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

Wie ein Schiff, das durch die kosmische See pflügt, erzeugt der entlaufende Stern Zeta Ophiuchi diese bogenförmige interstellare Bugwelle oder Bugschock. Diese Bugwelle ist in diesem atemberaubenden Infrarotporträt zu sehen.

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

Was hat diesen Stern in Bewegung gesetzt? Zeta Oph war wahrscheinlich einst Teil eines Doppelsternsystems, dessen Begleitstern massereicher war und daher eine kürzere Lebensdauer hatte. Als der Begleiter als Supernova explodierte und dabei katastrophal an 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 verdeckendem Staub umgeben. Das Bild überspannt etwa 1,5 Grad oder 12 Lichtjahre bei der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi.

Im Januar 2020 schaltete die NASA das Spitzer-Weltraumteleskop in den Sicherheitsmodus und beendete damit seine 16-jährige erfolgreiche Erforschung unseres Universums im Infrarotbereich.

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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 ist dieser ungewöhnliche rote Halo, der die Aurora umgibt? Es handelt sich dabei um einen stabilen roten Polarlichtbogen (engl. Stable Auroral Red – SAR) Bogen. SAR-Bögen sind selten und werden erst seit 1954 als Phänomen anerkannt und erforscht.

Die Weitwinkelaufnahme zeigt einen fast kompletten SAR-Bogen, der eine weniger seltene grüne und rote Aurora umgibt. Das Bild wurde in Poolburn, Neuseeland, während eines besonders energiereichen geomagnetischen Sturms aufgenommen.

Die Entstehung von SAR-Bögen ist derzeit Gegenstand der Forschung. Wahrscheinlich gibt es einen Zusammenhang mit dem schützenden Magnetfeld der Erde, das durch geschmolzenes Eisen tief im Erdinneren erzeugt wird. Dieses Magnetfeld leitet normalerweise einströmende geladene Teilchen aus dem Sonnenwind zu den Erdpolen um. Allerdings fängt es auch einen Ring aus Ionen näher zum Äquator ein. Diese Ionen können dort in Zeiten hoher Sonnenaktivität Energie aus der Magnetosphäre gewinnen. Die energiereichen Elektronen im Ionenring kollidieren mit Sauerstoffatomen und regen sie an, wodurch der Sauerstoff rot leuchtet. Das findet in höheren Schichten der Erdionosphäre statt als typische Polarlichter. Aktuelle Forschung zeigt, dass sich ein roter SAR-Bogen möglicherweise 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, aber sie kann den Mond im Hintergrund wellig erscheinen lassen. Die Rakete war in diesem Fall eine Falcon Heavy von SpaceX, die letzte Woche vom Kennedy-Raumfahrtzentrum der NASA abhob.

Auf diesem Bild vom Start leuchtet die Abgasfahne der Rakete weiter als bis zur Projektion auf den fast vollen Mond, der in der Ferne aufging. Am unteren Rand des Mondes 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 sowie Taschen mit relativ kühler, komprimierter Luft: Brechung. Der Schnappschuss war zwar geplant, doch die zeitliche Planung des Starts musste genau passen, damit der Vorbeiflug am Mond genau während dieser einzigen Aufnahme stattfand.

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NGC 1232: Eine prachtvolle Spiralgalaxie

Bildfüllend ist eine Spiralgalaxie dargestellt, die wir direkt von oben sehen. 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 detailreich abgebildet.

Das Sichtbare stammt von Millionen heller Sterne und dunklem Staub. Diese sind in einem Gravitationswirbel von Spiralarmen gefangen, die um das Zentrum rotieren. Offene Haufen mit hellen, blauen Sternen sind entlang dieser Spiralarme verteilt, dazwischen befinden sich dunkle Bahnen aus dichtem interstellarem Staub.

Weniger sichtbar, aber dennoch nachweisbar sind Milliarden blasser, normaler Sterne und riesige Mengen an interstellarem Gas. Sie enthalten zusammen so viel Masse, dass sie die Dynamik der inneren Galaxie prägen.

Die gängigsten Theorien lassen vermuten, dass noch es größere Mengen an unsichtbarer Materie in einer Form gibt, die wir noch nicht kennen. Diese Dunkle Materie, die alles durchdringt, soll zum Teil die Bewegungen der sichtbaren Materie in den äußeren Bereichen von Galaxien erklären.

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

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Illustris: Simulation des Universums

Videocredit: Illustris-Arbeitsgemeinschaft, NASA, PRACE, XSEDE, MIT, Harvard CfA; Musik: Die vergiftete Prinzessin (Media Right Productions)

Wie kamen wir dazu? Klicken Sie auf „play“, lehnen Sie sich zurück und genießen Sie. Es handelt sich um eine Computer-Simulation der Entwicklung des Universums. Sie zeigt die Entstehung von Galaxien und des Platzes der Menschheit im Universum. Das Illustris Projekt verbrauchte 20 Million CPU-Stunden. Im Jahr 2014 wurden damit 12 Milliarden Auflösungselemente eines Würfels mit der Kantenlänge von 35 Millionen Lichtjahren berechnet. um zu zeigen, wie dieses Raumelement sich über 13 Milliarden Jahre entwickelt. Die Simulation verfolgt die Materie zurück bis zu ihrer Entstehung – und zwar für viele verschiedene Typen von Galaxien.

Während sich das virtuelle Universum entwickelt, wird ein Anteil der Materie, die sich mit dem Universum ausdehnt, schnell gravitativ gebunden. Dadurch bilden sich Filamente aus Galaxien und Galaxienhaufen. Das hier gezeigte Video zeigt die Perspektive von einer (nicht realistischen) Kamera, die Teile des sich verändernden Universums umkreist. Dabei nimmt sie erst die Entwicklung von Dunkler Materie auf, dann Wasserstoffgas abhängig von seiner Temperatur (0:45), dann schwere Elemente wie Helium und Kohlenstoff (1:30) und schließlich wieder Dunkle Materie (2:07).

Unten links wird die Zeit seit dem Urknall eingeblendet, während oben rechts angezeigt wird, welche Art von Materie gerade dargestellt wird. Explosionen (0:50) in Galaxienzentren kommen von den supermassiven Schwarzen Löchern, die Blasen von heißem Gas ausstoßen.

Interessante Abweichungen der Illustris-Simulation vom realen Universum wurden ebenfalls untersucht, z.B. dass die Simulation eine Überhäufigkeit von alten Sternen produziert.

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Der letzte Vollmond

Über einem Gebirge ragt ein gelblicher Mond mit dunklen Meeren auf, er wirkt durch die Atmosphäre über dem Horizont verzerrt. Unten sind Wolken vor dem Mond.

Bildcredit und Bildrechte: Giacomo Venturin

Der letzte Vollmond des Jahres 2023 geht in dieser surrealen Berg- und Himmelslandschaft auf. In der nördlichen Hemisphäre wird er auch „Kalter Mond des Dezember“ oder „Mond der Langen Nacht“ genannt. Die dalieske Szene wurde in einer einzigen Aufnahme mit einer Kamera und einem langen Teleobjektiv in der Nähe von Monte Grappa, Italien, eingefangen. Der Vollmond schmilzt jedoch nicht. Seine gestreckte und verzerrte Erscheinung in der Nähe des Horizonts wird durch die veränderte Brechung entlang der Sichtlinie verursacht, die zu wechselnden Bildern oder Luftspiegelungen der hellen Mondscheibe führt.

Die Veränderungen in der atmosphärischen Brechung werden hervorgerufen durch atmosphärische Schichten mit stark unterschiedlichen Temperaturen und Dichten. Weitere Effekte der atmosphärischen Brechung, die durch die lange Sichtlinie zu diesem Vollmondaufgang hervorgerufen werden, sind der dünne rote Rand, der schwach am verzerrten unteren Rand des Mondes zu sehen ist, und ein dünner grüner Rand entlang des oberen Randes.

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Shakespeare im All

Mitten im Bild ist Uranus auf sehr ungewöhnliche Weise dargestellt, die Ringe leuchten sehr hell. Um ihn herum sind seine Monde angeordnet und mit Namen beschriftet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

1986 war Voyager 2 die erste Raumsonde, die den Eisriesen Uranus aus der Nähe erkundete. Dennoch bietet dieses neu veröffentlichte Bild der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James Webb Space Telescopes (JWST) einen detaillierten Blick auf diese ferne Welt. Der geneigte äußere Planet dreht sich einmal in etwa 17 Stunden um seine Achse. Sein Nordpol befindet sich derzeit in der Nähe unserer Sichtlinie, was einen direkten Blick auf seine nördliche Hemisphäre und sein schwaches, aber ausgedehntes System von Ringen ermöglicht.

Von den 27 bekannten Monden des Riesenplaneten sind 14 auf dem Bild markiert. Die helleren von ihnen zeigen Hinweise auf die charakteristischen Beugungsspitzen des JWST. Und obwohl diese Welten des äußeren Sonnensystems zu Shakespeares Zeiten unbekannt waren, sind bis auf zwei alle 27 Uranmonde nach Figuren aus den Stücken des englischen Barden benannt.

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Jupiter und der Geminid

Ein gleißend heller, grün-türkiser Meteor flitzt schräg durch das Bildfeld, im Hintergrund leuchten zarte Sterne, unter der Feuerkugel sind die Plejaden und die Hyaden erkennbar, rechts leuchtet der helle Planet Jupiter.

Bildcredit und Bildrechte: Gaurav Singh

Für einen kurzen Moment hat dieser Meteor den Planeten Jupiter am Nachthimmel überstrahlt. Dieses Zufallsbild wurde mit einer Kamera im Zeitraffermodus bei der Jagd nach Sternschnuppen am 14. Dezember, um das Maximum des Sternschnuppenschauers der Geminiden, unter dem kalten Sternenhimmel von Kanada aufgenommen.

Der Sternschnuppenschauer der Geminiden ist das jährliche Geschenk des Asteroiden 3200 Phaeton und erscheint immer im Dezember. Der Sternschnuppenregen wird durch Staub verusacht, den der mysteriöse Asteroid auf seiner Bahn um die Sonne verliert. Die Staubpartikel fallen mit 22 Kilometer pro Sekunde durch die oberen Schichten der Erdatmosphäre.

Die Sternschnuppen der Geminiden scheinen von einem Punkt im Sternbild Zwillinge auszugehen, der sich links unten außerhalb des Bildes befindet. Der helle Jupiter ist rechts neben der Bildmitte zu sehen, in der Bildmitte selbst befindet sich der Sternhaufen der Plejaden und darunter der Sternhaufen der Hyaden (das nach links gedrehte V) – beides klassische Himmelsobjekte einer Dezembernacht.

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