Springende Nebensonnen über Gewitterwolken


Bildcredit: abrigatti, YouTube

Beschreibung: Was passiert über diesen Wolken? In den letzten Jahren tauchten Videos im Internet auf, die ein ungewöhnliches, aber kaum erforschtes Phänomen zeigen: plötzliche Lichtveränderungen über den Wolken. Bei näherer Betrachtung und Überlegung hat sich nun eine Hypothese für die Ursache herauskristallisiert. Insgesamt besagt diese Hypothese, dass die Blitzentladung in einer Gewitterwolke das elektrische Feld über der Wolke, wo geladene Eiskristalle das Sonnenlicht reflektieren, vorübergehend verändern kann. Das neue elektrische Feld richtet die geometrischen Kristalle blitzschnell neu aus, sodass sie das Sonnenlicht nun anders reflektieren. Oder anders ausgedrückt: Eine Blitzentladung kann eine Nebensonne zum Springen bringen. Bald darauf ist das ursprüngliche elektrische Feld meist wiederhergestellt, wodurch die Eiskristalle zu ihrer ursprünglichen Ausrichtung zurückkehren. Um dieses seltsame Phänomen besser zu untersuchen, werden Himmelsfreunde gebeten, Videoaufzeichnungen von ähnlichen springenden oder tanzenden Nebensonnen zu veröffentlichen.

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Sternbildungsregion S106

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Bildcredit: GRANTECAN und IAC

Beschreibung: Der massereiche Stern IRS 4 fängt an, seine Flügel auszubreiten. Er entstand vor nur 100.000 Jahren, und Materie, die von diesem neu geborenen Stern ausströmt, hat den oben dargestellten Nebel mit der Bezeichnung Sharpless 2-106 (S106) gebildet. Eine große Scheibe aus Staub und Gas, die um die Infrarotquelle 4 (IRS 4) kreist – sie ist dunkelrot nahe der Bildmitte zu sehen – gibt dem Nebel die Form einer Sanduhr oder eines Schmetterlings. Gas von S106 in der Nähe von IRS 4 verhält sich wie ein Emissionsnebel, indem er Licht abstrahlt, nachdem er ionisiert wurde, während weit von IRS 4 entfernter Staub das Licht des Zentralsterns reflektiert und sich daher wie ein Reflexionsnebel verhält. Genaue Untersuchungen von Bildern wie dem oben gezeigten erhüllen Hunderte Brauner Zwergsterne mit geringer Masse, die im Gas des Nebels lauern. S106 umfasst etwa 2 Lichtjahre und liegt zirka 2000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan (Cygnus).

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Orange Sonne sickert


Bildcredit und Bildrechte: Bruno Sánchez-Andrade Nuño et al. (IAG und MPS, NRL)

Beschreibung: Die Oberfläche der Sonne verändert sich andauernd. Der obige Film zeigt, wie die Oberfläche der Sonne im Laufe einer einzigen Stunde sickert. Die Photosphäre der Sonne hat Tausende Beulen, die als Granulen bezeichnet werden, und üblicherweise ein paar dunkle Senken, sogenannte Sonnenflecken. Der obige Zeitrafferfilm ist auf den Sonnenfleck 875 gerichtet und wurde 2006 vom Vacuum Tower Telescope auf den Kanarischen Inseln von Spanien aufgenommen, wobei eine adaptive Optik eingesetzt wurde, um Details mit Durchmessern von weniger als 500 Kilometern aufzulösen. Jede der zahlreichen Granulen hat die Größe eines irdischen Kontinents, ist aber viel kurzlebiger. Eine Granule ändert ihre Form langsam im Laufe einer Stunde und kann sogar völlig verschwinden. Heißes Wasserstoffgas steigt in der hellen Mitte einer Granule auf und fällt entlang des dunklen Granulenrandes in die Sonne zurück. Der oben gezeigte Film und ähnliche Streifen erlauben Studenten und Sonnenforschern zu untersuchen, wie sich Granulen und Sonnenflecken entwickeln, aber auch, wie magnetische Sonnenfleckenregionen mächtige Sonnenfackeln erzeugen. Vor wenigen Tagen rotierte die größte Sonnenfleckengruppe der letzten Jahre in Sicht.

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GK Persei: die Nova von 1901

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Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, Universität von Arizona

Beschreibung: Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde GK Persei kurz einer der hellsten Sterne am Himmel des Planeten Erde – ein Ereignis, das man als Nova Persei 1901 kennt. Auf diesem aktuellen Komposit aus zwei Bildern aus den Jahren 2003 und 2011 sind die Auswürfe dieser Explosion zu sehen, die allgemein als Feuerwerksnebel bezeichnet werden und sich weiterhin in den Weltraum ausdehnen. Diese Bilder sind Teil eines Zeitraffervideos, das der Ausdehnung des Nebels im Lauf der letzten 17 Jahre folgt. Der Nebel ist zirka 1500 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von immer noch etwas weniger als einem Lichtjahr. GK Per und ähnliche kataklysmische Veränderliche, die als klassische Novae bekannt sind, werden als Doppelsternsysteme verstanden, die aus einem kompakten Weißen Zwergstern und einem aufgeblähten, kühlen Riesenstern bestehen und in geringem Abstand umeinander kreisen. Der Materiefluss, der vom Riesenstern über eine Akkretionsscheibe zur Oberfläche des Weißen Zwergs erfolgt, kann schließlich einen thermonuklearen Ausbruch auslösen, wobei die stellare Materie in den Raum gesprengt wird, ohne den Weißen Zwerg zu zerstören. Das GK-Per-System hat mit einer Umlaufperiode von 2 Tagen in jüngeren Jahren einige viel kleinere Ausbrüche erzeugt.

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NGC 3628 von der Kante

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Bildcredit und Bildrechte: Stephen Leshin

Beschreibung: Scharfe Teleskopansichten der prächtigen, von der Kante sichtbaren Spiralgalaxie NGC 3628 zeigen eine flauschige, galaktische Scheibe, die von dunklen Staubspuren geteilt wird. Diese verlockende Szenerie hält vielen Astronomen ihren landläufigen Spitznamen vor Augen: die Hamburgergalaxie. NGC 3628 hat einen Durchmesser von zirka 100.000 Lichtjahren und befindet sich 35 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe. Sie teilt ihre Nachbarschaft im örtlichen Universum mit zwei älteren, großen Spiralen; die ganze Gruppe ist auch als das Leo-Galaxientriplett bekannt. Gravitative Wechselwirkungen mit ihren kosmischen Nachbarn sind wahrscheinlich verantwortlich für die ausgedehnten Wölbungen und Verkrümmungen dieser Spiralscheibe, die von den jungen, blauen Sternhaufen und den vielsagenden, rosaroten Sternbildungsregionen der Galaxie bevölkert werden. Auch ein zarter Gezeitenschweif aus Material, der kaum sichtbar von diesem detailreichen Galaxienporträt nach links oben ausgeht, ist ebenfalls ein Ergebnis vergangener naher Begegnungen.

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IC 59 und IC 63 in der Kassiopeia

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Bildcredit und Bildrechte: Ken Crawford (Rancho Del Sol Obs.)

Beschreibung: Diese hellen Ränder und fließenden Formen suggerieren schmelzende Eiscreme in kosmischen Größenordnungen. Wenn man in die Richtung des Sternbildes Kassiopeia blickt, zeigt die farbenprächtige (vergrößerbare) Himmelslandschaft die zurückgefegten, kometenförmigen Wolken IC 59 (links) und IC 63. Die Wolken sind etwa 600 Lichtjahre entfernt und schmelzen eigentlich nicht, sondern lösen sich langsam unter dem Einfluss der ionisierenden, ultravioletten Strahlung, die vom heißen, leuchtstarken Stern γ Cas ausgeht, auf. Gamma Cassiopeiae ist physisch nur etwa 3-4 Lichtjahre von den Nebeln entfernt, knapp außerhalb des oberen rechten Bildrandes. In IC 63, der Gamma Cassiopeiae sogar etwas näher ist, dominiert rotes H-Alpha-Licht, das abgestrahlt wird, wenn ionisierte Wasserstoffatome sichwieder mit ihren Elektronen verbinden. IC 59, der weiter vom Stern entfernt ist, weist anteilig weniger H-Alpha-Strahlung auf, dafür mehr von der charakteristischen, blauen Färbung des Sternenlichtes, das von Staub reflektiert wird. Das Sichtfeld umfasst etwa 1 Grad oder in der geschätzten Entfernung von Gamma Cassiopeiae und seiner Freunde 10 Lichtjahre.

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NGC 7380: Der Hexernebel

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Bildcredit und Bildrechte: Rolf Geissinger

Beschreibung: Welche Kräfte werden im Hexernebel ausgeübt? Gravitation, die stark genug ist, um Sterne zu bilden, sowie Sternenwinde und Strahlung, die stark genug sind, um Türme aus Gas zu bilden und wieder aufzulösen. Der oben abgebildete Hexernebel ist nur 8000 Lichtjahre entfernt und umgibt den sich entwickelnden offenen Sternhaufen NGC 7380. Das Zusammenspiel von Sternen, Gas und Staub hat sichtlich eine Form kreiert, die manche an einen fiktiven, mittelalterlichen Hexenmeister erinnert. Die aktive Sternbildungsregion umfasst etwa 100 Lichtjahre, weshalb sie größer erscheint als die Winkelausdehnung des Mondes. Der Hexernebel ist mit einem kleinen Teleskop im Sternbild des Königs von Äthiopien (Kepheus) zu finden. Obwohl der Nebel vielleicht nur wenige Millionen Jahre bestehen bleibt, werden einige der entstehenden Sterne wohl länger leben als unsere Sonne.

Frage: Welche Form(en) erkennen Sie im Nebel?
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Hammer und Feder auf dem Mond


Bildcredit: Apollo 15-Besatzung, NASA

Beschreibung: Wenn Sie einen Hammer und eine Feder gleichzeitig fallen lassen, was erreicht zuerst den Boden? Auf der Erde der Hammer. Ist der Grund dafür aber nur der Luftwiderstand? Wissenschaftler stellten noch vor Galileo Überlegungen dazu an, führten einfache Experimente durch und meinten, dass ohne Luftwiderstand alle Objekte gleich fallen würden. Galileo testete dieses Prinzip und bemerkte, dass zwei schwere Bälle mit unterschiedlicher Masse den Boden gleichzeitig erreichten; viele Historiker bezweifeln jedoch, dass er dieses Experiment im Schiefen Turm von Pisa in Italien durchführte, wie der Volksmund berichtet. Ein gut geeigneter Ort ohne Luftwiderstand, an dem man dieses Äquivalenzprinzip testen könnte, ist der Erdmond, daher ließ 1971 der Apollo-15-Astronaut David Scott gleichzeitig einen Hammer und eine Feder auf den Mondboden fallen. Und tatsächlich, genau wie Wissenschaftler wie Galileo und Einstein prophezeiten, erreichten sie gleichzeitig den Mondboden. Das demonstrierte Äquivalenzprinzip besagt, dass die Beschleunigung, die ein Objekt durch die Gravitation erfährt, nicht von Masse, Dichte, Zusammensetzung, Farbe, Form oder Ähnlichem abhängt. Das Äquivalenzprinzip ist in der heutigen Physik so wichtig, dass seine Tiefe und Reichweite auch heute noch erörtert und untersucht werden.

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