Laser – Weltraumbild des Tages

22. Februar 202422. Februar 2024

Ein Blick zu M106

Im Bild sind mehrere Galaxien verteilt, links oben ist die größte, sie ist schräg von der Seite zu sehen und wirkt etwas unregelmäßig.

Bildcredit und Bildrechte: Kyunghoon Lim

Die helle, schöne Spirale Messier 106 prägt diese kosmische Aussicht. Das fast zwei Grad breite Sichtfeld des Teleskops blickt zum gut erzogenen Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) in der Nähe der Deichsel des Großen Wagens.

M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie ist etwa 80.000 Lichtjahre groß, 3,5 Millionen Lichtjahre entfernt und das größte Mitglied der Canes II-Galaxiengruppe. Für eine weit entfernte Galaxie ist die Entfernung zu M106 sehr gut bekannt, weil sie direkt gemessen werden konnte. Dazu wurden die Maser-Emissionen der Galaxie analysiert.

Maser steht für Mikrowellen-Laseremission. Maser sind sehr seltene, aber natürlich auftretende Emissionen. Sie entstehen durch Wassermoleküle in Molekülwolken, die um ihren aktiven galaktischen Kern kreisen.

Eine weitere markante Spiralgalaxie in der Szene ist NGC 4217, die wir fast von der Kante sehen. Sie befindet sich rechts unter M106. Die Entfernung zu NGC 4217 ist viel weniger gut bekannt, sie wird auf etwa 60 Millionen Lichtjahre geschätzt. Die hellen, gezackten Sterne liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße.

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9. Juli 20239. Juli 2023

Der verlorene Stern Eta Carinae

Der Homunkulusnebel besteht aus zwei Keulen, die in der Bildmitte hell leuchten. Rechts sind die Keulen von einem roten Nebel umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Der Stern Eta Carinae explodiert vielleicht bald. Aber niemand weiß, wann – vielleicht nächstes Jahr, vielleicht aber auch in einer Million Jahren. Eta Carinae besitzt etwa 100 Sonnenmassen. Das macht ihn zu einem erstklassigen Kandidaten für eine gewaltige Supernova. Historische Aufzeichnungen berichten, dass Eta Carinae vor etwa 170 Jahren einen ungewöhnlichen Ausbruch erlebte, der ihn zu einem der hellsten Sterne am Südhimmel machte. Eta Carinae im Schlüssellochnebel ist der einzige Stern, bei dem derzeit vermutet wird, dass er natürliches LASER-Licht abstrahlt.

Dieses Bild zeigt Details in dem ungewöhnlichen Nebel, der diesen wilden Stern umgibt. Die hellen, vielfarbigen Streifen, die von Eta Carinaes Zentrum ausgehen, sind vom Teleskop verursachte Beugungsspitzen. Die beiden getrennten Keulen des Homunkulusnebels umschließen die heiße Zentralregion. Rechts im Bild befinden sich einige seltsame radiale rote Streifen. Die Keulen sind von Schlieren aus Gas und Staub durchzogen, die das blaue und ultraviolette Licht absorbieren, das nahe dem Zentrum abgestrahlt wird. Die Streifen sind jedoch nicht erklärbar.

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13. März 202113. März 2021

Ma’az, das SuperCam-Ziel

Bildcredit: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS

Beschreibung: Wie klingt das Klatschen eines Lasers? Ihr braucht dazu keinen Zen-Meister befragen. Lauscht einfach den ersten akustischen Aufnahmen von Laser-Impulsen auf dem Mars.

An Sol 12 (2. März) der Mission Perseverance beschoss das Instrument SuperCam auf dem Mast des Rovers einen Felsen mit der Bezeichnung Ma’az, und zwar 30-mal aus einer Entfernung von ungefähr 3,1 Metern. Das Mikrofon erfasste die leisen Stakkato-Knallgeräusche der schnellen Serie an Laserimpulsen der SuperCam.

Die Stoßwellen, die in der dünnen Marsatmosphäre entstehen, wenn Gesteinsteilchen durch die Laserimpulse verdampfen, verursachen die Knallgeräusche. Diese wiederum liefern Hinweise auf die physikalische Struktur des Zielobjekts.

Diese Nahaufnahme der SuperCam der Zielregion Ma’az ist 6 Zentimeter groß. Ma’az bedeutet in der Sprache der Navajo Mars.

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10. Februar 202110. Februar 2021

Mit Laserstrahlen den Himmel zähmen

Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Munoz; Text: Juan Carlos Munoz

Beschreibung: Warum funkeln Sterne? Das liegt an unserer Atmosphäre. Lufttaschen mit geringfügig anderer Temperatur, die sich ständig bewegen, verzerren die Lichtpfade ferner astronomischer Objekte. Turbulenzen in der Atmosphäre sind in der Astronomie der Grund dafür, dass Bilder von Quellen, die man erforschen möchte, verschwommen abgebildet werden.

Dieses Teleskop am Paranal-Observatorium der ESO ist mit vier Lasern ausgerüstet, um diese Turbulenzen zu neutralisieren. Die Laser sind so eingestellt, dass sie Natriumatome hoch oben in der Erdatmosphäre anregen. Das Natrium gelangte durch vorbeiziehende Meteore dorthin. Diese leuchtenden Natriumflecken verhalten sich wie künstliche Sterne, deren Funkeln unmittelbar aufgezeichnet und an einen flexiblen Spiegel weitergeleitet wird. Dieser verformt sich Hunderte Male pro Sekunde. So werden die Turbulenzen der Atmosphäre ausgeglichen, was zu knackig scharfen Bildern führt.

Das Entfunkeln von Sternen ist ein wachsendes Technologiefeld und liefert in manchen Fällen Bilder mit Hubble–Qualität vom Boden aus. Diese Technik führte auch zu Weiterentwicklungen in der Augenheilkunde, wo sie verwendet wird, um sehr scharfe Bilder der Netzhaut zu erhalten.

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20. Juni 201919. November 2019

Blick auf M106

Bildcredit: Phil Keyser

Beschreibung: Die große, schöne und helle Spirale Messier 106 dominiert diese kosmische Aussicht. Das fast zwei Grad breite Teleskopsichtfeld blickt zum gut abgerichteten Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) nahe der Deichsel des Großen Wagens. M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie ist etwa 80.000 Lichtjahre groß und somit das größte Mitglied der Galaxiengruppe Canes II.

Ihre Entfernung beträgt 23,5 Millionen Lichtjahre. Für eine weit entfernte Galaxie ist die Entfernung zu M106 sehr gut bekannt, da sie direkt gemessen werden kann, indem man den außergewöhnlichen Maser – eine Mikrowellen-Laser-Strahlung – beobachtet. Die Maser-Emission ist sehr selten, aber natürlichen Ursprungs. Sie entsteht durch Wassermoleküle in Molekülwolken, die um ihren aktiven galaktischen Kern kreisen.

Eine andere markante Spiralgalaxie in der Szene ist fast von der Seite sichtbar, nämlich NGC 4217 rechts unter M106. Die Entfernung zu NGC 4217 ist viel weniger bekannt, sie wird auf etwa 60 Millionen Lichtjahre geschätzt.

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6. Januar 201919. November 2019

Laserangriff auf das galaktische Zentrum

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

Beschreibung: Warum schießen diese Leute mit einem mächtigen Laser ins Zentrum unserer Galaxis? Zum Glück ist das kein Erstschlag in einem galaktischen Krieg. Vielmehr versuchen Astronomen am Very Large Telescope (VLT) in Chile, die Verzerrung der veränderlichen Erdatmosphäre zu messen.

Regelmäßige Aufnahmen von Atomen in großer Höhe, die mit einem Laser angeregt werden – und daher wie ein künstlicher Stern erscheinen – helfen Astronomen, die Unruhe der Atmosphäre sofort zu messen. Diese Information wird in einen VLT-Teleskopspiegel eingespeist, der dann leicht deformiert wird, um die Unschärfe zu minimieren. Hier beobachtete ein VLT das Zentrum unserer Galaxis, daher wurde die Luftunruhe der Erdatmosphäre in diese Richtung gemessen.

Was einen intergalaktischen Krieg betrifft, sind im Zentrum unserer Galaxis keine Verluste zu erwarten. Das Licht dieses mächtigen Lasers wäre in Kombination mit dem Licht unserer Sonne nämlich höchstens so hell wie ein blasser, weit entfernter Stern.

APOD in anderen Sprachen: arabisch, katalanisch, chinesisch (Peking), chinesisch (Taiwan), kroatisch, tschechisch, niederländisch, deutsch, französisch, französisch, hebräisch, indonesisch, japanisch, koreanisch, montenegrinisch, polnisch, russisch, serbisch, slowenisch und spanisch

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18. Mai 201815. November 2023

Angriff der Laserleitsterne

Bildcredit und Lizenz: Europäische Südsternwarte / Gerhard Hudepohl (atacamaphoto.com)

Beschreibung: Als sie diese atemberaubende Luftaufnahme fotografierte, musste eine Drohne mächtigen Laserstrahlen ausweichen. Die Begegnung fand über den je 8,2 Meter großen Very Large Telescopes des Paranal-Observatoriums auf dem Planeten Erde statt.

Die Laser feuerten bei einem Test der Leitsterneinrichtung des Observatoriums mit 4 Lasern. Schlussendlich kämpfen sie gegen Unschärfe der Turbulenzen in der Atmosphäre, indem sie künstliche Leitsterne erzeugen. Diese Leitsterne entstehen im Teleskopsichtfeld in großer Höhe durch die Emissionen von Natriumatomen, die von den Laserstrahlen angeregt werden.

Anhand der Leitstern-Bildschwankungen werden Atmosphärenunschärfen in Echtzeit durch die Steuerung eines verformbaren Spiegels im Strahlengang des Teleskops korrigiert. Mit dieser Technik, die als adaptive Optik bezeichnet wird, entstehen Bilder an der Beugungsgrenze des Teleskops. Das entspricht der Schärfe, die man erreichen würde, wenn das Teleskop im Weltraum wäre.

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29. März 201714. November 2023

Nebel mit Laserstrahlen

Bildcredit und Bildrechte: Stéphane Guisard (Los Cielos de America, TWAN)

Beschreibung: Vier Laserstrahlen schneiden durch dieses tolle Bild des Orionnebels, zu sehen war das am Paranal-Observatorium der ESO in der Atacamawüste auf dem Planeten Erde.

Die Laser sind kein Zeichen eines interstellaren Konflikts, sondern dienen einer Orion-Beobachtung mit UT4, einem der großen Teleskope des Observatoriums, bei einem technischen Test des bildschärfenden adaptiven Optiksystems. Diese Ansicht des Nebels mit Laserstrahlen wurde mit einem kleinen Teleskop außerhalb der UT4-Kuppel fotografiert. Die Strahlen sind aus diesem Blickwinkel sichtbar, weil die dichte niedrige Erdatmosphäre wenige Kilometer über dem Observatorium das Laserlicht streut. Die vier kleinen Segmente hinter den Strahlen sind die Emissionen einer Atmosphärenschicht mit Natriumatomen in einer Höhe von 80-90 Kilometern, die vom Laserlicht angeregt werden. Aus Sicht der UT4 bilden diese Segmente helle Flecken oder künstliche Leitsterne. Ihre Schwankungen werden in Echtzeit genützt, um Unschärfe durch die Atmosphäre in der Sichtlinie zu korrigieren, indem man einen verformbaren Spiegel im Strahlengang des Teleskops steuert.

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