Schlagwort: Stoßwelle

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Flugzeugentwurf: Supersonic Green Machine

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

Illustrationscredit: NASA, Lockheed Martin Co.

Beschreibung: Wie sehen Passagierflugzeuge der Zukunft aus? Um interessante, brauchbare Eigenschaften zu erarbeiten, fördert die NASA Designwettbewerbe. Dies ist die künstlerische Darstellung eines Flugzeugentwurfes, der 2010 eingereicht wurde. Dieses futuristische Flugzeug soll Überschallgeschwindigkeit erreichen und vielleicht die Geschwindigkeiten von Überschallflugzeugen übertreffen, die Ende des 20. Jahrhunderts kommerziell betrieben wurden. Zur Lärmreduktion wurde das futuristische Flugzeug mit umgekehrtem V-Flügel entworfen, der sich über die Motoren wölbt. Diese Konstruktion soll den Lärm des störenden Schallknalls reduzieren. Zusätzlich sollen künftige Flugzeuge die Umwelt möglichst wenig beeinträchtigen, unter anderem durch grüne Verschmutzungsgrenzwerte und geringen Treibstoffverbrauch. Flugzeuge mit ähnlichen Entwurfskonzepten könnten schon in den 2030er Jahren in Betrieb gehen.

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LL Orionis: Wenn kosmische Winde kollidieren

Mitten in einem Nebel leuchtet ein Stern, der rechts von einer Bugwelle umgeben ist. Der Sternwind des Sterns im Bogen verdrängt langsameres Gas, das in seine Richtung strömt.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisarchiv (AURA / STScI), C. R. O’Dell (Vanderbilt U.), NASA

Wie entstand dieser schöne Bogen im Weltraum? Das gewölbte, zierliche Gebilde ist eine Kopfwelle. Sie entsteht dort, wo der Wind des jungen Sterns LL Orionis mit dem Orionnebelfluss kollidiert. Die Bugwelle ist zirka ein halbes Lichtjahr groß.

Der veränderliche Stern LL Orionis ist noch in seinen Entstehungsjahren. Er treibt in Orions Sternschmiede und erzeugt einen Sternwind, der energiereicher ist als der Wind unserer Sonne, die im mittleren Alter ist.

Wenn der schnelle Sternwind auf langsames Gas trifft, entsteht eine Stoßfront. Sie ist ähnlich der Bugstoßwelle vor einem Boot, das durch Wasser fährt, oder einem Flugzeug, das mit Überschallgeschwindigkeit fliegt. Das langsamere Gas strömt aus dem heißen Zentralsternhaufen des Orionnebels, dem sogenannten Trapez. Es liegt rechts unten außerhalb des Bildes.

Die Stoßfront, die um LL Ori gehüllt ist, hat die dreidimensionale Form einer Schale. Sie leuchtet am unteren Rand am hellsten. Das komplexe Sternbildungsgebiet im Orion zeigt eine Vielzahl ähnlicher fließender Formen. Sie gehen mit Sternbildung einher, zum Beispiel der Kopfwelle um einen blassen Stern rechts oben.

Dieses Farbkomposit ist Teil eines Mosaiks, das den großen Nebel im Orion zeigt. Es wurde 1995 mit dem Weltraumteleskop Hubble fotografiert.

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Eta Carinae und der wachsende Homunkulusnebel

Der Nebel im Bild hat zwei Keulen. In der Mitte strömen helle Strahlen aus. Rechts verläuft eine Nebelwolke bogenförmig um den Homunkulusnebel.

Bildcredit: Hubble, NASA, ESA; Bearbeitung und Bildrechte: First Light, J. L. Dauvergne, P. Henarejos

Wie erzeugte das Sternsystem Eta Carinae diesen ungewöhnlichen Nebel, der sich ausdehnt? Das ist nicht bekannt. Vor etwa 170 Jahren wurde das südliche Sternsystem Eta Carinae (Eta Car) zum zweithellsten Sternsystem am Himmel. Wie das geschah, ist ein Rätsel. Zwanzig Jahre später verblasste er unerwartet. Eta Car hatte inzwischen mehr als eine Sonnenmasse ausgeworfen. Dieser Ausbruch erzeugte anscheinend den Homunkulusnebel.

Das Video entstand aus drei Bildern des Nebels. Sie wurden 1995, 2001 und 2008 mit dem Weltraumteleskop Hubble fotografiert. Das Zentrum des Homunkulusnebels wird von einem hellen Zentralstern beleuchtet. Die umgebenden Regionen sind wachsende Gaskeulen. Sie sind von dunklen Staubfasern überzogen. Strahlen aus dem Zentralstern halbieren die Keulen. Zu den expandierenden Trümmern gehören auch ausströmende Barthaare und Stoßwellen. Sie entstanden durch die Kollisionen mit bereits vorhandener Materie.

Eta Car erfährt immer noch unerwartete Ausbrüche. Er besitzt viel Masse und ist sehr unbeständig. Das macht ihn zu einem Kandidaten für eine spektakuläre Supernovaexplosion in den nächsten paar Millionen Jahren.

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Supernovaüberrest Puppis A

Die faserartige bunte Wolke im Bild zeigt den Supernovaüberrest Puppis A im Sternbild Achterdeck des Schiffes. Die expandierende Wolke wurde in Röntgen- und Infrarotlicht aufgenommen und farbcodiert abgebildet.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/IAFE/ G. Dubner et al., ESA/XMM-Newton; Infrarot: NASA/ESA/JPL-Caltech/GSFC/ R. Arendt et al.

Der Supernovaüberrest Puppis A entstand durch die Explosion eines massereichen Sterns. Er breitet sich ins interstellare Medium aus. Seine Entfernung beträgt etwa 7000 Lichtjahre. In dieser Distanz ist die Sondierung in Falschfarben der komplexen Expansion etwa 180 Lichtjahre groß.

Das Bild basiert auf den vollständigsten Daten, die bislang in Röntgen- und Infrarotlicht erhoben wurden. Die Röntgendaten stammen von Chandra und XMM/Newton, die Infrarot-Daten vom Weltraumteleskop Spitzer.

Das faserartige Röntgenlicht ist in Blau abgebildet. Es stammt von Gas, das durch die Stoßwelle der Supernova aufgeheizt wurde. Das rot und grün dargestellte Infrarotlicht stammt von warmem Staub. Die hellen Pastelltöne zeigen Regionen, wo sich komprimiertes Gas und aufgewärmter Staub mischen.

Die Supernova wurde durch einen Kollaps im massereichen Sterneninneren ausgelöst. Ihr Licht erreichte die Erde vor etwa 3700 Jahren. Der Supernovaüberrest Puppis A ist weiterhin eine starke Quelle am Röntgenhimmel.

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Am westlichen Schleier

Im querformatigen Bild sind wild strukturierte Nebelfetzen verteilt. Sie leuchten blau und rot, was ihrer Zusammensetzung entspricht (Wasserstoff und Sauerstoff). Im Bild sind der Hexenbesen und Pickerings Dreieck zu sehen.

Bildbearbeitung: Oliver Czernetz – Daten: Digitized Sky Survey (POSS-II)

Diese zarten Fasern aus komprimiertem leuchtendem Gas sind im Sternbild Schwan (Cygnus) drapiert. Sie bilden den westlichen Teil des Schleiernebels. Der Schleiernebel ist ein großer Supernovaüberrest. Das ist eine sich ausdehnende Wolke, die bei der finalen Explosion eines massereichen Sterns entstand.

Das Licht der ursprünglichen Supernovaexplosion erreichte die Erde wahrscheinlich vor mehr als 5000 Jahren. Bei dem heftigen Ereignis entstand eine interstellare Stoßwelle. Sie pflügt durch den Weltraum. Dabei fegt die Stoßwelle interstellare Materie auf und bringt sie zum Leuchten. Die glimmenden Fasern sind eigentlich lange Wellen in einer Hülle, die wir von der Seite sehen. Die Hüllen sind in atomaren Wasserstoff (rot) und Sauerstoff (blaugrün) getrennt.

Der Schleiernebel ist auch als Cygnus-Schleife bekannt. Er ist fast 3 Grad oder 6 Vollmonddurchmesser breit. Das entspricht in der geschätzten Entfernung von 1500 Lichtjahren mehr als 70 Lichtjahren. Das breite Bild zeigt die westliche Hälfte des Schleiernebels. Hellere Teile im Schleier gelten als eigene Nebel. Dazu gehören der Hexenbesen (NGC 6960) oben und Pickerings Dreieck (NGC 6979) rechts unten. Anm.: Es ist auch als Williamina Flemings dreieckiges Büschel bekannt.

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Fasern im Vela-Supernovarest

Das Bild ist dicht mit Sternen gesprenkelt. Dazwischen verlaufen Bögen, die blau und magentafarben leuchten. Einige Sterne sind heller und heben sich vom Sternenteppich im Hintergrund ab.

Bildcredit und Bildrechte: Angus Lau, Y Van, SS Tong (Jade Scope Observatory)

Die Explosion ist vorbei, aber es gibt noch Nachwirkungen. Vor etwa elftausend Jahren sah man einen Stern im Sternbild Segel des Schiffs explodieren. Dabei bildete er einen seltsamen Lichtpunkt. Kurz war er für die Menschen zu Beginn der Geschichtsaufzeichnung sichtbar.

Die äußeren Schichten des Sterns prallten auf das interstellare Medium und trieben eine Stoßwelle vor sich her, die wir noch heute sehen. Im Röntgenlicht ist eine annähernd kugelförmige Stoßwelle sichtbar, die sich ausdehnt. Dieses Bild zeigt einen Teil der faserartigen, gewaltigen Stoßfront im sichtbaren Licht.

Während das Gas vom explodierten Stern forttreibt, zerfällt es, reagiert dabei mit dem interstellaren Medium und erzeugt Licht in vielen verschiedenen Farben und Spektralbereichen. Im Zentrum des Vela-Supernovarestes blieb ein Pulsar zurück. Ein Pulsar ist ein Stern, der so dicht ist wie Kernmaterie. Er rotiert mehr als zehnmal pro Sekunde um sich selbst.

Hinweis: So könnt ihr APOD lesen, wenn der Regierungsserver heruntergefahren wird

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LL Ori und der Orionnebel

Das Bild ist mit verwehten Nebeln gefüllt, links unten leuchtet der Nebel violett und rosarot, rechts oben gelb. Mitten im Bild ist ein Stern mit Bugwelle.

Bildcredit: NASA, ESA und das Hubble-Vermächtnisteam

Diese ästhetische Nahaufnahme zeigt kosmische Wolken, die von Sternenwinden geformt werden. Der Stern LL Orionis wechselwirkt mit dem Orionnebelfluss. Der veränderliche Stern LL Orionis befindet sich in Orions Sternbildungsstätte. Er ist selbst noch in seinen Entstehungsjahren und erzeugt einen Wind, der energiereicher ist als der Wind unserer Sonne, die im mittleren Alter ist.

Wo der schnelle Sternwind auf Gas trifft, das sich langsam bewegt, entsteht eine Stoßfront, ähnlich der Bugwelle eines Bootes, das durch Wasser treibt, oder die Stoßwelle eines Flugzeugs, das schneller fliegt als der Schall.

Die kleine gebogene zierliche Struktur links über der Mitte ist die kosmische Stoßwelle von LL Ori. Sie hat einen Durchmesser von etwa einem halben Lichtjahr. Das langsamere Gas fließt vom heißen zentralen Sternhaufen im Orionnebel weg. Dieser Sternhaufen ist das Trapez. Es liegt außerhalb der linken oberen Bildecke.

In drei Dimensionen hat die Stoßfront, die sich um LL Ori biegt, die Form einer Schale. Sie erscheint am hellsten, wenn man ihren „Boden“ entlangblickt. Die Aufnahme ist Teil eines großen Mosaikbildes der komplexen Sternbildungsregion in Orion. Sie enthält eine Vielzahl fließender Formen, die mit Sternbildung einhergehen.

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Die Orion-Geschoße

Wie Finger wirken die leuchtenden Spuren im Randgebiet des Orionnebels, die durch Sternbildung in Gaswolken gesprengt wurden.

Bildcredit: GeMS/GSAOI Team, Gemini-Observatorium, AURA; Bearbeitung: Rodrigo Carrasco (Gemini-Obs.), Travis Rector (Univ. Alaska Anchorage)

Kosmische Geschoße durchstoßen die Randgebiete im Orionnebel. Dieser ist etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt. Diese scharfe Infrarot-Nahaufnahme zeigt die relativ dichten Geschoße. Diese heißen Gaswolken sind etwa so breit wie der zehnfache Durchmesser der Plutobahn. Sie werden durch gewaltige, energiereiche Sternbildung ausgesprengt.

Auf dem Falschfarbenbild sind sie blau abgebildet. Sie leuchten im Licht ionisierter Eisenatome und rasen mit Hunderten Kilometern pro Sekunde dahin. Ihre Durchbrüche sind von gelblichen Trassen aus schlagartig aufgeheiztem Wasserstoff im Nebel gesäumt. Die Länge der kegelförmigen Bugwellen beträgt bis zu einem Fünftel eines Lichtjahrs.

Das detailreiche Bild entstand mit der neu installierten adaptiven Optik GeMS des 8,1-Meter-Teleskops Gemini Süd in Chile. GeMS erzielt ein größeres Sichtfeld als frühere Generationen adaptiver Optiken. Dazu nützt GeMS fünf lasergenerierte Leitsterne. Mit deren Hilfe wird die Weichzeichnung der Erdatmosphäre ausgeglichen.

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