Kategorie: APOD

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Holometer: Ein Mikroskop in Zeit und Raum

Das Bild zeigt einen Spiegel des Holometers, das sich am Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) befindet. Es soll herausfinden, ob es einen Grundtyp holografischer Schwankungen gibt.

Bildcredit: C. Hogan, Fermilab

Wie stark unterscheiden sich Raum und Zeit in einem sehr kleinen Maßstab? Im Bereich der winzigen Planck-Einheiten treten Quanteneffekte in den Vordergrund, die normalerweise nicht wahrnehmbar sind. Um diesen ungewohnten Bereich zu erforschen, nahm ein neu entwickeltes Instrument seinen Betrieb auf. Es wird als Holometer bezeichnet und befindet sich am Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab). Das Fermilab befindet sich in der Nähe von Chicago im US-Bundesstaat Illinois.

Das Instrument soll herausfinden, ob leichte, gleichzeitige Erschütterungen eines Spiegels in zwei Richtungen einen Grundtyp holografischer Schwankungen zutage fördern, der immer einen Mindestwert übersteigt. Oben seht ihr einen Endspiegel des Holometer-Prototyps.

Die Entdeckung eines holografischen Rauschens wäre sicherlich bahnbrechend. Doch die Abhängigkeit solcher Schwankungen von einer spezifischen Laborlängenskala würde manche Leute, die sich für die Raumzeit interessieren, überraschen.

Ein Grund dafür ist die Lorentz-Invarianz, die in Einsteins spezieller Relativitätstheorie postuliert wurde. Sie besagt, dass alle Längenskalen relativ zu einem bewegten Beobachter verkürzt erscheinen, sogar die winzige Planckskala. Das Experiment ist einzigartig. Viele warten neugierig, was dabei herauskommt.

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Gewelltes Nachthimmellicht über Tibet

Am Himmel, der von Sternen dicht übersät ist, schimmert buntes Nachthimmellicht in rötlichen und türkisfarbenen konzentrischen Kreisen. Am Boden steht ein rot beleuchteter Astrofotograf mit Teleskop.

Bildcredit und Bildrechte: Jeff Dai

Warum sieht der Himmel wie eine gigantische Zielscheibe aus? Der Grund ist Nachthimmellicht. Nach einem gewaltigen Gewitter Ende April in Bangladesch erschienen über Tibet in China riesige kreisförmige Wellen leuchtender Luft. Sie sind oben zu sehen.

Das ungewöhnliche Muster entsteht durch atmosphärische Schwerewellen. Das sind Wellen mit unterschiedlichem Luftdruck. Er kann mit der Höhe steigen, wenn die Luft ausdünnt, in diesem Fall ab etwa 90 Kilometern aufwärts. Anders als Polarlichter entsteht Nachthimmellicht durch Chemilumineszenz. Dabei wird Licht bei einer chemischen Reaktion freigesetzt.

Die Energie für Polarlichter stammt von Zusammenstößen mit geladenen Teilchen, sie sind nur in höhen Breiten zu sehen. Nachthimmellicht schimmert meist am Horizont. Es verhindert, dass der Nachthimmel jemals ganz dunkel wird.

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Raumfähre und Raumstation auf einem Foto

Über der Erde schwebt die Internationale Raumstation mit Solarpaneelen und Modulen. Links ist eine Raumfähre angedockt, die Nase schaut nach oben. Unten wölbt sich die Erde mit blauen Ozeanen und weißen Wolken. Das ungewöhnliche Foto entstand in einer Sojus-Raumkapsel, die zur Erde zurückkehrte.

Bildcredit: NASA

Wie entstand dieses Bild? Normalerweise wurden Bilder der Raumfähre im Weltraum auf der Raumstation fotografiert. Und meist wurden Fotos der Raumstation an Bord eines Spaceshuttles aufgenommen. Wie aber kann es ein Bild von Raumfähre und Raumstation zusammen geben, das im All fotografiert wurde?

Die Antwort lautet: Das Bild wurde bei der letzten Reise der Raumfähre Endeavour zur Internationalen Raumstation im Mai 2011 fotografiert, nachdem ein Versorgungsschiff von der Raumstation ablegte. An Bord waren die Astronautin Cady Coleman und ihre Kollegen. Sie fotografierten eine Serie seltener Ansichten. Das Versorgungsschiff war die russische Sojus TMA-20, die noch am selben Tag in Kasachstan landete.

Das spannende Bild zeigt das Größenverhältnis der Station zur angedockten Raumfähre. Unten schweben Wolken auf der Erde über einem blauen Ozean.

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Der sternklare Himmel unter Hollow Hill

Die Decke einer Höhle in Neuseeland ist von Glühwürmchen (Arachnocampa luminosa) übersät. Es sind blau leuchtende Punkte oben im Bild. Sie locken mit dieser Illusion eines Sternenhimmels Insekten in ihre Fallen.

Bildcredit und Bildrechte: Phill Round

Wenn man in der neuseeländischen Hollow Hill Cave nach oben blickt, sieht man scheinbar einen vertrauten sternklaren Himmel. Genau darauf zählen die Arachnocampa luminosa. Auf dieser Langzeitbelichtung sind Neuseeland-Glühwürmchen über die Höhlendecke verteilt. Sie verleihen ihr das einladende, offene Aussehen eines klaren, dunklen Nachthimmels voller Sterne.

Arglose Insekten fliegen daher zu weit nach oben und bleiben an den Fallen der Glühwürmchen kleben. Die Glühwürmchen bauen sie, um Nahrung zu fangen. Natürlich kann man professionelle Sternforschende nicht so leicht täuschen. Aber die Struktur links oben sieht dem Kohlensacknebel und dem Kreuz des Südens sehr ähnlich …

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Der Hexernebel

Der Hexernebel ist mit und ohne Sterne abgebildet.

Bildcredit und Bildrechte: Michael Miller

Der offene Sternhaufen NGC 7380 ist noch in seine Entstehungswolke aus interstellarem Gas und Staub eingebettet. Sie ist allgemein als Hexernebel bekannt. Zusammen mit Vorder- und Hintergrundsternen liegt er in der Ebene unserer Milchstraße. Er ist etwa 8000 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Kepheus.

Der Vollmond passt leicht in diese Teleskopansicht, die den Haufen mit seinem Nebel zeigt. Er ist vier Millionen Jahre jung und normalerweise viel zu blass für das bloße Auge. Das Bild entstand mit Teleskop und Kamera. Es zeigt Formen und Strukturen des Hexers, die mehrere Lichtjahre groß sind. Die Farbpalette des Bildes ist dieselbe, die durch Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble bekannt wurde. Die Wellenlängen von den Wasserstoff-, Sauerstoff- und Schwefelatomen im Nebel wurden mit Schmalbandfiltern aufgenommen. Für das fertige Digitalkompositbild wurden sie in grüne, blaue und rote Farben umgewandelt.

Doch der Hexer hat noch ein Ass im Ärmel. Wenn ihr den Mauspfeil über das Bild schiebt oder diesem Link folgt, verschwinden die Sterne. Nur das kosmische Gas und der Staub im Hexernebel bleiben übrig.

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Messier 20 und 21

Links im Bild leuchtet der berühmte Trifidnebel, ein rosaroter Nebel, der von Staubwolken dreigeteilt ist, umgeben von einem blauen Nebel. Rechts darüber strahlt ein Sternhaufen. Im Hintergrund sind Sterne und kaum sichtbare Nebel verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Lorand Fenyes

Der schöne Trifidnebel ist auch als Messier 20 bekannt. Er leuchtet an die 5000 Lichtjahre entfernt im nebelreichen Sternbild Schütze. Man findet ihn leicht mit einem kleinen Teleskop. Das gut komponierte Gesichtsfeld ist fast 1 Grad breit. Die farbige Studie kosmischer Kontraste zeigt auch den offenen Sternhaufen Messier 21 rechts oben.

Staubbahnen teilen den Trifidnebel in drei Teile. Er ist etwa 40 Lichtjahre groß. Der Nebel ist zirka 300.000 Jahre alt. Damit ist er eine der jüngsten Sternbildungsregionen am Himmel. Die neuen, noch unfertigen Sterne sind in die Staub- und -Gaswolken gehüllt, in denen sie entstanden sind.

Die Distanz zum offenen Sternhaufen M21 ist ähnlich wie die zu M20. Die beiden teilen sich zwar die prächtige Teleskop-Himmelslandschaft, doch es besteht keine Verbindung zwischen ihnen. Die Sterne in M21 sind ungefähr 8 Millionen Jahre alt, also viel älter als M20.

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Milchstraße über Yellowstone

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Dave Lane

Die Milchstraße entstand nicht aus einem verdampfenden See. Der etwa 10 Meter große farbige Wassertümpel ist als Silex Spring bekannt. Er liegt im Yellowstone-Nationalpark im US-Bundesstaat Wyoming. Die künstlich wirkenden Farben entstehen durch Schichten aus Bakterien, die in der heißen Quelle gedeihen. Von der Quelle steigt Dampf auf. Er wird von einer Magmakammer tief unten aufgeheizt. Die Hitze stammt vom Yellowstone-Hotspot.

Das Zentralband der Milchstraße steht in keinem physischen Zusammenhang in weiter Ferne. Es wölbt sich hoch oben und wird von Milliarden Sternen erleuchtet. Dieses Panorama entstand aus 16 Bildern. Sie wurden letzten Monat fotografiert. Wenn der Yellowstone-Hotspot einen weiteren Supervulkanausbruch wie vor 640.000 Jahren auslöst, wäre ein großer Teil von Nordamerika betroffen.

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Vorbeiflug am Neptunmond Triton


Bildcredit: Voyager 2, JPL, NASA; Digitale Zusammenstellung: Paul Schenk (LPI, USRA)

Was sieht man, wenn man an Triton vorbeifliegt? Triton ist der größte Mond des Planeten Neptun. Nur eine Raumsonde hat das je getan. Am 25. August 1989 raste die Raumsonde Voyager 2 mit klickender Kamera durch das Neptunsystem. Nun wurden erstmals Bilder dieser Begegnung zu einem Film kombiniert.

Triton ist etwas kleiner als der Erdmond, doch er hat Eisvulkane und eine Oberfläche, die mit gefrorenem Stickstoff angereichert ist. Der erste Teil im Video zeigt Voyagers Annäherung an Triton. Trotz des ungewöhnlich grünen Farbtons erscheint er annähernd in Echtfarben. Das rätselhafte Gelände unter der Raumsonde wurde dunkel, nachdem unten die Schattenlinie zur Nacht vorbeizog. Nach der engsten Begegnung schwenkte Voyager und entfernte sich. Der Mond ist als schrumpfende Sichel zu sehen.

Wenn alles gut geht, macht die Roboter-Raumsonde New Horizons nächsten Juli einen ähnlichen Vorbeiflug an Pluto. Diese Kugel ist ähnlich groß wie Triton.

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