Kategorie: APOD

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Aufwirbeln eines sehr massereichen Schwarzen Lochs

Eine Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch wirbelt schräg im Bild. Nach links oben steigt ein wirbelnder blauer, transparenter Strahl auf. Mitten in der Akkretionsscheibe ist eine schwarze Kugel.

Illustrationscredit: Robert Hurt, NASA/JPL-Caltech

Wie schnell kann ein Schwarzes Loch rotieren? Wenn ein Objekt aus normaler Materie zu schnell rotiert, zerbricht es. Doch ein Schwarzes Loch kann vielleicht gar nicht brechen. Und seine maximale Rotationsgeschwindigkeit ist tatsächlich unbekannt. Für gewöhnlich werden schnell rotierende Schwarze Löcher mit der Kerr-Lösung zu Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie modelliert. Das führt zu mehreren erstaunlichen, ungewöhnlichen Vorhersagen.

Eine Prognose sollte man relativ einfach überprüfen können: Man beobachtet dazu aus großer Entfernung, wie Materie in ein Schwarzes Loch fällt, das mit maximaler Geschwindigkeit rotiert. Die Materie sollte man zuletzt sehen, wenn sie fast mit Lichtgeschwindigkeit um das Schwarze Loch kreist.

Diese Vorhersage wurde mit den Satelliten NuSTAR der NASA und XMM der ESA geprüft. Sie beobachteten das sehr massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Spiralgalaxie NGC 1365. Die Grenze nahe der Lichtgeschwindigkeit wurde bestätigt. Dazu wurden die Aufheizung und die Spektrallinien-Verbreiterung von Kernemissionen am inneren Rand der Akkretionsscheibe gemessen.

Die künstlerische Illustration zeigt eine Akkretionsscheibe aus normaler Materie. Sie wirbelt um ein Schwarzes Loch. Oben strömt ein Strahl aus. Materie, die zufällig in ein Schwarzes Loch fällt, sollte dieses nicht so stark beschleunigen. Daher bestätigen die Messungen von NuSTAR und XMM auch die Existenz der umgebenden Akkretionsscheibe.

Bei der NASA ist Woche der Schwarzen Löcher!

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Titan: Mond über Saturn

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

Bildcredit und Bildrechte: NASA, JPL-Caltech, Institut für Weltraumwissenschaft

Wie der Erdmond befindet sich auch Saturns größter Mond, Titan, in einer gebundenen Rotation mit seinem Planeten. Dieses Mosaik aus Aufnahmen der Raumsonde Cassini, aufgenommen im Mai 2012, zeigt die saturnabgewandte Seite – also die Seite, die stets von dem von Ringen umgebenen Gasriesen abgewandt ist.

Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre und der einzige bekannte Himmelskörper neben der Erde, auf dem stabile Flüssigkeitskörper auf der Oberfläche existieren, begleitet von einem erdähnlichen Kreislauf aus flüssigem Regen und Verdunstung. In der Cassini-Aufnahme ist die hoch gelegene Dunstschicht von Titans Atmosphäre deutlich zu erkennen, während der Mond, der einen Durchmesser von 5.000 Kilometer hat, über den Ringen und Wolkenspitzen des Saturn zu sehen ist.

Nahe der Bildmitte liegt das dunkle, von Dünen durchzogene Gebiet namens Shangri-La. Die von Cassini mitgebrachte Huygens-Sonde ruht links unterhalb der Bildmitte – nach der bislang entferntesten Landung eines Raumfahrzeugs von der Erde.

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Der junge Sternhaufen NGC 346

Das Bild des Weltraumteleskops Webb zeigt einen Sternhaufen aus massereichen Sternen in der Kleinen Magellanschen Wolke. Im Bild sind auch viele lose Sterne und Emissionsnebel verteilt.

Forschung – NASA, ESA, CSA, Olivia C. Jones (UK ATC), Guido De Marchi (ESTEC), Margaret Meixner (USRA); Bearbeitung – Alyssa Pagan (STScI), Nolan Habel (USRA), Laura Lenkić (USRA), Laurie E. U. Chu (NASA Ames)

Der massereichste junge Sternhaufen in der Kleinen Magellanschen Wolke ist NGC 346. Er ist rund 210.000 Lichtjahre entfernt und in das größte Sternbildungsgebiet unserer kleinen Begleitgalaxie eingebettet.

Die massereichen Sterne von NGC 346 sind zwar kurzlebig, aber äußerst energiereich. Ihre Winde und Strahlung formen die Ränder der staubigen Molekülwolke und lösen dort weitere Sternbildung aus. Das Sternentstehungsgebiet enthält anscheinend zudem eine große Zahl junger Sterne. Diese sind gerade einmal 3 bis 5 Millionen Jahre alt. Sie haben noch nicht damit begonnen, Wasserstoff in ihren Kernen zu fusionieren. Diese jungen Sterne liegen über den eingebetteten Sternhaufen verstreut.

Die spektakuläre Infrarotaufnahme von NGC 346 stammt von der NIRCam am James-Webb-Weltraumteleskop. Die Emissionen in der Sternbildungsregion leuchten rosa und orangefarben. Sie stammen von atomarem Wasserstoff, der durch die energiereiche Strahlung der massereichen Sterne ionisiert wurde, sowie von molekularem Wasserstoff und Staub. Webbs gestochen scharfes Bild des jungen Sternentstehungsgebiets ist in der Entfernung der Kleinen Magellanschen Wolke 240 Lichtjahre breit.

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MESSENGERs letzter Tag auf Merkur

Wir blicken schräg auf einen rechteckigen Ausschnitt der Merkur-Oberfläche. Sie ist rot und blau farbcodiert und zeigt einige Krater. Rote Teile im Bild sind höher als blaue.

Bildcredit: NASA, Johns Hopkins Univ. APL, Staatliche Universität Arizona, CIW

MESSENGER war die erste Raumsonde, die um den innersten Planeten Merkur kreiste. Sie wurde am 30. April 2015 in der oben gezeigten Region auf Merkurs Oberfläche abgesetzt. Die Projektion entstand aus MESSENGER-Bildern und Laser-Höhenmessungen. Der Blick reicht nach Norden über den nordöstlichen Rand des breiten Shakespeare-Beckens, das mit Lava gefüllt ist.

In der linken oberen Ecke liegt der große, 48 km breite Krater Janacek. Die Höhe der Landschaft ist farbcodiert. Rote Bereiche liegen etwa 3 km über den blauen. MESSENGERs letzter Umlauf sollte etwa in der Mitte enden. Dabei sollte die Raumsonde mit fast 4 km/s auf der Oberfläche einschlagen und dabei einen neuen, etwa 16 m großen Krater erzeugen.

Der Einschlag fand auf Merkurs Rückseite statt und wurde nicht mit Teleskopen beobachtet. Er wurde aber indirekt bestätigt. Denn als die Raumsonde hinter dem Planeten auftauchen sollte, wurde kein Signal mehr gemessen. Die Raumsonde MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemisty and Ranging startete 2004. Sie erreichte 2011 den innersten Planeten im Sonnensystem und machte mehr als 4000 Umläufe.

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Fröhlicher Himmel über dem mexikanischen Bufa-Hügel

Am Dämmerungshimmel stehen eine Mondsichel und zwei Planeten über einem felsigen, hohen Hügel.

Bildcredit und Bildrechte: Daniel Korona

Manchmal scheint sogar der Himmel zu lächeln. Vor einigen Tagen war in weiten Teilen der Welt eine ungewöhnliche Konstellation zu sehen. Mit den Planeten Venus und Saturn ergab unser Mond einen ikonischen Gesichtsausdruck. Die Mondsichel sah zusammen mit den scheinbar nahe beieinander stehenden Planeten wie ein fröhliches Gesicht am Nachthimmel aus.

Das Bild zeigt diese Szene über Zacatecas in Mexiko. Im Vordergrund befindet sich der markante Bufa-Hügel. Ganz rechts und am weitesten entfernt seht ihr den Planeten Saturn. Deutlich näher und links über Saturn seht ihr die Venus, den hellsten Planeten am Himmel. Direkt über dem Horizont befindet sich unser Mond als abnehmende Sichel. Für dieses gigantische Motiv muss die Mondphase in die richtige Richtung lächeln.

Welche Mondphase ist dieses Jahr am Geburtstag?

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Saturns Ringe verschwinden scheinbar

Das Kompositbild zeigt den Planeten Saturn einmal pro Jahr in den Jahren 2020-2025. Oben (2020) sind die Ringe weit geöffnet, unten (2025) verschwinden sie.

Bildcredit und Bildrechte: Natan Fontes

Wo sind Saturns Ohren? Galileo Galilei gilt als der erste Mensch, der 1610 die Saturnringe sah. Bei der Erprobung des von Lipperhey miterfundenen Teleskops wusste Galilei nicht, worum es sich handelte, und nannte sie daher „Ohren„.

Das Rätsel vertiefte sich 1612, als die Ohren Saturns auf mysteriöse Weise verschwanden. Heute wissen wir genau, was passiert ist: Aus der Perspektive der Erde waren die Saturnringe zu dünn geworden, um sie zu sehen. Das gleiche Drama spielt sich alle 15 Jahre ab, denn der Saturn unterliegt wie die Erde den kippbedingten Jahreszeiten. Das bedeutet, dass der Saturn auf seinem Weg um die Sonne seinen Äquator und seine Ringe deutlich zur Sonne und zum inneren Sonnensystem neigen kann, sodass sie gut sichtbar sind. An anderen Stellen seiner Bahn sind sie fast überhaupt nicht zu sehen.

Dieses Bild aus Brasilia, Brasilien, zeigt eine moderne Version dieser Abfolge: Das obere Bild mit den Ringen wurde im Jahr 2020 aufgenommen, das untere Bild mit den Ringen wurde erst im Jahr 2025 fotografiert.

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Gum 37 und die südlichen Kaulquappen

Im unteren Bildteil sind rot und lila leuchtende Staubwolken. Mitten im Bild ragt eine tropfende, dunkle fragile Form heraus, die an Kaulquappen erinnert. Oben sind Sterne im Hintergrund verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Francis Bozon und Cecil Navick (AstroA. R. O.)

Diese kosmische Himmelslandschaft zeichnet sich durch leuchtende Gas- und Staubwolken sowie den jungen Sternen im Nebel NGC 3572 aus. Der wunderschöne Emissionsnebel und Sternhaufen befinden sich am Südhimmel im Sternbild Carina.

Junge Sterne sind am oberen Rand dieses Raumgebiets zu sehen. Der Durchmesser beträgt – bei einer Entfernung von 9000 Lichtjahren – 100 Lichtjahre. Das sichtbare Gas ist Teil einer Molekülwolke, auch bekannt als Gum 37. Es wird in den den Farben der Hubble-Farbskala dargestellt. Dichte Materieströme, welche von Sternenwind und Strahlung angetrieben werden, bewegen sich im Nebel von den energiereichen, jungen Sternen weg. Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um Orte aktiver Sternentstehung. Ihre Form erinnert an den Kaulquappennebel IC 410, welcher bei Beobachtern des Nordhimmels besser bekannt sein dürfte.

In den nächstens zehn- bis hundertausend Jahren werden sich Gas und Sterne des Clusters durch gravitative Gezeitenwirkung und gewaltige Supernovaexplosionen der größten Clustersterne weiter ausbreiten.

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IC 418: Der Spirographen-Nebel

Der Nebel im Bild ist leicht oval und wirkt, als wäre er mit einem Spielzeug gezeichnet worden. Der äußere Rand ist orange und gelb, innen ist der Nebel lila-violett.

Bildcredit: NASA, ESA und das Hubble-Nachlassteam (STScI/AURA); Danksagung: R. Sahai (JPL) et al.

Was bewirkt die seltsame Struktur von IC 418? Der planetarische Nebel IC 418 wird wegen seiner Ähnlichkeit mit Zeichnungen aus einem zyklischen Zeichengerät auch als Spirographen-Nebel bezeichnet. Er zeigt Muster, die nicht gut verstanden werden. Vielleicht haben sie irgendwas mit den chaotischen Winden zu tun, die von dem veränderlichen Stern ausgehen. Dieser kann seine Helligkeit innerhalb weniger Stunden auf unvorhersehbare Weise ändern.

Andererseits gibt es wissenschaftliche Hinweise, dass IC 418 vor wenigen Jahrmillionen wahrscheinlich ein ähnlich gut verstandener Stern wie die Sonne war. Noch vor wenigen Tausend Jahren war IC 418 ein gewöhnlicher Roter Riesenstern. Seitdem ihm das nukleare Feuer ausging, begann die äußere Hülle allerdings, sich weiter nach außen zu bewegen. So blieb ein heißer Überrest-Kern übrig. Sein Schicksal es ist, zu dem weißen Zwergstern zu werden, den man im Zentrum sieht. Das Licht aus dem inneren Kern regt umliegende Atome im Nebel an und bringt ihn zum Leuchten. IC 418 ist etwa 2000 Lichtjahre entfernt und durchmisst 0,3 Lichtjahre.

Dieses Falschfarbenbild wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen. Es enthüllt die ungewöhnlichen Details.

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