schillert in allen Farben. Rechts leuchtet die orangefarbene Spur des Planeten Mars, der wegen seiner Fläche nicht flackert.

Bildcredit und Bildrechte: Jürgen Michelberger

Beschreibung: Am 4. Juni 2010 waren Regulus, der Alphastern im Sternbild Löwe und der wandernde Planet Mars scheinbar fast gleich hell und standen nur 1,5 Grad getrennt nebeneinander am Himmel. Eine kreative 10-Sekunden-Aufnahme mit einer schwingenden Kamera nahm taumelnde Spuren der himmlischen Begegnung auf.

Erkennen ihr, welche Spur zum Stern und welche zum Planeten gehört? Hinweis: Durch die Luftunruhe flimmert das Bild des Sterns und ändert Helligkeit und Farbe stärker als der Planet. Das Flimmern fällt stärker aus, weil die Turbulenz des Sterns quasi eine punktförmige Lichtquelle ist, die als schmales Lichtbündel zu sehen ist. Wenn sich die Brechung in der Sichtlinie wegen der Luftunruhe rasch ändert, beeinflusst das verschiedene Lichtfarben unterschiedlich stark und erzeugt den bekannten Flimmereffekt bei Sternen.

Doch Mars ist uns viel näher als die fernen Sterne und eine flächige Lichtquelle. Obwohl er klein ist, ist seine Scheibe als Bündel aus Lichtstrahlen zu sehen, das um einiges breiter ist als das Lichtbündel des Sterns. Es wird daher allgemein weniger stark durch leichte Turbulenzen beeinflusst. Somit stammt die wechselhafte regenbogenartige Spur links von Regulus und die gleichförmigere, einheitlich rötliche Spur von Mars.

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Es regnet auf Titan

Hinter einer Landschaft mit Steinen und Schlieren zucken am Horizont Blitze. Durch die Wolkenschleier ist der Planet Saturn erkennbar.

Illustrations-Credit und Bildrechte: David A. Hardy (AstroArt)

Beschreibung: Auf Titan hats geregnet. Wahrscheinlich regnet es auf Titan Methan, und das ist kein Aprilscherz! Die vertraut wirkende Szenerie in dieser künstlerischen Vision der Oberfläche des größten Saturnmondes blickt über eine erodierte Landschaft unter einem stürmischen Himmel.

Dieses Szenario entspricht den jahreszeitlichen Regenstürmen, die Titans Oberfläche in der Äquatorregion des Mondes zeitweise verdunkeln. Das wurde mit den Instrumenten an Bord der Raumsonde Cassini beobachtet. Natürlich läuft der Zyklus aus Verdampfen, Wolkenbildung und Regen auf dem eisigen Titan mit seinen Oberflächentemperaturen von etwa -180 Grad Celsius mit flüssigem Methan statt Wasser. In Titans dicker, stickstoffreicher Atmosphäre sind auch Gewitterwolken möglich.

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Keplers Sonnen und Planeten

In vielen Zeilen sind Sterne in verschiedenen Farben der größe nach sortiert in Zeilen angeordnet, sodass die Sterne sich überlappen. Unten beginnen die kleinsten Sterne, oben sind große dargestellt. Es sind alle Sterne, bei denen Exoplaneten gefunden wurden.

Illustrations-Credit: Jason Rowe, Kepler-Mission

Beschreibung: Astronominnen und Forschende entdeckten mithilfe der produktiven Raumsonde Kepler, die Planeten sucht, 1235 Kandidaten für Planeten, die um andere Sonnen kreisen. Die Suche der Mission Kepler nach erdähnlichen Welten begann im Jahr 2009.

Um Planeten zu finden, beobachtet Kepler ein reichhaltiges Sternfeld. Dort sucht die Raumsonde nach leichten Verdunkelungen des Sternenlichts, das durch den Vorübergang eines Planeten vor seinem Zentralstern verursacht wird. Solche Verdunkelungen bezeichnet man als Planetentransite.

Diese eindrucksvolle Illustration zeigt alle Planetenkandidaten, die von Kepler entdeckt wurden, beim Transit vor ihrem Zentralstern. Sie sind von links oben nach rechts unten nach ihrer Größe sortiert. Die Sterne mit den Silhouetten ihrer transitierenden Planeten sind im gleichen Maßstab mit satten Sternfarben dargestellt.

Bei manchen Sternen sind mehrere transitierende Planeten zu sehen. Doch ihr müsst das Bild bei hoher Auflösung sehr genau ansehen, um alle zu erkennen. Die Sonne ist zum Vergleich im selben Maßstab abgebildet, sie befindet sich rechts unter der obersten Reihe. Vor der Sonnenscheibe sind Jupiter und die Erde im Transit zu sehen.

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Sterngrößen im Vergleich

Credit und Videorechte: morn1415 (YouTube)

Beschreibung: Wie groß ist unsere Sonne im Vergleich mit anderen Sternen? Ein beliebtes Video auf YouTube vergleicht die Größen von Planeten und Sternen vom kleinsten bis zum größten.

Das Video beginnt mit dem Erdmond und schreitet zu immer größere Planeten in unserem Sonnensystem fort. Als nächstes kommt die Sonne im Vergleich mit benachbarten helleren Sternen in der Milchstraße. Am Ende rotieren einige der größten bekannten Sterne ins Blickfeld. Die wahren Größen der meisten Sterne außerhalb von Sonne und Beteigeuze wurde nicht durch direkte Beobachtung ermittelt, sondern durch die Messung ihrer wahrnehmbaren Helligkeit, Temperatur und Entfernung.

Obwohl das Video ein anregendes, großteils genaues Lernwerkzeug ist, können APOD-Lesende die Lernerfahrung ergänzen und vielleicht an einer genaueren künftigen Version mitarbeiten, indem ihr auf kleine Unstimmigkeiten im Video aufmerksam macht.

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Sechs Welten für Kepler-11

Die Illustration vergleicht das System Kepler 11 mit unserem Sonnensystem. Oben ist Kepler 11, unten die Sonne mit den Planeten Merkur und Venus als Schema dargestellt.

Illustrationscredit: Tim Pyle, NASA

Beschreibung: Sechs Welten umkreisen Kepler-11, einen sonnenähnlichen Stern im Sternbild Schwan (Cygnus), der 2000 Lichtjahre entfernt ist. Die neue Entdeckung basiert auf Daten der Planeten suchenden NASA-Raumsonde Kepler. Sie macht das Kepler-11-System zum umfangreichsten Exoplaneten-System, das wir kennen.

Die Illustration vergleicht Kepler-11 mit unserem Sonnensystem. Der Vergleich zeigt, dass fünf der Planeten von Kepler-11 näher an ihrem Heimatstern kreisen als der Merkur an der Sonne. Ihre Umlaufzeiten betragen zwischen 10 und 47 Tagen. Alle sechs Exoplaneten sind größer als die Erde und bestehen wahrscheinlich aus einer Mischung aus Gestein und Gas.

Ihre Existenz sowie ihre Größen und Massen wurden durch sorgfältige Beobachtung des Ausmaßes ermittelt, in dem die Planeten das Licht von Kepler-11 abblenden, wenn sie vor dem Stern vorüberziehen. Im August 2010 registrierte die Kamera des Kepler-Teleskops sogar den gleichzeitigen Transit dreier Planeten im System.

Gestern wurde bekannt gegeben, dass die Kepler-Mission mithilfe der Transit-Methode in einem Sichtfeld, das nur etwa 1/400stel des Himmels umfasst, inzwischen mehr als 1200 Kandidaten für Exoplaneten ermittelt hat. Dieses faszinierende Ergebnis lässt vermuten, dass es in unserer Galaxis viele noch unentdeckte Planeten gibt, die um Sterne kreisen.

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Zehn Hoch

Credit und Videorechte: Charles und Ray Eames (Eames Office)

Beschreibung: Wie unterscheidet sich das Universum im kleinen, im mittleren und im großen Maßstab? Der berühmteste Wissenschafts-Kurzfilm seiner Zeit zeigt spannende Vergleiche. Der Film „Zehn Hoch“ aus den 1960er-Jahren wurde nun offiziell auf YouTube veröffentlicht. Mit Klick auf das Bild könnt ihr das neun Minuten lange Video abspielen.

Von einer Picknick-Decke in der Nähe von Chicago geht es hinaus ins All, vorbei am Virgo-Galaxienhaufen. Alle zehn Sekunden zeigt der Film ein Quadrat, das an jeder Kante zehnmal größer ist als das vorige. Dann läuft das Video zurück, verkleinert das Bild alle zwei Sekunden um den Faktor zehn und endet schließlich im Inneren eines einzelnen Protons.

Der Ablauf von „Zehn-Hoch“ basiert auf dem Buch „Cosmic View“ von Kees Boeke aus dem Jahr 1957, wie auch der ähnliche, aber großteils animierte Film „Cosmic Zoom„, der ebenfalls Ende der 1960er-Jahre entstand. Die sich ändernden Perspektiven sind so faszinierend, dass Teile davon mithilfe moderner Computertechnik nachempfunden wurden, etwa in den ersten Minuten des Films „Contact“ oder in dem kurzen Digitalvideo „The Known Universe„, das letztes Jahr für das Amerikanische Museum für Naturgeschichte erstellt wurde.

Ray und ihr Ehemann Charles, die Produzenten des Films, waren ziemlich visionär und erfanden auch einen eigenen bekannten Stuhl.

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