Schwarze Löcher, Neutronensterne: 218 verschmolzen

Das Raster zeigt die Verschmelzungen von 218 massereichen Objekten, die meisten davon sind Schwarze Löcher. Es sind alle Ereignisse, die bisher von der Kollaboration LIGO, VIRGO und KAGRA veröffentlicht wurde.
Bildcredit: Ryan Nowicki, Bill Smith und Karan Jani; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Wie klingt es, wenn zwei Schwarze Löcher in den Tiefen des Weltraums verschmelzen? Schallwellen breiten sich im Vakuum nicht aus, Gravitationswellen hingegen schon. Im Jahr 2015 konnten wir sie zum ersten Mal „hören“. Das bestätigte eine von Albert Einsteins theoretischen Vorhersagen.

Jedes Quadrat im Raster zeigt eine Messung von Gravitationswellen. Das Bild zeigt alle bisher veröffentlichten Ergebnisse der Arbeitsgruppe aus LIGO, VIRGO, und KAGRA. Die Diagramme in den Einzelbildern zeigen, wie ein binäres Paar auf einer Bahn umeinander kreist und zur Verschmelzung hin schneller wird. Die Frequenz steigt an. Das bezeichnet man als „Zwitschern“ (Chirp).

Es gibt zwar deutlich mehr Neutronensterne als Schwarze Löcher. Doch bei den meisten Messungen verschmolzen binäre Schwarze Löcher. Das liegt daran, dass Schwarze Löcher schwerer sind. Ihre Signale sind „lauter“. Man kann sie aus größerer Entfernung wahrnehmen, was zu mehr Entdeckungen führt. Solche Ereignisse sind selten. Wir erwarten nicht, in nächster Zeit eines in der Nähe unserer Galaxis zu beobachten. Doch sie finden kontinuierlich überall im Kosmos statt.

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Die Wächter von Rapa Nui unter der Milchstraße

Über einer Reihe von Mo'ai, die wir von unten auf einer Anhöhe sehen, verläuft schräg cie Milchstraße mit lebhaften dunklen Staubwolken.
Bildcredit und Bildrechte: Rositsa Dimitrova; Text: Keighley Rockcliffe (NASA GSFC, UMBC CSST, CRESST II)

Mit den Worten der Astrofotografin des Tages, Rositsa Dimitrova: Was haben diese stummen Beobachter schon alles am Himmel geschehen gesehen? Die vulkanischen Mo’ai (das bedeutet Statue) von Ahu Tongariki wachen über Rapa Nui. Die Osterinsel ist eine polynesische Insel. 1888 wurde sie von Chile annektiert. Sie liegt Tausende Kilometer von der Küste Südamerikas entfernt mitten im Pazifischen Ozean.

Dank ihrer Abgeschiedenheit können die Mo’ai mit dem Rücken zum dunklen Ozean den klaren, strahlenden Nachthimmel bestaunen. Auf unserem Bild betrachten die überlebensgroßen Statuen das helle Band der Milchstraße. Es wird durch interstellare Staubwolken verdunkelt und ist auch zum Teil von Wolken auf der Erde verdeckt.

Unter dem klaren Nachthimmel haben die Rapa Nui auch Sternwarten errichtet. Sie verwendeten astronomische Beobachtungen für die Navigation. Sie nutzen Astronomie auch für ihren Kalender, für Festtage und vieles mehr. Solche Bilder erinnern uns an die Bedeutung des Nachthimmels. Sie ermahnen uns, wie wichtig es ist, das Land und die Kulturen zu schützen, die er inspiriert hat.

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Eine Gravitationskarte der Erde

Videocredit: NASA, GSFC, GRACE, SVS

Ist die Schwerkraft überall auf der Erde gleich stark? Nein. Ihr seid an manchen Orten etwas schwerer als an anderen. Dieses Video zeigt in Farbe und überhöhtem Relief, wo das Schwerefeld der Erde relativ stark oder schwach ist. Eine tief gelegene und blau gefärbte Gegend liegt vor der Küste von Indien. Dort wärt ihr etwas leichter. Einen relativ hoch gelegenen Punkt findet ihr in den Bergen von Chile in Südamerika.

Nicht immer erkennt man den Grund für diese Abweichungen an der Oberfläche. Forschende vermuten, dass Strukturen tief im Erdmantel eine Rolle spielen. Sie hängen vielleicht mit dem Aussehen der Erde vor langer Zeit zusammen.

Diese Karte entstand aus Daten des Satelliten-Tandems GRACE der NASA. Es umrundete die Erde von 2002 bis 2017. GRACE hat die Schwerkraft der Erde kartiert. Dafür erfasste die Mission sorgfältig winzige Änderungen des Abstands zwischen den beiden Satelliten.

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Lichtsäulen und Orion über Mohe

Am nächtlichen Himmel über einer verschneiten Siedlung steigen Säulen aus buntem Licht auf.
Bildcredit und Bildrechte: Jeff Dai (TWAN)

Was ist am Ende dieser Straße los? Was wir hier sehen, sind keine Nordlichter, sondern Lichtsäulen. Diese Naturerscheinung ist typischerweise viel näher an uns dran. An den meisten Orten auf der Erde kann man mit etwas Glück eine Lichtsäule der Sonne sehen. Dabei breitet sich scheinbar ein Streifen Licht von der Sonne nach oben aus.

So eine Lichtsäule entsteht, wenn flache Eiskristalle durch die obere Atmosphäre flattern. Dabei spiegeln sie das Licht der Sonne. Für gewöhnlich verdunsten diese Eiskristalle in der Luft, bevor sie den Boden erreichen. Doch wenn es eisig ist, können auch nahe am Boden flatternde Eiskristalle entstehen. Das kann zu einem Nebel aus Eiskristallen führen. Die kleinen Eiskristalle spiegeln dann nicht die Sonne, sondern Lichter am Boden.

Dieses Bild zeigt nicht nur viele solche Lichtsäulen, sondern auch das ikonische Sternbild Orion. Es wurde in Mohe fotografiert, das ist die nördlichste Stadt in China.

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Die Erde verlassen

Videocredit: NASA, Labor für Angewandte Physik der JHU, Carnegie Inst. Washington, MESSENGER

Wie sieht es aus, wenn man die Erde verlässt? Das nahm die Raumsonde MESSENGER visuell detailreich auf, als sie 2005 noch einmal an der Erde vorbeiflog. Sie war auf dem Weg zum Planeten Merkur. Das Zeitraffervideo zeigt, wie die rotierende Erde in die Ferne entschwindet. Nur eine Hälfte der Erde reflektiert Sonnenlicht. Es ist so hell, dass es die Sterne überstrahlt.

2011 bis 2015 war die robotische Raumsonde MESSENGER im Orbit um Merkur. Dabei erstellte sie die erste vollständige Karte der Oberfläche. Dabei schaute die Sonde auch zurück auf ihre Heimatwelt. MESSENGER ist eines von wenigen Dingen, die auf der Erde hergestellt wurden und niemals zurückkehren. Am Ende der Mission brachte man MESSENGER bewusst auf Merkurs Oberfläche zum Absturz.

Portal ins Universum: der APOD-Zufallsgenerator

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Galaxien im Fluss: NGC 1300 und NGC 1297

Links unten ist eine prachtvolle Spiralgalaxie mit markantem Zentralbalken und ausladenden Spiralarmen. Oben in der Mitte schimmert eine elliptische Galaxie.

Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Eric Benson

Die Spirale NGC 1300 und die elliptische Galaxie NGC 1297 liegen am Ufer des Flusses Eridanus, einem südlichen Sternbild. Beide sind mindestens 70 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie gehören zum Eridanus-Galaxienhaufen.

Links unten auf dem scharfen Gruppenfoto mit Galaxien sehen wir NGC 1300 von oben. Sie ist 100.000 Lichtjahre groß. Ihre ausladenden Spiralarme sind eine Pracht. Wie auch andere Spiralgalaxien, zum Beispiel unsere Milchstraße, hat NGC 1300 einen markanten Zentralbalken und enthält vermutlich ein sehr massereiches zentrales Schwarzes Loch.

Die große elliptische Galaxie NGC 1297 schimmert oben. Sie etwas weiter entfernt und wirkt kontrastreich. Ihre Form ist fast eine Kugel. In elliptischen Galaxien gibt es kaum aktive Sternbildung. Die Sternpopulation in NGC 1297 ist älter. Sie entstand wohl, als Spiralgalaxien mit ihr kollidierten und verschmolzen.

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Tagundnachtgleiche im Frühling am Teide-Observatorium

Das kombinierte Tag-und-Nacht-Bild zeigt, wie die Sonne und Sterne leuchtende Linien am Himmel über Teneriffa ziehen. Rechts oben steht der Polarstern, die Sonne zieht eine helle Spur links neben der Mitte. Am Horizont ragt der Vulkan Teide auf.
Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Casado (Starry Earth, TWAN)

Der exakte astronomische Moment der Tagundnachtgleiche ist heute, am 20. März um 14:46 Uhr UTC. Dann überquert die Sonne auf ihrer jährlichen Reise den Himmelsäquator nach Norden. Das markiert auf der Nordhalbkugel den Beginn des Frühlings. Auf der Südhalbkugel beginnt der Herbst. Tag und Nacht sind rund um den Globus nahezu gleich lang.

Das Bild entstand aus Aufnahmen, die an einem Tag und einer Nacht zur Tagundnachtgleiche im Frühling am Observatorio del Teide auf Teneriffa fotografiert wurden. Teneriffa ist eine Kanarische Insel. Sie gehört zu Spanien. Das ambitionierte Projekt entstand aus mehr als 1000 Bilder, die mit einem Fischaugenobjektiv aufgenommen und dann kombiniert wurden.

Zur Tagundnachtgleiche geht die Sonne am Himmelsäquator unter. Ihre scheinbare Bewegung zieht die helle, gerade Spur aus den Tagesaufnahmen. Sie entstanden in den 6 Stunden vor dem Sonnenuntergang. Nach Einbruch der Dunkelheit wurden die Spuren der Sterne aufgezeichnet. Der Himmelsäquator läuft auf der geraden Linie.

Die konzentrischen Bögen stammen von Sternen, die beim Himmelspol im Norden um den Polarstern kreisen. Er steht rechts oben. Die Strichspuren links neben dem Himmelsäquator stammen von Sternen, die um den südlichen Himmelspol kreisen. Er liegt links unten außerhalb des Bildes (und unter dem Horizont des Teide).

Vorne steht ferne Gipfel des Vulkans Teide. Rechts ragt das pyramidenförmige Gebäude des Sonnenlabors am Observatorium ins Bild.

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Raketenabgaswolke: Die Quallen von SpaceX

Über einem Gewässer schweben Abgasschwaden, die beim Start einer Falcon 9 entstanden. Sie wirken malerisch und fremdartig.
Bildcredit und Bildrechte: Michael Seeley; Text: Cecilia Chirenti (NASA GSFC, UMCP, CRESST II)

Selbst wer den Kopf ständig in den Wolken hat, bekommt so eine Qualle nicht oft zu sehen. Das Bild zeigt den Start einer Falcon 9-Rakete von SpaceX, die am 4. März von Cape Canaveral in Florida abhob. Die Rakete startete 52 Minuten vor Sonnenaufgang.

Die Abgasfahne der zweiten Raketenstufe schwebte schon so hoch am Himmel, dass sie das Licht der aufgehenden Sonne einfing, als der Fotograf am Boden noch im Dunkeln stand. So eine Kombination aus Licht und Schatten ist nur in der Dämmerung möglich. Sie lässt die Abgase, die hauptsächlich aus Wasserdampf und Kohlendioxid bestehen, wie eine leuchtende Wolke erscheinen.

Es scheint, als würde die Rakete nach unten fliegen, doch das täuscht: Die Rakete folgt auf ihrem Weg ins All lediglich der Erdkrümmung. Ein verwandter Effekt ist ein Phänomen in der Dämmerung, bei dem farbenfrohe Kondensstreifen entstehen. Manche halten sie fälschlicherweise für UFOs. Übrigens schickte die NASA für ein wissenschaftliches Experiment in den 1990er-Jahren tatsächlich echte Quallen ins All.

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