Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Simulation der Verteilung Dunkler Materie im Universum.

Illustrationscredit und -rechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Beschreibung: Spukt es in unserem Universum? Auf dieser Karte der Dunklen Materie sieht es so aus. Die Schwerkraft der unsichtbaren Dunklen Materie ist die wichtigste Erklärung dafür, warum Galaxien sich so schnell drehen, warum Galaxien so schnell um Galaxienhaufen kreisen, warum Gravitationslinsen Licht so stark ablenken und warum sichtbare Materie sowohl im lokalen Universum als auch im fernen kosmischen Mikrowellenhintergrund so verteilt ist, wie sie ist.

Dieses Bild aus der Weltraumschau „Dunkles Universum“ des Hayden-Planetariums im Amerikanischen Museum für Naturkunde zeigt ein mögliches Beispiel dafür, wie allgegenwärtig Dunkle Materie in unserem Universum ist. Es stammt aus einer detailreichen Computersimulation, schwarz dargestellte komplexe Fasern aus Dunkler Materie im Universum sind wie Spinnweben verteilt. Die relativ seltenen Klumpen vertrauter baryonischer Materie sind orange gefärbt. Diese Simulation stimmt statistisch sehr gut mit den astronomischen Beobachtungen überein.

Noch gruseliger ist vielleicht, dass Dunkle Materie – obwohl sie an sich schon ziemlich seltsam ist und eine unbekannte Form hat – nicht mehr als die eigenartigste Gravitationsquelle im Universum gilt. Diese Ehre gebührt nun der Dunklen Energie, einer gleichförmigeren Quelle abstoßender Gravitation, die anscheinend die Expansion des gesamten Universums bestimmt.

Nicht nur Halloween: Heute ist Tag der Dunklen Materie
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Ein Rorschach-Polarlicht

Polarlicht über einem Wasserfall in Jämtland in Schweden.

Bildcredit und Bildrechte: Göran Strand

Beschreibung: Keine Panik, wenn ihr hier die Fratze eines Ungeheuers erkennt. Es ist bloß Pareidolie, also die Tendenz, in Mustern aus Schatten und Licht Gesichter zu sehen. In Wirklichkeit ist die unheimliche visuelle Szene ein 180-Grad-Panorama mit Nordlichtern, das wie Tintenflecken auf einem gefalteten Blatt Papier digital gespiegelt wurde.

Die Bilder entstanden in einer Septembernacht mitten auf einer Hängebrücke über einen Wasserfall in Jämtland in Schweden. Dank der geomagnetischen Stürme, die von der jüngsten Sonnenaktivität ausgelöst wurden, könnten in den nächsten Nächten auf dem Planeten Erde in hohen Breiten sehr aktive Polarlichter auftreten. Aber falls ihr morgen Nacht in eurer Nachbarschaft die Fratze eines Monsters seht, ist vielleicht gerade Halloween.

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Spuk in der Kepheus-Molekülwolke

Der Geistnebel, auch Sh2-136 oder vdB 141 und der Irisnebel NGC 7023 spuken in der Kepheus-Molekülwolke.

Bildcredit und Bildrechte: Leo Shatz

Beschreibung: Gespenstische Formen spuken scheinbar in dieser staubigen Weite, sie treiben im königlichen Sternbild Kepheus durch die Nacht. Natürlich sind diese Formen kosmische Staubwolken, die im schwachen reflektierten Sternenlicht sichtbar sind. Sie lauern etwa 1200 Lichtjahre entfernt in sicherer Distanz zu unserer Nachbarschaft über der Ebene der Milchstraße am Rand des Kepheus-Molekülwolkenkomplexes.

Sh2-136 oder vdB 141 ist auch als Geistnebel bekannt, er ist heller als die meisten anderen geisterhaften Erscheinungen rechts neben dem Sternenfeld und misst mehr als zwei Lichtjahre. Im Inneren des Nebels sind verräterische Anzeichen dichter Kerne zu erkennen, die im frühen Stadium der Sternbildung kollabieren.

Mit dem unheimlichen blauen Farbton von Staub, der das Licht heißer junger Sterne reflektiert, hebt sich links neben der Mitte der Irisnebel NGC 7023 von der Dunkelheit ab. Diese ergiebigen interstellaren Staubfelder auf dem weiten Teleskopsichtfeld  bedecken am Himmel fast sieben Vollmonde.

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Mirachs Geist

Mirachs Geist ist die Galaxie NGC 404.

Bildcredit und Bildrechte: John Chumack

Beschreibung: Wenn es um Geister geht, ist Mirachs Geist nicht besonders gruselig. Mirachs Geist ist bloß eine blasse, verschwommene Galaxie, die in der Astronomie gut bekannt ist, sie liegt zufällig fast genau in derselben Sichtlinie wie der helle Stern Mirach.

Mirach, der auch als Beta Andromedae bezeichnet wird, leuchtet im Zentrum dieses Sternenfeldes. Er ist ein etwa 200 Lichtjahre entfernter Roter Riese, der zwar kühler ist als die Sonne, aber viel größer und daher insgesamt viel heller als unser Heimatstern.

Auf vielen Teleskopansichten ist alles in der Nähe von Mirach in seinem Glanz und hinter den Beugungsspitzen versteckt, daher wirkt die blasse, verschwommene Galaxie oft wie eine geisterhafte innere Reflexion seines gleißenden Sternenlichtes. Doch auf diesem scharfen Bild leuchtet Mirachs Geist rechts über Mirach. Es ist eine Galaxie, sie ist als NGC 404 katalogisiert und schätzungsweise 10 Millionen Lichtjahre entfernt.

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NGC 6995, der Fledermausnebel

NGC 6995, der Fledermausnebel, ist ein Teil des Schleiernebels im Sternbild Schwan (Cygnus).

Bildcredit und Bildrechte: Howard Trottier

Beschreibung: Seht ihr die Fledermaus? Sie spukt in dieser kosmischen Nahaufnahme des östlichen Schleiernebels. Der Schleiernebel ist ein großer Supernovaüberrest, also die sich ausdehnende Trümmerwolke, die nach der finalen Explosion eines massereichen Sterns übrig blieb.

Der Schleier hat eine annähernd runde Form und bedeckt am Himmel im Sternbild Schwan (Cygnus) fast 3 Grad. NGC 6995, der inoffiziell auch als Fledermausnebel bekannt ist, ist nur 1/2 Grad breit, das entspricht etwa der scheinbaren Größe des Mondes. In der geschätzten Entfernung des Schleiers, der sichere 1400 Lichtjahre vom Planeten Erde entfernt ist, sind das 12 Lichtjahre.

Dieses Komposit entstand aus Bilddaten, die mit Schmalbandfiltern aufgenommen wurden. Die Strahlung von Wasserstoffatomen im Überrest wurde in roten Farbtönen dargestellt, die starken Emissionen von Sauerstoffatomen sind in Blau abgebildet. Im westlichen Teil des Schleiers liegt eine weitere saisonale Erscheinung: der Hexenbesennebel.

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Halloween und der Geisterkopfnebel

Der Geisterkopfnebel NGC 2080, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble der NASA und ESA.

Bildcredit: Mohammad Heydari-Malayeri (Observatoire de Paris) et al., ESA, NASA

Beschreibung: Der Ursprung von Halloween, dem Vorabend von Allerheiligen, ist antik und astronomisch. Seit dem fünften Jahrhundert v. Chr. wird Halloween als Kreuzvierteltag gefeiert, es ist der Tag zwischen Tagundnachtgleiche und Sonnenwende (kürzester Tag / längste Nacht auf der Nordhalbkugel). Nach dem modernen Kalender findet Halloween zwar nächste Nacht statt, doch der echte Kreuzvierteltag fällt in die Woche danach. Ein weiterer Kreuzvierteltag ist der Murmeltiertag.

Auch das moderne Halloweenfest knüpft an die historischen Wurzeln, als man sich verkleidete, um die Geister der Toten zu verscheuchen. Diese Ansicht des Geisterkopfnebels, aufgenommen mit dem Weltraumteleskop Hubble, ist vielleicht eine würdige Erinnerung an diesen alten Feiertag. NGC 2080 ähnelt dem Bild eines fiktiven Gespenstes, ist aber eigentlich eine Sternbildungsregion in der Großen Magellanschen Wolke, diese wiederum ist eine Begleitgalaxie unserer Milchstraße. Der Geisterkopfnebel (NGC 2080) ist etwa 50 Lichtjahre groß und in repräsentativen Farben dargestellt.

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Galaxie des Schreckens

Geheimnisvolle Dunkle Materie, Friedhofsgalaxie, Zombie-Welten und Gammastrahlenausbrüche des Verderbens.

Poster-Illustration-Credit: NASA, JPL-Caltech, The Galaxy of Horrors

Beschreibung: Heute Abend könnt ihr die extremen und furchterregenden Welten des Universums erkunden. Wenn ihr einen Blick riskiert, sind geheimnisvolle dunkle Materie, eine Friedhofsgalaxie, Zombie-Welten und Gammastrahlenausbrüche des Verderbens noch nicht alles, was euch erwartet.. Folgt einfach dem Link und denkt daran: Es basiert alles auf echter Wissenschaft, sogar die unheimlichen Stellen. Ich wünsche euch ein sicheres und fröhliches Halloween!

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Angst und Schrecken: Die Monde des Mars

Der Planet Mars mit seinen Monden Phobos und Deimos.

Kompositbild-Credit und -Rechte: Dennis Simmons

Beschreibung: Am Abend vor Allerheiligen lauern Angst und Schrecken an eurem Nachthimmel, auch bekannt als Phobos und Deimos, die Monde des Mars. Die Marsopposition 2020 fand am 13. Oktober statt, daher geht der Rote Planet immer noch kurz nach Sonnenuntergang auf. Zu Halloween steht sein seltsames gelbliches Leuchten am Himmel in der Nähe des Vollmondes und überstrahlt die anderen Sterne während der ganzen Nacht.

Die beiden winzigen Marsmonde sind sehr blass und kreisen auf engen Bahnen, daher sind sie sogar mit einem kleinen Teleskop schwer erkennbar. Ihr findet sie jedoch auf diesem genau beschrifteten Kompositbild. Das überbelichtete Leuchten des Planeten wurde reduziert. Die Umlaufbahnen des inneren Mondes Phobos und des äußeren Mondes Deimos wurden über diese digital kombinierten Bilder vom 6. Oktober gelegt.

Der Astronom Asaph Hall entdeckte die winzigen Marsmonde im August 1877 mit dem 26-Zoll-Alvan-Clark-Refraktor „Great Equatorial“ am US-Marineobservatorium.

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Der Ghul in IC 2118

Der Geisternebel, ein Teil des Hexenkopfnebels, liegt im Reflexionsnebel IC 2118 im Sternbild Orion.

Bildcredit und Bildrechte: Casey Good/Steve Timmons

Beschreibung: Die Inspiration für dieses Teleskop-Porträt stammt vom Abend vor Allerheiligen, es zeigt eine kosmische Wolke mit einem schaurigen Gesicht. Die interstellare Szene liegt in der staubhaltigen Weite des Reflexionsnebels IC 2118 im Sternbild Orion.

IC 2118 ist ungefähr 800 Lichtjahre von eurer Nachbarschaft entfernt, er schwebt in der Nähe des hellen, bläulichen Sterns Rigel am Fuß von Orion. Wegen seiner Erscheinung in einem größeren Sichtfeld wird er häufig als Teil des Hexenkopfnebels erkannt. Derzeit geht er vor der Geisterstunde auf.

Die hier erkennbare geisthafte Erscheinung mit Augen in Form gezackter Sterne scheint mit einen Arm zum heißen Überriesenstern in Orion zu zeigen. Rigel, die Lichtquelle für IC 2118, Rigel liegt links oben außerhalb des Bildes.

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Reflexionen des Geisternebels

VdB 141 oder Sh2-136 wird auch Geisternebel genannt, er ist größer als zwei Lichtjahre und 1200 Lichtjahre entfernt.

Bildcredit und Bildrechte: Bogdan Jarzyna

Beschreibung: Springen euch aus diesem interstellaren Sichtfeld aus Sternen und Staub Gestalten entgegen? Die glitzernde Weite ist voller blasser Wolken, die Sternenlicht reflektieren, und die im königlichen Sternbild Kepheus durch die Nacht treiben.

Diese spukhaften Erscheinungen lauern weit von eurer Nachbarschaft auf dem Planeten Erde entfernt – etwa 1200 Lichtjahre von hier in der Ebene der Milchstraße am Rand des Kepheus-Flare-Molekülwolkenkomplexes.

VdB 141 oder Sh2-136 wird auch Geisternebel genannt, er ist größer als zwei Lichtjahre und heller als die anderen spukhaften Schimären. Im Bild ist er unten zu sehen. Im Reflexionsnebel befinden sich die verräterischen Zeichen dichter Kerne, die in einem frühen Stadium der Sternbildung kollabieren.

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Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Auf dieser Simulation des Hayden Planetariums scheint Dunkle Materie im Universum häufiger vorzukommen als baryonische Materie.

Illustrationscredit und -rechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Beschreibung: Spukt es in unserem Universum? Auf dieser Karte Dunkler Materie scheint es so. Die Gravitation unsichtbarer Dunkler Materie ist die führende Erklärung dafür, warum Galaxien so schnell rotieren, warum Galaxien auf ihren Bahnen in Galaxienhaufen so schnell sind, warum Gravitationslinsen Licht so stark ablenken und warum sichtbare Materie so verteilt ist, wie wir das beobachten – sowohl im lokalen Universum als auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Dieses Bild aus der schon älteren Weltraumschau „Dunkles Universum“ des Hayden Planetariums im Amerikanischen Museum für Naturgeschichte zeigt ein Beispiel, wie die alles durchdringende Dunkle Materie im Universum spuken könnte. Auf diesem Bild aus einer detailreichen Computersimulation sind schwarz abgebildete komplexe Fasern aus Dunkler Materie wie Spinnweben im Universum verteilt, während die relativ seltenen Klumpen aus vertrauter baryonischer Materie orange gefärbt sind. Diese Simulationen passen gut zu astronomischen Beobachtungen.

Eine vielleicht noch beängstigendere Wende der Ereignisse ist, dass Dunkle Materie – obwohl ziemlich seltsam und eine unbekannte Form – nicht mehr als seltsamste Quelle der Gravitation im Universum gilt. Diese Ehre gebührt der Dunklen Energie, einer gleichförmigeren Quelle abstoßender Gravitation, die nun anscheinend die Ausdehnung des gesamten Universums kontrolliert.

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