Kategorie: APOD

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Die Phasen der Venus

Viele Abbildungen der Venus bilden einen nach links gerichteten Bogen vor schwarzem Hintergrund. Oben in der Mitte ist die Venus klein und rund, nach links bis unten in der Mitte wird sie auf den Abbildungen immer größer und sichelförmiger, unten in der Mitte ist nur ein schmaler Splitter zu sehen.

Bildcredit und Lizenz: Stéphane Gonzales

Die Venus zeigt Phasen. So wie unser Mond kann der Planet Venus als volle Scheibe, als dünne Sichel oder alles dazwischen erscheinen. Die Venus ist am Himmel nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang oft das hellste Objekt. Sie ist so klein, dass man ein Fernglas oder ein kleines Fernrohr braucht, um ihre aktuelle Phase eindeutig zu sehen.

Das Bild zeigt eine Bildfolge aus dem Jahr 2015. Sie wurden im Laufe von 6 Monaten in Surgères im französischen Charente-Maritime aufgenommen. Nicht nur verändert die Venus ihre Phasen, sondern auch ihre scheinbare Größe.

Wenn die Venus von der Erde aus gesehen gegenüber der Sonne steht, ist ihr scheinbarer Durchmesser am kleinsten, aber ihre Phase ist dann fast voll. Doch wenn sich Venus und Erde auf der gleichen Seite der Sonne befinden, erscheint die Venus zwar größer, aber als Sichel. Im Jänner 2024 geht Venus vor der Morgendämmerung in zunehmender halber Phase auf.

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Der Katzenaugennebel im sichtbaren Licht und Röntgenspektralbereich

Ein Nebel, der aus vielen Schalen besteht, die jeweils stark strukturiert sind, ist in violetten Farben abgebildet. Das Zentrum in der Mitte leuchtet orangefarben, außen herum sind schwach leuchtende konzentrische Schalen erkennbar.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Chandra-Röntgenobs.; Bearbeitung und Bildrechte: Rudy Pohl

Mache Leute sehen hier ein Katzenauge. Andere erkennen vielleicht die Schale einer riesigen kosmischen Meeresschnecke. Der planetarische Nebel ist einer der hellsten und detailreichsten, die wir kennen. Sein Gas wurde von einem sonnenähnlichen Stern in einer kurzen, prächtigen Phase ausgestoßen, die am Ende seiner Entwicklung stand.

Vermutlich stieß der vergehende Zentralstern im Nebel die äußeren, konzentrischen Hüllen ab. Er warf diese Schichten wohl in einer Serie regelmäßiger Pulse ab. Im Inneren sind viele hübsche, komplexe, symmetrische Strukturen. Wie sie entstanden sind, wird noch erforscht.

Das Bildkomposit entstand aus Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble und des Chandra-Observatoriums im Röntgenlicht. Das Hubblebild wurde digital geschärft. Die fantastische Skulptur im Weltraum ist größer als ein halbes Lichtjahr. Wenn wir ins Katzenauge blicken, sehen wir die Zukunft unserer Sonne. In etwa 5 Milliarden Jahren beginnt ihre Phase des planetarischen Nebels.

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Der Schnee auf Tschurjumow-Gerassimenko

Bildcredit: ESA, Rosetta, MPS, OSIRIS; UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; Animation: Jacint Roger Perez

An einer Klippe tobt ein Schneesturm. Die Felswand befindet sich auf dem periodischen Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko. Für uns Menschen wäre der Wind nicht gefährlich. Die Telekamera der Raumsonde Rosetta nahm im Juni 2016 Spuren aus Staub und Eisteilchen auf, die an Schnee erinnern. Die Teilchen fegten vor der Kamera über die Oberfläche des Kometen.

Doch einige helle Punkte stammen vermutlich von geladenen Teilchen oder kosmischer Strahlung, die den Sensor der Kamera trafen. Andere Lichter stammen sind Sterne. Sie leuchten weit hinter dem Kometen im Sternbild Großer Hund (Canis Major). Diese fernen Sterne erkennt man leicht im Video. Sie wandern nämlich von oben nach unten.

Das Video entstand aus 33 Bildern einer Serie. Der Film zeigt einen Zeitraum von 25 Minuten verkürzt. Rosetta war damals etwa 13 km vom Kern des Kometen entfernt. Im September 2016 fand Rosetta ihre letzte Rast auf dem Kometen. Die Mission endete erfolgreich, als die Sonde kontrolliert auf 67P/Tschurjumow-Gerassimenko einschlug.

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Trapez: Orions Zentrum

Mitten im Bild ist ein gräulicher Nebel mit einem Sternentrapez, nach rechts oben breitet sich ein rot leuchtender Nebelstreifen aus, auch nach unten reicht ein kleinerer rötlicher Nebelteil.

Bildcredit und Bildrechte: Fred Zimmer, Telescope Live

Das gestochen scharfe kosmische Porträt zeigt das Zentrum des Orionnebels. Mitten im Bild liegen vier heiße, massereiche Sterne. Sie bilden das Trapez und liegen in einer Region mit einem Radius von nur 1,5 Lichtjahren. Diese Sterne bestimmen den Kernbereich im dichten Sternhaufen im Orionnebel.

Die ionisierende ultraviolette Strahlung der Sterne im Trapez lässt die komplexe Sternbildungsregion im sichtbaren Licht leuchten. Sie stammt überwiegend von Theta-1 Orionis C. Er ist der hellste der vier Sterne. Der offene Sternhaufen im Orionnebel ist etwa drei Millionen Jahre alt. Früher war er noch kompakter.

Wenn man seine Dynamik untersucht, finden sich Hinweise, dass durch Sternkollisionen, bei denen Sterne aus dem Haufen geschleudert wurden, ein Schwarzes Loch entstanden sein könnte. Es hätte mehr als 100 Sonnenmassen. Ein Schwarzes Loch im Sternhaufen würde die hohen Geschwindigkeiten der Sterne im Trapez erklären. Da der Orionnebel nur etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt ist, wäre es eines der nächstgelegenen Schwarzen Löcher in der Nähe des Planeten Erde.

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Zeta Oph: Entlaufener Stern

Links neben dem Stern in der Mitte leuchtet ein roter Nebelschleier mit grünen Enden, der wie eine Bugwelle um den Stern gekrümmt ist.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Dieses Infrarotporträt zeigt den entlaufenden Stern Zeta Ophiuchi. Er schiebt eine bogenförmige interstellare Bugstoßwelle vor sich her wie ein Schiff, das durch die kosmische See pflügt.

Der bläuliche Stern Zeta Oph ist etwa 20-mal massereicher als die Sonne. Auf der Falschfarbenansicht liegt er nahe der Bildmitte und bewegt sich mit 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus. Er komprimiert und erhitzt das staubige interstellare Material. Dabei entsteht die gekrümmte Stoßfront.

Was brachte diesen Stern in Bewegung? Zeta Oph war wahrscheinlich einst Teil eines Doppelsternsystems. Sein Begleitstern war wohl massereicher und hatte daher eine kürzere Existenz. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei enorm viel Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System geschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und leuchtet 65.000-mal heller als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wäre er nicht von undurchsichtigem Staub umgeben. Das Bild ist etwa 1,5 Grad breit. Das sind bei der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi 12 Lichtjahre.

Im Jänner 2020 schaltete die NASA das Weltraumteleskop Spitzer in den Sicherheitsmodus. Damit endete seine erfolgreiche Erforschung des Universums im Infrarotbereich. Sie dauerte 16 Jahre.

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Ein SAR-Bogen über Neuseeland

Über einer Landschaft mit einem Gewässer leuchtet ein Polarlicht. Über dem Horizont ist ein intensives, helles grünes Licht, darüber ein viel dunkleres purpurnes Leuchten.

Bildcredit und Bildrechte: Tristian McDonald; Text: Tiffany Lewis (Techn. Univ. Michigan)

Was für ein ungewöhnlicher rote Halo umgibt dieses Polarlicht? Es ist ein stabiler roter Polarlichtbogen (engl. Stable Auroral Red – SAR). SAR-Bögen sind selten. Sie werden erst seit 1954 als Phänomen anerkannt und erforscht.

Das Panorama zeigt einen fast kompletten SAR-Bogen. Er umgibt ein weniger seltenes grünes und rotes Polarlicht. Dieses entstand in Poolburn in Neuseeland und wurde nach einem sehr energiereichen geomagnetischen Sturm fotografiert.

Derzeit erforscht man, wie SAR-Bögen entstehen. Es hängt wohl mit dem schützenden Magnetfeld der Erde zusammen, das durch geschmolzenes Eisen tief im Erdinneren entsteht. Das Magnetfeld leitet geladene Teilchen aus dem Sonnenwind, die von außen einströmen, zu den Magnetpolen der Erde. Allerdings fängt es auch einen Ring aus Ionen ein, der näher beim Äquator liegt. Diese Ionen können dort in Zeiten hoher Sonnenaktivität Energie aus der Magnetosphäre ziehen.

Die energiereichen Elektronen im Ionenring stoßen mit Sauerstoffatomen zusammen und regen sie an. Dadurch leuchtet der Sauerstoff rot. Das Phänomen tritt in höheren Schichten der Ionosphäre der Erde auf als typische Polarlichter. Die aktuelle Forschung zeigt, dass sich ein roter SAR-Bogen vielleicht sogar in einen violetten und grünen STEVE umwandeln kann.

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Rakete passiert den gekräuselten Mond

Vor einem riesengroßen Mond startet eine Rakete mit zwei Boostern. Der untere Rand des Mondes sieht aus, als wäre er geschmolzen und würde hinuntertropfen.
Bildcredit und Bildrechte: Steven Madow

Kann eine Rakete den Mond kräuseln? Nein, sie kann nur den Mond im Hintergrund wellig erscheinen lassen. Diese Rakete war eine Falcon Heavy von SpaceX. Sie hob letzte Woche vom Kennedy-Raumfahrtzentrum der NASA ab.

Auf diesem Bild vom Start reicht die Abgasfahne der Rakete weiter als bis zur Projektion auf den fast vollen Mond, der in der Ferne aufging. Am unteren Mondrand hängen seltsame tropfenähnliche Wellen. Der Mond selbst war weit entfernt und unverändert.

Die physikalische Ursache dieser scheinbaren Wellen waren Taschen aus relativ heißer, verdünnter Luft, die Mondlicht weniger stark brachen, und Taschen mit relativ kühler, komprimierter Luft. Daher war die Brechung ungleichmäßig. Der Schnappschuss war zwar geplant, doch die zeitliche Planung des Starts musste genau passen, damit die Rakete genau während dieser einzigen Aufnahme vor dem Mond vorbeiflog.

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NGC 1232: Eine prachtvolle Spiralgalaxie

Eine Spiralgalaxie füllt das Bild. Wir sehen sie direkt von oben. In der Mitte leuchtet ein hellgelbes Zentrum, außen herum verlaufen stark strukturierte Spiralarme. Am rechten Bildrand ist eine kleine Galaxie.

Bildcredit: FORS, 8,2-Meter VLT Antu, ESO

Galaxien faszinieren – nicht nur wegen dem, was man sieht, sondern auch wegen dem, was man nicht sieht. Die prachtvolle Spiralgalaxie NGC 1232 ist ein gutes Beispiel. Sie wurde mit einem der Very Large Telescopes (VLT) detailreich abgebildet.

Das Sichtbare stammt von Millionen heller Sterne und dunklem Staub. Sie sind in einem Gravitationswirbel von Spiralarmen gefangen. Diese Arme rotieren um das Zentrum. Offene Haufen mit hellen, blauen Sternen sind an den Spiralarmen verteilt. Dazwischen verlaufen dunkle Bahnen aus dichtem interstellarem Staub.

Weniger gut sieht man die Milliarden blasser, normaler Sterne und die riesigen Mengen an interstellarem Gas. Sie sind aber dennoch nachweisbar und vereinen so viel Masse, dass sie die Dynamik der inneren Galaxie prägen.

Die gängigen Theorien vermuten, dass es noch größere Mengen an unsichtbarer Materie gibt. Sie existiert in einer Form, die wir noch nicht kennen. Diese Dunkle Materie durchdringt alles. Sie soll zum Teil die Bewegung der sichtbaren Materie in den äußeren Rändern von Galaxien erklären.

APOD-Vortrag am 9. Jänner 2024 vor der Vereinigung der Amateurastronomen in New York (online)

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