Solargrafie-Analemmae

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Bildcredit und Bildrechte: Maciej Zapiór und Łukasz Fajfrowski

Beschreibung: Heute ist Tag- und Nachtgleiche. Die Sonne kreuzt den Himmelsäquator und wandert um 16:57 UT nach Norden – auf der Nordhalbkugel ist das der erste Tag des Frühlings. Betrachten Sie zur Feier des Tages dieses bemerkenswerte Bild, das den jährlichen Pfad der Sonne am Himmel des Planeten Erde zeigt – das erste Analemma, das jeden Tag mit der Technik der Solargrafie belichtet wurde. Mit einer zylindrischen Lochkamera wurden drei Analemmakurven fotografiert, indem ein Jahr lang ein einziges Stückchen eines Schwarz-Weiß-Fotopapiers täglich dreimal eine Minute lang belichtet wurde, und zwar vom 1. März 2013 bis 1. März 2014. Die genau geplanten täglichen Belichtungen wurden um 10:30, 12:00 und 13:30 MEZ auf einem Balkon durchgeführt, der im Stadtteil Kozanów in Breslau (Polen) nach Süden gerichtet war. Die beiden Äquinoktien des Jahres am 20. März und 22. September entsprechen den Mittelpunkten auf der Achterschleife, nicht den Kreuzungspunkten. Die Lücken in den Schleifen entstehen durch bewölkte Tage. Die beiden geschlossenen Linien links unten entstanden durch einen Ausfall der Zeitschaltuhr, sodass der Verschluss der Lochkamera geöffnet blieb.

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Äquinoktium auf einer rotierenden Erde


Bildcredit: NASA, Meteosat, Robert Simmon

Beschreibung: Wann wird die Linie zwischen Tag und Nacht vertikal? Morgen. Morgen findet auf dem Planeten Erde ein Äquinoktium statt, eine Zeit im Jahr, wo Tag und Nacht fast genau gleich lang sind. Bei einem Äquinoktium wird der Terminator der Erde – die Trennlinie zwischen Tag und Nacht – senkrecht und verbindet Nord– und Südpol. Das oben gezeigte Zeitraffervideo demonstriert dies, indem es ein ganzes Jahr auf dem Planeten Erde in zwölf Sekunden zeigt. Vom geosynchronen Orbit aus zeichnete der Satellit Meteosat diese Infrarotbilder auf der Erde jeden Tag zur gleichen Ortszeit auf. Das Video beginnt mit dem Äquinoktium im September 2010 mit senkrechtem Terminator. Als die Erde um die Sonne rotierte, war zu sehen, wie sich der Terminator neigte, sodass die Nordhalbkugel weniger Sonnenlicht pro Tag erhielt, was im Norden einen Winter verursachte. Als das Jahr voranschritt, trat bei der Hälfte des Videos das Äquinoktium im März 2011 ein, danach neigte sich der Terminator in die andere Richtung, was zum Winter auf der Südhalbkugel führte – und zum Sommer im Norden. Das aufgezeichnete Jahr endet wiederum mit dem September-Äquinoktium, das auf Milliarden Reisen folgte, die die Erde bereits um die Sonne angetreten hatte – und weiterhin antreten wird.

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Kosmische Wirbel in der Mikrowellenkarte zeigen Hinweise auf Inflation

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Bildcredit: BICEP2Kollaboration, NSF, Steffen Richter (Harvard)

Beschreibung: Gab es in der Geschichte des Universums einen frühen Zeitabschnitt mit extrem schneller Ausdehnung? Ein solcher inflationärer Zeitraum wurde postuliert, um einige rätselhafte Eigenschaften des Kosmos zu erklären, etwa warum unser Universum in entgegengesetzten Richtungen ähnlich aussieht. Gestern wurden Ergebnisse veröffentlicht, die einen überraschend starken erwarteten Hinweis zeigen, der die Vorhersage der Inflation stützt, nämlich dass es in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung charakteristische Polarisationsmuster geben sollte. Die Hintergrundstrahlung ist Licht, das vor 13,8 Milliarden Jahren ausgestrahlt wurde, als das Universum erstmals durchsichtig wurde. Diese frühen Wirbelmuster werden als B-Modus-Polarisationen bezeichnet und können direkt auf Druck- und Dehnungseffekte zurückgeführt werden, die Gravitationswellen auf Photonen ausstrahlende Elektronen ausüben. Die überraschenden Ergebnisse wurden in Daten des Mikrowellen-Observatoriums Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) entdeckt, das in der Nähe des Südpols steht. BICEP2 ist die oben links abgebildete, auf dem Gebäude montierte Schüsselantenne. Beachten Sie, wie im Bildeinschub, der eine Mikrowellen-Himmelskarte zeigt, die schwarzen Polarisationsvektoren um die eingefärbten Temperaturspitzen zu wirbeln scheinen. Obwohl die Schlussfolgerungen statistisch schlüssig sind, werden sie wahrscheinlich umstritten bleiben, während in unabhängigen Beobachtungen nach Bestätigung gesucht wird.

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Gekrümmter Himmel: Strichspuren über dem Arches-Nationalpark

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Bildcredit und Bildrechte: Vincent Brady

Beschreibung: Was ist mit dem Himmel passiert? Es gab eine Art Zeitkrümmung sowie eine digitale Raumkrümmung. Die Zeitkrümmung entsteht, weil dieses Bild auf einer einzigen Aufnahme fotografiert wurde – einer zweieinhalbstündigen Belichtung des Nachthimmels. Als Ergebnis sind markante Strichspuren zu sehen. Die Raumkrümmung entsteht, weil das Bild eigentlich ein vollständiges 360-Grad-Panorama ist, das waagrecht verkürzt und in Ihren Browser eingepasst wurde. Während die Erde rotierte, schienen die Sterne sowohl den Himmelsnordpol links als auch den Himmelssüdpol rechts knapp unter dem Horizont zu umkreisen. Das oben gezeigte Panorama des Arches-Nationalparks in Utah (USA) wurde vor zwei Wochen in den frühen Morgenstunden fotografiert. Während die augenfällige Struktur von urzeitlichem geschichtetem Sandstein den Bildvordergrund umfasst, mit dem zwanzig Meter hohen Delicate Arch ganz rechts, ist der ferne Bogen unserer Galaxis, der Milchstraße, nahe der Bildmitte zu sehen.

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Die Antennengalaxien in Kollision

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Bildcredit: Hubble Legacy Archive, NASA, ESA; Bearbeitung und Bildrechte: Davide Coverta

Beschreibung: Im Sternbild Rabe (Corvus) gehen zwei Galaxien in Stellung, und hier sind die aktuellsten Bilder. Wenn zwei Galaxien zusammenstoßen, tun das die Sterne, aus denen sie bestehen, meist nicht, weil Galaxien hauptsächlich leerer Raum sind, und die Sterne, so hell sie auch sein mögen, nur wenig Raum einnehmen. Während der langsamen, hundert Millionen Jahre dauernden Kollision kann eine Galaxie die andere dennoch durch Gravitation auseinanderreißen, und der Staub und das Gas, die in beiden Galaxien reichlich vorhanden sind, kollidieren. In diesem Kampf der Titanen markieren dunkle Staubsäulen massereiche Molekülwolken, die bei der galaktischen Begegnung komprimiert werden, wodurch plötzlich Millionen Sterne entstehen, von denen einige in massereichen Sternhaufen gravitativ aneinander gebunden sind.

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Anaglyphe des Apollo-17-VIP-Orts

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Bildcredit: Gene Cernan, Apollo 17, NASA; Anaglyph von Erik van Meijgaarden

Beschreibung: Nehmen Sie Ihre rot-blauen Brillen und betrachten Sie diese Stereoansicht des Taurus-Littrow-Tales auf dem Mond! Die Farb-Anaglyphe zeigt eine detailreiche 3D-Ansicht des Mondrovers von Apollo 17 im Vordergrund – dahinter steht die Mondlandefähre und weit entfernte Mondhügel. Weil die Welt den Start der Aufstiegsstufe des Mondmoduls über die Fernsehkamera des Rovers mitverfolgen können sollte, wurde dieser Parkplatz – auch als VIP-Ort bekannt – gewählt. Im Dezember 1972 verbrachten die Apollo-17-Astronauten Eugene Cernan und Harrison Schmitt etwa 75 Stunden auf dem Mond, während ihr Kollege Ronald Evans oben kreiste. Die Besatzung kehrte mit 110 Kilogramm Gesteins- und Bodenproben zurück – mehr als von jeder anderen Mondlandestelle. Cernan und Schmitt sind immer noch die Letzten, die auf dem Mond wanderten (oder fuhren).

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Die Polarring-Galaxie NGC 2685

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Bildcredit und Bildrechte: Ken Crawford

Beschreibung: NGC 2685 ist eine bestätigte Polarring-Galaxie – ein seltener Typus an Galaxien, bei denen Sterne, Gas und Staub in Ringen kreisen, die senkrecht zur Ebene einer flachen Galaxienscheibe stehen. Die bizarre Konfiguration könnte durch zufällig von einer Scheibengalaxie eingefangene Materie einer anderen Galaxie verursacht worden sein, wobei die eingefangenen Trümmer zu einem rotierenden Ring auseinandergezogen wurden. Doch die beobachteten Eigenschaften von NGC 2685 legen nahe, dass die rotierende Ringstruktur bemerkenswert alt und stabil ist. Auf dieser scharfen Ansicht des merkwürdigen Systems, das auch als Arp 336 oder Helix-Galaxie bekannt ist, sind die seltsamen lotrechten Ringe leicht zu erkennen, da sie zusammen mit anderen äußeren Störstrukturen vor der galaktischen Scheibe vorbeilaufen. NGC 2685 ist etwa 50.000 Lichtjahre groß und befindet sich 40 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Ursa Major.

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Messier 63: Die Sonnenblumengalaxie

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Bildcredit und Bildrechte: Bill Snyder (Sierra Remote Observatories)

Beschreibung: Messier 63, eine helle Spiralgalaxie des Nordhimmels, ist etwa 25 Millionen Lichtjahre entfernt und steht im treuen Sternbild Jagdhunde. Das majestätische Inseluniversum ist auch als NGC 5055 katalogisiert und hat einen Durchmesser von fast 100.000 Lichtjahren. Das entspricht etwa der Größe unserer eigenen Galaxis, der Milchstraße. M63 ist unter ihrem gängigen Spitznamen „Sonnenblumengalaxie“ bekannt und stellt auf diesem scharfen, farbenprächtigen Galaxienporträt einen hellen, gelblichen Kern zur Schau. Ihre ausschweifenden blauen Spiralarme sind von Straßen aus kosmischem Staub durchzogen und mit rötlichen Sternbildungsregionen gesprenkelt. M63, ein markantes Mitglied einer bekannten Galaxiengruppe, weist blasse, lang gestreckte Strukturen auf, die das Ergebnis gravitativer Wechselwirkung mit nahen Galaxien sein könnten. Tatsächlich leuchtet M63 im gesamten elektromagnetischen Spektrum, vermutlich fand darin intensive Sternbildung statt.

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Die Sonne rotiert


Videocredit: SDO, NASA; Digitale Anordnung: Kevin Gill (Apoapsys)

Beschreibung: Verändert sich die Sonne, während sie rotiert? Ja, und die Veränderungen reichen von subtil bis dramatisch. In den oben gezeigten Zeitraffersequenzen ist zu sehen, wie unsere Sonne – abgebildet vom Solar Dynamics Observatory der NASA – den ganzen Monat Januar hindurch rotiert. Im großen Bild links ist die Chromosphäre der Sonne im Ultraviolettlicht abgebildet, während das kleinere, hellere Bild rechts darüber zeitgleich die vertrautere Sonnenphotosphäre in sichtbarem Licht zeigt. Die anderen eingefügten Sonnenbilder zeigen Röntgenemissionen relativ seltener Eisenatome, die sich in unterschiedlicher Höhe der Korona befinden – alle in Falschfarben, um die Unterschiede hervorzuheben. Die Sonne braucht etwas weniger als einen Monat für eine vollständige Rotation – am schnellsten rotiert sie am Äquator. Eine große aktive Sonnenfleckenregion rotiert kurz nach Beginn des Videos ins Sichtfeld. Zu den subtilen Effekten gehören Veränderungen der Oberflächentextur und die Formen der aktiven Regionen. Zu den dramatischen Ereignissen gehören zahlreiche Blitze in aktiven Regionen sowie flatternde und ausbrechende Protuberanzen am ganzen Sonnenrand. Dieses Jahr befindet sich unsere Sonne während ihres magnetischen 11-Jahres-Zyklus nahe ihrer maximalen Sonnenaktivität. Am Ende des Videos rotiert die gleiche große aktive Sonnenfleckenregion, die anfangs erwähnt wurde, ins Bild zurück und sieht nun anders aus.

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Im Herzen des Rosettennebels

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Bildcredit und Bildrechte: Don Goldman

Beschreibung: Im Herzen des Rosettennebels liegt ein heller offener Sternhaufen, der den Nebel beleuchtet. Die Sterne von NGC 2244 entstanden vor nur wenigen Millionen Jahren aus dem umgebenden Gas. Das oben gezeigte Bild wurde im Januar mittels Mehrfachbelichtungen in den genau eingegrenzten Farben von Schwefel (rot schattiert), Wasserstoff (grün) und Sauerstoff (blau) fotografiert und zeigt die Zentralregion unglaublich detailreich. Ein heißer Wind aus Teilchen strömt von den Haufensternen fort und trägt zu einer bereits sehr komplexen Menagerie aus Gas- und Staubfilamenten bei, während er langsam das Haufenzentrum aushöhlt. Das Zentrum des Rosettennebels hat einen Durchmesser von etwa 50 Lichtjahren, ist ungefähr 4500 Lichtjahre entfernt und mit Fernglas im Sternbild Einhorn (Monoceros) zu sehen.

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Dunkle Materie im Zentrum der Galaxis?

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Bildcredit: T. Daylan et al., Weltraumteleskop Fermi, NASA

Beschreibung: Wie entstehen Gammastrahlen im Zentrum unserer Galaxis? Begeisterung kommt auf, weil eine Erklärung lauten könnte: schwer fassbare Dunkle Materie. Während der vergangenen Jahre bildete das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi das Zentrum unserer Galaxis in Gammastrahlen ab. Wiederholte detailreiche Analysen lassen darauf schließen, dass die Region um das galaktische Zentrum zu hell erscheint, um mit bekannten Gammastrahlen-Quellen erklärt werden zu können. Ein Rohbild der galaktischen Zentralregion in Gammastrahlen ist oben links zu sehen, während im rechten Bild alle bekannten Quellen abgezogen wurden, wobei ein unerwartetes Ausmaß übrig blieb. Ein faszinierendes hypothetisches Modell, welches das Ausmaß erklären könnte, enthält eine als WIMPs bekannte Art Dunkler Materie – Teilchen, die mit sich selbst kollidieren könnten und dabei die beobachteten Gammastrahlen erzeugen. Diese Hypothese ist jedoch umstritten, Diskussionen und detailreichere Untersuchungen sind im Gange. Die Natur Dunkler Materie zu erkennen ist eine der großen Aufgaben moderner Wissenschaft, da diese ungewöhnliche Gattung kosmologisch überall vorhandener Materie zuvor nur durch Gravitation erkennbar war.

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