Schlagwort: Infrarot

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Titan sehen

Sieben Bilder des Mondes Titan. In der Mitte als gelblich-verwaschene Scheibe. Außenrum als Kugel mit vielen Oberflächendetails, gesehen aus sechs verschiedenen Richtungen.
Bildcredit: VIMS Team, Univ. Arizona, U. Nantes, ESA, NASA

Eine dichte Atmosphäre verhüllt die Oberfläche des größten Saturnmonds Titan. Deswegen ist sie sehr schwierig zu sehen. In der oberen Atmosphäre von Titan schweben kleine Teilchen. Sie bilden einen fast undurchdringlichen Nebel. Er streut sichtbares Licht und verbirgt Details auf der Oberfläche vor neugierigen Blicken.

Titans Oberfläche lässt sich im Infraroten besser beobachten. Infrarote Strahlung wird schwächer gestreut und die Atmosphäre verschluckt weniger davon. In der Mitte seht ihr ein Bild von Titan im sichtbaren Licht. Außen sind sechs Bilder des Mondes in Infrarot angeordnet. Sie zeigen den Mond in Falschfarben.

Die Bilddaten in Infrarot wurden 13 Jahre lang mit dem Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) aufgenommen und einheitlich bearbeitet. VIMS ist ein Spektrometer, das Karten im sichtbaren und infraroten Licht erstellt. Es befand sich an Bord der Raumsonde Cassini, die Saturn von 2004 bis 2017 umrundete.

Für das Jahr 2027 plant die NASA eine revolutionäre Quadrocopter-Mission zu Titan.

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Webb zeigt den Cranium-Nebel

Ein Sternenfeld umgibt einen Nebel, der an ein Gehirn erinnert. Im Inneren des blauen äußeren Ovals liegt eine helle Nebelwolke.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI; Bearbeitung: J. DePasquale (STScI)

Was geht diesem Nebel durch den Kopf? Er heißt Cranium-Nebel, weil er einem menschlichen Gehirn ähnelt. Seine Entstehung ist ein Rätsel. Der Cranium-Nebel trägt auch die Bezeichnung PMR 1.

Einer Idee nach ist er ein planetarischer Nebel um einen Weißen Zwerg. Der einst sonnenähnliche Stern stieß demnach seine äußere Atmosphäre ab. Das geschah, als ihm der Brennstoff für die Kernfusion ausging und der Stern in sich zusammenfiel. Eine andere Theorie besagt, dass der zentrale Stern viel mehr Masse hat. Vielleicht ist er ein Wolf-Rayet-Stern. Dieser stößt mit seinen turbulenten Sternwinden Gas und Staub aus. Die dunkle, vertikale Teilung und die dünne äußere Hülle aus Gas machen all das noch mysteriöser.

Das Webb-Weltraumteleskop nahm dieses Bild im mittleren Infrarotbereich auf. Das zweite Bild, das ihr als Rollover seht, entstand im nahen Infrarot. Das System erinnert an ein Hirn. Es wird weiterhin beobachtet. Das könnte klären, ob es still und leise verschwindet oder ob es in vielen Jahren als Supernova explodiert.

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Webb und Hubble zeigen IC 5332

Die Galaxie IC 5332 wurde vom Weltraumteleskop James Webb abgebildet. Das Bild ist von einer alternativen Ansicht in sichtbarem Licht überlagert. Man sieht sie, wenn man den Mauspfeil über das Bild schiebt. (Smartphones: Link im Text)

Bildcredit: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Lee und die Teams PHANGS-JWST und PHANGS-HST; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Wie sieht das Universum durch eine Infrarot-Brille aus? Unsere Augen nehmen nur sichtbares Licht wahr. Doch Astronom*innen wollen mehr sehen. Das heutige APOD zeigt die Spiralgalaxie IC 5332. Sie wurde von zwei NASA-Weltraumteleskopen aufgenommen: Webb zeigt sie im mittleren Infrarotbereich, Hubble bildete sie im ultravioletten und sichtbaren Licht ab. Schiebt den Mauspfeil über das Bild (oder folgt diesem Link), dann könnt ihr die beiden Ansichten aus dem Weltraum vergleichen.

An Bord von Webb befindet sich das Mid InfraRed Instrument (MIRI). Es muss bei einer extrem frostigen Temperatur von -266 °C betrieben werden, sonst würde es die Infrarotstrahlung messen, die das Teleskop selbst abstrahlt.

Das Hubble-Bild betont die Spiralarme der Galaxie. Sie sind durch dunkle Regionen voneinander getrennt. Das Webb-Bild offenbart dagegen eine feinere, stärker verflochtene Struktur. Interstellarer Staub streut und absorbiert das Licht der Sterne in der Galaxie. Das führt zu den dunklen Staubspuren im Hubble-Bild. Doch derselbe Staub strahlt Wärme im Infrarotlicht ab. Daher leuchtet er auf dem Bild von Webb.

Astronom*innen kombinieren die Beobachtungen der beiden Teleskope. Damit bringen sie die „kleinen Maßstäbe“ von Gas und Sternen in Beziehung mit den wirklich großen Dimensionen der Struktur und der Entwicklung von Galaxien.

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Weltraumteleskop Webb zeigt Jupiter

Jupiter im Infrarotlicht, aufgenommen vom Weltraumteleskop James Webb. Manche von Jupiters Wolken sind ungewöhnlich gefärbt, zum Beispiel der große Rote Fleck, ein Ring, mehrere Monde und ein helles Polarlicht.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Jupiter-ERS-Team; Bearbeitung: Ricardo Hueso (UPV/EHU) und Judy Schmidt

Diese Infrarot-Ansicht von Jupiter von Webb ist erhellend. Das Weltraumteleskop James Webb machte hoch aufgelöste Infrarotbilder von Jupiter. Sie zeigen die Unterschiede zwischen hellen Wolken hoch oben – dazu gehört auch der große Rote Fleck – und dunklen, tief liegenden Wolken.

Darüber hinaus zeigt dieses Bild von Webb auch Jupiters Staubring, helle Polarlichter und die Monde Amalthea und Adrastea. Das Magnetfeld des stark vulkanischen Mondes Io lenkt elektrisch geladene Teilchen auf Jupiter. Ein Indiz dafür sieht man im südlichen Polarlicht-Oval. Einige Objekte sind so hell, dass das Licht an Webbs Optik merklich abgelenkt wird und Streifen entstehen.

Das Webb-Teleskop läuft in Erdnähe um die Sonne. Sein Spiegel hat einen Durchmesser von mehr als sechs Metern. Damit ist es das größte astronomische Teleskop, das je ins All startete. Seine Lichtsammelfläche ist sechsmal größer als die von Hubble.

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M104: Die Sombrero-Galaxie im Infrarotlicht

Ein rot leuchtender, scheinbar schwebender Ring umläuft eine bläulich leuchtende, transparente ovale Wolke. Vor dem schwarzen Hintergrund sind außerde, einzelne Lichtpunkt zu sehen.

Bildcredit: NASA, JPL, Caltech, SSC, R. Kennicutt (Steward Obs.) et al.

Dieser schwebende Ring ist so groß wie eine Galaxie. Er ist in der Tat eine Galaxie – oder zumindest ein Teil davon, denn er gehört zur fotogenen Sombrero-Galaxie. Sie ist eine der größten Galaxien im nahe gelegenen Virgo-Galaxienhaufen. Im sichtbaren Licht verfinstert das dunkle Staubband den mittleren Teil der Sombrero-Galaxie. Im Infrarotlicht leuchtet es hell.

Dieses Bild wurde digital nachgeschärft. Es zeigt dieses Infrarotleuchten. Das Weltraumteleskop Spitzer hat es vor kurzem aufgenommen. Ihr seht es hier zusammen mit einem Falschfarben-Bild des NASA-Weltraumteleskops Hubble im sichtbaren Licht.

Die Sombrero-Galaxie hat die Katalogbezeichnung M104. Ihr Durchmesser beträgt rund 50.000 Lichtjahre. Sie ist etwa 28 Millionen Lichtjahre von und entfernt. Ihr könnt M104 mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Jungfrau beobachten.

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Apep: Webb zeigt ungewöhnliche Staubhüllen

Mitten im Raum sind seltsame, teils spiralförmige Staubhüllen. Die äußeren Hüllen sind dunkelrot, innen sind die Hüllen gelb-orangefarben. Ihre Regelmäßigkeit ist sehr auffällig.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, JWST; Forschung: Y. Han (Caltech), R. White (Macquarie U.); Bildbearbeitung: A. Pagan (STScI)

Wie entstand diese ungewöhnliche Skulptur mitten im Raum? Durch Sterne. Das seltsame System aus Wirbeln und Hüllen ist als Apep bekannt. Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA beobachtete das System im Jahr 2024 beispiellos genau im Infrarotlicht.

Die Beobachtungen deuten an, dass die ungewöhnliche Form von zwei massereichen Wolf-Rayet-Sternen stammt. Diese umkreisen sich alle 190 Jahre. Bei jeder Annäherung stoßen sie eine neue Hülle aus Staub und Gas aus. Die Löcher in den Hüllen entstehen vermutlich durch einen dritten Stern, der sie umkreist.

Dieser stellare Staubtanz dauert wahrscheinlich noch Hunderttausende Jahre. Er endet wohl erst, wenn einer der massereichen Sterne den Kernbrennstoff in seinem Inneren verbraucht hat. Dann explodiert er als Supernova. Das kann es auch zu einem Ausbruch an Gammastrahlen führen.

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Ein langes Sturmsystem auf Saturn

Die orangefarbene Kugel mit weißem Äquator ist der Planet Saturn. Seine Ringe sind die dünne, waagrechte blaue Linie in der Mitte. Darunter sind die markanten Schatten der Ringe zu sehen. Oben verläuft ein langes Sturmsystem mit vielen Wirbeln.

Bildcredit: NASA, JPL, ESA, Cassini-Bildgebungsteam, SSI

Es war einer der ausgedehntesten und langlebigsten Stürme, die je in unserem Sonnensystem aufgezeichnet wurden. Diese Wolkenformation auf Saturns Nordhalbkugel wurde Ende 2010 entdeckt. Der Sturm war von Beginn an größer als die Erde. Bald umspannte er den gesamten Planeten. Er wurde nicht nur von der Erde aus beobachtet. Die NASA-Sonde Cassini war zu dieser Zeit im Orbit um Saturn und lieferte Nahaufnahmen der Sturmwolken.

Das Bild wurde im Infrarot aufgenommen. Hier ist es in Falschfarben dargestellt. Wolken in tiefen Schichten der Atmosphäre sind in Orange gefärbt. Hellere Farben weisen auf hoch liegende Wolken hin. Die Saturnringe sind fast genau von der Kante aus zu sehen. Sie erscheinen als dünne blaue Linie. Die gebogenen dunklen Bänder sind die Schatten der Ringe, die das Sonnenlicht auf die oberen Wolkenschichten wirft.

Blitze in dem Wettersystem erzeugten ein Rauschen in Radiowellen. Man vermutet, dass dieser heftige Sturm mit dem Frühlingsbeginn im Norden Saturns zusammenhängt. Nachdem der Sturm länger als sechs Monate lang gewütet hatte, umspannte er den ganzen Planeten. Schließlich versuchte er sein eigenes Ende zu überholen. Das führte überraschenderweise zu seiner langsamen Auflösung.

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IRAS 04302: In der Schmetterlingsscheibe entsteht ein Planet

Der Nebel im Bild erinnert an einen Schmetterling. In der Mitte ist ein Staubring, den wir von der Kante sehen. Im Bild sind mehrere Galaxien verteilt, die größte davon ist links unten.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Webb; Bearbeitung: M. Villenave et al.

Dieser Schmetterling kann Planeten bilden. Die Nebelwolke, die sich vom Stern IRAS 04302+2247 ausbreitet, sieht aus wie die Flügel eines Schmetterlings, während der vertikale braune Streifen in der Mitte wie der Körper des Schmetterlings aussieht. Doch zusammen deuten sie auf ein aktives System hin, in dem Planeten entstehen.

Dieses Bild wurde kürzlich vom Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht aufgenommen. Die vertikale Scheibe im Bild ist dicht mit Gas und Staub gefüllt. Daraus entstehen Planeten. Die Scheibe verdeckt das sichtbare und (fast) das gesamte Infrarotlicht des Zentralsterns, sodass man einen guten Blick auf den umgebenden Staub hat, der das Licht reflektiert.

In den nächsten Millionen Jahren spaltet sich die Staubscheibe wahrscheinlich durch die Schwerkraft neu entstandener Planeten in Ringe auf. Und in einer Milliarde Jahren löst sich das verbleibende Gas und der Staub wahrscheinlich auf. Dann bleiben hauptsächlich die Planeten übrig – wie in unserem Sonnensystem.

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