Fermis Wissenschaftsfinalisten

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Illustrationscredit: NASA, DOE, International Fermi LAT Collaboration, Jay Friedlander (Goddard Spaceflight Center)

Beschreibung: Mit der Fermi-Wissenschaftsstichwahl feiern wir 10 Jahre Forschung im Hochenergieuniversum mit dem Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi. Diese beiden Finalisten haben alle früheren Abstimmungsrunden im Wettbewerb gewonnen und treten als letzte gegeneinander an.

Die beiden digitalen Illustrationen aus einer Liste mit Fermis 16 interessantesten Entdeckungen sind die Spitzenkandidaten des Wettbewerbs, sie setzten sich im Semifinale gegen den 12. Kandidaten „Neue Hinweise auf Dunkle Materie“ und den 14. „Sternbeben in einem Magnetarsturm“ durch. Links sind neu entdeckte, unvorhergesagte Gammastrahlenblasen über und unter der Ebene unserer Milchstraße mit einem Durchmesser von 25.000 Lichtjahren abgebildet. Rechts kollidieren gewaltsam verschmelzende Neutronensterne des ersten Gravitationswellenereignisses, das je durch Gammastrahlen entdeckt wurde.

Wählen Sie eins der Bilder und geben Sie hier Ihre Stimme ab, um das beliebteste wissenschaftliche Ergebnis aus Fermis erster Dekade zu wählen.

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Planck-Karten des Mikrowellenhintergrundes

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Bildcredit: Europäische Weltraumorganisation, Planck Collaboration

Beschreibung: Woraus besteht unser Universum? Um das herauszufinden, startete die ESA den Satelliten Planck, der von 2009 bis 2013 so detailreich wie nie zuvor leichte Temperaturunterschiede auf der ältesten optischen Oberfläche kartierte, die wir kennen – dem Himmelshintergrund, der vor Milliarden Jahren übrig blieb, als unser Universum erstmals für Licht transparent wurde.

Dieser kosmische Mikrowellenhintergrund ist in allen Richtungen sichtbar. Es ist ein komplexer Bildteppich, der die beobachteten heißen und kalten Muster nur dort aufweist, wo das Universum aus bestimmten Arten von Energie besteht, die sich auf bestimmte Weise entwickelt haben. Letzte Woche wurden die endgültigen Ergebnisse veröffentlicht. Diese bestätigen erneut, dass ein Großteil unseres Universums aus rätselhafter, unbekannter Dunkler Energie besteht, und dass auch ein Großteil der verbleibenden Materienenergie seltsam dunkel ist.

Zusätzlich bestätigen die „finalen“ 2018er-Planckdaten eindrucksvoll, dass das Alter des Universums etwa 13,8 Milliarden Jahre beträgt, und dass die lokale Expansionsrate, die als Hubblekonstante bezeichnet wird, 67,4 (+/- 0,5) km/sec/Mpc beträgt. Seltsamerweise ist diese durch Beobachtung des frühen Universums ermittelte Hubblekonstante etwas niedriger ist als jene, die durch andere Methoden im späten Universum ermittelt wurde. Die dadurch entstehende Diskrepanz sorgt für viele Diskussionen und Mutmaßungen.

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Panorama der Landestelle von Apollo 11

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Bildcredit: Neil Armstrong, Apollo 11, NASA

Beschreibung: Haben Sie in letzter Zeit ein Panorama von einer anderen Welt gesehen? Dieses wurde aus hoch aufgelösten Digitalisierungen der Originalbilder montiert, es zeigt die prachtvolle Öde des Apollo-11-Landeplatzes auf dem Mond im Meer der Ruhe. Neil Armstrong fotografierte die Bilder, als er kurz nach der Landung am 20. Juli 1969 aus seinem Fenster der Mondlandefähre blickte. Der linke Bereich (AS11-37-5449) ist das erste Bild, das je ein Mensch auf einer anderen Welt fotografiert hat.

Links Richtung Süden sind im Vordergrund Schubdüsen zu sehen, rechts im Westen ist der Schatten der Landefähre Eagle sichtbar. Zum Größenvergleich: Der große, flache Krater rechts hat einen Durchmesser von etwa 12 Metern. Bilder, die ungefähr eineinhalb Stunden nach der Landung durch die Fenster der Mondlandefähre noch vor dem Betreten der Mondoberfläche fotografiert wurden, sollten zunächst die Landestelle dokumentieren, falls eine verfrühte Abreise notwendig wäre.

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Der Teekessel und die Milchstraße

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Bildcredit und Bildrechte: Kerry-Ann Lecky Hepburn (Wetter- und Himmelsfototografie)

Beschreibung: Die leicht erkennbaren Sterne der Sterngruppe Teekessel im Sternbild Schütze posierten in dieser stillen dunklen Nacht über dem Death Valley auf dem Planeten Erde mit der Milchstraße. Die surreale Szene wurde passenderweise an der Teekessel-Kreuzung auf der felsigen Straße zur Racetrack Playa fotografiert. Die Abzweigung ist mit einem Holzschild markiert, das mit irdischen Teekannen und Teekesseln verziert ist.

Vor dem hellen Sternenlicht der zentralen Milchstraße leuchtet knapp über dem Stern an der Spitze des himmlischen Teekessels der helle Planet Saturn. Doch als hellstes Himmelslicht steht der orange gefärbte Mars links oben im Bild hoch über dem südlichen Horizont.

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Cerealia Facula

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Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, UCLA, MPS/DLR/IDA

Beschreibung: Cerealia Facula, auch bekannt als der hellste Fleck auf Ceres, ist auf dieser atemberaubenden Mosaik-Nahaufnahme abgebildet. Die hoch aufgelösten Bilddaten nahm die Raumsonde Dawn in einer Umlaufbahn auf, in der geringen Höhe von nur 34 Kilometern über der Oberfläche des Zwergplaneten.

Cerealia Facula ist etwa 15 Kilometer groß und befindet sich im Zentrum des 90 Kilometer großen Kraters Occator. Wie die anderen hellen Flecken (faculae), die auf Ceres verteilt sind, ist Cerealia Facula kein Eis, sondern ein freigelegter salziger Rückstand mit einem Reflexionsvermögen von schmutzigem Schnee. Vermutlich besteht der Rückstand großteils aus Natriumkarbonat und Ammoniumchlorid aus einer matschigen Sole in oder unter der Kruste des Zwergplaneten.

Dawn verwendet auf ihrer 11-jährigen Mission ein fortschrittliches Ionentriebwerk. Sie erforschte den Hauptgürtelasteroiden Vesta, ehe sie zu Ceres weiterreiste. Irgendwann zwischen August und Oktober dieses Jahres geht der interplanetaren Raumsonde voraussichtlich der Treibstoff für ihre Hydrazintriebwerke aus, in Folge verliert sie die Kontrolle über ihre Ausrichtung und damit die Energie und die Möglichkeit, mit der Erde zu kommunizieren. Bis dahin erforscht Dawn weiterhin Ceres so detailreich wie nie zuvor und setzt sich schlussendlich in ihrem Orbit um die kleine Welt zur Ruhe.

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Dunkle Hangstreifen spalten sich auf dem Mars

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Bildcredit: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA

Beschreibung: Was erzeugt diese dunklen Streifen auf dem Mars? Das weiß niemand genau. Zu den möglichen Kandidaten gehören Staublawinen, verdampfende Trockeneisschollen und flüssige Wasserströme. Klar ist, dass die Ströme im hellen Oberflächenstaub entstehen und eine tiefere dunkle Schicht freilegen. Ähnliche Schlieren werden seit Jahren auf dem Mars fotografiert und sind eine der wenigen Oberflächenstrukturen, die ihre Erscheinung im Laufe der Jahreszeiten verändern. Besonders interessant ist hier, dass sich größere Ströme weiter unten am Hang in kleinere aufteilen.

Dieses Bild wurde vor einigen Monaten von der HiRISE-Kamera an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) in der Marsumlaufbahn fotografiert. Derzeit umschließt ein globaler Staubsturm einen Großteil des Mars.

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Mond und Venus über Cannon Beach

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Bildcredit und Bildrechte: James W. Young

Beschreibung: Was ist der Punkt neben dem Mond? Die Venus. Vor zwei Tagen zog der Sichelmond langsam an der Venus vorbei und war bei der größten Annäherung nur zwei Grad von ihr entfernt. Diese Konjunktion war aber nur eines von mehreren fotografischen Abenteuern unseres Mondes in diesem Monat (Mon-d), weil am 12. Juli, nur wenige Tage zuvor, eine partielle Sonnenfinsternis stattgefunden hatte.

Derzeit wird der Mond – von der Erde aus gesehen – immer heller, während der von der Sonne beleuchtete Anteil seiner Vorderseite größer wird. In wenigen Tagen erscheint der Mond mehr als halb voll und erreicht somit seine Dreiviertelphase. Nächste Woche wird die Vorderseite des Mondes, die immer zur Erde gerichtet ist, von der Erde aus gesehen vollständig von der Sonne beleuchtet. Auch diese volle Phase sorgt für ein Abenteuer, denn am 27. Juli findet eine totale Finsternis dieses Donnermondes statt.

Machen Sie sich aber keine Sorgen, dass unsere Luna langweilig wird. Nächsten Monat (Mon-d) – genau am 11. August – wird sie wieder neu, und genau dann folgt eine weitere partielle Sonnenfinsternis. Auf diesem Bild wurden Mond und Venus bei Cannon Beach über einer Felsformation vor der Küste von Oregon (USA) fotografiert, die als „die Nadeln“ bekannt ist. Etwa eine Stunde nach Aufnahme dieses Bildes waren Venus und Mond durch die Erdrotation untergegangen.

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Neutrino trifft zeitgleich mit fernem Blazarstrahl ein

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Illustrationscredit: DESY, Labor für Wissenschaftskommunikation

Beschreibung: Mit Geräten, die unter dem Südpol der Erde tief im Eis eingefroren sind, hat die Menschheit anscheinend ein Neutrino aus dem fernen Universum entdeckt. Falls das bestätigt wird, markiert es den ersten eindeutigen Nachweis kosmologisch weit entfernter Neutrinos und den Beginn eines beobachteten Zusammenhangs zwischen energiereichen Neutrinos und kosmischer Strahlung, die durch mächtige Ströme aus aufflackernden Quasaren (Blazare) erzeugt werden.

Nachdem der antarktische IceCube-Detektor im September 2017 ein energiereiches Neutrino gemessen hatte, begannen viele der weltweit größten Observatorien mit der Suche nach seinem Gegenstück im sichtbaren Licht. Und sie fanden es. Ein solches Gegenstück wurde unter anderem vom Weltraumobservatorium Fermi der NASA ermittelt, welches herausfand, dass der Gammastrahlenblazar TXS 0506+056 in der richtigen Richtung stand und die Gammastrahlen eines Blitzes fast exakt zeitgleich mit dem Neutrino eintrafen. Obwohl diese und weitere Übereinstimmungen von Position und Zeit statistisch stark sind, warten Astronomen weitere ähnliche Zusammenhänge zwischen Neutrinos und Blazar-Licht, um ganz sicher zu gehen.

Diese künstlerische Darstellung zeigt einen Teilchenstrahl, der von einem Schwarzen Loch im Zentrum eines Blazars ausströmt.

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