Kategorie: APOD

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Planeten im Sonnensystem: Neigung und Drehung

Video Credit: NASA, Animation: James O’Donoghue (U. Reading)

Wie dreht sich euer Lieblingsplanet? Dreht er sich schnell um eine fast senkrechte Achse, waagrecht oder rückwärts? Dieses Video animiert NASA-Bilder von allen acht Planeten im Sonnensystem. Man sieht, wie sie sich nebeneinander drehen. Das macht einen einfachen Vergleich möglich.

Im Zeitraffer-Video dauert ein Tag auf der Erde – das ist eine Erdumdrehung – nur wenige Sekunden. Jupiter dreht sich am schnellsten, während sich die Venus nicht nur am langsamsten dreht (sie dreht sich wirklich, genau hinschauen!), sondern auch rückwärts. Die inneren Gesteinsplaneten oben erlebten in den Anfängen des Sonnensystems dramatische Kollisionen, die ihre Drehung und Neigung veränderten.

Warum sich Planeten so drehen und neigen, wie sie es tun, wird nach wie vor erforscht. Moderne Computermodelle und die jüngste Entdeckung und Analyse von Hunderten von Exoplaneten – das sind Planeten, die andere Sterne umkreisen – lieferten viele neue Erkenntnisse.

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Strichspuren über dem Ein-Meilen-Radioteleskop

Hinter der Silhouette des One-Mile Telescope ziehen die Sterne leuchtende Spuren am Himmel.

Bildcredit und Bildrechte: Joao Yordanov Serralheiro

Das One-Mile Telescope steht vor dieser eindrucksvollen Aufnahme des Nachthimmels. Die steuerbare Parabolantenne steht am Mullard Radio Astronomy Observatory in Cambridge in Großbritannien. Die Antenne zeigt zum Himmel. Sie hat einen Durchmesser von 18 Metern.

Für die dramatische Szene wurden 90 Minuten lang nacheinander Bilder aufgenommen. Jedes wurde 30 Sekunden belichtet. Wenn man die Bilder überlagert, ergeben sie anmutig geschwungene Bögen. Diese spiegeln die Drehung der Erde um ihre eigene Achse im Lauf eines Tages wider.

Der nördliche Himmelspol markiert die Verlängerung der Rotationsachse der Erde in den Weltraum. Diese zeigt grob zu Polaris, dem Nordstern. Er ist im Bild der helle Stern, der die kurze Spur in der Mitte der konzentrischen Bögen erzeugt.

Auch das historische One-Mile Telescope nützte die Rotation der Erde für seinen Betrieb. Es nützte als erstes Radioteleskop die sogenannte Erdrotations-Apertursynthese, um das Universum in Radiowellenlängen zu erforschen. Bei dieser Technik hilft die Rotation der Erde, um die relative Ausrichtung der Teleskop-Anlage und der Radioquellen am Himmel zu verändern. So entstanden Radiokarten des Himmels, deren Auflösung besser ist als die des menschlichen Auges.

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Mondfinsternis auf zwei Erdhalbkugeln

Zwei Bilder der totalen Mondfinsternis wurden kombiniert. Eins stammt von der südlichen Halbkugel, eins von der nördlichen. Das obere Bild vom Norden wurde am Campus der Zhejiang-Universität in China fotografiert, das südliche im australischen Canberra.

Bildcredit und Bildrechte: Nord – Zhouyue Zhu, Süd – Lucy Yunxi Hu

Die totale Mondfinsternis im September ist auf diesen beiden dramatischen Bildfolgen dargestellt. Sie wurden auf der nördlichen und der südlichen Halbkugel des Planeten Erde fotografiert. Das obere Bild zeigt die Finsternis auf der Nordhalbkugel. Die Bahn des Mondes reicht von links oben nach rechts unten. Sie bewegt sich unter dem hellen Planeten Saturn vorbei. Die Bildfolge wurde am Campus der Zhejiang-Universität in China auf dem 30. nördlichen Breitengrad aufgenommen.

Das untere Bild zeigt das gleiche Ereignis – aufgenommen vom Griffinsee in Canberra in Australien, auf 35 Grad südlicher Breite. Hier bewegt sich die Mondbahn von rechts oben nach links unten. Viele helle Blitze von Gewittern, die noch am Horizont zu sehen sind, spiegeln sich im Wasser des Sees.

Beide Bilder wurden mit 16-mm-Weitwinkel-Objektiven aufgenommen. Sie zeigen die ganze Finsternis mit einem dunkelroten Mond, der komplett im Kernschatten der Erde steht. Die verschiedenen Ausrichtungen der Mondbahn am Himmel zeigen die unterschiedlichen Perspektiven, wie sie durch die beiden Standorte auf der Nord- und Südhalbkugel zustande kamen.

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Der Schatten der Erde

5 Bilder des Mondes wurden während der totalen Mondfinsternis 2025 aufgenommen und so angeordnet, dass man die Form und Farbe des Kernschattens der Erde erkennt.

Bildcredit und Bildrechte: Wang Letian (Eyes at Night)

Der dunkle Kernschatten des Planeten Erde wird auch Umbra genannt. Man kann sich diesen Schatten wie einen Kegel vorstellen, der von der Erde ins Weltall reicht. Am besten sieht man diesen Schatten bei einer Mondfinsternis. In der Nacht vom 7. zum 8. September 2025 befand sich der Vollmond nahe der Umbra. Dieses Spektakel versetzte weltweit Leute, welche die Finsternis beobachteten, in Staunen: Die Finsternis war in Teilen der Antarktis, Australien, Asien, Europa und Afrika zu sehen.

Dieses Bild entstand aus einer Zeitraffer. Es wurde im chinesischen Zhangjiakou aufgenommen. Nacheinander aufgenommene Fotos der totalen Mondfinsternis zeigen – von links nach rechts – den gebogenen Querschnitt des Erdschattens, wie er über den Mond wandert. Sonnenlicht, das von der Erdatmosphäre gebrochen wird, verleiht der Mondoberfläche bei der Totalitätsphase eine rote Färbung. Am Rand der Umbra aber zeigt der verfinsterte Mond ein blaues Leuchten. Dieses blaue Licht stammt von Sonnenstrahlen, die durch eine dünne Schicht der oberen Erdatmosphäre zum Mond gelangen. In dieser Schicht ist Ozon, das vor allem rotes Licht bricht, während blaues Licht fast ungehindert seinen Weg fortsetzt.

Bei der Totalitätsphase dieser eher gemütlichen Finsternis befand sich der Mond 83 Minuten lang im Kernschatten der Erde.

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Der große Eidechsen-Nebel

Der Eidechsen-Nebel im Bild leuchtet rot und wirkt sehr markant, doch am Himmel ist er schwer erkennbar, obwohl er ziemlich groß ist.

Bildcredit und Bildrechte: Ian Moehring und Kevin Roylance

Er ist einer der größten Nebel am Himmel. Warum ist er dann also nicht bekannter? Er hat ungefähr dieselbe Winkelbreite wie die Andromedagalaxie. Man findet den großen Eidechsen-Nebel im Sternbild Eidechse (Lacerta).

Der Emissionsnebel ist mit Weitwinkel-Ferngläsern schwer zu erkennen, weil er so lichtschwach ist. Aber auch mit einem großen Teleskop ist er nur schwer sichtbar, da er so ausgedehnt ist. Immerhin ist er am Himmel etwa drei Grad breit. Der Nebel steht als Sharpless 126 (Sh2-126) in den Katalogen. Seine Tiefe, Größe, seine Wellen und seine Schönheit kann man am besten auf einer Aufnahme mit langer Belichtungszeit erkennen und würdigen.

Dieses Bild ist so eine kombinierte Aufnahme. Sie wurde in drei Nächten im August unter dunklem Himmel bei Moses Lake im US-Bundesstaat Washington aufgenommen. Der Wasserstoff im großen Eidechsen-Nebel leuchtet rot, da es vom Licht des hellen Sterns 10 Lacertae angeregt wird. Er ist der helle blaue Sterne links vom Zentrum des rötlich leuchtenden Nebels. Die meisten Sterne und Nebel dieser Region sind rund 1.200 Lichtjahre entfernt.

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Von der Erde hinauf: Riesiger Strahlenblitz

Blick auf die nächtliche Erde aus Sicht der Internationalen Raumstation. Im Vordergrund der Roboterarm der Raumstation, auf der Erde das Leuchten von Städten und ein nach oben weisender Blitz in Rot, Blau und Weiß.

Bildcredit: NASA, Expedition 73, Nicole Ayers

Was steigt da von der Erde auf? Anfang Juli umrundete die Astronautin Nicole Ayers in der Internationalen Raumstation die Erde. Dabei sah sie einen ganz besonderen Blitz von der Erde aufsteigen: einen riesigen Strahlblitz. Der mächtige Strahlblitz erscheint in der Bildmitte in Rot, Weiß und Blau.

Riesige Strahlblitze sind erst seit 25 Jahren bekannt. Atmosphärische Strahlblitze hängen mit Gewittern zusammen. Sie erstrecken sich nach oben in Richtung der irdischen Ionosphäre.

Der untere Teil des Bildes zeigt die nächtliche Erde. Die dünne Atmosphäre ist durch das Nachthimmellicht grün gefärbt. Die Lichter der Städte sind teilweise klar zu sehen. Aber meist erzeugen sie ein diffuses weißes Leuchten in den dazwischenliegenden Wolken. Der obere Teil des Bildes zeigt ferne Sterne am dunklen Nachthimmel.

Die aktuelle Forschung beschäftigt sich mit der Entstehung von riesigen Strahlblitzen. Sie untersucht auch, wie sie mit anderen Arten von vorübergehenden Leuchtereignissen zusammenhängen. So gibt es beispielsweise auch blaue Strahlblitze und rote Kobolde.

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IRAS 04302: In der Schmetterlingsscheibe entsteht ein Planet

Der Nebel im Bild erinnert an einen Schmetterling. In der Mitte ist ein Staubring, den wir von der Kante sehen. Im Bild sind mehrere Galaxien verteilt, die größte davon ist links unten.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Webb; Bearbeitung: M. Villenave et al.

Dieser Schmetterling kann Planeten bilden. Die Nebelwolke, die sich vom Stern IRAS 04302+2247 ausbreitet, sieht aus wie die Flügel eines Schmetterlings, während der vertikale braune Streifen in der Mitte wie der Körper des Schmetterlings aussieht. Doch zusammen deuten sie auf ein aktives System hin, in dem Planeten entstehen.

Dieses Bild wurde kürzlich vom Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht aufgenommen. Die vertikale Scheibe im Bild ist dicht mit Gas und Staub gefüllt. Daraus entstehen Planeten. Die Scheibe verdeckt das sichtbare und (fast) das gesamte Infrarotlicht des Zentralsterns, sodass man einen guten Blick auf den umgebenden Staub hat, der das Licht reflektiert.

In den nächsten Millionen Jahren spaltet sich die Staubscheibe wahrscheinlich durch die Schwerkraft neu entstandener Planeten in Ringe auf. Und in einer Milliarde Jahren löst sich das verbleibende Gas und der Staub wahrscheinlich auf. Dann bleiben hauptsächlich die Planeten übrig – wie in unserem Sonnensystem.

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Alles Wasser auf der Erde

Die Erde ist ohne Wasser dargestellt, das Wasser wurde in kleinen Perlen gebündelt. Die größere Perle zeigt das Wasser der Meere, eine viel kleinere Perle zeigt das flüssige Süßwasser, und die winzige Perle zeigt das Süßwasser der Seen und Flüsse.

Bildcredit und Bildrechte: Jack Cook, Adam Nieman, Woods Hole Ozeanographisches Institut; Datenquelle: Igor Shiklomanov

Wie viel des Planeten Erde besteht aus Wasser? Tatsächlich sehr wenig. Zwar bedecken Ozeane aus Wasser etwa 70 Prozent der Erdoberfläche. Doch diese Ozeane sind seicht, wenn man sie mit dem Erdradius vergleicht.

Diese Illustration zeigt, was passiert, wenn man alles Wasser auf oder nahe der Oberfläche der Erde zu einer Kugel formt. Der Radius dieser Kugel beträgt nur etwa 700 Kilometer. Das ist weniger als der halbe Radius des Erdmondes und etwas weniger als der Radius des Saturnmondes Rhea, der wie viele Monde im äußeren Sonnensystem großteils Wassereis besteht.

Die nächstkleinere Kugel zeigt das flüssige Süßwasser der Erde, während die winzige Kugel das Volumen aller Seen und Flüsse aus Süßwasser auf der Erde zeigt. Wie dieses Wasser auf die Erde kam und ob beträchtliche Mengen davon tief unter der Oberfläche der Erde eingeschlossen sind, wird weiterhin erforscht.

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