Monat: November 2011

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Die orangefarbene Sonne sickert

Bildcredit und Bildrechte: Bruno Sánchez-Andrade Nuño et al. (IAG und MPS, NRL)

Die Oberfläche der Sonne verändert sich ständig. Dieser Film zeigt, wie die Oberfläche der Sonne in nur einer Stunde sickert. Die Photosphäre der Sonne hat Tausende Beulen, sie werden als Granulen bezeichnet. Üblicherweise hat sie auch ein paar dunkle Senken, sogenannte Sonnenflecken.

Dieser Zeitrafferfilm zeigt den Sonnenfleck 875 in der Mitte. Er wurde 2006 vom Vacuum Tower Telescope auf den spanischen Kanarischen Inseln aufgenommen. Mit einer adaptiven Optik wurden Details mit einem Durchmesser von weniger als 500 Kilometern aufgelöst.

Jede der vielen Granulen ist so groß wie ein Kontinent auf der Erde, aber viel kurzlebiger. Eine Granule ändert ihre Form in nur einer Stunde und kann in diesem Zeitraum sogar völlig verschwinden. Heißer Wasserstoff steigt in der hellen Mitte einer Granule auf, kühlt ab und sinkt am dunklen Granulenrand in die Sonne zurück.

Dieser und ähnliche Filme erlauben Studierenden und Sonnenforschenden, die Entwicklung von Granulen und Sonnenflecken zu untersuchen. Dabei wollen sie herausfinden, wie magnetische Sonnenfleckenregionen mächtige Sonnenfackeln auswerfen.

Vor wenigen Tagen rotierte die größte Sonnenfleckengruppe der letzten Jahre auf die sichtbare Seite der Sonne.

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GK Persei: die Nova von 1901

Mitten im Bild leuchtet ein rötlicher bruchstückhafter Nebel mit einem hellen Stern in der Mitte.

Bildcredit und Bildrechte: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, Universität von Arizona

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde GK Persei kurz einer der hellsten Sterne am Himmel des Planeten Erde. Das Ereignis ist heute als Nova Persei 1901 bekannt. Dieses aktuelle Komposit aus zwei Bildern entstand in den Jahren 2003 und 2011. Es zeigt die Auswürfe der Explosion, die allgemein Feuerwerksnebel genannt wird. Die Auswürfe breiten sich weiterhin in den Weltraum aus.

Die Bilder sind Teil eines Zeitraffervideos, das die Ausdehnung des Nebels im Lauf der letzten 17 Jahre zeigt. Der Nebel ist zirka 1500 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von immer noch etwas weniger als einem Lichtjahr.

GK Per und ähnliche kataklysmische Veränderliche, die als klassische Novae bekannt sind, werden als Doppelsternsysteme verstanden. Sie bestehen aus einem kompakten Weißen Zwergstern und einem aufgeblähten, kühlen Riesenstern, die in geringem Abstand umeinander kreisen. Vom Riesenstern verläuft ein Materiefluss über eine Akkretionsscheibe zur Oberfläche des Weißen Zwergs. Ab einer gewissen Menge wird ein thermonuklearer Ausbruch ausgelöst. Dabei wird die stellare Materie in den Raum gesprengt, ohne den Weißen Zwerg zu zerstören.

Das GK-Per-System hat eine Umlaufperiode von 2 Tagen und erzeugte in den letzten Jahren einige viel kleinere Ausbrüche.

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NGC 3628 von der Kante

Die Galaxie im Bild ist von der Kante sichtbar, sie wirkt fluffig und aufgebauscht. In der Mitte verläuft ein orangebrauner Staubwulst über eine gelblich leuchtende galaktische Ebene, außen ist sie von einem blauen Nebel umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Stephen Leshin

Scharfe Teleskopbilder der prächtigen Spiralgalaxie NGC 3628 zeigen eine flauschige galaktische Scheibe, die von der Kante sichtbar ist. Sie wird von dunklen Staubbahnen geteilt. Ihr Aussehen erinnert an ihren landläufigen Namen Hamburgergalaxie.

NGC 3628 ungefähr 100.000 Lichtjahre groß. Sie ist 35 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Löwe. Ihre Nachbarschaft im lokalen Universum teilt sie sich mit zwei älteren großen Spiralgalaxien. Die ganze Gruppe ist auch als Leo-Galaxientriplett bekannt.

Wechselwirkungen durch Gravitation mit ihren kosmischen Nachbarn führten wohl zu der ausgefransten, gekrümmten Wölbung der Spiralscheibe. Sie ist von jungen, blauen Sternhaufen und verräterisch rosigen Sternbildungsregionen umgeben.

Auch ein zarter Gezeitenschweif aus Materie verläuft von der detailreich abgebildeten Galaxie nach links oben. Der Materieschweif ist kaum erkennbar. Wahrscheinlich ist er ebenfalls das Ergebnis vergangener naher Begegnungen.

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IC 59 und IC 63 in der Kassiopeia

Hinter bungen Sternen leuchtet ein violetter Nebel, der an spukende Geister erinnert.

Bildcredit und Bildrechte: Ken Crawford (Rancho Del Sol Obs.)

Die hellen Ränder und fließenden Formen erinnern an schmelzende Eiscreme in kosmischen Größenordnungen. Wenn man zum Sternbild Kassiopeia blickt, zeigt die farbige, vergrößerbare Himmelslandschaft die zurückgefegten, kometenartigen Wolken IC 59 (links) und IC 63.

Die Wolken sind etwa 600 Lichtjahre entfernt und schmelzen eigentlich nicht, sondern lösen sich langsam auf, weil sie der ionisierenden, ultravioletten Strahlung des heißen leuchtstarken Sterns γ Cas ausgesetzt sind.

Gamma Cassiopeiae ist physisch nur 3-4 Lichtjahre von den Nebeln entfernt. Er liegt knapp außerhalb des rechten oberen Bildrandes. IC 63 ist Gamma Cassiopeiae sogar etwas näher. Dieser Nebel ist von rotem H-alpha-Licht bestimmt. Dieses Licht wird abgestrahlt, wenn ionisierte Wasserstoffatome sich wieder mit Elektronen verbinden.

IC 59 ist weiter vom Stern entfernt. Er strahlt weniger H-alpha-Licht ab. Stattdessen zeigt er mehr von der charakteristischen blauen Färbung von Sternenlicht, das von Staub reflektiert wird. Das Sichtfeld ist etwa 1 Grad breit. In der geschätzten Entfernung von Gamma Cassiopeiae und seiner Freunde sind das 10 Lichtjahre.

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NGC 7380: Der Hexernebel

Der rote Nebel mitten im Bild erinnert an eine geöffnete Höhle oder Blume. Im Bild sind zarte Sterne verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Rolf Geissinger

Welche Kräfte wirken im Hexernebel? Gravitation, die stark genug ist, um Sterne, Sternenwinde und Strahlung zu bilden, die stark genug sind, um Türme aus Gas zu formen und wieder aufzulösen.

Der Hexernebel ist nur 8000 Lichtjahre entfernt und umgibt den offenen Sternhaufen NGC 7380. Das Zusammenspiel von Sternen, Gas und Staub schuf eine Form, die manche an einen mittelalterlichen Hexenmeister erinnert. Die aktive Sternbildungsregion ist etwa 100 Lichtjahre breit. Damit erscheint sie am Himmel größer als der Vollmond.

Der Hexernebel ist mit einem kleinen Teleskop im Sternbild des aithiopische König Kepheus zu sehen. Obwohl der Nebel vielleicht nur wenige Millionen Jahre bestehen bleibt, werden einige der entstehenden Sterne wohl länger leben als unsere Sonne.

Frage: Welche Form(en) erkennt ihr im Nebel?
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Hammer und Feder auf dem Mond

Bildcredit: Apollo 15-Besatzung, NASA

Wenn ihr einen Hammer und eine Feder gleichzeitig fallen lasst, was erreicht zuerst den Boden? Auf der Erde der Hammer. Doch ist der Grund dafür nur der Luftwiderstand?

Schon vor Galileo überlegten Forschende und führten einfache Experimente durch. Sie meinten, dass ohne Luftwiderstand alle Objekte gleich fallen müssten. Galileo testete dieses Prinzip und fand heraus, dass zwei schwere Bälle mit unterschiedlicher Masse gleichzeitig den Boden erreichen. Historiker bezweifeln, dass Galileo dieses Experiment im Schiefen Turm von Pisa in Italien durchführte, wie der Volksmund berichtet.

Ein gut geeigneter Ort, wo man das Äquivalenzprinzip ohne Luftwiderstand testen kann, ist der Erdmond. Daher ließ der Apollo-15-Astronaut David Scott 1971 einen Hammer und eine Feder gleichzeitig auf den Mondboden fallen. Tatsächlich erreichten Hammer und Feder gleichzeitig den Mondboden, genau wie Galileo, Einstein und andere vorhergesagt hatten.

Das hier demonstrierte Äquivalenzprinzip besagt, dass die Beschleunigung eines Objekts durch die Gravitation nicht von seiner Masse, Dichte, Zusammensetzung, Farbe, Form oder Ähnlichem abhängt. Das Äquivalenzprinzip ist in der modernen Physik so wichtig, dass seine Auswirkung noch heute untersucht wird.

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