Massereiche Schwarze Löcher auf einer Spiralbahn


Videocredit: NASA’s Goddard Space Flight Center; Musik: In der Halle des Bergkönigs von Edvard Grieg

Beschreibung: Leuchten Schwarze Löcher, wenn sie kollidieren? Wenn sie verschmelzen, strahlen umeinander kreisende Schwarze Löcher mit Sicherheit eine Menge ungewöhnlicher Gravitationswellen ab. Strahlen sie aber schon viel früher Licht ab, wenn sie von Gas umgeben sind?

Um das herauszufinden, entwickelten Astrophysiker eine komplexe Computersimulation. Die Simulation und dieses Ergebnisvideo zeigen sehr detailreich zwei sehr massereiche Schwarze Löcher zusammen mit dem Einfluss von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie auf das umgebende Gas und Licht.

Das Video zeigt das System zuerst von oben, danach von der Seite, dabei sind ungewöhnliche Gravitationslinsenverzerrungen augenfälliger. Rechnerische Ergebnisse lassen vermuten, dass Gravitations- und Magnetkräfte das Gas aufheizen, sodass es sehr energiereiches Licht vom Ultraviolett– bis zum Röntgenbereich abstrahlt. Solche Lichtemissionen ermöglichen der Menschheit vielleicht, Paare sehr massereicher Schwarzer Löcher lange vor ihrem Verschmelzen auf spiralförmigen Bahnen aufzuspüren und zu untersuchen.

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Die Dimensionen des Universums – Interaktiv

Link zur Animation: htwins.net/scale2

Animationscredit und -rechte: Cary und Michael Huang

Wie sieht das Universum im kleinen Maßstab aus? Oder im großen? Die Menschheit entdeckt, dass das Universum in jedem Bereich, den sie erforscht, sehr unterschiedlich ist. Zum Beispiel ist, soweit uns bekannt, jedes winzige Proton exakt gleich. Doch jede riesige Galaxie ist anders.

In einer Größenordnung, die Menschen vertraut ist, ist die Oberfläche eines Glastisches eher klein. Für eine Hausstaubmilbe ist sie aber eine unermesslich weite Ebene, die seltsam glatt ist. Vielleicht ist sie von kleinen Zellbrocken übersät. Nicht alle Größenordnungen verstehen wir gut. Zum Beispiel wird erforscht, was mit den winzigen Tröpfchen beim Niesen geschieht. Das hilft vielleicht, die Ausbreitung von Krankheiten einzudämmen.

Diese interaktive Flash-Animation ist eine moderne Version des klassischen Videos Zehn hoch. Es bietet ein neues Fenster zu vielen bekannten Größenordnungen des Universums. Wenn ihr den Balken unten verschiebt, könnt ihr eine Vielfalt an Größenordnungen erkunden. Mit Mausklicks auf einzelne Objekte ruft ihr die Beschreibung auf.

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Höhepunkte des nördlichen Herbsthimmels

Diese Karte ist wie eine Uhr gestaltet. Sie zeigt, was man diesen Herbst am Abendhimmel sieht.
Illustrationscredit und -rechte: Universe2go.com; Detailbeschreibung der Grafik: astroshp.de

Was leuchtet in dieser Jahreszeit am Nachthimmel? Diese Grafik zeigt ein paar Höhepunkte auf der Nordhalbkugel der Erde. Die Grafik ist wie ein Ziffernblatt angeordnet. Unten ist die Mitte. Frühe (nördliche) Ereignisse am Herbsthimmel sind links aufgefächert, späte Ereignisse liegen rechts. Objekte in der Nähe der Erde liegen näher an der Figur mit Teleskop, die unten in der Mitte steht. Fast alles, was hier dargestellt ist, sieht man ohne Teleskop.

Wie zu jeder Jahreszeit treten Jahr für Jahr dieselben Sternbilder auf. Mitte November erreicht der Meteorstrom der Leoniden wie gewöhnlich seinen Höhepunkt. Auch die Internationale Raumstation (ISS) sieht man zeitweise als hellen Punkt. Wenn die Sonne untergegangen ist, zieht sie langsam über den Himmel. Diesen Herbst leuchten die Planeten Jupiter und Mars am Abendhimmel. Gegen Ende des Herbstes sieht man auch Saturn nur noch am Abend.

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Animation: Der Meteorstrom der Perseïden

Credit der Visualisierung: Ian Webster; Daten: NASA, CAMS, Peter Jenniskens (SETI-Institut)

Woher kommen die Meteore der Perseïden? Es sind vorwiegend kleine Steinsplitter, die vom Kometen Swift-Tuttle abfielen. Diese Stücke folgen weiterhin der Bahn des Kometen. Dabei treiben sie langsam auseinander.

Diese Animation zeigt den ganzen Strom an Meteoroiden, der um unsere Sonne kreist. Jedes Jahr nähert sich die Erde diesem Strom. Dann sehen wir die Meteore der Perseïden. Das Video zeigt den Kometenschutt als hellen Strom. Er ist eigentlich klein und dunkel, sodass man ihn praktisch nicht aufspüren kann. Nur ein kleiner Bruchteil dieser Teilchen gelangt in die Erdatmosphäre. Dort wird er aufgeheizt und leuchtet, wenn er zerfällt.

Dieses Wochenende verspricht eine der besten Himmelsnächte, um die Perseïden und weitere aktive Meteorströme zu beobachten. Denn der Neumond ist nicht nur dunkel, er steht außerdem die nachts gar nicht am Himmel. Zwar überstrahlt der Neumond nicht die blassen Perseïden, doch er bedeckt teilweise die Sonne. Daher kann man an manchen nördlichen Orten eine partielle Sonnenfinsternis beobachten.

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Fermis Finalisten der Wissenschaft

Die beiden Illustrationen zeigen links Gammastrahlenblasen über und unter der Ebene der Milchstraße, rechts kollidierende Neutronensterne, die Gravitationswellen hervorriefen.
Illustrationscredit: NASA, DOE, International Fermi LAT Collaboration, Jay Friedlander (Goddard-Raumfahrtzentrum)

Das Teleskop Fermi für Gammastrahlen im Weltraum erforscht seit 10 Jahren das Universum der Hochenergie. Das feiern wir mit einer wissenschaftlichen Stichwahl. Es gibt zwei Finalisten, die alle früheren Runden der Abstimmung gewonnen haben. Nun treten sie gegeneinander an.

Beide Bilder sind digitale Illustrationen. Sie gehören zu einer Liste mit den 16 besten Entdeckungen von Fermi. Die Spitzenkandidaten im Wettbewerb setzten sich im Halbfinale durch. Ihre Rivalen waren der 12. und der 14. Eintrag: „Neue Hinweise auf Dunkle Materie“ und „Sternbeben in einem Magnetarsturm„.

Das linke Bild zeigt neu entdeckte Gammastrahlenblasen über und unter der Ebene der Milchstraße. Sie sind 25.000 Lichtjahren groß und wurden nicht vorhergesagt. Rechts kollidieren Neutronensterne und verschmelzen. Es war das erste Ereignis mit Gravitationswellen, das durch Gammastrahlen entdeckt wurde.

Aus Fermis erster Dekade der Forschung wurde das beliebteste Ergebnis gewählt.

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Neutrino trifft zeitgleich mit fernem Blazarstrahl ein

Links ist eine rotierende Scheibe in dunkle Wolken eingebettet. Daraus schießt ein Strahl nach rechts oben.
Illustrationscredit: DESY, Labor für Wissenschaftskommunikation

Unter dem Südpol der Erde sind Geräte tief im Eis eingefroren. Damit entdeckte man anscheinend ein Neutrino aus dem fernen Universum. Falls das bestätigt wird, ist das der erste eindeutige Nachweis von Neutrinos, die kosmologisch weit entfernt sind. Es wäre der Beginn eines beobachteten Zusammenhangs zwischen energiereichen Neutrinos und kosmischer Strahlung, die entsteht, wenn aus aufflackernden Quasaren (Blazare) mächtige Ströme schießen.

Der Detektor IceCube befindet sich in der Antarktis. Im September 2017 maß er ein energiereiches Neutrino. Gleich darauf suchten viele der größten Observatorien im sichtbaren Licht nach seinem Gegenstück. Und sie fanden es. Ein Gegenstück fand unter anderem das NASA-Observatorium Fermi im Weltraum. Der Gammastrahlen-Blazar TXS 0506+056 stand in der richtigen Richtung. Die Gammastrahlen eines Blitzes trafen fast gleichzeitig mit dem Neutrino ein. Diese Übereinstimmung von Position und Zeit ist statistisch stark, und es ist nicht die einzige. Dennoch warten Astronomys auf weitere ähnliche Zusammenhänge zwischen Neutrinos und Blazar-Licht, denn sie möchten ganz sicher gehen.

Diese Darstellung ist eine Illustration. Darauf strömt ein Teilchenstrahl aus einem Schwarzen Loch im Zentrum des Blazars.

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Höhepunkte am Sommerhimmel

Die Grafik zeigt die interessantesten Himmelsereignisse im Sommer 2018, zeitlich gereiht und mit veranschaulichter Entfernung.
Illustrations-Nachweis und Bildrechte: Universe2go.com; Detailbeschreibung der Grafik: astroshop.de

Was seht ihr diesen Sommer am Nachthimmel? Die Grafik zeigt ein paar Höhepunkte auf der Nordhalbkugel der Erde. Sie ist ein halbes Zifferblatt, unten in der Mitte liegt die Achse. Frühe Ereignisse am (nördlichen) Sommerhimmel sind links angeordnet, Ereignisse im späteren Sommer sind nach rechts aufgefächert. Relativ erdnahe Objekte sind näher bei der Figur mit Teleskop, die unten in der Mitte steht. Doch fast alles, was hier gezeigt wird, sieht man ohne Teleskop.

Jahr für Jahr stehen in jeder Saison dieselben Sternbilder am Himmel. Auch die Meteorströme treten immer etwa am gleichen Tag auf. Die Sterne im Sommerdreieck sind ein Wahrzeichen der Nacht und der Höhepunkt des Meteorstroms der Perseïden tritt wie üblich Mitte August auf.

Eine Besonderheit an diesem speziellen Sommerhimmel ist Jupiter, den man im Juni nach Sonnenuntergang sieht. Im Juli und August leuchtet die Venus hell am Abendhimmel. Saturn und Mars sind diesen Sommer einen Großteil der Nacht sichtbar, denn Saturn steht Ende Juni gegenüber der Sonne, und Mars erreicht die Opposition Ende Juli. Im Juli gibt es für jeden, der den Mond sehen kann, eine totale Mondfinsternis.

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Die Galaxie in einer Kristallkugel

Hinter einer Kristallkugel ist ein verschwommener Sternenhimmel. In der Glaskugel schimmert ein gekrümmtes Bild unserer Milchstraße.
Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Munoz

Dieser kreative Schnappschuss zeigt eine kleine Kristallkugel. Sie enthält scheinbar eine ganze Galaxie, nämlich unsere Milchstraße. Grate und Risse aus interstellarem Staub ziehen durch ihre leuchtende zentrale Wölbung. Sie ist Tausende Lichtjahre groß. In der langen Nacht auf der Südhalbkugel wölbt sie sich am dunklen chilenischen Himmel über dem Observatorium auf dem Paranal.

Für das Einzelbild brauchte der Fotograf kein Very Large Telescope. Das Porträt zeigt unsere Heimatgalaxie in einer Kristallkugel. Es entstand bei Versuchen mit einer Digitalkamera auf Stativ. Die Kristallkugel schmückt einen Handlauf im ESO-Hotel.

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