Die siebte Welt von Trappist-1

Illustration einer Planetenoberfläche mit eisiger Landschaft und einem dämmrigen Stern im Hintergrund

Illustrationscredit und Bildrechte: Michael Carroll

Sieben Welten kreisen um den sehr kühlen Zwergstern TRAPPIST-1. Viele der nur 40 Lichtjahre entfernten Exoplaneten wurden 2016 mit dem Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) im marokkanischen Atlasgebirge entdeckt und später von Teleskopen wie dem NASA-Weltraumteleskop Spitzer bestätigt.

Die TRAPPIST-1-Planeten sind wahrscheinlich felsig, ähnlich groß wie die Erde und bilden eine der größten Schatzkammern erdähnlicher Planeten, die je um einem einzelnen Stern entdeckt wurden. Da sie sehr nahe um ihren dämmrigen, winzigen Stern kreisen, könnten sie auch Regionen mit Oberflächentemperaturen besitzen, in denen Eis oder sogar flüssiges Wasser vorkommt. Beides sind Schlüsselvoraussetzungen für Leben. Ihre verlockende Nähe zur Erde macht sie zu erstklassigen Kandidaten für künftige Teleskoperkundungen von Atmosphären potenziell bewohnbarer Planeten.

Diese Illustration zeigt eine Ansicht von TRAPPIST-1h, der fernsten bekannten Welt dieses Systems, als felsige, eisbedeckte Landschaft. Alle sieben Exoplaneten sind hier zu sehen. Im imaginären Hintergrund überquert einer der inneren Planeten des Systems den dämmrigen orangefarbenen, fast jupitergroßen Heimatstern.

Astrophysik: Mehr als 3000 Codes in der Astrophysik-Quellcodebibliothek
Zur Originalseite

Der erdgroße Exoplanet LHS 475 b

Diese Illustration einer künstlichen Intelligenz zeigt eine mögliche Landschaft des Explaneten LHS 475 b, der eine ähnliche Masse besitzt wie die Erde. Über einer von Lava gefluteten Landschaft geht der rote Zentralstern des Planeten auf.

Illustrationscredit: DeepAI’s Fantasy World Generator

Was würdet ihr vielleicht auf dem Exoplaneten LHS 475 b sehen? Niemand weiß das, aber hier ist eine interessante Vermutung dargestellt, die von einer künstlichen Intelligenz (KI) auf der Erde erstellt wurde.

Daten des Satelliten TESS im Erdorbit lieferten Hinweise auf die Existenz des Exoplaneten, diese wurde aber erst dieses Jahr vom James-Webb-Weltraumteleskop im erdnahen Sonnenorbit bestätigt und weiter untersucht. Sicher ist, dass die Masse von LHS 475 b der Masse unserer Erde sehr ähnlich ist, und dass der Exoplanet sehr nahe um einen kleinen roten Stern kreist, der etwa 40 Lichtjahre entfernt ist. Diese von einer KI generierte Illustration zeigt eine zerklüftete, erdähnliche Landschaft mit geschmolzener Lava und einem roten Zentralstern, der in der Ferne aufgeht. Die Daten von Webb zeigen jedoch nicht, ob LHS 475 b eine Atmosphäre besitzt.

Eines von Webbs wissenschaftlichen Ziele ist, frühere Entdeckungen ferner Exoplaneten zu überprüfen, um ihr Potenzial für die Entwicklung von Leben besser zu beurteilen. (Hinweis des Herausgebers: Dieser Text wurde ohne die Hilfe einer KI verfasst.)

Komet ZTF – Galerie: Interessante APOD-Einreichungen
Zur Originalseite

Woher eure Elemente kommen

Die Grafik zeigt den Ursprung aller Elemente des Periodensystems

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

Der Wasserstoff in eurem Körper, der in jedem Wassermolekül enthalten ist, stammt vom Urknall. Anderen nennenswerten Quellen von Wasserstoff gibt es im Universum nicht. Der Kohlenstoff im Körper entstand durch Kernfusion im Inneren von Sternen, ebenso wie der Sauerstoff.

Ein Großteil des Eisens im Körper entstand vor langer Zeit bei weit entfernten Supernova-Explosionen. Das Gold in eurem Schmuck* entstand wahrscheinlich vor langer Zeit bei Zusammenstößen von Neutronensternen, die als kurze Gammablitze oder Gravitationswellenereignisse sichtbar waren. Elemente wie Phosphor und Kupfer sind im Körper nur in Spuren vorhanden, doch sie sind für das Funktionieren allen bekannten Lebens unverzichtbar.

Diese Periodentabelle ist farbcodiert, sie veranschaulicht die beste Hypothese der Menschheit, was die Nukleosynthese aller bekannten Elemente betrifft. Die Orte der Nukleosynthese mancher Elemente wie Kupfer sind nicht gut bekannt und werden weiterhin durch Beobachtungen und Computermodelle erforscht.

*In fast allen elektronischen Bauteilen, zB. in Autos, Smartphones oder Computern, wird Gold verwendet. (Anm. d. Ü.)

Forschung und Öffentlichkeitsarbeit: Forschungsstelle bei APOD frei

Zur Originalseite

Mond über Makemake

Der Zwergplanet Makemake am Rand des Sonnensystems besitzt einen Mond, beide sind auf dieser Illustration dargestellt.

Illustrationscredit: Alex H. Parker (Südwest-Forschungsinstitut)

Makemake (klingt wie [ˈmakeˈmake]) ist der zweithellste Zwergplanet im Kuipergürtel und hat einen Mond mit der Bezeichnung MK2. Makemakes Mond reflektiert Sonnenlicht mit einer kohlschwarzen Oberfläche, etwa 1300 Mal dunkler als sein Heimatkörper. Dennoch wurde er 2016 bei Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble bei der Suche nach blassen Begleitern erspäht, und zwar mit derselben Technik, mit der man nach kleinen Begleitern von Pluto suchte.

Genauso wie bei Pluto und seinen Begleitern werden bei weiteren Beobachtungen von Makemake und dem umkreisenden Mond die Masse des Systems und seine Dichte vermessen. Das führt zu einem umfassenderen Verständnis der fernen Welten. MK2 ist etwa 160 Kilometer groß. Makemakes Durchmesser beträgt im Vergleich dazu 1400 Kilometer.

Diese Illustration zeigt die relative Größe und den Kontrast von MK2. Die imaginäre Szene eine unerforschte Grenze des Sonnensystems und blickt aus der Perspektive einer Raumsonde zurück, wo eine trübe Sonne in der Milchstraße leuchtet. Die Sonne ist mehr als 50 Mal weiter von Makemake entfernt als vom Planeten Erde.

Zur Originalseite

Solargraphische Analemmata

Solargrafie mit Analemmae über einem Haus in Proboszczów, Polen

Bildcredit und Bildrechte: Dawid Rycabel (Pinholove)

Auf der Nordhalbkugel war am 21. Juni Sommersonnenwende. Die Sonne erreichte an diesem Tag die nördlichste Deklination des Jahres. Während sie über den Tageshimmel über Proboszczów in Polen wanderte, erreichte sie die Spitzen jeder dieser drei Achterkurven, die als Analemmata bezeichnet werden.

Dieses interessante Bild wurde nicht aus einer Serie digitaler Aufnahmen erstellt, sondern mit einer Lochkamera, die von 26. Juni 2021 bis 26. Juni 2022 nach Süden gerichtet war. Das Bild wurde direkt auf ein einziges Blatt Fotopapier belichtet. Diese Technik ist als Solargrafie bekannt.

Die drei Analemmata sind das Ergebnis von Belichtungen des Fotopapiers durch eine Lochblende, die täglich um 11:00, 12:00 und 13:00 Uhr MEZ erfolgten. Die seitlichen Gruppen gestrichelter Linien zeigen Teilspuren der Sonnen von täglichen Belichtungen, die alle 15 Minuten gemacht wurden. Die dunklen Lücken entstanden durch Wolken, die die Sonne im Laufe der ein Jahr dauernden Solargrafie-Aufnahme während der Belichtung bedeckten.

Zur Originalseite

Spiel: Super Planet Crash

Bildcredit und Lizenz: Stefano Meschiari (U. Texas at Austin) und das SAVE/Point-Team

Schafft ihr ein Planetensystem, das 1000 Jahre übersteht? Mit dem Spiel Super Planet Crash könnt ihr es versuchen. Klickt einfach in die Nähe des Zentralsterns, um Planeten zu bilden – bis zu 10 sind möglich.

Links könnt ihr – nach Masse sortiert – eine Planetenart wählen: Erde, Super-Erde, Eisriese, Riesenplanet, Brauner Zwerg oder Zwergstern. Jeder Planet wird nicht nur vom zentralen, sonnenähnlichen Stern angezogen, sondern auch von anderen Planeten. Ihr bekommt Punkte, und für dichtere oder bewohnbare Systeme gibt es einen Bonus. Das Spiel endet nach 1000 Jahren oder wenn ein Planet durch die Gravitation hinausgeschleudert wird.

In den letzten Jahren wurden viele exoplanetare Systeme entdeckt, und Super Planet Crash zeigt, warum einige davon stabil sind. Wenn ihr einige Male Super Planet Crash spielt, könnt ihr euch wahrscheinlich vorstellen, warum vermutet wird, dass unser Sonnensystem während seiner Entstehung Planeten verloren hat.

Zur Originalseite

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.

Zur Originalseite

Teile das Universum


Bildcredit: NASA, Schrödingers Katze

Beschreibung: Bevor ihr den Knopf drückt, sind zwei Zukunftsuniversen möglich. Doch nachdem ihr den Knopf gedrückt habt, lebt ihr nur noch in einem. Es ist eine echte Webversion des berühmten Experiments mit Schrödingers Katze.

Wenn ihr den roten Knopf des Astronautenbildes klickt, erscheint ein Bild desselben Astronauten, der eine von zwei Katzen hält - eine lebende oder eine tote. Der Zeitpunkt des Klicks, die Verdrahtung des Gehirns und die Millisekunden-Taktung eures Geräts führen zu einem Ergebnis, das möglicherweise vom Zufall der Quantenmechanik bestimmt wird.

Manche glauben, dass eure persönliche Quantenentscheidung das Universum teilt, und dass sowohl das Universum mit der lebenden als auch das mit der toten Katze in getrennten Teilen eines größeren Multiversums existieren. Andere glauben, dass als Ergebnis eures Klicks die beiden möglichen Universen auf unvorhersehbare Weise zu einem einzigen kollabieren. Wieder andere glauben, dass das Universum klassisch deterministisch ist, sodass durch das Drücken des Knopfes das Universum nicht wirklich geteilt wird, sondern dass eine Aktion ausgeführt wird, die seit Anbeginn der Zeit prädestiniert war.

Wir bei APOD glauben jedoch, dass ihr - egal wie dumm es sich anfühlt, auf den roten Knopf zu klicken, und unabhängig vom Ergebnis - einen Tag darüber nachdenken solltet. Oder zwei.

Zur Originalseite

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.

Zur Originalseite

Das beobachtbare Universum

Unser Universum mit Erde und Sonne, umgeben von unserem Sonnensystem, nahen Sternen, nahen Galaxien, fernen Galaxien, Fasern früher Materie und dem kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Bildcredit und Lizenz: Wikipedia, Pablo Carlos Budassi

Beschreibung: Wie weit sehen wir? Alles, was hier zu sehen ist, und alles, was ihr vielleicht jetzt gerade sehen könntet, wenn eure Augen jede Art von Strahlung wahrnehmen könnten, ist das beobachtbare Universum.

Das am weitesten entfernte Licht stammt vom kosmischen Mikrowellenhintergrund aus einer Zeit vor 13,8 Milliarden Jahren. Davor war das Universum undurchsichtig wie dicker Nebel. Einige Neutrinos und Gravitationswellen, die uns umgeben, kommen von noch weiter draußen, doch die Menschheit hat noch nicht die Technik, um sie zu erfassen.

Dieses Bild veranschaulicht das beobachtbare Universum in einem immer kompakteren Maßstab. In der Mitte befinden sich Erde und Sonne, umgeben von unserem Sonnensystem, nahen Sternen, nahen Galaxien, fernen Galaxien, Fasern von früher Materie und dem kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Kosmolog*innen nehmen in der Regel an, dass unser beobachtbares Universum nur der nahe gelegene Teil eines größeren Ganzen ist, das wir „das Universum“ nennen und in dem überall dieselbe Physik gilt. Es gibt jedoch auch einige populäre, aber spekulative Ansätze, die besagen, dass unser Universum Teil eines größeren Multiversums sind, in dem andere physikalische Konstanten und Gesetze gelten, höhere Dimensionen oder leicht abweichende Versionen unseres Standarduniversums existieren.

Quelle: Hoch aufgelöste Bildversion mit lesbarer Beschriftung | klickbare Beschriftung
Zur Originalseite

Illustration: Ein früher Quasar

Künstlerische Illustration eines sehr alten Quasars im frühen Universum.

Illustrationscredit und Lizenz: ESO, M. Kornmesser

Beschreibung: Wie sahen die ersten Quasare aus? Von den nächstliegenden Quasaren wissen wir heute, dass es sich um sehr massereiche Schwarze Löcher in den Zentren aktiver Galaxien handelt. Gas und Staub, die auf einen Quasar fallen, leuchten hell und überstrahlen manchmal ihre gesamte Heimatgalaxie.

Quasare aus den ersten Milliarden Jahren des Universums sind jedoch noch rätselhafter. Jüngste Daten ermöglichten eine künstlerische Darstellung, wie ein Quasar aus der Frühzeit des Universums ausgesehen haben könnte: Im Zentrum befindet sich ein massereiches Schwarzes Loch, das von Hüllen aus Gas und einer Akkretionsscheibe umgeben ist und einen mächtigen Strahl ausstößt.

Quasare gehören zu den fernsten Objekten, die wir sehen. Sie liefern der Menschheit einzigartige Information über das frühe und das dazwischenliegende Universum. Die ältesten Quasare, die wir derzeit kennen, haben eine Rotverschiebung von knapp 8 – das ist nur 700 Millionen Jahre nach dem Urknall, als das Universum nur ein paar Prozent seines heutigen Alters hatte.

Wien, 26. Februar 2022, 18h: Führung im Sterngarten mit APOD-Übersetzerin
Wien, Ladenkonzept Nähe Votivkirche: Kostenlose Kalender (leichte Mängel)

Zur Originalseite