Illustris simuliert das Universum

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

Wie sind wir hier gelandet? Klickt auf „Play“ klicken, lehnt euch zurück und genießt! Das Video ist eine Computer-Simulation. Sie zeigt die Entwicklung des Universums, die Entstehung von Galaxien und des Orts der Menschen im Universum. Das Illustris-Projekt brauchte 20 Millionen CPU-Stunden. Im Jahr 2014 wurden damit 12 Milliarden Elemente berechnet, die einen Würfel mit der Kantenlänge von 35 Millionen Lichtjahren auflösen. Die Simulation zeigt, wie sich diese Elemente im Raum in 13 Milliarden Jahren entwickelt. Sie folgt der Materie zurück bis zu ihrer Entstehung. Man sieht viele verschiedene Typen von Galaxien.

Im Video entwickelt sich das virtuelle Universum. Ein Teil der Materie, die sich mit dem Universum ausdehnt, wird schnell durch Gravitation gebunden. So entstehen Fasern mit Galaxien und Galaxienhaufen. Das Video zeigt den Blickwinkel einer fiktiven Kamera. Sie kreist um Teile des Universums, die sich verändern. Erst zeigt sie, wie sich Dunkle Materie entwickelt. Später sieht man Wasserstoff, bei dem seine Temperatur mitläuft (0:45). Dann folgen schwerere Elemente wie Helium und Kohlenstoff (1:30) und schließlich Dunkle Materie (2:07).

Links unten läuft die Zeit seit dem Urknall. Rechts oben ist abzulesen, welche Art von Materie gerade gezeigt wird. Explosionen (0:50) in den Zentren von Galaxien stammen von den extrem massereichen Schwarzen Löchern. Sie stoßen Blasen aus heißem Gas aus.

Es gibt interessante Abweichungen der Illustris-Simulation vom realen Universum. Dazu zählt unter anderem, dass bei der Simulation eine größere Häufigkeit alter Sterne entsteht. Die Abweichungen werden untersucht.

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Sonnenminimum versus Sonnenmaximum

Videocredit: NASA, SDO, SVS

Die Oberfläche unserer Sonne ist ständig in Bewegung. In manchen Jahren ist sie ruhig und zeigt relativ wenige Sonnenflecken und aktive Regionen. In anderen Jahren ist sie aufgewühlt. Sie weist dann viele Sonnenflecken auf und wirft häufig CME und Sonneneruptionen aus. Die Oberfläche unserer Sonne durchläuft in Reaktion auf Magnetismus alle 11 Jahre relativ ruhige Phasen. Es sind Sonnenminima. Alternierend dazu gibt es relativ unruhige Phasen, sogenannte Sonnenmaxima.

Das Video zeigt links einen Monat Ende 2019. Damals war die Sonne nahe einem Sonnenminimum. Rechts ist ein Monat im Jahr 2014 nahe einem Sonnenmaximum zu sehen. Die Aufnahmen im fernen Ultraviolettlicht stammen vom Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA.

Unsere Sonne erreicht bis 2025 wieder ein Sonnenmaximum. Sie zeigt aber schon jetzt eine Oberfläche mit überraschend viel Aktivität.

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Der Mond geht hinter dem Vulkan Teide unter

Videocredit und -rechte: Daniel López (El Cielo de Canarias); Musik: Piano della Moon (Dan Silva)

Diese Menschen sind nicht in Gefahr. Was da links herunterkommt, ist nur der Mond. Er ist weit entfernt. Luna wirkt hier so groß, weil sie durch ein Teleskop fotografiert wurde. Die Bewegung stammt von der Erde. Ihre Rotation bewirkt, dass der Mond langsam hinter dem Vulkan Teide auf den Kanarischen Inseln verschwindet. Die Inseln liegen nordwestlich vor der Küste von Afrika.

Die Personen im Video sind ca. 16 Kilometer entfernt. Einige schauen zur Kamera, weil sie beobachten, wie die Sonne hinter dem Fotografen aufging. Es ist kein Widerspruch, dass ein Vollmond untergeht, wenn die Sonne aufgeht, denn die Sonne steht am Himmel immer genau gegenüber dem Vollmond.

Dieses Video entstand im Mai 2018 beim Milchmond. Es ist kein Zeitraffer. Der Mond geht wirklich so schnell unter. Der Vollmond im Mai wird manchmal Blumenmond, Wonnemond oder eben Milchmond genannt.

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Ein Staubteufel auf dem Mars wirbelt vorbei

Videocredit: NASA, JPL-Caltech, Rober Perseverance; AI-Bearbeitung: PipploIMP

Es bewegte sich über die Marsoberfläche – was war es? Ein Staubteufel. Solche rotierenden Säulen, in denen Luft aufsteigt, werden von der warmen Oberfläche aufgeheizt. Sie kommen auch in warmen, trockenen Gebieten auf dem Planeten Erde vor.

Staubteufel bestehen in der Regel nur wenige Minuten. Man sieht sie, wenn sie losen, rötlichen Staub mitreißen und der dunklere, schwerere Sand darunter zurückbleibt. Staubteufel sehen nicht nur interessant aus, sie können auch sichtbare Spuren zurücklassen. Manchmal sind sie für unerwartete Säuberungen der Oberflächen von Solarpaneelen verantwortlich.

Die Bilder in diesem Video wurden von einer KI interpoliert. Aufgenommen wurden sie sie Anfang August vom Rover Perseverance, der gerade im Krater Jezero nach Anzeichen für urzeitliches Leben sucht. Das sechssekündige Zeitraffervideo dauert in Echtzeit etwas länger als einer Minute. In der Ferne seht ihr den rotierenden Staubteufel. Er bewegt sich mit etwa 20 km/h und reicht ungefähr 2 Kilometer aufwärts.

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Nur 60 Sekunden: Ein Sonnenuntergang mit grünem Blitz

Videocredit und Bildrechte: Tengyu Cai

Nach 60 Sekunden wird diese untergehende Sonne grün. Eigentlich erscheint der obere Teil der Sonne schon zu Beginn nicht nur grün, sondern auch wellig – ebenso wie alle Ränder.

Die Sonne bleibt natürlich unverändert – beide Effekte entstehen, indem man durch heiße und kalte Schichten in der Erdatmosphäre blickt. Die ungewöhnliche Farbe ist als grüner Blitz bekannt. Sie tritt auf, weil die unterschiedlichen Schichten in der Atmosphäre nicht nur die Hintergrundbilder verschieben, sondern auch Farben in leicht unterschiedliche Richtungen streuen, ähnlich wie ein Prisma.

Dieses Video wurde zu Beginn des Monats vor der Küste von Hawaii in den USA gefilmt. Nach 60 Sekunden schwebt der obere Teil der Sonne am Ende des Videos scheinbar alleine im Raum, er wird nicht nur grün, sondern sogar blau. Dann schrumpft die Sonne plötzlich scheinbar zu einem Nichts – und kehrt am nächsten Tag wieder.

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Feuerring einer Sonnenfinsternis bei Sonnenaufgang

Videocredit: Colin Legg und Geoff Sims; Musik: Peter Nanasi

Was steigt hinter diesen Wolken über den Horizont? Es ist die Sonne. Die meisten Sonnenaufgänge sehen allerdings ganz anders aus, weil normalerweise der Mond nicht dabei ist. Doch am frühen Morgen des 10. Mai 2013 stand in Westaustralien der Mond zwischen der Erde und der aufgehenden Sonne.

Für Unwissende ist es manchmal schwer zu verstehen, was da passiert. Bei einer ringförmigen Sonnenfinsternis ist der Mond zu weit von der Erde entfernt, um die ganze Sonne abzudecken. Wo Sonnenlicht um den Mondrand herum fließt, leuchtet ein Feuerring.

Bei diesem Zeitraffervideo stand die Finsternis knapp über dem Horizont. Durch die hohe Brechung der Erdatmosphäre erschienen die aufgehende Sonne und der Mond abgeflacht. Im Lauf des Videos steigt die Sonne höher, während Sonne und Mond anfangen, sich zu trennen.

Die nächste ringförmige Sonnenfinsternis findet in weniger als drei Wochen statt. Am Samstag, dem 14. Oktober, ist bei klarem Himmel auf einer schmalen Schneise, die über Nord- und Südamerika verläuft, ein Feuerring zu sehen.

Reise durchs Universum: APOD-Zufallsgenerator

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Die HESS-Teleskope erforschen den Hochenergie-Himmel

Videocredit und -rechte: Jeff Dai (TWAN), H.E.S.S. Arbeitsgemeinschaft;
Musik: Ibaotu Katalognummer 1044988 (Mit Genehmigung verwendet)

Sie wirken wie moderne mechanische Dinosaurier, doch es sind gewaltige schwenkbare Augen, die den Himmel beobachten. Das Hochenergie-Stereoskopische System (H.E.S.S.) besteht aus vier reflektierende Spiegelteleskope, jeweils 12 Meter groß, diese sind um ein größeres Teleskope mit einem 28-Meter-Spiegel angeordnet.

Die Teleskope wurden so konzipiert, dass sie ein seltsames Flackern in blauem Licht – sogenannte Tscherenkow-Strahlung – aufspüren können. Diese Strahlung entsteht, wenn sich geladene Teilchen etwas schneller bewegen als die Lichtgeschwindigkeit in der Luft. Dieses Licht wird abgestrahlt, wenn ein Gammastrahl von einer fernen Quelle ein Molekül in der Erdatmosphäre trifft und einen Schauer geladener Teilchen auslöst.

H.E.S.S. ist empfindlich für einige Photonen mit sehr hoher Energie (TeV), die das Universum durchqueren. Das System H.E.S.S. ist seit 2003 in Namibia in Betrieb und sucht nach Dunkler Materie. Bisher entdeckte es mehr als 50 Quellen, die energiereiche Strahlung abgeben, zum Beispiel Supernovaüberreste oder die Zentren von Galaxien, die sehr massereiche Schwarze Löcher enthalten.

Die H.E.S.S.-Teleskope wurden im Juni gefilmt. Die Zeitrafferaufnahmen zeigen, wie sie vor dem Hintergrund der Milchstraße und den Magellanschen Wolken schwenken und starren. Gelegentlich zischt ein Satellit im Erdorbit vorbei.

Im Universum surfen: mit dem APOD-Zufallsgenerator
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Planet Erde bei Nacht II

Bildcredit: NASA, Portal für Astronautenfotografie, ISS-Expedition 53; Musik: The Low Seas (Die 126er)

Aus Zeitrafferabläufen, die 2017 auf der Internationalen Raumstation gefilmt wurden, entstand dieses ruhige Video des Planeten Erde bei Nacht. Genießen wir zu Beginn die Aussicht aus der niedrigen Erdumlaufbahn auf grüne und rote Polarlichter, die den Himmel einhüllen. Der nächtliche Filmausschnitt wandert von Nordwest nach Südost über Nordamerika zum Golf von Mexiko und zur Küste von Florida. Der zweiter Teil zeigt europäische Stadtlichter, kreuzt das Mittelmeer und wandert über den hellen Nil nach Nordafrika.

Vom Außenposten im Orbit gesehen leuchten unten unregelmäßige Blitze in Gewittern auf, und über dem gekrümmten Horizont des Planeten gehen hinter dem zarten Nachthimmellicht in der Atmosphäre Sterne auf. Ihr könnt jederzeit zu Hause die Lebenszeichen des Planeten Erde beobachten.

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