Dunkle Materie im Zentrum der Galaxis?

Das linke der beiden Bilder ist ein Rohbild vom galaktischen Zentrum. Rechts wurden Gammaquellen abgezogen. Dabei blieb ein Überschuss. In den Bildmitten sind bunte Kerne, die von lila und blauen Nebeln umgeben sind.

Bildcredit: T. Daylan et al., Weltraumteleskop Fermi, NASA

Wie entstehen Gammastrahlen im Zentrum der Milchstraße? Die Spannung steigt. Eine Erklärung könnte lauten: durch schwer fassbare Dunkle Materie. In den letzten Jahren kartierte das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi das Zentrum der Galaxis in Gammastrahlen. Wiederholte detailreiche Analysen zeigen: Der Bereich um das galaktische Zentrum wirkt zu hell, als dass man es mit bekannten Gammastrahlen-Quellen erklären könnte.

Das Rohbild links oben zeigt die galaktische Zentralregion in Gammastrahlen. Im rechten Bild wurden alle bekannten Quellen abgezogen. Dabei blieb ein unerwarteter Überschuss. Ein faszinierendes hypothetisches Modell könnte das Ausmaß erklären. Es enthält eine Art Dunkler Materie, die als WIMPs bekannt sind. Es sind Teilchen, die mit sich selbst kollidieren und dabei die Gammastrahlen erzeugen könnten, die beobachtet wurden.

Diese Hypothese ist allerdings umstritten. Es gibt Diskussionen und detailreichere Untersuchungen. Die Natur Dunkler Materie zu erkennen ist eine der großen Aufgaben moderner Wissenschaft. Denn diese ungewöhnliche Art kosmologisch allgegenwärtiger Materie macht sich nur durch Gravitation bemerkbar.

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Ein Loch im Mars

In einer hellgrauen, schwach gewellten glatten Oberfläche ist ein Krater, auf dessen Boden ein Loch in eine Höhle führt.

Bildcredit: NASA, JPL, U. Arizona

Wie entstand dieses ungewöhnliche Loch auf dem Mars? Das Loch wurde 2011 zufällig auf Bildern der staubigen Hänge des Vulkans Pavonis Mons auf dem Mars entdeckt. Sie wurden mit dem Instrument HiRISE an Bord des robotischen Mars Reconnaissance Orbiter in der Mars-Umlaufbahn fotografiert. Das Loch ist anscheinend eine Öffnung in eine Höhle unter der Oberfläche. Sie ist rechts teilweise beleuchtet.

Das Bild und spätere Aufnahmen wurden untersucht. Dabei zeige sich, dass die Öffnung etwa 35 Meter groß ist. Der Schattenwinkel im Inneren lässt auf eine Tiefe der darunterliegenden Höhle von etwa 20 Metern schließen. Warum dieses Loch in einem kreisrunden Krater liegt, und wie groß die darunter liegenden Höhle ist, kann man nur vermuten.

Solche Löcher sind sehr interessant, weil die Höhlen relativ gut vor der unwirtlichen Marsoberfläche geschützt sind. Damit sind sie mögliche Kandidaten für Leben auf dem Mars. Die Gruben sind daher Hauptziele für künftige Raumsonden oder robotische und sogar menschliche interplanetare Forschende.

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Mount Sharp am Horizon

Das Bild ist rot-cyanfarben. Wenn man es mit Brillen in diesen Farben betrachtet, wirkt es dreidimensional. Es zeigt geologische Schichten im Vordergrund. Hinten ragt Mount Sharp (Aeolis Mons) auf.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, MSL, Navcam

Nehmt eure rot-blauen Brillen (rot für das linke Auge) und seht diese weite Marslandschaft an. Das Stereo-Panorama entstand aus Bildern der Navcam des Rovers Curiosity. Sie wurden bei einer Rast während einer 100 Meter weiten Fahrt an Sol 548 (am 19. Februar) fotografiert.

Der Gipfel des Mount Sharp ist am Horizont sichtbar. Er ist 5,5 Kilometer hoch und auch als Aeolis Mons bekannt. Dort liegt Curiositys Basisstation. Vorne verlaufen Reihen aus Schichtgestein am Junda-Aufschluss. Der Blick reicht nach Süd-Südost. Er ist 160 Grad breit. (Hier ist ein weiteres Navcam-Bild. Es blickt auf Curiositys Route am Ende der Fahrt dieses Sols zurück.)

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Blick aus der Zone

Über dem Horizont strahlt die Venus unter der Milchstraße am sternklaren Himmel. Vorne spült das Meer Wellen an den Sandstrand.

Bildcredit und Bildrechte: Jack Fusco

Die gleißende Venus und die zentrale Milchstraße gingen in den frühen Morgenstunden des 1. März über dieser Meeres- und Himmelslandschaft auf. Die Szenerie blickt über einen Strand bei Sea Isle City im US-amerikanischen New Jersey. Die Erde kreist in der habitablen Zone des Sonnensystems. Es ist Goldlöckchens Zone: nicht zu nahe an der Sonne, aber auch nicht zu weit von ihr entfernt. So macht die Temperatur flüssiges Wasser an der Oberfläche möglich.

Die Venus ist ähnlich groß wie die Erde. Sie liegt knapp im Innenrand der habitablen Zone. Das Licht unseres unwirtlichen Schwesterplaneten spiegelt sich im Wasser. Die Venus leuchtet über einem ruhigen, kalten Ozean und einer niedrigen Wolkenbank.

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NGC 1333 – Sternenstaub

Im Bild leuchtet ein blauer Nebel. Links darunter sind dunkle Wolken, aus denen rote Lichtquellen dringen. Außen herum sind sehr unterschiedlich helle Sterne und dunkle Staubbahnen verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Al Howard

NGC 1333 ist im sichtbaren Licht ein Reflexionsnebel. Er leuchtet in bläulichen Farbtönen, die charakteristisch für Sternenlicht sind, das von Staub reflektiert wird. Der Nebel ist an die 1000 Lichtjahre entfernt. Er liegt im heroischen Sternbild Perseus am Rand einer großen Molekülwolke, die Sterne bildet.

Diese eindrucksvolle Nahaufnahme ist in der geschätzten Entfernung von NGC 1333 zirka 10 Lichtjahre breit. Sie zeigt Details der staubigen Region. Dazu zählen Hinweise auf kontrastierende rote Emissionen von Herbig-Haro-Objekten, Strahlen und komprimiertes leuchtendes Gas, das von neu entstandenen Sternen ausströmt.

NGC 1333 enthält Hunderte Sterne, die weniger als eine Million Jahre alt sind. Die meisten sind noch hinter dem überall verbreiteten Staub vor optischen Teleskopen verborgen. Die chaotische Umgebung ist vielleicht ähnlich wie jene, in der unsere Sonne vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist.

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Globulen im Running-Chicken-Nebel

Das Bild wirkt wie ein verschmiertes Gemälde aus rotbraunen, marineblauen und dunklen Pinselstrichen. In der Bildmitte schweben kleine dunkle Flecken, sogenannte Thackeray-Globulen.

Bildcredit und Bildrechte: Fred Vanderhaven

Die Eier dieses Huhnes könnten Sterne bilden. Der Emissionsnebel ist als IC 2944 katalogisiert. Seine Erscheinung erinnert an ein Huhn. Daher wird er „Running-Chicken“-Nebel genannt.

Das Bild wurde kürzlich am Siding-Spring-Observatorium in Australien fotografiert. Hier ist es in wissenschaftlich zugeordneten Farben abgebildet. In der Mitte sind kleine, dunkle Molekülwolken. Sie enthalten viel dichten kosmischen Staub. Diese „Eier“ werden nach ihrem Entdecker als Thackeray-Globulen genannt. Sie sind mögliche Orte für die Kondensation neuer Sterne durch Gravitation. Ihr Schicksal unsicher, weil sie rasch von der intensiven Strahlung junger Sterne in der Nähe verdampft werden.

Zusammen mit fleckigem, leuchtendem Gas und komplexen Regionen aus reflektierendem Staub bilden die masse- und energiereichen Sterne den offenen Haufen Collinder 249. Der Nebel ist etwa 6000 Lichtjahre entfernt. In dieser Distanz ist die Himmelslandschaft etwa 70 Lichtjahre breit.

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Sonne und Protuberanz

Links unten ragt die Sonne ins Bild, hinter dem Rand ist der Himmel schwarz. In der Bildmitte steigt eine riesige Protuberanz. Sie ist größer als die Erde, die zum Vergleich rechts oben eingeblendet ist.

Bildcredit und Bildrechte: jp-Brahic

Manchmal ragen dramatische Protuberanzen über den Sonnenrand. Das geschah auch letzte Woche. Die oben gezeigte große Protuberanz betonte die Sonne, die kürzlich äußerst aktiv war. Im Vordergrund ist die Chromosphäre ein wogendes Meer aus heißem Gas. Sie wurde in einer spezifischen Farbe des Lichts abgebildet, das von Wasserstoff abgestrahlt wird.

Eine Sonnenprotuberanz ist eine Wolke aus Sonnengas, das vom Magnetfeld der Sonne über der Oberfläche gehalten wird. Die Erde ist als Einschub dargestellt. Sie ist kleiner als die Protuberanz. Protuberanzen sind zwar sehr heiß. Trotzdem erscheinen üblicherweise dunkel, wenn sie vor der Sonne zu sehen sind, weil sie etwas kühler sind als die darunter liegende Photosphäre.

Eine ruhige Protuberanz bestehet meist etwa einen Monat lang. Sie kann als Koronaler Massenauswurf ausbrechen und heißes Gas ins Sonnensystem schleudern. Davon kann ein Teil die Erde treffen und Polarlichter auslösen.

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Bewohnbare Welten

Die Grafik zeigt zwölf Exoplaneten, sie wurden künstlerisch dargestellt. Rechts oben ist zum Vergleich die Erde.

Bildcredit und Lizenz: Planetary Habitability Laboratory (UPR Arecibo)

Ist die Erde die einzige bekannte Welt, auf der es Leben geben kann? Um bewohnbare Welten außerhalb unseres Sonnensystems zu finden, werden sonnenähnliche Sterne beobachtet. Man sucht nach leichten Lichtabsenkungen. Sie können Hinweise auf Planeten sein, die den Stern verdunkeln. Mit dieser Methode werden viele Planeten gefunden, die zuvor unbekannt waren. Der NASA-Satellit Kepler entdeckte kürzlich mehr als 700 Welten.

Diese künstlerische Darstellung zeigt zwölf extrasolare Planeten, die in den habitablen Zonen ihrer Heimatsterne kreisen. Diese Exoplaneten haben eine Temperatur, bei der Wasser auf der Oberfläche flüssig sein kann. Das könnte wasserbasierendes Leben wie auf der Erde ermöglichen. Zwar kann die Technik noch kein Leben aufspüren. Doch das Entdecken bewohnbarer Exoplaneten hilft der Menschheit, ihre Stellung im Kosmos besser zu verstehen.

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