APOD – Weltraumbild des Tages

18. April 202118. April 2021

Regenbogen-Nachthimmellicht über den Azoren

Bildcredit und Bildrechte: Miguel Claro (TWAN); Überblendete Beschriftung: Judy Schmidt

Beschreibung: Was leuchtet am Himmel wie ein riesiger, sich wiederholender Regenbogen? Nachthimmellicht. Luft leuchtet zwar die ganze Zeit, doch es ist meist kaum zu sehen. Doch eine Störung – wie ein aufziehender Sturm – kann die Erdatmosphäre deutlich kräuseln.

Diese Schwerewellen sind Schwingungen in der Luft, ähnlich solchen, die entstehen, wenn ein Stein in ruhiges Wasser fällt. Die Langzeitbelichtung, die fast entlang der senkrechten Wellen aus Nachthimmellicht ausgerichtet ist, macht die gewellte Struktur besonders gut sichtbar.

Gut, aber woher stammen die Farben? Das tiefrote Leuchten stammt wahrscheinlich von OH-Molekülen in einer Höhe von etwa 87 Kilometern, die durch Ultraviolettlicht von der Sonne angeregt werden. Das orangefarbene und grüne Nachthimmellicht stammt wahrscheinlich von Natrium– und Sauerstoffatomen, die sich etwas höher oben befinden.

Dieses Bild wurde bei einer Besteigung des Mount Pico auf den Azoren fotografiert, die zu Portugal gehören. Das Licht am Boden stammt von der Insel Faial im atlantischen Ozean. Durch das gebänderte Nachthimmellicht hindurch ist ein spektakulärer Himmel zu sehen, mit dem zentralen Band unserer Milchstraße, das durch die Bildmitte verläuft, und links oben seht ihr M31, die Andromedagalaxie.

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17. April 202117. April 2021

Im Inneren des Flammennebels

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, IPAC Infrared Science Archive – Bearbeitung: Amal Biju

Beschreibung: Der Flammennebel ist 1400 Lichtjahre entfernt und ein Prachtstück auf optischen Bildern der staubigen, dicht gedrängten Sternbildungsregionen im Oriongürtel und beim östlichsten Gürtelstern Alnitak. Dieser ist der helle Stern rechts auf diesem Infrarotbild des Weltraumteleskops Spitzer.

Die Infrarotansicht ist ungefähr 15 Lichtjahre breit und führt euch ins Innere des Nebels mit leuchtendem Gas und undurchsichtigen Staubwolken. Sie zeigt viele Sterne des in jüngster Zeit entstandenen, eingebetteten Sternhaufens NGC 2024, der etwa in der Mitte konzentriert ist. Die Sterne in NGC 2024 sind zwischen 200.000 und 1,5 Millionen Jahre jung.

Die Daten lassen den Schluss zu, dass die jüngsten Sterne um die Mitte des Flammennebelhaufens konzentriert sind. Das ist das Gegenteil der einfachsten Modelle für Sternentstehung in einem Sternentstehungsgebiet, die besagen, dass die Sternbildung im dichten Zentrum eines Molekülwolkenkerns beginnt. Das Ergebnis erfordert ein komplexeres Modell für Sternbildung im Inneren des Flammennebels.

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16. April 2021

Die doppelt verzerrte Welt der binären Schwarzen Löcher

Credit für die Wissenschaftliche Visualisierung: NASA, Goddard Space Flight Center, Jeremy Schnittman und Brian P. Powell – Text: Francis Reddy

Beschreibung: In dieser faszinierenden Computervisualisierung bahnen sich Lichtstrahlen von Akkretionsscheiben um ein Paar einander umkreisender supermassereicher Schwarzer Löcher ihren Weg durch die gekrümmte Raumzeit, die durch extreme Gravitation entsteht.

Die simulierten Akkretionsscheiben wurden mit zwei Falschfarbschemata versehen: Rot für die Scheibe um ein Schwarzes Loch mit 200 Millionen Sonnenmassen, und blau für die Scheibe um ein Schwarzes Loch mit 100 Millionen Sonnenmassen. Das macht es einfacher, die Lichtquellen zu verfolgen, doch die Wahl spiegelt auch die Wirklichkeit wieder: Heißeres Gas gibt Licht ab, das näher am blauen Ende des Spektrums liegt, und Materie, die um kleinere Schwarze Löcher kreist, erfährt stärkere Gravitationseffekte, die höhere Temperaturen erzeugen. Bei den vorhandenen Massen würden die beiden Akkretionsscheiben jedoch den Großteil ihres Lichtes in Ultraviolett abstrahlen.

Im Video sind verzerrte Sekundärbilder des blauen Schwarzen Lochs zu sehen, welche die Sicht des roten Schwarzen Lochs auf seinen Partner zeigen. Sie befinden sich im verworrenen Geflecht der roten Scheibe, die durch die Gravitation des blauen Schwarzen Lochs im Vordergrund verzerrt wird.

Weil wir die rote Sicht auf das Blau und gleichzeitig blau direkt sehen, erlauben uns die Bilder eine gleichzeitige Sicht auf beide Seiten von Blau. Rotes und blaues Licht, das von beiden Schwarzen Löchern stammt, ist im innersten Lichtring zu sehen, dem sogenannten Photonenring in der Nähe ihrer Ereignishorizonte.

Astronom*innen erwarten, dass sie in nicht allzu ferner Zukunft Gravitationswellen nachweisen können, das sind Wellen in der Raumzeit, die entstehen, wenn zwei supermassereiche Schwarze Löcher in einem System wie diesem hier einander auf spiralförmigen Bahnen nähern und verschmelzen.

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15. April 202115. April 2021

Die Galaxie, der Strahl und das berühmte Schwarze Loch

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Event Horizon Telescope Collaboration

Beschreibung: Die helle elliptische Galaxie Messier 87 (M87) enthält das sehr massereiche Schwarze Loch, das auf dem allerersten je gemachten Bild eines Schwarzen Lochs vom Event Horizon Telescope auf der Erde abgebildet wurde. Die etwa 55 Millionen Lichtjahre entfernte M87 ist ein Riese im Virgo-Galaxienhaufen. Die große Galaxie wurde auf diesem Infrarotbild des Weltraumteleskops Spitzer in blauen Farbtönen gerendert. M87 erscheint großteils strukturlos und wolkig, doch das Spitzer-Bild zeigt Tetails der relativistischen Strahlen auf, die aus der Zentralregion der Galaxie schießen.

Die Strahlen, die rechts oben im Einschub zu sehen sind, sind Tausende Lichtjahre lang. Der hellere Strahl rechts kommt auf uns zu und verläuft in der Nähe unserer Sichtlinie. Gegenüber bringt die Erschütterung, die durch einen an sich unsichtbaren Strahl entsteht, der sich von uns entfernt, einen blasseren Materiebogen zum Leuchten.

Rechts unten im Einschub seht ihr im Kontext das historische Bild des Schwarzen Lochs im Zentrum der Riesengalaxie und der relativistischen Strahlen. Im Spitzer-Bild ist das sehr massereiche Schwarze Loch in keiner Weise aufgelöst, es ist von einfallender Materie umgeben, diese ist die Quelle der gewaltigen Energie für die relativistischen Strahlen, die aus dem Zentrum der aktiven Galaxie M87 strömen.

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14. April 202114. April 2021

Supernova-Stoßwelle im Bleistiftnebel

Bildcredit und Bildrechte: Greg Turgeon und Utkarsh Mishra

Beschreibung: Diese Supernova-Stoßwelle pflügt mit mehr als 500.000 Kilometern pro Stunde durch den interstellaren Raum. Die dünnen, hellen, verflochtenen Fasern, die auf diesem Farbkomposit mit scharfen Details von der Mitte aufwärts verlaufen, sind eigentlich lang gezogene Wellen in einer kosmischen Hülle aus leuchtendem Gas, die fast von der Seite sichtbar ist.

Der Nebel ist als NGC 2736 katalogisiert, seine längliche Erscheinung führte zu seinem landläufigen Namen: Bleistiftnebel. Er ist ungefähr fünf Lichtjahre lang und 800 Lichtjahre entfernt, und er ist nur ein kleiner Teil des Vela-Supernovaüberrestes. Der ganze Vela-Überrest hat einen Durchmesser von ungefähr 100 Lichtjahren. Er ist die wachsende Trümmerwolke eines Sterns, dessen Explosion vor ungefähr 11.000 Jahren zu sehen war. Ursprünglich breitete sich die Stoßwelle mit Millionen Kilometern pro Stunde aus, doch sie wurde inzwischen deutlich langsamer und fegte die interstellare Materie in ihrer Umgebung auf.

Auf diesem Schmalband-Weitwinkelbild markieren rote und blaue Farben das charakteristische Leuchten ionisierter Wasserstoff– und Sauerstoffatome.

Portal ins Universum: APOD-Zufallsgenerator

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13. April 202113. April 2021

Bestätigtes Myonen-Taumeln bleibt rätselhaft

Bildcredit: Fermilab Nationales Labor; Fotograf: Reidar Hahn

Beschreibung: Wie schnell taumeln Elementarteilchen? Eine überraschende Antwort auf diese scheinbar belanglose Frage kam 2001 vom Brookhaven National Laboratory in New York in den USA. Sie lässt die Vermutung zu, dass das Standardmodell der Teilchenphysik, das in der Physik weithin anerkannt wird, unvollständig ist. Das Ergebnis besagt, dass grundlegende Komponenten des Universums noch nicht entdeckt wurden.

Besonders das Myon wird seit 1999 in einer Serie an Experimenten, die als g-2 (g minus zwei) bekannt sind, wegen seiner relativ starken Taumelbewegung unter die Lupe genommen. Das Myon ist ein Teilchen ähnlich einem schweren Elektron. Experimentiergruppen auf der ganzen Welt versuchten, das Ergebnis von Brookhaven zu bestätigen, und setzte Theoretiker*innen unter Druck, es besser zu verstehen.

Letzte Woche wurde berichtet, dass das bisher empfindlichste Myonen-Taumelexperiment, das am hier abgebildeten nationalen Fermi-Labor (Fermilab) in Illinois durchgeführt wurde, mit dem Ergebnis von Brookhaven übereinstimmte und ebenfalls ein leicht anomales Myonen-Taumeln nachwies.

Die Taumelrate ist sensitiv für ein seltsames Meer virtueller Teilchen, die überall aus dem Nichts auftauchen und wieder verschwinden. Die unerwartete Taumelrate ist vielleicht ein Hinweis, dass dieses Meer virtuelle Teilchen einer Art enthält, die außerhalb des Standardmodells liegt. Alternativ ist es vielleicht ein Hinweis, dass es Fehler in den theoretischen Vorhersageberechnungen gibt. An diesen Prognosen sind typischerweise extrem komplexe Supercomputer beteiligt.

Künftige Durchläufe am Fermilab-g-2-Experiment werden die Präzision weiter erhöhen – und vielleicht auch den statistischen Unterschied zwischen dem Universum, das wir messen, und dem Universum, das wir verstehen.

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12. April 202111. April 2021

Alnitak und der Flammennebel

Bildcredit und Bildrechte: Team ARO

Beschreibung: Was beleuchtet den Flammennebel? 1500 Lichtjahre entfernt liegt ein Nebel im Sternbild Orion, der wegen seines Leuchtens und der dunklen Staubbahnen wie ein loderndes Feuer wirkt (links).

Doch Feuer – die rasante Aufnahme von Sauerstoff – ist nicht das, was diese Flamme zum Leuchten bringt, sondern der helle Stern Alnitak, der östlichste Stern im Gürtel des Orion. Er steht ganz links und strahlt energiereiches Licht in die Flamme. Dabei werden Elektronen aus den großen Wasserstoffwolken geschlagen, die sich dort befinden. Ein Großteil des Leuchtens entsteht, wenn die Elektronen und der ionisierte Wasserstoff rekombinieren.

Dieses Bild des Flammennebels (NGC 2024) wurde in drei sichtbaren Farbbereichen fotografiert und durch Details ergänzt, die von einer Langzeitbelichtung stammen. Letztere wurde in Licht fotografiert, das nur von Wasserstoff abgestrahlt wird. Der Flammennebel ist Teil des Orion-Molekülwolkenkomplexes. Diese Sternentstehungsregion enthält auch den berühmten Pferdekopfnebel.

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11. April 202111. April 2021

Wenn Schwarze Löcher kollidieren

Videocredit und -rechte: Simulating Extreme Spacetimes Collaboration

Beschreibung: Was passiert, wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren? Dieses extreme Szenario passiert in den Zentren vieler verschmelzender Galaxien und in Mehrfachsternsystemen. Dieses Video zeigt eine Computeranimation der Endphase so einer Verschmelzung und veranschaulicht die Gravitationslinseneffekte, die am Sternenfeld im Hintergrund auftreten würden.

Die schwarzen Regionen markieren die Ereignishorizonte des dynamischen Duos, während ein darum herum verlaufender Ring aus sich verschiebenden Hintergrundsternen die Position ihres gemeinsamen Einsteinrings anzeigt. Von allen Hintergrundsternen sind Bilder nicht nur außerhalb dieses Einsteinrings sichtbar, sondern jeweils auch ein oder mehrere Begleitbilder im Inneren.

Am Ende verschmelzen die beiden Schwarzen Löcher. Heute wissen wir, dass das Endstadium so einer Verschmelzung heftige Gravitationsstrahlung erzeugt, die eine neue Sichtweise auf unser Universum bietet.

Diese Woche ist Schwarze-Löcher-Woche der NASA

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10. April 202110. April 2021

Zodiakalnacht

Bildcredit und Bildrechte: Jean-Francois Graffand

Beschreibung: Diese heitere Berg- und Nachthimmelslandschaft vom 7. April zeigt ein intensives Band aus Zodiakallicht. Der Panoramablick wurde am Ende einer dreistündigen Wanderung nach Sonnenuntergang an einem Aussichtspunkt fotografiert, der nach Westen über die Pyrenäen in Südfrankreich zeigt.

Mont Valier ist mit einer Höhe von 2838 Metern der höchste Gipfel nahe der Mitte. Oben am Himmel nähern sich die vertrauten Sterne Orions und der nördlichen Wintermilchstraße dem zerklüfteten Westhorizont. Beteigeuze an Orions Schulter ist einer von drei hellen gelblichen Himmelslichtern. Er bildet ein Dreieck mit dem anderen roten Riesenstern Aldebaran rechts unter Beteigeuze sowie Mars, dem Roten Planeten. Mars leuchtet knapp unter dem Band der Milchstraße, er ist in das helle Zodiakallicht eingebettet.

Wahl der Erde: Stimmt für euer Lieblingsbild des NASA-Erdobservatoriums

Heute 19h: Frühlingssternbilder – online via Zoom – Eintritt frei, Anmeldung bis 16h!

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9. April 20219. April 2021

Messier 106

Bildcredit: NASA, Hubble-Vermächtnisarchiv, Kitt Peak National Observatory;
Amateurdaten und Bearbeitungs-Bildrechte: Robert Gendler

Beschreibung: Dieses Himmelswunder wurde 1781 vom metrischen französischen Astronomen Pierre Mechain in der Nähe der Großen Bärin (Ursa Major) entdeckt, es ist von den Sternen der Jagdhunde (Canes Venatici) umgeben. Später wurde es in den Katalog seines Freundes und Kollegen Charles Messier als M106 aufgenommen. Aktuelle detaillierte Teleskopansichten zeigen, dass es sich um ein Inseluniversum handelt – eine 30.000 Lichtjahre große Spiralgalaxie, die nur ungefähr 21 Millionen Lichtjahre hinter den Sternen der Milchstraße liegt.

Dieses atemberaubende Galaxienporträt mit dem hellen zentralen Kern ist ein Komposit aus Bilddaten von Amateur- und Profiteleskopen. Es betont junge blaue Sternhaufen und rötliche Sternentstehungsgebiete, welche die Spiralarme der Galaxie säumen. Die Galaxie besitzt auch markante rötliche Strahlen aus leuchtendem Wasserstoff.

Außer der kleinen Begleitgalaxie NGC 4248 rechts unten sind auch Hintergrundgalaxien im Bild verstreut. M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie ist ein nahe gelegenes Beispiel einer Seyfertklasse-Galaxie, die im gesamten Spektrum von Radiowellen bis Röntgenstrahlen zu sehen ist. Aktive Galaxien beziehen ihre Energie von Materie, die in ein massereiches zentrales Schwarzes Loch fällt.

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8. April 20218. April 2021

Ingenuity-Anaglyphe

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, MSSS, ASU

Beschreibung: Die in Stereo und farbig abbildende Mastcam-Z auf dem Rover Perseverance fotografierte an Missions-Sol 45 – das war der 5. April – diese Stereo-Nahaufnahme (nehmt eure rot-blauen Brillen) des Mars-Hubschraubers Ingenuity. In wenigen Sols versucht der Technologie-Demonstrator Ingenuity den ersten angetriebenen Flug auf einem anderen Planeten in der dünnen Marsatmosphäre. Der Testflug findet frühestens am Sonntag, 11. April, statt.

Ingenuity steht auf seinen vier Landebeinen neben den Radspuren des Rovers und wirft seinen Schatten auf die Marsoberfläche. Das Solarpaneel des experimentellen Hubschraubers sitzt über seinen beiden 1,2 Meter langen, gegenläufig rotierende Flügeln. Es lädt die Batterien, die ihn in den kalten Marsnächten warm halten, und liefert die Energie für seinen Flug.

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