Die Sonne betrachten

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Bildcredit und Bildrechte: Steven Gilbert

Haben Sie in letzter Zeit einmal über Ihren Heimatstern nachgedacht? Dieses Bild zeigt die Sonne, die oben links teilweise vom Mond verdeckt wird – und deren untere Sichel von den Erdlingen verdeckt wird, die die Sonnenfinsternis beobachten. Diese Ansammlung von Silhouetten wurde 2012 in der Glen Canyon National Recreation Area in der Nähe von Page in Arizona (USA) aufgenommen, wo Parkranger und Astronomen den interessierten Zuschauern das ungewöhnliche Ereignis näherbrachten.

Zudem erkennt man auf der Sonnenscheibe, direkt rechts unter der dunklen Mondscheibe, eine schwache Gruppe Sonnenflecken.

Diese Woche gibt es wieder eine Sonnenfinsternis. Sie bietet vielen Menschen im Nordosten Nordamerikas, in Europa, und im Nordwesten von Afrika eine neue Gelegenheit, die Sonne teilweise verfinstert zu betrachten. Auf einem schmalen Streifen auf der Erde, der von Grönland bis Portugal verläuft, erlebt man sogar eine totale Sonnenfinsternis.

Offen bleibt die Frage, ob man während der Totalität Sternschnuppen der Perseïden sieht, die gerade den Höhepunkt erreichen.

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Messier-Moment für Tempel 2

Foto des sternenübersähten Himmels, auf dem lins ein grüner, verwaschener Fleck steht, von dem ein schwacher, verwaschener Streif nach rechts zieht. Am Ende des Streifs steht eine Kugel dicht gepackter, lichtschwacher Sterne, die ähnlich groß wie der grüne Fleck ist.
Bildcredit und Bildrechte: Dan Bartlett

Was ist hier kein Komet? Ihr habt es erraten: Das Objekt rechts ist ein Kugelsternhaufen. Links im Bild seht ihr die diffuse, grünliche Koma des periodischen Kometen 10P/Tempel 2.

Der Kugelsternhaufen ist Messier 30, auch bekannt als M30. Er ist der 30. Eintrag in Charles Messiers Katalog von Objekten, die keine Kometen sind. Dieser bekannte Astronom des 18. Jahrhunderts stellte eine Liste der Objekte auf, die er beobachtete. Er notierte solche, die relativ zu den Hintergrundsternen still standen. Sie konnten dann nicht die Kometen sein, die er suchte. Heute ist seine Liste der berühmte Messier-Katalog von Nebeln und Sternhaufen.

So hätte auch der berühmte Kometenjäger hier die richtige Antwort gefunden. Allerdings hätten in seinem Teleskop 10P/Tempel 2 und der ferne Sternhaufen ähnlich lichtschwach und verwaschen ausgesehen.

Dieses mit einem heutigen Teleskop aufgenommene Bild entstand am 29. Juli. Es zeigt den periodischen Kometen Tempel 2, als dieser am Himmel nah am M30 vorbeizog. Es sieht so aus als würde der schwache, schmale Staubschweif des periodischen Kometen den Kugelsternhaufen aufspießen. Allerdings ist Tempel 2 gerade einmal 3,5 Lichtminuten von der Erde entfernt. Messier 30 hingegen liegt in einer Entfernung von 28.000 Lichtjahren.

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Rubins COSMOS-Feld

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Bildcredit und Bildrechte: NSFDOE Vera-C.-Rubin-Observatorium/NOIRLab/SLAC/AURA; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Im Mittelteil dieses Bildes vom NSF-DOE Vera C. Rubin Observatorium in Chile sind mehr als eine halbe Million Galaxien zu sehen. Es handelt sich um das COSMOS-Feld, einen Himmelsausschnitt, der um ein Vielfaches größer ist als der Vollmond und erstmals vom Hubble-Weltraumteleskop beobachtet wurde.

Mittlerweile wurde es auch vom JWST und anderen Teleskopen ins Visier genommen. Da es vergleichsweise wenige helle Sterne aus unserer eigenen Galaxie enthält, bietet es einen relativ ungehinderten Blick auf andere Galaxien außerhalb der Milchstraße.

Die äußeren Felder, nummeriert von 1 bis 10, zeigen vergrößerte Ansichten der entsprechenden kleinen Bereiche, die im mittleren Feld hervorgehoben sind. Die Vielfalt der Galaxienformen und -größen ist erstaunlich. Einige von ihnen sind so weit entfernt, dass ihr Licht Milliarden von Jahren unterwegs war, bevor es die Erde erreichte.

Rubin wird im Rahmen seines auf zehn Jahre angelegten „Legacy Survey of Space and Time“ alle paar Tage zum COSMOS-Feld zurückkehren. Dies wird einen dynamischen Einblick in das COSMOS-Feld ermöglichen und zeigen, wie sich der Himmel im Laufe der Zeit verändert.

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Das neue, schärfste Bild der Sonne zeigt Instabilität

Gelbe, glatte Flächen sind stark zerfurcht von dunklen braunen Wirbeln. Es sind Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten.
Bildcredit und Bildrechte: NSFNSOAURAMPSInouye Telescope

Was zeigt uns das neue schärfste Bild unserer Sonne? Instabilität. Genauer gesagt: Es zeigt einen ganz bestimmten interaktiven Prozess namens Kelvin-Helmholtz-Instabilität (KHI). Diese Instabilität erzeugt Wellen und Wirbel, wenn zwei Strömungen aneinander vorbeifließen. In diesem Fall sind das veränderliche Ströme im magnetischen Plasma der Sonne.

Schon lange vermutete man Strudel und Ströme der KHI auf der Sonne. Jetzt konnten wir sie endlich in dieser dramatischen Aufnahme in hoher Auflösung nachweisen. Das Bild wurde soeben veröffentlicht. Es wurde mit dem Sonnenteleskop Inouye auf Hawaii in den USA aufgenommen. Das gelbe Falschfarbenbild ist eigentlich blau. Es ist das am höchsten aufgelöste Bild der Sonne im sichtbaren Licht.

Der Bildausschnitt ist etwa so groß wie die Erde. Doch die feinsten Details sind nur so breit wie eine Stadt. Wir sehen glatte Oberflächen in der körnigen Struktur der Sonne, die wir als Granulen bezeichnen. An den Rändern der blumenartigen Strukturen liegen zahlreiche KHI-Wirbel. Zukünftige Forschung könnte erklären, wie diese Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten Energie und Magnetfelder bewegen. Vielleicht heizen sie sogar die Korona der Sonne auf.

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Speichen in Saturns B-Ring

Auf Saturns Ringen wandern Schatten vor und zurück, die es so eigentlich nicht geben dürfte. Wir sehen die Ringe seitlich, die Cassini-Teilung ist ein markanter Spalt.
Videocredit und -rechte: Brad Croslin; Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Lasst euch nicht von Saturns gespenstischen Speichen erschrecken! Heute zeigen wir einen Zeitraffer von Saturn und seinen Ringen, der fast zwei Stunden zusammenfasst. Er läuft vorwärts und rückwärts in einer Schleife. Ein Tag auf dem Saturn dauert nur 10 Stunden. Daher decken zwei Beobachtungsstunden schon einen beträchtlichen Teil seiner Rotation ab.

Wenn ihr genau hinschaut, erscheint ein unheimlicher Schatten, während sich Saturns B-Ring dreht, und verschwindet wieder. Die Sonden Voyager 2, Cassini und Hubble beobachteten viele Jahrzehnte die Ringe. Dabei zeigte sich, dass sich das Erscheinungsbild von Saturns Speichen mit den Jahreszeiten verändert.

Saturns Rotationsachse ist zu seiner Umlaufbahn um die Sonne geneigt, wie auch die der Erde. Wenn auf Saturn Tag-und-Nacht-Gleiche (Äquinoktium) ist, sind die Ringe weniger stark zur Sonne geneigt. Dadurch fällt das Sonnenlicht in einem flacheren Winkel auf die Ringe.

Vielleicht entstehen Saturns Speichen aus elektrisch geladenem Staub und Eis, den elektromagnetische Kräfte vorübergehend über die Ringe hinausschleudern. Genaues weiß man nicht. Doch folgende Dinge beeinflussen vielleicht das Plasma der Ringe und die Ladungsumgebung: Veränderliche UV-Beleuchtung, Einschläge von Meteoroiden oder indirekte Effekte von Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind und dem Magnetfeld des Planeten.

Hinweis: Der Originaltext wurde überarbeitet.

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Kometenartige Knoten im Helixnebel

Das Bild zeigt Knoten aus Staub und Gas im Helixnebel so detailreich wie nie zuvor. Die Knoten erinnern entfernt an Kometen oder kleine, braune Blasen mit Schweifen, die nach unten gerichtet sind.
Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, JWST; Bearbeitung: A. Pagan (STScI)

Wie entstehen die ungewöhnlichen Knoten aus Gas und Staub in planetarischen Nebeln? Solche Knoten findet man auch im Ringnebel, im Hantelnebel und in NGC 2392. Sie wurden zunächst nicht vorhergesagt. Wir verstehen ihre Entstehung noch nicht gut.

Das Bild zeigt einen Teil des Helixnebels. Es entstand mit dem Weltraumteleskop James Webb im Infrarotlicht und zeigt viele Details. Die Knoten erinnern an Kometen. Sie haben circa dieselbe Masse wie die Erde. Doch sie sind typischerweise mehrere Male größer als Plutos Umlaufbahn.

Es gibt eine Hypothese, wie die Knoten entstanden sind und wie sie zerteilt wurden. Sie besagt, dass der Stern, der im Zentrum vergeht, einen sehr energiereichen Sternenwind mit geringer Dichte verströmt. Dieser Wind treibt dichteres Gas, das schon zuvor da war, nach außen.

Der Helixnebel ist ein Beispiel eines planetarischen Nebels in unserer Nähe. So ein Nebel entsteht, wenn die Existenz eines sonnenähnlichen Sterns zu Ende geht. Der Helixnebel hat die Katalogbezeichnung NGC 7293. Er ist etwa 650 Lichtjahre entfernt und liegt im Sternbild Wassermann (Aquarius).

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Meteor verdampft und zieht eine Spur im Eidechsen-Nebel

Eine helle Spur zischt quer durchs Bild. Dahinter leuchten blasse rote Nebelwolken am sternklaren Himmel im Sternbild Eidechse.
Bildcredit und Bildrechte: Tom Burnett

Was passiert mit diesem Meteor? Die helle Meteorspur tauchte blitzschnell auf und verschwand wieder, während eine lang belichteten Aufnahme des großen Eidechsen-Nebels entstand. Der Eidechsen-Nebel leuchtet mitten im Bild in blassem Rot. Er liegt nahe beim Zentrum der Milchstraße.

Der Meteoroid war vermutlich ein kleiner Stein. Er leuchtete auf, weil er die umgebende Luft der Erdatmosphäre aufheizte und anregte. Dabei verdampfte er und hinterließ Gas und Staub, das der Wind verwehte. Die Farben des Nebels liefern Hinweise, woraus er bestand. Das Bild entstand letzten Monat an den Death-Valley-Observatorien in Nevada (USA).

Dieser Monat eignet sich besonders gut, um Meteore zu sehen. Aktuell sind drei Meteorströme aktiv, doch sie wetteifern derzeit mit dem Licht des hellen Dreiviertelmondes um Sichtbarkeit. Die Perseïden sind der aktivste dieser Ströme. Sie erreichen den Höhepunkt in etwa 10 Tagen. Dann ist der Mond sehr viel dunkler. Dieses Jahr fällt der Höhepunkt der Perseïden nämlich nicht nur fast genau auf Neumond. An manchen Orten gibt es sogar eine totale Sonnenfinsternis.

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Feuerregenbogen über West Virginia

Am blauen Himmel leuchten Faserwolken wie ein Regenbogen. Unten ragen die Kronen von Bäumen ins Bild, weiße Wolken und Kondensstreifen von Flugzeugen ziehen über den Himmel.
Bildcredit und Bildrechte: Christa Harbig

Was passiert mit dieser Wolke? Die ferne Federwolke (Cirre) enthält Eiskristalle, sie verhalten sich wie kleine, schwebende Prismen. Informell nennt man die Erscheinung Feuerregenbogen, weil sie flammenartig wirkt. Offiziell nennt man sie Zirkumhorizontalbogen. Er verläuft parallel zum Horizont.

Einen Feuerregenbogen sieht man nur, wenn die Sone mindestens 58 Grad hoch am Himmel steht und darunter Federwolken schweben. In diesem Fall war es eine Faserwolke (Fibratus). Die vielen flachen sechsseitigen Eiskristalle in der Federwolke brechen das Sonnenlicht gemeinsam auf homogene Art und Weise. Dazu müssen sie waagrecht ausgerichtet sein.

Zirkumhorizontalbögen sieht man nur selten. Dieser Feuerregenbogen wurde 2021 fotografiert, und zwar nahe beim North Fork Mountain. Er steht in West Virginia in den USA.

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