Simulation TNG50: Ein Galaxienhaufen entsteht

Videocredit: IllustrisTNG-Projekt; Visualisierung: Dylan Nelson (Max-Planck-Institut für Astrophysik) et al.; Musik: Symphonie Nr. 5 (Ludwig van Beethoven) in der YouTube-Audio-Bibliothek

Wie entstehen Galaxienhaufen? Unser Universum bewegt sich zu langsam, um es dabei zu beobachten. Daher werden schnellere Computersimulationen erstellt, um das herauszufinden. Ein aktueller Versuch ist TNG50 von IllustrisTNG, eine Verbesserung der berühmten Illustris-Simulation.

Der erste Teil dieses Videos zeigt, wie sich kosmisches Gas (großteils Wasserstoff) im frühen Universum bis heute zu Galaxien und Galaxienhaufen entwickelt. Hellere Farben markieren schneller bewegtes Gas. Während sich das Universum entwickelt, fällt Gas in Gravitationssenken, Galaxien entstehen, Galaxien rotieren, Galaxien kollidieren und verschmelzen, während in den Zentren der Galaxien Schwarze Löcher entstehen und das umgebende Gas mit hoher Geschwindigkeit ausstoßen.

Die zweite Hälfte des Videos werden Sternen erfasst, wir sehen einen Galaxienhaufen mit Gezeitenschweifen und Sternströmen. Der Ausfluss von Schwarzen Löchern in TNG50 ist überraschend komplex, die Details werden mit unserem realen Universum verglichen. Die Erforschung der Gasflüsse im frühen Universum hilft der Menschheit, zu verstehen, wie unsere Erde, die Sonne und das Sonnensystem entstanden sind.

Astronomie für Kids (8-12 Jahre):
11.-15. Juli 2022 Sommerakademie in St. Pölten (5 Vormittage, inkl. Material) mit APOD-Übersetzerin Maria Pflug-Hofmayr

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Marsfinsternis: Phobos quert die Sonne

Videocredit: NASA, JPL-Caltech, ASU MSSS, SSI

Was zieht hier vor der Sonne vorbei? Es sieht aus wie ein Mond, aber es kann nicht der Erdmond sein, weil es nicht rund ist. Es ist der Marsmond Phobos. Dieses Video wurde vor einem Monat vom Rover Perseverance auf der Marsoberfläche gefilmt.

Phobos ist mit einem Durchmesser von 11,5 Kilometern 150 Mal kleiner als Luna (unser Mond), aber 50 Mal näher an seinem Heimatplaneten. Tatsächlich ist Phobos so nahe am Mars, dass er voraussichtlich in den nächsten 50 Millionen Jahren zerbricht und auf den Mars stürzt.

In naher Zukunft führt der niedrige Orbit von Phobos zu schnelleren Sonnenfinsternissen als auf der Erde. Dieses Video läuft in Echtzeit – der Transit dauerte tatsächlich wie gezeigt etwa 40 Sekunden. Der Kameramann war der Roboter-Rover Perseverance (Percy). Dieser erforscht weiterhin den Krater Jezero auf dem Mars. Dabei sucht er nicht nur nach Hinweisen auf die wässrige Vergangenheit der nun trockenen Welt, sondern auch nach urzeitlichem mikrobiellen Leben.

Neuer Social-Media-Kanal: APOD auf Mastodon
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Animation: Rätselhafte Radiokreise


Videocredit: Illustration: Sam Moorfield; Daten: CSIRO, HST (HUDF), ESA, NASA; Bild: J. English (U. Manitoba), EMU, MeerKAT, DES (CTIO); Text: Jayanne English

Beschreibung: Wie nennt man ein kosmisches Rätsel, das niemand vorhergesehen hat? In diesem Fall sind es rätselhafte Radiokreise (Odd Radio Circles, kurz ORCs). ORC-1 steht für fünf seltsame Objekte, die 2019 zufällig mit dem neuen australischen SKA Pathfinder Radio-Array entdeckt wurden und die nur in Radiofrequenzen zu beobachten sind.

Das letzte Bild im Video enthält Daten des südafrikanischen MeerKAT-Arrays aus dem Jahr 2021, um mehr Details zu zeigen. Die türkis gefärbten Radiodaten wurden mit einer optischen und Infrarot-Karte der Durchmusterung Dunkler Energie kombiniert.

Die animierte künstlerische Darstellung folgt nur einer Idee zum Ursprung der ORCs. Wenn im Zentrum einer Galaxie zwei sehr massereiche Schwarze Löcher verschmelzen, könnten die dabei entstehenden Stoßwellen Ringe aus Radiostrahlung hervorrufen. Diese wachsen, bis sie das Videofeld füllen. Das Videobild wird erweitert, damit die Ausbreitung der ORC zu sehen ist, bis diese etwa eine Million Lichtjahre groß sind.

Glücklicherweise kann das bald verfügbare Square Kilometer Array helfen, dieses und andere vielversprechende Szenarien zu testen.

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Eiffelturm-Protuberanz auf der Sonne


Videocredit und -rechte: Hawk Wolinski

Beschreibung: Was ist da auf der Sonne? Es sieht aus wie eine fließende Version des Eiffelturms, doch es ist eine viel größere Sonnenprotuberanz – sie ist etwa so hoch wie Jupiter. Die gewaltige Protuberanz trat vor ungefähr zehn Tagen aus und schwebte etwa zwei Tage lang über der Sonnenoberfläche, bevor sie ausbrach. Dabei schleuderte sie einen koronalen Massenauswurf (KMA) ins Sonnensystem.

Dieses Video wurde im Hinterhof eines Astrofotografen in Hendersonville im US-Bundesstaat Tennessee gefilmt, es zeigt den Zeitraffer einer Stunde, der vorwärts und rückwärts abgespielt wird. Dieser KMA traf die Erde nicht, doch unsere Sonne löste kürzlich weitere KMA aus, die nicht nur Polarlichter auf der Erde auslösten, sondern auch die Erdatmosphäre so weit aufblähten, dass kürzlich gestartete Starlink-Satelliten zurückfielen.

Die Aktivität auf der Sonne nimmt zu, weil sich die Sonne* von einem Aktivitätsminimum in ihrem 11-Jahres-Zyklus entfernt, daher gibt es immer mehr Sonnenflecken, Protuberanzen, KMA und Sonnenfackeln.

Geburtstagsüberraschung: Welches Bild zeigte APOD zum Geburtstag? (Deutsch: ab 2007, Originalquelle: ab 1995)
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Eta Car: 3D-Modell des gefährlichsten bekannten Sterns


Videocredit: NASA, CXC, April Hobart; Text: Michael F. Corcoran (NASA, Catholic U., HEAPOW)

Beschreibung: Welcher ist der gefährlichste Stern in der Nähe der Erde? Viele meinen, es wäre Eta Carinae, ein Doppelsternsystem mit etwa 100 Sonnenmassen, das knapp 10.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Eta Carinae ist eine tickende Zeitbombe, er könnte in wenigen Millionen Jahren als Supernova explodieren und dabei die Erde in gefährliche Gammastrahlen tauchen.

Der Stern hatte in den 1840er-Jahren einen spektakulären Ausbruch, bei dem er zum hellsten Stern am Südhimmel wurde, danach verschwand er in wenigen Jahrzehnten in der Versenkung. Der Stern wurde nicht zerstört, doch er ist hinter einer dicken, expandierenden zweilappigen Struktur namens Homunkulus verborgen, die den Doppelstern umgibt. Untersuchungen der Auswürfe liefern forensische Hinweise zur Explosion.

Dank der Beobachtungen der NASA-Satelliten wurde die dreidimensionale Verteilung der Auswürfe visualisiert – von Infrarot über sichtbares und ultraviolettes Licht bis hin zur äußersten Hülle, die Millionen Grad heiß und nur im Röntgenlicht sichtbar ist.

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Die Mondphasen 2022


Videocredit: Daten: Lunar Reconnaissance Orbiter; Animation: Wissenschaftliches Visualisierungsstudio der NASA; Musik: Baue die Zukunft (Universal Production Music), Alexander Hitchens

Beschreibung: Welche Phase hat der Mond dieses Jahr an deinem Geburtstag? Das ist schwer zu sagen, weil sich die Erscheinung des Mondes jede Nacht ändert. Während der Mond um die Erde kreist, wird zuerst immer mehr von seiner sonnenbeleuchteten Hälfte sichtbar, dann verschwindet sie wieder.

Dieses Video animiert Bilder, die vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA im Mondorbit aufgenommen wurden, um alle 12 Lunationen dieses Jahres – 2022 – zu zeigen. Jede Lunation beschreibt einen vollen Mondzyklus und all seiner Phasen. Eine volle Lunation dauert etwa 29,5 Tage, das ist etwas weniger als ein Monat (Mond).

Im Lauf jeder Lunation reflektiert der Mond das Sonnenlicht in verschiedenen Winkeln, daher werden einzelne Strukturen unterschiedlich beleuchtet. Dabei zeigt natürlich immer dieselbe Seite des Mondes zur Erde. Weniger offensichtlich von Nacht zu Nacht ist, dass sich die scheinbare Größe des Mondes leicht ändert, und dass der Mond auf seiner elliptischen Bahn leicht wackelt, was als Libration bezeichnet wird.

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Einstündiges Zeitraffervideo von Komet Leonard


Videocredit und -rechte: Matipon Tangmatitham (NARIT); Text: Matipon Tangmatitham

Beschreibung: In welche Richtung zieht dieser Komet? Nach dem Schweif zu urteilen, könnte man meinen, der Komet Leonard zieht nach rechts unten, doch eine 3-D-Analyse zeigt, dass er sich fast exakt von der Kamera entfernt.

Aus der Perspektive der Aufnahme ist der Staubschweif zur Kamera gerichtet und nur als kleines, gelb-weißes Leuchten nahe dem Kometenkopf zu sehen. Der bläuliche Ionenschweif besteht jedoch aus entweichenden Ionen, die vom Sonnenwind direkt von der Sonne fortgetriebengetrieben und entlang der Magnetfeldlinien der Sonne kanalisiert werden.

Das Magnetfeld der Sonne ist jedoch ziemlich komplex, und gelegentlich kann die solare magnetische Rekonnexion Knoten im Ionenschweif bilden, die dann von der Sonne fortgetrieben werden. So ein Knoten ist auf diesem einstündigen Zeitraffervideo zu sehen, das Ende Dezember in Thailand aufgenommen wurde. Komet Leonard wird nun schwächer und zieht aus unserem Sonnensystem hinaus.

Galerie: Interessante Bilder des Kometen Leonard, die 2021 die bei APOD eingereicht wurden
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Komet Leonard wedelt mit dem Schweif


Bildcredit: NASA, NRL, STEREO-A; Bearbeitung: B. Gallagher

Beschreibung: Warum wedelt Komet Leonards Schweif? Dieses Zeitraffervideo vom Beginn letzten Monats zeigt, wie sich der Ionenschweif des Kometen C/2021 A1 (Leonard) in zehn Tagen veränderte. Das Video wurde von der Raumsonde Solar Terrestrial Relations Observatory-Ahead (STEREO-A) der NASA aufgenommen, die etwa in derselben Entfernung wie die Erde um die Sonne zieht.

Jedes Einzelbild in diesem 29-Grad-Feld wurde vom folgenden Bild subtrahiert. So entstanden Bilder, auf denen die Unterschiede gut erkennbar sind. Das Video zeigt deutlich, wie sich Komet Leonards langer Ionenschweif ausdehnt, wedelt und im Sonnenwind umhergeweht wird. Der Sonnenwind ist ein Fluss schneller Ionen, die von der Sonne ausströmen.

Als das Video aufgenommen wurde, zog Komet Leonard weiterhin in Richtung Sonne. Zwischen den Bahnen von Merkur und Venus erreichte er die größte Annäherung an die Sonne und überlebte diese, ohne auseinanderzubrechen. Nun verblasst er und wandert aus unserem Sonnensystem hinaus.

Dienstag via Zoom: APOD-Herausgeber zeigt die besten Weltraumbilder 2021 (Europa: 12.1.2022, 1:00h MEZ)
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Sonnenhalo über Schweden


Videocredit und -rechte: Håkan Hammar (Vemdalen Ski Resort, SkiStar)

Beschreibung: Was ist mit der Sonne passiert? Manchmal sieht es aus, als würde man die Sonne durch einige riesige Linse betrachten. Auf diesem Video sind jedoch Millionen winziger Linsen zu sehen: Eiskristalle.

Wasser kann in der Luft zu kleinen, flachen, sechseckigen Eiskristallen frieren. Wenn diese Kristalle zu Boden flattern, sind ihre Oberflächen die meiste Zeit flach und parallel zum Boden gerichtet. Bei Sonnenaufgang oder -untergang befinden sich viele der fallenden Eiskristalle in derselben Ebene wie die Zusehenden. Während dieser Ausrichtung kann sich jeder Kristall wie eine Miniaturlinse verhalten und Sonnenlicht in unsere Sichtlinie lenken. Dabei entstehen Phänomene wie Parhelia, das ist der technische Begriff für Nebensonne.

Dieses Video wurde Ende 2017 an der Seite eines Skihügels im Skiresort Vemdalen in Zentralschweden gefilmt. Im Zentrum seht ihr das direkteste Bild der Sonne, links und rechts davon leuchten zwei markante helle Nebensonnen. Auch der helle 22-Grad-Halo und der seltenere, viel blassere 46-Grad-Halo sind zu sehen – Letzterer entsteht ebenfalls durch Sonnenlicht, das durch Eiskristalle in der Atmosphäre gebrochen wird.

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In Bewegung: Uranus und Monde


Videocredit: David Campbell (U. Hertfordshire), Bayfordbury-Observatorium

Beschreibung: Was bewegt sich hier am Himmel? Ein Planet, der etwas zu blass ist, um ihn mit bloßem Auge zu sehen: Uranus. Der Gasriese außerhalb von Saturn wurde zu Beginn dieses Monats nahe seiner Opposition beobachtet, als er der Erde am nächsten war und seine größte Helligkeit erreicht hatte.

Dieses Video wurde am BayfordburyObservatorium in Hertfordshire in GB fotografiert. Es ist ein Zeitraffervideo von vier Stunden und zeigt Uranus mit seinen vier größten Monden im Schlepptau: Titania, Oberon, Umbriel und Ariel. Die scheinbare Bewegung von Uranus vor den Hintergrundsternen wird großteils durch die Bahnbewegung der Erde um unsere Sonne hervorgerufen.

Das Kreuz um Uranus sind Beugungsspitzen, sie entstehen durch Licht, das an den vier Armen gebeugt wird, an denen einer der Teleskopspiegel befestigt ist. Die Rotation der Beugungsspitzen entstehen nicht durch die Rotation von Uranus, sondern im Wesentlichen durch die Rotation der Erde. In den nächsten Monaten seht ihr Uranus mit einem Fernglas, aber für die Monde braucht ihr – wie immer – ein Teleskop.

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Video eines grünen Blitzes


Videocredit und -rechte: Paolo Lazzarotti

Beschreibung: Viele halten ihn für einen Mythos. Andere denken, er ist echt, aber seine Ursache wäre unbekannt. Abenteurerinnen sind stolz darauf, wenn sie einen gesehen haben. Es ist ein grüner Blitz von der Sonne. Tatsache ist, dass es den grünen Blitz gibt und seine Ursache gut bekannt ist.

Kurz bevor die untergehende Sonne ganz verschwindet, leuchtet ein letzter Schimmer auf, der auffallend grellgrün ist. Der Effekt ist meist nur an Orten mit einem niedrigen, weit entfernten Horizont sichtbar und dauert nur wenige Sekunden. Ein grüner Blitz ist auch bei Sonnenaufgang sichtbar, aber man muss die Zeit besser planen, um ihn zu erspähen.

Letzten Monat wurde ein dramatischer grüner Blitz auf Video gefilmt, als die Sonne hinter dem Ligurischen Meer in der Toskana in Italien unterging. Der zweite Ablauf im Video zeigt den grünen Blitz in Echtzeit, der erste läuft schneller und der letzte in Zeitlupe. Die Sonne selbst wird nicht teilweise grün – der Effekt entsteht durch die Schichten der Erdatmosphäre, die sich wie ein Prisma verhält.

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