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Ein Neutronenstern kühlt ab

Der Supernovaüberrest Cas A ist von einer Wolke umgeben, die sich ausdehnt. Rechts unten ist eine Illustration des Neutronensterns, so könnte er aussehen.

Bildcredit: Röntgen: NASA/CXC/UNAM/Ioffe/D.Page, P. Shternin et al; Optisch: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/M. Weiss

Die helle Quelle in der Mitte ist ein Neutronenstern. Das ist der unglaublich dichte, kollabierte Rest eines Sternkerns mit viel Masse. Der Supernovaüberrest Cassiopeia A (Cas A) umgibt ihn. Er ist angenehme 11.000 Lichtjahre entfernt.

Cas A ist die finale Explosion eines massereichen Sterns. Das Licht der Supernova erreichte die Erde erstmals vor etwa 350 Jahren. Die Trümmerwolke dehnt sich aus, sie ist etwa 15 Lichtjahre groß. Das Bildkomposit entstand Röntgendaten und optischen Aufnahmen.

Der Neutronenstern in Cas A kühlt ab. Er ist aber noch so heiß, dass er Röntgenlicht abstrahlt. Jahrelange Beobachtungen mit dem Röntgenteleskop Chandra im Erdorbit zeigen, dass der Neutronenstern rasch abkühlt. Das geschieht so schnell, dass man vermutet, dass ein großer Teil vom Kern des Neutronensterns eine reibungsfreie Supraflüssigkeit aus Neutronen bildet. Chandras Beobachtungen sind die ersten Hinweise auf diesen seltsamen Zustand der Neutronenmaterie.

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Das holografische Prinzip

Das Bild zeigt viele bunte Flecken. Wenn man das Bild schielend anstarrt, erkennt man nach einiger Zeit eine Teekanne, die plastisch hervortritt.

Bildcredit: Caltech

Sagt dieses Bild mehr als tausend Worte? Was das Holografische Prinzip betrifft, beträgt die größte Menge an Information, die dieses Bild enthalten kann, auf einem handelsüblichen Monitor eines Computers etwa 3 x 1065 Bit.

Das Holografische Prinzip ist bisher unbewiesen. Es besagt, dass die Menge an Information, die in einem Bereich auf jeder beliebigen Oberfläche enthalten sein kann, begrenzt ist. Somit hängt die Menge an Information im Inneren eines Raumes – anders, als man vermuten würde – nicht vom Volumen des Raumes ab, sondern von der Fläche der angrenzenden Wände.

Das Prinzip leitet sich von der Idee ab, dass die Seite einer Fläche, die nur etwa ein Bit Information enthält, eine Planck-Länge misst. Eine Planck-Länge ist die Größenordnung, ab der die klassische Gravitation ihre Bedeutung verliert und die Quantenmechanik übernimmt. Diese Grenze wurde erstmals 1993 von dem Physiker Gerard ‚t Hooft postuliert.

Man kann diese scheinbar abwegige Überlegung verallgemeinern. Dann ergibt sich, dass die Information in einem Schwarzen Loch nicht vom Volumen bestimmt wird, sondern von der Oberfläche des Ereignishorizonts.

Der Begriff „holografisch“ leitet sich von der Analogie zu einem Hologramm ab. Dabei entstehen dreidimensionale Bilder, indem man Licht auf eine flache Leinwand projiziert. Aufgepasst: Manche sehen in diesem Bild vielleicht nicht 3 x 1065 Bit, sondern eine Teekanne.

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Mann, Hund, Sonne

Hinter den Silhouetten von Bäumen geht eine riesige Sonne unter. Davor ist die Silhouette eines Mannes mit seinem Hund. Unter den Bäumen ist eine riesige Sonnenfleckengruppe.

Bildcredit und Bildrechte: Jens Hackmann

Das sollte ein Foto mit Bäumen vor der untergehenden Sonne werden. Aber manchmal ist das Unerwartete fotogen. Während einiger Planungsfotos ging unerwartet ein Mann mit seinem Hund vorbei. Das Ergebnisbild war so eindrucksvoll, dass es – nach Beschnitt – das Hauptfoto wurde.

Die Sonne wirkt so groß, weil das Bild mit Teleobjektiv aus einer Entfernung von einem Kilometer fotografiert wurde. Durch die Streuung des blauen Lichts in der Erdatmosphäre leuchtet der untere Teil der Sonne etwas rötlicher als der obere. Wenn ihr die Sonne genau betrachtet, seht ihr über dem Kopf des Mannes eine große Gruppe Sonnenflecken.

Das Bild wurde letzte Woche in Bad Mergentheim in Deutschland fotografiert.

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Spalte das Universum

Bildcredit: NASA, Erwin Schrödingers Katze

Jetzt, bevor ihr den Knopf drückt, sind zwei künftige Universen möglich. Wenn ihr den Knopf gedrückt habt, lebt ihr in einem dieser beiden weiter. Das ist eine echte Web-Version von Schrödingers berühmtem Experiment mit Katze. Wenn man auf diesem Astronautenbild den roten Knopf kickt, ändert sich das Bild, sodass der Astronaut eine von zwei Katzen zeigt. Eine lebt, die andere ist tot. Der Zeitpunkt des Klicks, kombiniert mit den Schaltungen im Gehirn und den Millisekunden Verzögerung des Geräts, liefern durch den Zufall der Quantenmechanik ein potenziell vorrangiges Ergebnis.

Manche glauben, dass die Quantenentscheidung, die ihr ausgelöst habt, das Universum teilt. Nach dieser Vorstellung existieren das Universum mit lebendiger und das Universum mit toter Katze in getrennten Teilen eines größeren Multiversums. Andere meinen, dass das Ergebnis eures Klicks die beiden möglichen Universen zu einem einzigen kollabieren lassen. Das geschieht auf eine nicht vorhersehbare Art und Weise.

Wieder andere glauben, dass das Universum klassisch deterministisch ist. Dann könnt ihr das Universum nicht wirklich spalten, wenn ihr den Knopf drückt. Stattdessen führt ihr nur eine Aktion aus, die seit Anbeginn der Zeiten so vorgesehen war. Egal, wie närrisch ihr euch beim Drücken des roten Knopfes fühlt und wie das Ergebnis ausfällt: Wir von APOD wünschen einen lustigen 1. April!

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Ein Schwarzes Loch mit Strahl wächst

Ein wirbelnder Strudel aus ominösen Wolken leuchtet in der Mitte schwach rötlich. Von dort strömt ein schmaler Strahl heraus. Das Bild ist eine Illustration.

Illustrationscredit: NASA, Swift, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)

Was passiert, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt? Viele Details sind noch unbekannt. Doch neue Beobachtungen liefern neue Hinweise. 2014 beobachteten die Roboterteleskope des Projekts ASAS-SN auf der Erde eine mächtige Explosion. ASAS-SN ist die automatisierte Suche am ganzen Himmel nach Supernovae.

Diese Explosion wurde mit den Instrumenten des NASA-Satelliten Swift im Erdorbit weiter verfolgt. Aus den Emissionen, die man beobachtete, wurden Computermodelle erstellt. Sie passen zu einem Stern, der von einem fernen Schwarzen Loch, das viel Masse enthält, auseinander gerissen wird. Diese künstlerische Darstellung zeigt das mögliche Ergebnis so einer Kollision.

Das Schwarze Loch ist der winzige schwarze Punkt in der Mitte. Wenn Materie ins Loch fällt, kollidiert sie mit anderer Materie und erhitzt sich. Eine Akkretionsscheibe aus heißer Materie umgibt das Schwarze Loch. Sie war einst der Stern. Aus der Rotationsachse des Schwarzen Lochs strömt ein Strahl.

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Sieben Welten für TRAPPIST-1

Links oben glüht ein orangefarbener Stern, vor dem zwei Planeten liegen. Rechts unten sind 5 weitere Planeten verteilt. Der Stern ist von einem roten Schimmer umgeben.

Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Sieben Welten umkreisen den sehr kühlen Zwergstern TRAPPIST-1. Er ist etwa 40 Lichtjahre entfernt. Im Mai 2016 gaben Forschende die Entdeckung von drei Planeten bekannt. Sie wurden mit dem Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) im System TRAPPIST-1 entdeckt.

Kaum war das veröffentlicht, erhöhte sich die Zahl der bekannten Planeten auf sieben. Das wurde durch zusätzliche Bestätigungen und Entdeckungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer möglich, unterstützt durch erdgebundenen Teleskope der ESO. Wahrscheinlich sind alle Planeten bei TRAPPIST-1 felsig und ähnlich groß wie die Erde. Sie sind der bisher größte Schatzfund terrestrischer Planeten bei einem einzigen Stern.

Die Planeten kreisen sehr eng um ihren blassen, winzigen Stern. Daher könnte es dort auch Regionen geben, in denen die Temperatur an der Oberfläche flüssiges Wasser erlaubt. Das wäre eine Schlüsselzutat für Leben. Ihre interessante Nähe zur Erde macht sie zu Spitzenkandidaten, wenn es darum geht, Teleskope auf die Atmosphären von Planeten zu richten, die möglicherweise bewohnbar sind.

Diese Illustration zeigt alle sieben Welten. Das Bild ist eine erdachte Ansicht durch ein fiktives mächtiges Teleskop in der Nähe des Planeten Erde. Die Größen der Planeten und ihre relativen Positionen zeigen die Maßstäbe der Beobachtungen mit Spitzer. Die inneren Planeten des Systems ziehen vor ihrem dämmrigen roten Heimatstern vorbei, der fast so groß ist wie Jupiter.

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Wo man die amerikanische Finsternis sieht

Die Karte zeigt den Verlauf der totalen Finsternis in den USA am 21. August.

Bildcredit: Jay Anderson;  Data: MODIS-Satellit, NASA-GSFC

Plant ihr, die amerikanische Finsternis am 21. August zu beobachten? Ein paar Stunden nach Sonnenaufgang sieht man auf einem schmalen Pfad, der quer über die USA verläuft, eine seltene totale Sonnenfinsternis. Wer nicht auf dem Pfad ist, sieht eine partielle Finsternis. Einige leben genau auf dem Totalitätspfad. Doch sicherlich kommen viel mehr Menschen nach einer gut geplanten Fahrt dorthin.

Ein Problem bei Finsternissen ist, dass manchmal Wolken im Weg sind. Um eure Chancen auf klare Sicht zu verbessern, solltet ihr eine Karte studieren. Sucht dann ein passendes Reiseziel mit historisch geringer Chance auf dicke Wolken während der Totalität. Viele Amerikaner besitzen Smartphones mit Kameras. Daher wird diese amerikanische Finsternis vielleicht das am meisten fotografierte Ereignis der Weltgeschichte.

Suche Gesellschaft: Plane eine Finsternisparty!

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Venus durch Wassertropfen

An einem Baum war eine Glasscheibe befestigt, die mit Wassertropfen bespritzt war. Die Tropfen bilden die Venus über einem Baum am westlichen Horizont ab. Das Bild wurde umgedreht.

Bildcredit und Bildrechte: John Bell

Das kreative Astrofoto zeigt die Venus. Sie ist der gleißende „Stern“ am Abendhimmel des Planeten Erde. Das Foto entstand am 18. Jänner in Milton Keynes (UK) mit einem Makroobjektiv. Es zeigt Mehrfachbilder des Himmels am westlichen Horizont kurz nach Sonnenuntergang.

Die Bilder entstanden durch Wassertropfen auf einer Glasscheibe an einem Baum. Die Oberflächenspannung zog die Wassertropfen zu einfachen linsenähnlichen Formen. Die Tropfen brechen Licht. So entstanden Bilder, die auf dem Kopf stehen. Daher wurde die Szene umgedreht. So kann man die multiple Makro-Himmelslandschaft bequem richtig herum betrachten.

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