Äquinoktium auf einer rotierenden Erde


Bildcredit: Meteosat 9, NASA, earthobservatory, Robert Simmon

Beschreibung: Wann wird die Grenze zwischen Nacht und Tag senkrecht? Heute. Auf dem Planeten Erde ist heute Tagundnachtgleiche, Tag und Nacht sind somit fast gleich lang. Zum Äquinoktium verläuft der Terminator der Erde – die Trennlinie zwischen Tag und Nacht – senkrecht und verbindet Nord– und Südpol.

Ihr seht das auf diesem Zeitraffervideo, das ein ganzes Jahr auf dem Planeten Erde in zwölf Sekunden zeigt. Der Satellit Meteosat 9 im geosynchronen Orbit nimmt täglich zur selben Ortszeit solche Infrarotbilder der Erde auf.

Das Video beginnt mit dem Äquinoktium im September 2010, als die Terminatorlinie senkrecht verlief. Während die Erde um die Sonne kreiste, kippte der Terminator, daher gelangte weniger Sonnenlicht zur Nordhalbkugel, was zum Winter im Norden führte. Im Laufe des Jahres und nach der Hälfte des Videos trat die Tagundnachtgleiche im März 2011 ein. Danach neigte sich die Schattenlinie in die andere Richtung, was zum Winter auf der Südhalbkugel führte – und zum Sommer im Norden.

Das aufgezeichnete Jahr endet mit der nächsten September-Tagundnachtgleiche am Ende einer von vielen Milliarden Reisen der Erde um die Sonne, die bereits stattfanden – und der noch viele weitere folgen werden.

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Video: Blitz auf Jupiter


Videocredit und -rechte: T. Humbert, S. Barré, A. Desmougin und D. Walliang (Société Lorraine d’Astronomie), Astroqueyras

Beschreibung: Auf Jupiter hat es geblitzt. Vor wenigen Tagen bemerkten mehrere Gruppen, die den größten Planeten unseres Sonnensystems beobachten, einen zwei Sekunden langen Lichtblitz.

Solche Blitze gab es schon öfter. Am bekanntesten wurde eine Reihe an Einschlägen im Jahr 1994. Damals schlugen Bruchstücke des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter ein und hinterließen dunkle Flecken, die monatelang sichtbar waren. Seit damals wurden mindestens sieben Einschläge auf Jupiter aufgezeichnet. Meist wurden sie von Amateurastronominnen und -astronomen entdeckt.

Auf diesem Video wabert Jupiters Bild wegen der unruhigen Erdatmosphäre, als plötzlich links neben der Mitte ein heller Blitz aufleuchtet. Rechts sind Io und sein Schatten zu sehen. Was auf Jupiter einschlug, werden wir wohl nie erfahren, doch in Anbetracht dessen, was wir vom nahen Sonnensystem wissen, war es wahrscheinlich ein Stück Gestein und Eis, vielleicht so groß wie ein Lieferwagen, das vor langer Zeit von einem vorüberziehenden Kometen oder Asteroiden abbrach.

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Erde und Mond


Bildcredit: NASA, JPL, Galileo-Projekt; Bearbeitung und Lizenz: Gordan Ugarkovic

Beschreibung: Erde und Mond werden nicht oft zusammen fotografiert. Eines der spektakulärsten Male, als dies geschah, war vor etwa 30 Jahren, als die Raumsonde Galileo auf dem Weg zu Jupiter an unserem Heimatplanetensystem vorbeisauste. Damals beobachtete die Robotersonde Galileo aus der etwa 15-fachen Entfernung Erde-Mond, wie unser einziger natürlicher Satellit an unserer Heimatwelt vorbeiglitt.

Dieses Video kombiniert 52 historische farbverstärkte Bilder. Unser Mond wirkt zwar klein neben der Erde, doch kein anderer Planet in unserem Sonnensystem hat einen Begleiter von so vergleichbarer Größe . Die Sonne rechts weit außerhalb des Bildes beleuchtet etwa die Hälfte jeder Kugel und zeigt die weißen Wolken, blauen Ozeane und braunen Kontinente der sich drehenden Erde.

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Ballwurf im Sonnensystem


Videocredit und -rechte: James O’Donoghue (JAXA) und Rami Mandow (Space Australia); Text: James O’Donoghue

Beschreibung: Wo fällt ein Ball schneller: auf der Erde, auf Jupiter oder Uranus? Diese Animation zeigt einen Ball, der aus einer Höhe von einem Kilometer auf die Oberflächen berühmter Körper im Sonnensystem fällt, wobei kein Luftwiderstand angenommen wird.

Die Schwerkraft hängt von der Masse des anziehenden Objekts ab, größere Massen ziehen mit größerer Kraft nach unten. Doch die Schwerkraft hängt auch von der Entfernung zum Schwerpunkt ab, bei kürzerer Entfernung fällt der Ball schneller.

Wenn man Masse und Entfernung kombiniert, überrascht es vielleicht, dass Uranus den Ball ein bisschen langsamer anzieht als die Erde, obwohl er mehr als 14mal soviel Masse hat. Das liegt daran, dass Uranus eine viel geringere Dichte hat, daher sind die Wolkenoberflächen weiter von seinem Schwerpunkt entfernt.

Obwohl der fallende Ball immer schneller wird, würdet ihr diese Beschleunigung nicht spüren, wenn ihr auf dem Ball wärt, weil ihr euch im freien Fall befindet. Das Video zeigt, dass von den drei erwähnten Planeten ein Ball auf Jupiter sogar noch schneller fällt als auf der Erde oder Uranus.

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GW200115: Simulation der Verschmelzung eines Schwarzen Lochs mit einem Neutronenstern


Videocredit: Simulation: S.V. Chaurasia (Stockholm U.), T. Dietrich (Potsdam U. & MPIGP); Visualisierung: T. Dietrich (Potsdam U. und MPIGP), N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer (MPIGP)

Beschreibung: Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern vernichtet? Analysen lassen den Schluss zu, dass so ein Geschehen das Gravitationswellenereignis GW200115 verursachte, das im Januar 2020 von den Observatorien LIGO und Virgo beobachtet wurde.

Um das ungewöhnliche Ereignis besser zu verstehen, wurde diese Visualisierung aus einer Computersimulation erstellt. Zu Beginn des Visualisierungsvideos kreisen das Schwarze Loch (etwa 6 Sonnenmassen) und der Neutronenstern (etwa 1,5 Sonnenmassen) umeinander und senden dabei eine immer größer werdende Menge an Gravitationsstrahlung aus. Das malerische Muster der Gravitationswellen-Emission ist in Blau dargestellt.

Das Duo nähert sich einander immer schneller auf spiralförmigen Bahnen, bis der Neutronenstern vollständig vom Schwarzen Loch verschlungen wird. Da der Neutronenstern während der Kollision nicht auseinanderbricht, entkommt nur wenig Licht – das passt zum Fehlen eines beobachteten optischen Gegenstücks. Das übrig gebliebene Schwarze Loch schwingt kurz. Sobald das Schwingen abklingt, verebben auch die ausgesendeten Gravitationswellen.

Das 30-sekündige Zeitraffervideo ist scheinbar kurz, doch in Wirklichkeit dauert es etwa 1000-mal so lang wie das echte Verschmelzungsereignis.

Astrophysik: mehr als 2500 Codes in der Astrophysik-Quellcodebibliothek
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Der gemalte Saturnmond Iapetus in 3D


Bildcredit: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini Imaging Team; 3D-Berechnung: VTAD der NASA

Beschreibung: Was ist mit dem Saturnmond Iapetus passiert? Weite Bereiche dieser seltsamen Welt sind dunkelbraun, andere hingegen strahlend weiß. Die Zusammensetzung des dunklen Materials ist unbekannt, doch Infrarotspektren lassen vermuten, dass es möglicherweise eine dunkle Form von Kohlenstoff enthält. Iapetus hat auch einen ungewöhnlichen Äquatorwall, der ihn wie eine Walnuss aussehen lässt.

Um diesen scheinbar bemalten Mond besser zu verstehen, führte die NASA im Jahr 2007 die Roboter-Raumsonde Cassini, die damals Saturn umkreiste, bis auf weniger als 2000 Kilometer an ihn heran.

Iapetus ist hier dreidimensional abgebildet. Ein riesiger Einschlagkrater im Süden umfasst gewaltige 450 Kilometer und und überlagert offenbar einen älteren Krater von ähnlicher Größe. Das dunkle Material bedeckt zunehmend den östlichsten Teil von Iapetus und verdunkelt Krater und Hochländer gleichermaßen.

Bei näherer Betrachtung zeigt sich, dass die dunkle Beschichtung in der Regel zum Äquator des Mondes zeigt und weniger als einen Meter dick ist. Eine führende Hypothese besagt, dass der dunkle Auftrag großteils aus Schmutz besteht, der übrig bleibt, wenn das relativ warme, schmutzige Eis sublimiert. Eine erste Schicht aus dunklem Material könnte durch die Ablagerung von Trümmern anderer Monde stammen, die bei Meteoriteneinschlägen freigesetzt wurden.

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Flug durch den Orionnebel in Infrarotlicht


Videocredit: NASA, Weltraumteleskop Spitzer, Universe of Learning; Visualisierung: F. Summers (STScI) et al.; Musik und Lizenz: Serenade für Streicher (A. Dvořák), Advent Chamber Orch.

Beschreibung: Was würdet ihr bei einem Flug in den Orionnebel sehen? Diese spannende dynamische Visualisierung des Orionnebels basiert auf echten astronomischen Daten und versierter Film-Rendering-Technik.

Das digital modellierte Video basiert auf Infrarotdaten des Weltraumteleskops Spitzer. Es zeigt eine berühmte Sternentstehungsstätte aus nächster Nähe, die normalerweise aus einer Entfernung von 1500 Lichtjahren zu sehen ist. Die Blickrichtung verläuft entlang eines ein Lichtjahr breiten Tals in der Wand der riesigen Molekülwolke in der Region. Orions Tal endet in einer Höhlung, die von den energiereichen Winden und der Strahlung der massereichen Zentralsterne im Trapez-Sternhaufen geformt wurden.

Der ganze Orionnebel ist etwa 40 Lichtjahre groß und liegt im selben Spiralarm unserer Galaxis wie die Sonne.

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Simulation: Entstehung der ersten Sterne


Videocredit: Harley Katz (U. Oxford) et al.

Beschreibung: Wie entstanden die ersten Sterne? Um das herauszufinden, wurde die Computersimulation SPHINX für Sternbildung im sehr frühen Universum erstellt. Einige der Ergebnisse sind in diesem Video dargestellt. Die Zeit seit dem Urknall wird links oben in Millionen Jahre angezeigt.

Sogar 100 Millionen Jahre nach dem Urknall war die Materie im Kosmos zu gleichmäßig verteilt, als dass Sterne hätten entstehen können. Außer der Hintergrundstrahlung ist das Universum dunkel.

Bald beginnen leichte Materieklumpen mit viel Wasserstoff zu ersten Sternen zu verschmelzen. In diesem Zeitraffervideo steht violett für Gas, weiß für Licht und Gold für Strahlung, die so energiereich ist, dass sie Wasserstoff ionisiert und in geladene Elektronen und Protonen zerlegt. Die goldfarbenen Regionen zeigen auch die massereichsten Sterne, die als mächtige Supernovae enden. Der eingeschobene Kreis betont eine Zentralregion, aus der eine Galaxie entsteht. Die Simulation läuft, bis das Universum etwa 550 Millionen Jahre alt ist.

Um die Genauigkeit der SPHINX-Simulationen und die zugrunde liegenden Annahmen zu beurteilen, werden die Ergebnisse nicht nur mit aktuellen detailreichen Beobachtungen verglichen, sondern auch mit künftigen direkteren Beobachtungen des frühen Universums verglichen, die mit dem noch in Bau befindlichen NASA-Weltraumteleskop James Webb geplant sind.

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STARFORGE: Eine Sternentstehungs-Simulation


Video- und Textcredit: Michael Y. Grudić (Nordwestliche U.) et al., STARFORGE-Arbeitsgruppe; Musik: Prélude n°4, opus 28 in E-Moll (Frédéric Chopin)

Beschreibung: Wie entstehen Sterne? Die meisten entstehen in riesigen Molekülwolken in der Zentralscheibe einer Galaxie. Der Prozess wird von Sternwinden, Strahlströmen, sehr energiereichem Sternenlicht und Supernovaexplosionen bereits existierender Sterne gestartet, beeinflusst und begrenzt.

Dieses Video zeigt die komplexen Wechselwirkungen anhand der berechneten STARFORGE-Simulation einer Gaswolke mit 20.000 Sonnenmassen. In der Zeitraffer-Visualisierung zeigen hellere Regionen dichteres Gas an, Farben codieren die Geschwindigkeit des Gases (violett ist langsam, orange ist schnell), und Punkte markieren die Positionen neu entstandener Sterne.

Zu Beginn des Videos beginnt eine etwa 50 Lichtjahre große Gaswolke, sich durch ihre eigene Gravitation zu verdichten. Innerhalb von 2 Millionen Jahren entstehen erste Sterne, während neu entstandene massereiche Sterne eindrucksvolle Strahlströme ausstoßen. Nach 4,3 Millionen Jahren friert die Simulation ein, und der Raum wird gedreht, um einen dreidimensionalen Blickwinkel zu erhalten.

Vieles rund um Sternbildung ist noch nicht bekannt, darunter der Effekt der Strahlströme bei der Begrenzung der Masse später entstehender Sterne.

Portal ins Universum: Random APOD Generator
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Ein Superzellengewitter über Texas


Videocredit und -rechte: Mike Olbinski; Musik: Impact Lento (Kevin MacLeod, Incompetech)

Beschreibung: Ist das eine Wolke oder ein außerirdisches Raumschiff? Es handelt sich um eine ungewöhnliche und manchmal gefährliche Variante einer Gewitterwolke, nämlich eine Superzelle. Superzellen können zerstörerische Tornados, Hagelfälle, Fallböen oder Starkregen hervorbringen. Sie können aber auch einfach nur beeindruckend aussehen.

Eine Superzelle enthält einen Mesozyklon – eine aufsteigende Luftsäule, die von Fallwinden umgeben ist. Solche Superzellen können an vielen Orten der Erde auftreten, besonders häufig aber in der Tornado Alley in den USA.

Diese vier Zeitrafferaufnahmen zeigen eine Superzelle, die 2013 rotierend über Booker in Texas wanderte. Das Video zeigt, wie in der Nähe des Sturmzentrums neue Wolken entstehen, Staub vom Boden aufgewirbelt wird und Blitze in den oberen Wolken zucken, während der bedrohlich geformte Komplex rotiert. Im letzten Abschnitt seht ihr, wie nach einigen Stunden heftiger Regen fiel und sich der Sturm legte.

Interessante bei APOD eingereichte Bilder: Sonnenfinsternis vom 10. Juni

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Der Mond während einer totalen Mondfinsternis


Beschreibung: Wie verändert sich das Aussehen des Mondes während einer totalen Mondfinsternis? Dieses Zeitraffervideo wurde digital so bearbeitet, dass der Mond während der 5 Stunden langen Finsternis am 31. Januar 2018 hell in der Mitte stand.

Zunächst ist der Vollmond zu sehen, weil es eine Mondfinsternis nur bei Vollmond geben kann. Im Hintergrund wandern Sterne vorbei, weil der Mond während der Finsternis weiterhin um die Erde wandert.

Als Nächstes seht ihr, wie der runde Erdschatten über den Mond zieht. Der helle blaue Farbton am Schattenrand hat damit zu tun, dass der Himmel der Erde blau ist. Der tiefrote Farbton in der Schattenmitte hat die gleiche Ursache wie die rot erscheinende Sonne nahe am Horizont.

Morgen bekommen alle von Südostasien über den Pazifik bis hin zum Südwesten Amerikas den Blut-„Supermond“ mit totaler Mondfinsternis* zu sehen. „Blut“ bezieht sich auf die (wahrscheinlich) rote Farbe des voll verfinsterten Mondes, der Begriff Supermond weist darauf hin, dass die Winkelgröße des Mondes ein bisschen größer ist, da er auf seinem leicht elliptischen Orbit der Erde relativ nahe kommt.
*in Europa unbeobachtbar

Details: Totale Mondfinsternis am 26. Mai 2021

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