GW190521: Unerwartete Schwarze Löcher kollidieren

Das Gravitationswellenereignis GW190521 war die Verschmelzung der massereichsten schwarzen Löcher, die bisher von LIGO und Virgo beobachtet wurden.

Illustrationscredit: Raúl Rubio (Virgo Valencia Group, The Virgo Collaboration)

Beschreibung: Wie entstehen schwarze Löcher wie dieses? Die beiden schwarzen Löcher, die auf spiralförmigen Bahnen zusammenstießen und das Gravitationswellenereignis GW190521 auslösten, waren nicht nur die massereichsten schwarzen Löcher, die LIGO und Virgo bisher beobachteten. Ihre Massen – 66 und 85 Sonnenmassen – waren außerdem beispiellos und unerwartet.

Man weiß, dass schwarze Löcher mit geringerer Masse – weniger als 65 Sonnenmassen – bei Supernovaexplosionen entstehen. Umgekehrt geht man davon aus, dass schwarze Löcher mit höherer Masse – mehr als ungefähr 135 Sonnenmassen – bei der Implosion sehr massereicher Sterne entstehen, nachdem diese ihre für die Kernfusion verantwortlichen Elemente, die der Gravitation entgegenwirken, aufgebraucht haben.

Wie solche schwarzen Löcher mit dazwischen liegenden Massen entstanden, ist noch unbekannt. Eine Hypothese besagt, dass sie durch aufeinanderfolgende Kollisionen zwischen Sternen und schwarzen Löchern in dichten Sternhaufen entstehen. Diese Illustration zeigt schwarze Löcher kurz vor der Kollision, die Pfeile markieren ihre Rotationsachsen. Die spiralförmigen Wellen auf der Illustration zeigen die Entstehung von Gravitationsstrahlung an, während die umgebenden Sterne auf die Möglichkeit hinweisen, dass sich die Verschmelzung in einem Sternhaufen ereignete.

Das Verschmelzungsereignis schwarzer Löcher mit der Bezeichnung GW190521 wurde letztes Jahr beobachtet, es stammt aber aus einer Zeit, als das Universum erst etwa halb so alt war wie heute (z ~ 0.8). Es ist das fernste Ereignis, das je beobachtet wurde, sogar innerhalb der Messtoleranz.

Astrophysiker*innen: Stöbern Sie in mehr als 2200 Codes der Astrophysics Source Code Library
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Der Ursprung der Elemente

Dieses farbcodierte Periodensystem zeigt die Einschätzung der Menschheit, was den nuklearen Ursprung aller bekannten Elemente betrifft.

Bildcredit und Lizenz: Wikipedia: Cmglee; Daten: Jennifer Johnson (OSU)

Beschreibung: Der Wasserstoff in eurem Körper, der in jedem Wassermolekül steckt, stammt vom Urknall. Es gibt keine andere nennenswerte Quelle für Wasserstoff im Universum.

Der Kohlenstoff in eurem Körper entstand durch Kernfusion im Inneren von Sternen, ebenso der Sauerstoff.

Ein Großteil des Eisens in eurem Körper entstand in Supernovae von Sternen, die sich vor langer Zeit und in weiter Ferne ereigneten.

Das Gold in eurem Schmuck entstand wahrscheinlich in Neutronensternen bei Kollisionen, die als kurze Gammablitze oder Gravitationswellenereignisse sichtbar waren.

Elemente wie Phosphor und Kupfer sind nur in winzigen Spuren in unserem Körper vorhanden, sie sind aber notwendig für die Funktion allen bekannten Lebens.

Dieses Periodensystem ist farbcodiert und zeigt die Einschätzung der Menschheit, was den nuklearen Ursprung aller bekannten Elemente betrifft. Die Orte der atomaren Entstehung einiger Elemente wie Kupfer sind nicht wirklich bekannt und bleiben Gegenstand von beobachtender und computergestützter Forschung.

Beinahe Hyperraum: APOD-Zufallsgenerator

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Picture Rocks Sun Dagger in Tucson


Videocredit und -rechte: Martha Schaefer, Brad Schaefer, Jim Stamm; Musik und Lizenz: Awakening (Wojciech Usarewicz), Lone Tree Music

Beschreibung: Uralte Sonnendolche tun euch nicht weh, aber sie verraten vielleicht die Zeit. Ein Sonnendolch ist eine dolchförmige Lücke in einem Schatten, wenn das Sonnenlicht durch eine Spalte in einem nahe gelegenen Felsen strömt.

Vor mehr als tausend Jahren ritzten amerikanische Ureinwohner im Südwesten spiralförmige Petroglyphen in Stein, die auf unterschiedliche Weise von Sonnendolchen beleuchtet wurden, wenn die Sonne über den Himmel zieht. Es handelt sich um eine Art Sonnenuhr, bei der das Ende des Sonnendolches beispielsweise zu Mittag auf die Spirale zeigt. Die Zeichnung lässt auf die Jahreszeit schließen, wobei möglicherweise eine Sonnenwende oder Äquinoktium beleuchtet wird.

Sonnendolche dienten vermutlich Sonnenpriestern während einsamer Wachestunden mit Gebeten und Opfergaben. Dieses Video zeigt das Wenige, was vom historischen Picture Rocks Sun Dagger in der Nähe von Tucson in Arizona (USA) bekannt ist. Wahrscheinlich wurde er um 1000 n. Chr. von einem Hohokam-Sonnenpriester geschaffen.

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Das Märchen von NEOWISE

Ein Meteor der Perseiden und Komet NEOWISE über Schloss Neuschwanstein in Bayern (Deutschland).

Bildcredit und Bildrechte: Stephane Guisard (Los Cielos de America, TWAN)

Beschreibung:  In der Dämmerung fällt Kometenstaub vom Himmel, aber diese traumhafte Szene ist nicht aus einem Märchenfilm. Doch Schloss Neuschwanstein in den bayerischen Alpen diente als Vorlage für das Dornröschenschloss in Disneyland.

Der helle Streifen, der am 20. Juli über den Türmen des Schlosses fotografiert wurde, ist wahrscheinlich ein Meteor der Perseïden. Der jährliche Meteorstrom des Sommers erreicht seinen Höhepunkt zwar erst Mitte August, doch er ist bereits aktiv. Die Meteorspur über dem Märchenschloss zeigt rückwärts zum Radianten des Stroms im heroischen Sternbild Perseus, das außerhalb des oberen Bildrandes liegt. Perseïden-Meteore entstehen aus dem Staub des periodischen Kometen Swift-Tuttle.

Die Himmelserscheinung über dem fernen Horizont ist der aktuelle Liebling des Planeten Erde, Komet NEOWISE. Er zieht derzeit mit seinem breiten Staubschweif über den Nordhimmel.

Bilder des Kometen NEOWISE: Juli 21 || 20 || 19 || 18 || 17 || 16 || 15 || 14 || 13 || 12 || 11 || 10 und früher ||
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Komet NEOWISE über Stonehenge

Komet C/2020 F3 NEOWISE über Stonehenge in England / Großbritannien / Vereinigtes Königreich.

Bildcredit und Bildrechte: Declan Deval

Beschreibung: Habt ihr schon einmal einen Kometen gesehen? Heute Nacht – und wahrscheinlich auch noch die nächsten Nächte – habt ihr eine gute Gelegenheit. Geht bei Sonnenuntergang hinaus und schaut nach Nordwesten. Je niedriger euer Horizont ist, desto besser. Ein Fernglas hilft, aber wenn euer Himmel dunkel und wolkenlos ist, braucht ihr nichts weiter als eure bloßen Augen und Geduld.

Wenn die Sonne untergeht, wird der Himmel dunkel, und ein ungewöhnlicher blasser Streifen taucht auf, der in der Nähe des Horizonts diagonal verläuft. Das ist der Komet NEOWISE. Es ist ein 5 Kilometer großer verdampfender schmutziger Schneeball, der uns aus dem äußeren Sonnensystem besucht und wieder dorthin zurückkehrt. Während sich die Erde dreht, wandert der Komet bald nach unten, also solltet ihr ein Foto machen. Dieses Bild zeigt den Kometen C/2020 F3 (NEOWISE) vor zwei Tagen, als er über Stonehenge in England sichtbar wurde.

Komet NEOWISE wurde Ende März mit dem NASA-Satelliten NEOWISE entdeckt und hat viele überrascht, indem er die größte Annäherung an die Sonne überlebte, drastisch heller wurde und eindrucksvolle Schweife – einen blauen Ionen- und einen weißen Staubschweif – entwickelte.

Interessante Bilder des Kometen NEOWISE, die bei APOD eingereicht wurden: || 13. Juli || 12. Juli || 11. Juli || 10. Juli und früher ||
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Finsternis unter dem Bambus

Die Blätter eines Bambuswäldchens in Pune in Indien bildeten Lochblenden, durch die Sonnensicheln der Sonnenfinsternis auf den Boden projiziert wurden.

Bildcredit und Bildrechte: Somak Raychaudhury (Interuniversitäres Zentrum für Astronomie und Astrophysik)

Beschreibung: Wie kann man eine Sonnenfinsternis sicher beobachten? Wenn man versucht, nach unten zu blicken statt nach oben, hat man vielleicht eine Fülle an Bildern zur Auswahl. In Pune in Indien bot zum Beispiel ein schattiges Bambuswäldchen während der Sonnenfinsternis am 21. Juni dieses verwirrende Schauspiel.

Kleine Lücken zwischen eng verwobenen Blättern auf den großen Pflanzen bildeten ein Netzwerk zufällig verteilter Lochblenden. Jede dieser Blenden projizierte ein Einzelbild der verfinsterten Sonne. Der Schnappschuss aus Pune wurde etwa zum Höhepunkt der Finsternis fotografiert, als der Mond ungefähr 60 Prozent des Sonnendurchmessers bedeckte.

Auf einem schmalen Pfad war jedoch eine ringförmige Finsternis zu sehen, bei der die Mondsilhouette zum Maximum gänzlich von der hellen Sonnenscheibe umgeben war. Dieser Pfad des dunklen Mondschattens verlief über Zentralafrika, Südasien und China.

Galerie: interessante Bilder der ringförmigen Sonnenfinsternis im Juni 2020, die bei APOD eingereicht wurden
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APOD ist heute 25 Jahre alt


Videocredit: Idee und Leitung: Alex Dantart (observatorio.info), Koordination: Josef Chlachula (astro.cz/apod) und Alice Allen (ASCL) sowie APODs unermüdliche Truppe freiwilliger Übersetzer*innen und Social-Media-Digerati; Musik: unminus.com: They Say, Sad Circus, Naya, Please Wait, Good God

Beschreibung: Heute feiern wir ein Vierteljahrhundert Astronomy Picture of the Day. APOD – für viele ein Ort der Beständigkeit – gibt es immer noch.

Zur Feier des silbernen APOD-Jubiläums filmten einige der „TVAoTaSMD“ ihre Geburtstagsgrüße und danken den APOD-Leser*innen mit dem heutigen Video. Sie zeigen auch einige ihrer APOD-Lieblingsbilder.

Viele Ehrenamtliche helfen APOD – in Zusammenarbeit mit der NASA -, die Leser*innen in vielen Weltsprachen zu informieren. Durch sie ist APOD auf den wichtigsten Mediaplattformen vertreten. APOD berichtet über das wachsende Wissen der NASA und der Menschheit, aber auch über die aktuelle Forschung. Dazu gibt es interessante Visualisierungen des faszinierenden astronomischen Universums, in dem wir leben.

Auch die Gründer von APOD (frisch und lebendig!) sprechen ein herzliches Dankeschön aus – nicht nur den TVAoTaSMD, sondern auch den Leser*innen von APOD für euer beständiges Interesse, eure Unterstützung und viele kultivierte Gespräche im Laufe der Jahre.

Kleine Korrektur: Das erste im Video gezeigte Bild ist vom 7. November 2016 (im Abspann des Videos ist das richtige Datum).

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Das Universum färben

Historischer Holzschnitt zum Ausmalen; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: Unbekannt

Beschreibung: Wäre es nicht lustig, im Universum zu bemalen? Wenn Ihnen das Spaß macht, nehmen Sie doch diese berühmte astronomische Illustration als vorläufigen Ersatz. Sie, Ihre Freunde, Eltern oder Kinder können sie ausdrucken oder sogar digital färben.

Vielleicht interessiert Sie beim Färben, dass der Urheber dieser Illustration – obwohl sie im Laufe der letzten 100 Jahren an zahlreichen Stellen erschien – unbekannt ist. Weiters hat die Arbeit keinen offiziellen Namen – fällt Ihnen ein guter ein? Die Illustration erschien erstmals 1888 in einem Buch von Camille Flammarion und wird häufig dafür verwendet, um zu zeigen, dass gegenwärtige Vorstellungen der Menschheit dazu neigen, durch neuere Erkenntnisse ersetzt zu werden.

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Ein kleiner Tropfen Galaxie

Die Andromeda-Galaxie M31 in einem Wassertropfen; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Massimo Tamajo

Beschreibung: Dieses kreative Makro-Astrofoto zeigt eine ganze Galaxie in einem Tropfen Wasser. Das einfallsreiche Werk kosmischer Naturfotografie entstand mithilfe eines Makroobjektivs. Es zeigt ein früher fotografiertes Bild einer Galaxie, das in einem Wassertropfen betrachtet wird, der an einem Stiel hing.

Die Galaxie ist die Andromedagalaxie, ein Liebling vieler Astrofotografen mit Teleskop, sie ist auch als M31 bekannt. Die majestätische Galaxie ist etwa 100.000 Lichtjahre groß, ihre Spiralarme und Staubbahnen sind auf diesem Bild im zentimetergroßen Tropfen gekrümmt und verzerrt. Andromeda ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt, doch dieses Projekt wurde in den eigenen vier Wänden durchgeführt.

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Ein schwarzes Loch zerstört einen vorbeiziehenden Stern

Wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt, können ihn die Gezeitenkräfte auseinanderreißen; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech

Beschreibung: Was geschieht mit einem Stern, der in die Nähe eines Schwarzen Lochs gelangt? Wenn der Stern ein massereiches Schwarzes Loch direkt trifft, fällt er als Ganzes hinein – und alles verschwindet.

Viel wahrscheinlicher ist jedoch, dass der Stern nahe genug an das Schwarze Loch herankommt, dass dessen Gravitation die äußeren Schichten des Sterns abzieht oder den Stern auseinanderreißt. Dann fällt ein Großteil vom Gas des Sterns nicht in das Schwarze Loch. Solche Ereignisse stellarer Gezeitenzerstörung können so hell wie eine Supernova sein, und ein immer größerer Teil dieser Ereignisse wird durch automatisierte Himmelsdurchmusterungen entdeckt.

Auf dieser künstlerischen Darstellung hat ein Stern gerade ein massereiches Schwarzes Loch passiert und verliert Gas, das im Orbit zurückbleibt. Der innere Rand einer Scheibe aus Gas und Staub, die das Schwarze Loch umgibt, wird von dem Zerstörungsereignis aufgeheizt und könnte nach dem Verschwinden des Sterns noch lange Zeit nachleuchten.

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Sternennacht von Jean-Francois Millet

Sternklare Nacht - ein Ölgemälde des Künstlers Jean-Francois Millet aus Barbizon; Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Yale University Art Gallery

Beschreibung: Dieses Ölgemälde, eine dramatische Nachtlandschaft aus der Zeit um 1850, ist eine Arbeit des französischen Künstlers Jean-Francois Millet. Am dunklen, stimmungsvollen Nachthimmel leuchten Sternschnuppen, auch Meteore genannt, über einer spärlich beleuchteten Landschaft mit den Silhouetten von Bäumen und einem Karren.

Millet ist für seine Gemälde ländlicher Szenen bekannt. Der Künstler malte diese Sternennacht, nachdem er nach Barbizon in Frankreich gezogen war, etwa 30 Kilometer südöstlich jeglicher Lichtverschmutzung aus dem Paris des 19. Jahrhunderts. Millet schrieb an seinen Bruder: „Wenn du nur wüsstest, wie schön die Nacht ist … ihre Ruhe und Pracht sind so atemberaubend, dass ich mich völlig überwältigt fühle.“

Der niederländische Künstler Vincent van Gogh bewunderte Millets Arbeit und malte später ebenfalls sternklare Nächte.

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