Autor: Maria Pflug-Hofmayr

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Zwei Welten, eine Sonne

Zwei Bildfelder zeigen einen Sonnenuntergang auf der Erde (links) und auf dem Mars (rechts). Der Sonnenuntergang auf dem Mars wirkt sehr bläulich und ungewohnt.

Bildcredit und Bildrechte – linkes Bild: Damia Bouic; rechtes Bild: NASA, JPL-Caltech, MSSS; Digitale Bearbeitung: Damia Bouic

Wie sehr unterscheiden sich Sonnenuntergänge auf dem Mars und auf der Erde? Zum Vergleich wurden zwei Bilder unseres alltäglichen Sterns bei Sonnenuntergang fotografiert. Ein Bild entstand auf der Erde und eines auf dem Mars. Diese Bilder wurden auf die gleiche Winkegröße skaliert. Sie sind hier Seite an Seite dargestellt.

Ein kurzer Blick zeigt, dass die Sonne auf dem Mars kleiner wirkt als auf der Erde. Das ist einleuchtend, da der Mars 50% weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde. Noch auffälliger ist, dass der Sonnenuntergang auf dem Mars um die Sonne herum merklich bläulicher wirkt als die typischen orangen Farben um die untergehende Sonne auf der Erde. Der Grund für die blauen Farbtöne auf dem Mars ist nicht vollständig erklärbar. Er hängt vermutlich mit den Eigenschaften des Marsstaubs zusammen, der Licht nach vorne streut.

Der irdische Sonnenuntergang wurde im März 2012 im französischen Marseille fotografiert. Der Mars-Sonnenuntergang wurde letzten Monat von der robotischen NASA-Raumsonde Curiosity im Krater Gale auf dem Mars fotografiert.

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Der Himmel über dem Mauna Kea

Das Panorama blickt vom Gipfel des Mauna Kea nach Süden. Unten breitet sich eine Wolkendecke aus, oben ein fantastischer Himmel. Das Bild ist mit einer beschrifteten Version überlagert.

Bildcredit und Bildrechte: Shane Black Photography; überlagerte Beschreibung: Judy Schmidt

Wie ist es, wenn man auf dem Gipfel eines Vulkans steht und quer durchs Universum schaut? Wenn der Zeitpunkt passt, sieht man vielleicht so ein erstaunliches Panorama wie oben. Hier ist der Vulkan der Mauna Kea auf Hawaii. Der Zeitpunkt war eine klare Nacht letzten Sommer.

Das Panorama blickt nach Süden. Vorne liegt eine zerklüftete Landschaft, die mit Felsen übersät ist. Weiter außen reicht eine weiße Wolkendecke waagrecht bis zum Horizont. Sie trennt scheinbar Himmel und Erde. Links beleuchten Stadtlichter die Wolken und den Himmel. In der Mitte beleuchtet die orange leuchtende Lava in der Caldera des Kīlauea die Wolken von unten. Die dunkle Silhouette mitten am Horizont ist der Gipfel des hawaiianischen Vulkans Mauna Loa. Er ist noch weiter entfernt.

Über den Wolken leuchtet grünes Nachthimmellicht. Es entsteht, wenn die Sonne tagsüber die Luftmoleküle anregt. Rechts ist die helle Kugel des Mondes. Helles Zodiakallicht verläuft als diffuses Band von rechts nach oben. Das am weitesten entfernte dramatische zentrale Band unserer Milchstraße steigt scheinbar senkrecht vom Mauna Loa auf. In der Mitte steht die Person, die das Panorama beobachtete und fotografierte.

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MyCn18: Ein planetarischer Sanduhrnebel

Rote Ringe sind so angeordnet, dass sie an eine Sanduhr erinnern. In der Mitte ist ein Bereich, wo sie sich überschneiden. Dort leuchtet ein grünlicher Nebel, der stark an ein offenes Auge erinnert.

Bildcredit: R. Sahai und J. Trauger (JPL), WFPC2, HST, NASA

Dem Zentralstern im sanduhrförmigen planetarischen Nebel rinnt die Zeit davon. Die kurze, spektakuläre Schlussphase in der Existenz eines sonnenähnlichen Sterns tritt ein, wenn sein Kernbrennstoff aufgebraucht ist. Dann stößt er seine äußeren Schichten ab und sein Kern wird zu einem kühler werdenden Weißen Zwerg, der verblasst.

1995 fertigten Forschende mit dem Weltraumteleskop Hubble eine Bildserie des planetarischen Nebels an. Dabei entstand diese Aufnahme. Zarte Ringe aus farbigem leuchtendem Gas bilden die Umrisse der dünnen Wände der Sanduhr. Stickstoff ist rot, Wasserstoff ist grün und Sauerstoff ist blau dargestellt.

Die beispiellose Schärfe der Hubble-Bilder zeigt überraschende Details im Prozess, bei dem der Nebel ausgestoßen wird. Sie sollen die übrig gebliebenen Rätsel der komplexen Formen und Symmetrien planetarischer Nebel lösen.

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Trio Leo

Die drei Galaxien im Bild sind Spiralgalaxien im Sternbild Löwe, die eng beisammen stehen. Die Galaxie links unten ist von der Kante zu sehen, ihre Scheibe wirkt fluffig. Durch die Mitte verläuft ein dunkles Staubband.

Bildcredit und Bildrechte: Philippe Durville

Diese berühmte Gruppe ist das Leo-Triplett. Es sind drei prächtige Galaxien in einem engen Sichtfeld, sogar dann, wenn man sie mit kleineren Teleskopen fotografiert. Einzeln sind sie als NGC 3628 (links), M66 (rechts unten) und M65 (oben) bekannt.

Alle drei sind große Spiralgalaxien. Doch sie sehen einander nicht ähnlich, weil ihre galaktischen Scheiben in verschiedenen Winkeln zu uns zeigen. NGC 3628 ist von der Seite zu sehen. Ihre undurchsichtigen Staubstraßen schneiden durch die Ebene der Galaxie. Die Scheiben von M66 und M65 sind stark genug geneigt, dass wir ihre Spiralstruktur sehen.

Gravitations-Wechselwirkungen zwischen den Galaxien der Gruppe führten zu verräterischen Zeichen. Dazu zählt die gekrümmte, aufgeblähte Scheibe von NGC 3628. Außerdem sind die Spiralarme von M66 in die Länge gezogen.

Das Bild der Region ist am Himmel ungefähr ein Grad groß, also so breit wie zwei Vollmonde. Das Trio ist mehr als 500.000 Lichtjahre entfernt. Dort ist das Bildfeld mehr 30 Millionen Lichtjahre breit.

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Wenn Wega im Norden steht

Zwei Bilder zeigen, wie die Sterne am Himmel scheinbar um einen Stern kreisen. Links kreisen sie um den Polarstern. Rechts kreisen sie um den Stern Wega, der in 12.000 Jahren der Himmelsnordpol sein wird.

Bildcredit und Bildrechte: Miguel Claro | Dark Sky Alqueva

In nur ungefähr 12.000 Jahren ist Wega der Nordstern. Sie ist dann der hellste Stern nahe beim Himmelsnordpol unseres Planeten. Wenn ihr dann mit Kamera und Stativ den Nachthimmel lange belichtet, laufen die konzentrischen Bögen der Strichspuren um einen Punkt nahe beim Stern Wega, weil die Achse der Erde rotiert.

Derzeit steht praktischerweise der helle Polarstern nahe beim Himmelsnordpol. Doch das ändert sich, weil die Rotationsachse der Erde wie ein wackelnder Kreisel rotiert. Die Periode der Präzession dauert etwa 26.000 Jahre.

Eure Kamera steht aber jetzt bereit, und ihr möchtet nicht 12.000 Jahre warten, bis Wega unser Nordstern ist? Dann seht euch diese einfallsreiche Demonstration an. Die aktuellen Strichspuren sind links. Zum Vergleich zeigt das rechte Bild Strichspuren, die das Jahr 14.000 n. Chr. simulieren. Beide Bilder wurden im April im portugiesischen Lichtschutzgebiet Alqueva in Alentejo fotografiert.

Der Astronom Miguel Claro erzeugte Strichspuren der fernen Zukunft, die auf Wega zentriert sind, indem er die Rotation von zwei den Sternen nachgeführten Kameras kombinierte. So entstand die scheinbare Verschiebung des Himmelsnordpols der Erde. (Nachtrag: Dank an APOD-Leserinnen und -Leser. Sie wiesen darauf hin, dass die Wega als Polstern fast an derselben Position in der Landschaft steht, wo sich jetzt der Polarstern befindet).

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An der Grenze der Auflösung

Am Okular eines riesigen Teleskops steht ein Astronom. Er testet die neue adaptive Optik MagAO am Magellan-Clay-Teleskop am Las-Campanas-Observatorium mit dem Doppelsternsystem Alpha Centauri.

Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Las Campanas Observatory, Carnegie Institution)

Wolltet ihr immer schon einmal durch das Okular eines großen Teleskops im All sehen? Dabei hättet ihr einen scharfen Ausblick mit begrenzter Beugung. Beobachter auf der Erde plagt die Unschärfe der Atmosphäre. Davon befreit, wäre die Winkelauflösung nur durch die Wellenlänge des Lichts und den Durchmesser des Teleskops begrenzt – egal ob Linse oder Spiegel. Je größer der Durchmesser, desto schärfer das Bild.

Doch bei dem irdischen Teleskop auf dem Schnappschuss wird ein neues aktives adaptives Optiksystem (MagAO) verwendet. Es hebt die Weichzeichnung durch die Atmosphäre auf.

Bei der visuellen Beobachtung des berühmten Doppelsternsystems Alpha Centauri testete der Astronom Laird Close das Systems am Okular des Magellan-Clay-Teleskops am Las-Campanas-Observatorium. Es hat einen 6,5 Meter großen Spiegel. Dabei sah er eine historische Ansicht, die nur durch die Auflösung begrenzt war. Sie ist im Einschub gezeigt. Das enge Doppelsternsystems war visuell deutlich getrennt. Der Astronom musste dazu nicht in den niedrigen Erdorbit reisen.

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Sommerdreiecke über Japan

Hinter einem blühenden Kirschbaum leuchten viele Sternbilder am Himmel, darunter das bekannte Sommerdreieck.

Bildcredit und Bildrechte: Shingo Takei (TWAN)

Habt ihr schon einmal das Sommerdreieck gesehen? Die hellen Sterne Wega, Deneb und Altair bilden ein großes Dreieck am Himmel. Es geht auf der Nordhalbkugel zu Frühlingsbeginn am Morgen und im Herbst am Abend auf. In den Sommermonaten steht das Dreieck um die Mitternacht fast im Zenit.

Dieses Bild der Sterngruppe des Sommerdreiecks wurde letzten Monat in Gunma in Japan fotografiert. Im Vordergrund blüht ein 15 Meter hoher, 500 Jahre alter Kirschbaum mit einer ebenfalls dreieckigen Form. Das Dreieck im Asterismus ist nur von der Erde aus erkennbar – in Wirklichkeit sind die Sterne im Weltraum Tausende Lichtjahre voneinander entfernt.

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Gravitationsanomalien auf Merkur

Auf der Merkuroberfläche sind Gravitationsanomalien messbar. Sie sind als rote Flecken mit gelber und blauer Umrandung dargestellt. Die Gravitationsdaten wurden über ein Bild von Merkur gelegt.

Bildcredit: NASA, GSFC’s SVS, JHU’s APL, Carnegie Inst. Washington

Was befindet sich unter der Merkuroberfläche? Die Roboter-Raumsonde MESSENGER kreiste in den letzten vier Jahren um den Planeten Merkur. Sie schickte ihre Daten mit Radiowellen und sehr präziser Energie zur Erde. Doch die Gravitation des Planeten veränderte diese Energie leicht. Das war von der Erde aus messbar. Es ermöglichte die Erstellung einer beispiellos präzisen Gravitationskarte.

Hier sind die Gravitationsanomalien in Falschfarben dargestellt. Sie wurden mit einem Bild der Planetenoberfläche kombiniert. Sie ist von Kratern übersät. Rote Farben zeigen Regionen mit leicht erhöhter Gravitation. Sie markieren also Gebiete, wo sich unter der Oberfläche ungewöhnlich dichte Materie befindet. Die Region in der Mitte ist das Caloris-Becken. Die riesige Struktur entstand bei einem Einschlag. Sie hat einen Durchmesser von ungefähr 1500 km.

Inzwischen schloss die Sonde MESSENGER ihre Mission ab, nachdem sie ihren Treibstoff verbraucht hat. Letzte Woche stürzte sie wie geplant auf die Oberfläche von Merkur.

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