Zeitraffer: Polarlicht, SAR und die Milchstraße

Videocredit und -rechte: Jeff Dai (TWAN); Musik: (Lizenz): Suite bergamasque von Claude Debussy

Was passiert in dieser ungewöhnlichen Nacht am Himmel? Am prominentesten in diesem 4,5 Stunden 360-Grad Panoramavideo sind vermutlich die pinken und violetten Polarlichter.

In der Nacht vom 11. auf den 12. Mai waren be­kann­ter­ma­ßen weltweit Polarlichter am Himmel zu sehen. Mit dem Voranschreiten der Nacht schimmern die Polarlichtbänder und das Zentralband der Milchstraße geht auf, während sich die Sterne um die unter ihnen rotierenden Erde bewegen.

Auf diesem Bild befindet sich ein seltenes rotes Band, das direkt über dem Polarlicht liegt: ein SAR-Bogen, der sich nur kaum verändert. Das Aufblitzen am Horizont wird durch vorbeifahrende Autos verursacht, während die sich bewegenden Lichtpunkte am Himmel Satelliten und Flugzeuge sind.

Das Bild wurde in Xinjiang, China mit vier separaten Kameras aufgenommen.

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Treppe zur Milchstraße

Ein sternklarer Himmel zeigt den Bogen des zentralen Bandes unserer Milchstraßengalaxie oben im Bild. Vorne im Bild ist eine steinige Landschaft mit einem Hügel und einem Weg, der zu einer Treppe auf den Hügel führt.

Bildcredit und Bildrechte: Marcin Rosadziński

Was geschieht, wenn man diese Treppe zur Milchstraße hinaufsteigt? Bevor ihr das beantwortet, betrachten wir den schönen Himmel, den man sieht. Am markantesten ist der große Bogen der Milchstraße. Das Band ist die zentrale Scheibe unserer Galaxis. Sie ist an sich gerade, wird aber durch die Weitwinkelaufnahme des Kompositbildes gekrümmt.

Viele Sterne leuchten weit vor der Milchstraße. Der helle, weiße Stern unter dem Sternenbogen ist Atair, der helle, blaue Stern oben ist die Wega. Links über der gelben Wolkendecke leuchtet die Luft grün.

Das Bild wurde letzten Monat auf der portugiesischen Insel Madeira im Nordatlantik fotografiert. Was passiert, wenn ihr den Gipfel der Stufen erklommen und den erstaunlichen Himmel bewundert habt? Wahrscheinlich steigt ihr auf der anderen Seite die Stufen wieder hinab.

Himmelsüberraschung: Welches Bild zeigte APOD zum Geburtstag? (ab 1995, deutsch ab 2007)

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Wirbelndes Magnetfeld um das zentrale Schwarze Loch der Galaxis

Vor einem schwarzen Hintergrund leuchtet eine Spiralstruktur aus Fäden, die von innen nach außen verlaufen. Die Fäden sind in einen orangefarbenen Hintergrund gebettet.

Bildcredit: EHT-Zusammenarbeit

Was geschieht um das große Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie? Es saugt Materie aus einer wirbelnden Scheibe an – einer Scheibe, die magnetisiert ist, wie jetzt bestätigt wurde. Vor kurzem wurde beobachtet, dass die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs polarisiertes Licht aussendet. Das ist eine Strahlung, die häufig mit einer magnetisierten Quelle in Verbindung gebracht wird.

Das Bild zeigt eine Nahaufnahme von Sgr A*, dem zentralen Schwarzen Loch unserer Galaxie. Aufgenommen wurde sie von Radioteleskopen aus aller Welt, die am Event Horizon Telescope (EHT) Verbund beteiligt sind. Überlagert wird sie von gekrümmten Linien, die polarisiertes Licht anzeigen. Das wird wahrscheinlich von wirbelndem, magnetisiertem Gas emittiert, das bald in das Schwarze Loch mit einer Masse von mehr als 4 Millionen Sonnenmassen stürzen wird.

Der zentrale Teil dieses Bildes ist wahrscheinlich dunkel, weil zwischen uns und dem dunklen Ereignishorizont des Schwarzen Lochs nur wenig Gas zu sehen ist, welches auch Licht aussendet. Die fortgesetzte Beobachtung von Sgr A* und des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie M87 mit dem EHT könnte neue Erkenntnisse über die Schwerkraft Schwarzer Löcher und die Entstehung von Scheiben und Jets durch einfallende Materie liefern.

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Das ELT und die Milchstraße

Auf einer dunklen Ebene steht das von innen beleuchtete Gerüst des Riesenteleskops ELT, dahinter wölbt sich am dunklen Himmel die Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Europäische Südsternwarte ESO – Dank an: Jens Scheidtmann

Auf dieser Webcam-Ansicht mit Blick nach Süden durchzieht die südliche Wintermilchstraße den Sternhimmel. Das Bild entstand am 11. März kurz vor Mitternacht und zeigt den dunklem Nachthimmel über der trockenen zentralchilenischen Atacama-Wüste.

Unterhalb des anmutigen Bogens aus diffusem Sternlicht befinden sich die beiden kleinen Begleitgalaxien der riesigen Milchstraße, die auch als Große und Kleine Magellansche Wolken bezeichnet werden.

Im Vordergrund befindet sich der Gipfel des 3000 Meter hohen Cerro Armazones, auf dem gerade das Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte errichtet wird. Das ELT wird ein Teleskop der 40-Meter-Klasse und ist daher auf dem besten Wege das größte Teleskop der Welt zu werden.

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Seitlicher Blick von der Parker Solar Probe

Videocredit: NASA, JHUAPL, Naval-Forschungslabor, Parker Solar Probe; Bearbeitung: Avi Solomon; h/t: Richard Petarius III; Musik: Beethovens 7. Sinfonie, Zweiter Satz; Musik-Credit: Wikimedia Commons

Was passiert in der Nähe der Sonne? Um das herauszufinden, hat die NASA die robotische Parker Solar Probe (PSP) zu Sonne gesandt. Sie soll vor allem die Regionen nah an der Sonne erforschen. Der schleifenförmige Orbit der PSP bringt die Sonde alle paar Monate bei jedem Umlauf näher an die Sonne.

Das hier gezeigte Zeitraffervideo vom letzten Jahr zeigt den Blick hinter dem Sonnenschild von PSP seitwärts. Da war die Sonde bereits innerhalb der Merkur-Bahn. Die Weitwinkelkamera namens Wide Field Imager for Solar Probe (WISPR) von PSP hat über elf Tage lang Aufnahmen gemacht. Diese wurden digital zu einem einminütigen Video verkürzt. Das Wehen der Sonnen-Korona ist deutlich erkennbar, besonders als koronaler Massenauswurf, während durch die Umlaufbahn der Sonde im Hintergrund Sterne, Planeten und sogar das Zentralband der Milchstraße vorüber ziehen.

Einige Ergebnisse der PSP-Sonde sind, dass die unmittelbare Umgebung der Sonne überraschend komplex ist. Es werden auch so genannte „Switchbacks“ beobachtet, also Umschaltvorgänge, bei denen sich das Magnetfeld der Sonne kurz umkehrt.

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Nordlichter aus der Stratosphäre

Rechts im Bild über dem Horizont leuchten Polarlichter, unten grün und darüber dunkelrot. Über dem Horizont sind zart gesprenkelte Sterne, unten auf der Erde sind zahlreiche Lichtspuren.

Bildcredit und Bildrechte: Ralf Rohner

Nordlichter leuchten auf diesem Nachthimmel, der am 15. Jänner aus der Stratosphäre des Planeten Erde fotografiert wurde. Das 5 Sekunden belichtete Einzelbild entstand an Bord eines Flugzeugs über dem kanadischen Winnipeg. Die Kamera wurde von Hand gehaltenen. Während der Aufnahme zogen die Lichter unten auf der Erde bunte Spuren in Flugrichtung.

Über dem fernen Horizont regten energiereiche Teilchen, die an den Linien des Erdmagnetfeldes in die Polarregionen des Planeten gelenkt wurden, atomaren Sauerstoff an und rufen die schimmernde Nordlichtschau hervor. Der typische grünliche Farbton der Polarlichter entsteht in einer Höhe von 100 bis 300 Kilometern. Rot leuchtet in noch größerer Höhe und bei dünner Atmosphäre.

Die blassen Sterne in der Ebene unserer Milchstraße wölben sich am Nachthimmel, und die Andromedagalaxie erweitert den Nordhimmel in den extragalaktischen Weltraum. Die Andromedagalaxie ist die Spirale, die unserer Milchstraße am nächsten liegt. Eine diffuse Andeutung davon erkennt ihr links oben.

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Regenbogen-Polarlicht über isländischem Wasserfall

In der Bildmitte ist ein Wasserfall unter einem Sternenhimmel zu sehen. Über dem Wasserfall wölbt sich ein buntes Polarlicht. Über dem Polarlicht wölbt sich das zentrale Band der Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Stefano Pellegrini

Regenbogenfarbenes Polarlicht, geht das überhaupt? Durchaus, Polarlichter können wie Regenbögen aussehen, obwohl es sich um völlig unterschiedliche Phänomene handelt. Polarlichter werden durch von der Sonne erzeugte Teilchen verursacht, die durch das Magnetfeld der Erde in die Erdatmosphäre gelenkt werden und durch die Anregung von Atomen in unterschiedlichen Höhen Farben erzeugen. Umgekehrt entstehen Regenbögen durch die Brechung des Sonnenlichts an fallenden Regentropfen, wobei die verschiedenen Farben in leicht unterschiedlichen Winkeln gebrochen werden. Leider können Polarlichter keine Wasserfälle erzeugen, aber wenn man gut plant und Glück hat, kann man sie zusammen fotografieren.

Das hier gezeigte Bild ist aus mehreren Aufnahmen zusammengesetzt, die in derselben Nacht letzten Monat in der Nähe des Skógafoss-Wasserfalls in Island gemacht wurden. In der Vorbereitung konzentrierte sich der Fotograf darauf, das zentrale Band unserer Milchstraßengalaxie über dem malerischen Wasserfall einzufangen. Wie es der Zufall wollte, erschien kurz darauf ein spektakuläres Polarlicht direkt unter dem geschwungenen Bogen der Milchstraße. Weit im Hintergrund sind der Sternhaufen der Plejaden und die Andromeda-Galaxie zu erkennen.

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Geminiden über dem See Nianhu in China

Über einem See strömen zahllose Meteore der Geminiden vom Himmel. Im Hintergrund ist das Sternbild Orion und die Milchstraße zu erkennen.

Bildcredit und Bildrechte: Hongyang Luo

Woher kommen all diese Meteore? Was die Richtung am Himmel betrifft, lautet die Antwort eindeutig: aus dem Sternbild Zwillinge (Gemini). Daher wird der Hauptmeteorstrom im Dezember als Geminiden bezeichnet, denn all seine Meteore kommen scheinbar vom Radianten in den Zwillingen.

Dreidimensional gesehen stößt der ungewöhnliche Asteroid 3200 Phaethon die sandkorngroßen Stücke aus. Diese Stücke folgen einer klar definierten Bahn um unsere Sonne, und der Teil der Bahn, der sich der Erde nähert, liegt vor dem Sternbild Zwillinge. Wenn also die Erde diese Bahn kreuzt, liegt der Radiant der fallenden Stücke in Gemini.

Hier seht ihr ein Komposit aus vielen Bildern, die vor wenigen Tagen am See Nianhu in China bei dunklem Himmel aufgenommen wurden. Das Bild zeigt mehr als 100 helle Meteorspuren des Geminiden-Meteorstroms.

APOD-Jahresrückblick (2023): Vortrag von RJN bei NSN

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