Schlagwort: Spektrum

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Exoplaneten-Zoo: Andere Sterne

Wie Perlen sind verschieden große Exoplaneten verteilt. Links sind bräunliche Planeten, zur Mitte hin sind hellblau bis dunkelblaue Planeten, und rechts sind rote und orangefarbene Himmelskörper.

Illustrationscredit und Bildrechte: Martin Vargic, Halcyon Maps

Haben andere Sterne Planeten wie unsere Sonne? Sicherlich. Dafür gibt es viele Hinweise. Die Gravitation kreisender Exoplaneten erzeugt leichte Sternwackler. Andere Planeten wandern vor Sternen vorbei und trüben sie.

Bisher wurden insgesamt mehr als 5500 Exoplaneten entdeckt. Tausende davon fanden die Weltraummissionen Kepler und TESS der NASA. Mehr als 100 wurden mit dem erdgebundenen Instrument HARPS der ESO entdeckt.

Diese Illustration zeigt eine Vermutung, wie manche dieser Exoplaneten wohl aussehen. In der Mitte sind neptunartige Planeten verteilt. Ihre Atmosphären enthalten vielleicht Methan, das blaues Licht streut. Daher sind sie blau. An den Seiten des Bildes befinden sich jupiterähnliche Planeten. Sie sind hellbraun und rot, weil die Gase in ihren Atmosphären wahrscheinlich kleine Mengen Kohlenstoff enthalten. Dazwischen sind viele erdähnliche Gesteinsplaneten mit unterschiedlichen Farben verteilt.

Je mehr Exoplaneten entdeckt werden, desto besser versteht die Menschheit, wie häufig erdähnliche Planeten sind und wie häufig es Leben im Universum geben könnte.

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Irisierende Wolken über Schweden

Bunt schillernde Wolken spiegeln sich im Wasser an einem Ufer, am hinteren Gewässerrand ist eine Stadt und eine bewaldete Anhöhe.

Bildcredit: Göran Strand

Warum sind diese Wolken bunt? Ein relativ seltenes Phänomen in den Wolken, das als Irisieren (Schillern) bekannt ist, kann diese ungewöhnlich lebhaften Farben hervorbringen. Es kann sogar ein ganzer Regenbogen von Farben gleichzeitig erscheinen. Diese polaren Stratosphärenwolken werden auch als schimmernde oder Perlmuttwolken bezeichnet. Sie werden aus zahlreichen gleich kleinen Wassertröpfchen gebildet.

Wenn die Sonne an der richtigen Stelle steht und typischerweise nicht direkt sichtbar ist, können diese dünnen Wolken beobachtet werden. Sie lenken das Sonnenlicht auf eine sehr gleichmäßige Weise ab, wobei die verschiedenen Farben unterschiedlich stark abgelenkt werden. Darum scheinen die unterschiedlichen Farben aus leicht verschiedenen Richtungen zu kommen.

Zahlreiche Wolken fangen mit gleichmäßigen Regionen an, die dann das Irisieren (Schillern) zeigen können, aber bald dafür zu dick und zu durchgerührt werden. Wenn ihn Winkelabstand von der Sonne zu groß wird, können sie die starken Farben nicht mehr hervorbringen.

Das hier gezeigte Bild und das begleitende Video wurden Ende 2019 über Östersund, Schweden aufgenommen.

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Methan auf fernem Exoplaneten entdeckt

Links unten leuchtet ein kleiner roter Stern, in der Mitte ist eine kleinere Sichel eines Mondes, rechts füllt die beleuchtete Sichel eines Planeten das halbe Bild.

Illustrationscredit: Ahmad Jabakenji (ASU Libanon, Nordstern Weltraumkunst); Daten: NASA, ESA, CSA, JWST

Wo könnte es sonst noch Leben geben? Eine der großen offenen Fragen der Menschheit, nämlich die Suche nach Planeten, auf denen es vielleicht extrasolares Leben gibt, kam 2019 einen großen Schritt voran: In der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b wurde eine beträchtliche Menge Wasserdampf entdeckt.

Der Planet und sein Elternstern K2-18 liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, doch er kreist in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. K2-18 ist zwar rötlicher als unsere Sonne, leuchtet aber am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am Himmel der Erde.

Die Entdeckung von Wasser in der Atmosphäre im Jahr 2019 gelang mit Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler. Diese Teleskope zeichneten die Absorption der Farben von Wasserdampf auf, während sich der Planet vor seinem Stern vorbeibewegte.

2023 wurden bei weiteren Beobachtungen durch das Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht Hinweise auf weitere Moleküle entdeckt, die auf Leben hindeuten, zum Beispiel Methan.

Die Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, der von einem Mond (Mitte) umkreist wird. Beide umrunden zusammen den roten Zwergstern links unten.

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Ghirigori – Sternengekritzel

Vor einem dunklen Hintergrund sind bunte leuchtende Schnörkel zu sehen, die von Sternen gezogen wurden.

Bildcredit und Bildrechte: Paolo Palma

Auf die Himmelsleinwand kritzeln macht Spaß. Mit einer kreativen Fototechnik könnt ihr das Licht punktförmiger Sterne über ein digitales Bild tanzen lassen, indem ihr während einer Aufnahme leicht auf das Teleskop tippt. Dabei entsteht eine geschnörkelte Linie, die vom Stern gezogen wird, oder zwei von Doppelsternen gezogene Schnörkel. Die Lichtspuren können die Farbe des Sterns verraten.

Dieses künstlerische Mosaik zeigt farbige Linien, sogenannte Ghirigori, aus Sternen der nördlichen Sternbilder Bootes, Nördliche Krone, Schlangenträger und Haar der Berenike. Die 25 Sterne, welche die vielfältigen farbenfrohen Schnörkel gezogen haben, sind am Rand markiert. Die Temperatur bestimmt die Farbe des Sterns. Bei weißlichen Sternen ist die Temperatur ähnlich wie die der Sonne, Sterne in bläulicheren Tönen sind heißer und Sterne in gelben und roten Farben sind kühler als die Sonne.

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Die Sonne und ihre fehlenden Farben

Das regenbogenfarbige Bild zeigt in vielen Zeilen das Spektrum der Sonne in hoher Auflösung.

Bildcredit: Nigel Sharp (NSF), FTS, NSO, KPNO, AURA, NSF

Warum fehlen im Licht der Sonne einige Farben? Das weiß niemand genau. Hier seht ihr alle Farben der Sonne im sichtbaren Licht. Sie werden aufgefächert, wenn man das Licht der Sonne durch ein prismenähnliches Gerät leitet. Das Spektrum wurde am McMath-Pierce–Sonnen-Observatorium aufgenommen. Es zeigt, dass unsere Sonne zwar anscheinend weiß leuchtet, aber in Wirklichkeit Licht in fast jeder Farbe abstrahlt. Am hellsten leuchtet sie in gelb-grünem Licht.

Die dunklen Flecke im Spektrum entstehen durch Gas auf oder über der Sonnenoberfläche, das Sonnenlicht von unterhalb absorbiert. Verschiedene Gasarten absorbieren unterschiedliche Farben des Lichtes, daher kann man bestimmen, aus welchen Gasen die Sonne besteht. Helium wurde zum Beispiel im Jahr 1870 erstmals in einem Sonnenspektrum entdeckt. Kurz darauf fand man es auch hier auf der Erde. Inzwischen wurde der Großteil der Absorptionslinien im Spektrum bestimmt – aber noch nicht alle.

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Regenbogenbaum

Hinter dem Baum steigt ein leuchtender Regenbogen in allen Spektralfarben auf.

Bildcredit und Bildrechte: Eric Houck

Was ist am Ende des Regenbogens? Für jeden etwas anderes. Für den Fotografen dieses Bildes endete der Regenbogen bei einem Baum. Andere hätten das Ende des Regenbogens wahrscheinlich wo anders gesehen, weil die Position von der Blickrichtung des Beobachters abhängt. Der Mittelpunkt eines Regenbogens liegt immer gegenüber der Sonne, doch diese Richtung führt zu unterschiedlichen Stellen am Horizont.

Vermutlich liegt die Mitte dieses Regenbogens etwa 40 Grad links und etwas unter dem Horizont. Die Sonne stand weit hinter der Kamera knapp über dem Horizont. Die bunten Lichtbänder entstehen durch die Reflexionen und Brechung von Sonnenlicht in den Regentropfen eines fernen Gewitters in Richtung des Regenbogens.

Das Bild wurde Anfang Jänner in der Nähe von Knight’s Ferry im US-Bundesstaat Kalifornien fotografiert.

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Perlmuttwolken über Lappland

Über Kilpisjärvi in Finnland leuchten perlmuttfarbene Wolken, die wie vom Wind verweht wirken.

Bildcredit und Bildrechte: Dennis Lehtonen

Lebhafte, schillernde, gewehte farbige Wellen fegen über diese Himmelslandschaft in Kilpisjärvi in Finnland. Solche Perlmuttwolken sind selten. Am 24. Jänner wurde bei Sonnenuntergang mit Blick nach Süden auf einer nördlichen Breite von 69 Grad ein einzigartiges Schauspiel fotografiert.

Die Wolken sind eine Art polarer Stratosphärenwolken. Sie entstehen, wenn sich bei ungewöhnlich kalten Temperaturen in der normalerweise wolkenlosen unteren Stratosphäre Eiskristalle bilden. Die Wolken werden in einer Höhe von 15-25 Kilometern noch von der Sonne beleuchtet, daher können sie auch nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang noch Sonnenlicht ablenken.

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Ein Vollkreis-Regenbogen über Norwegen

Das Bild zeigt einen kreisförmigen Regenbogen vor der Inselgruppe Lofoten, er wurde von einer Drohne vor den Inseln im Meer fotografiert.

Bildcredit und Bildrechte: Lukas Moesch

Habt ihr schon einmal einen vollständigen Regenbogen gesehen? Vom Boden aus ist in der Regel nur der obere Teil eines Regenbogens sichtbar, weil es in Richtungen Boden zu wenig Regentropfen gibt. Aus der Luft ist jedoch häufiger der ganze 360-Grad-Kreis eines Regenbogens zu sehen.

Im September fotografierte eine Drohne, die durch einen Regenschauer flog, einen Ganzkreis-Regenbogen über den Lofoten-Inseln in Norwegen. Das Phänomen eines Regenbogens ist abhängig von der Beobachtung. Es entstehen durch die Reflexion von Sonnenlicht im Inneren von Regentropfen.

Ein Regenbogen hat einen vollen Durchmesser von 84 Grad. Die Sonne steht exakt in der Gegenrichtung vom Zentrum eines Regenbogens. Als Bonus leuchtete außerhalb des ersten Regenbogens ein zweiter, dieser war blasser mit umgekehrten Farben.

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