Schlagwort: Artwork

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Zweiarmige Milchstraße

Die Illustration zeigt die Milchstraße mit ihren Spiralarmen von oben.

Illustrationscredit: R. Hurt (SSC), JPL-Caltech, NASA; Durchmusterung: GLIMPSE

Wenn man aus der Milchstraße hinausblickt, ist die Struktur unserer Galaxis schwer zu erkennen. Doch eine aufwändige Durchmusterung mit dem Weltraumteleskop Spitzer liefert nun gute Hinweise, dass wir in einer riesigen Galaxie mit zwei Hauptspiralarmen leben. Diese sind der Scutum-Centaurus-Arm und der Perseusarm. Sie beginnen an den Enden eines großen Zentralbalkens.

Wenn Sternforschende in anderen Galaxien von oben auf unsere Galaxis blicken, sehen sie die Milchstraße wahrscheinlich als Balkenspirale mit zwei Armen, ähnlich wie auf dieser Illustration. Frühere Analysen zeigten eine kleinere zentrale Balkenstruktur und vier Spiralarme.

Die Position der Sonne wird immer noch etwa ein Drittel der Distanz vom Zentrum zum äußeren Milchstraßenrand angenommen. Sie befindet sich in einem Nebenarm, dem Orion-Arm. Wenn ihr den Mauspfeil über das Bild schiebt, findet ihr die Sonne und die neu kartierten Strukturen der Milchstraße.

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Gemälde einer Sonnenfinsternis aus dem 18. Jahrhundert

Auf einem Altarbild im bayerischen Kloster Weltenburg beobachtet der heilige Benedikt eine Sonnenfinsternis samt Korona und Diamantring.

Gemälde: Cosmas Damian Asam; Digitalbild: Jay Pasachoff

Vielleicht ist dieses Gemälde die älteste realistische Darstellung einer totalen Sonnenfinsternis. Zumindest glauben das manche Historikerinnen*. Das Bild wurde 1735 von Cosmas Damian Asam fertiggestellt. Er war ein berühmter deutscher Maler und Architekt im frühen 18. Jahrhundert.

Deutlich erkennt man nicht nur eine totale Sonnenfinsternis, sondern auch die Sonnenkorona und den Diamantringeffekt. Er tritt auf, wenn das Sonnenlicht nur noch zwischen den Bergen am Mondrand hindurchfließt. Der Beobachter dieser Phänomene einer Finsternis ist der heilige Benedikt.

Roberta J. M. Olson und Jay Pasachoff vermuten, dass Asam eine der totalen Sonnenfinsternisse 1706, 1724 und 1733 selbst beobachtete. Alle drei Finsternisse fanden im Mai statt. Vielleicht sah er sie sogar alle. Viele Aspekte im astronomischen Universum, die heute als erwiesen gelten, wurden erst im letzten Jahrhundert bekannt oder genau erfasst.

Asams Gemälde hängt im Kloster Weltenburg in Bayern.

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Das holografische Prinzip

Im Bild ist ein Kuddelmuddel aus bunten Farbflecken zu sehen. Wenn man es längere Zeit anstarrt und dabei schielt, entdeckt man eine Teekanne, die dreidimensional wirkt.

Bildcredit und Bildrechte: E. Winfree, K. Fleischer, A. Barr et al. (Caltech)

Beschreibung: Sagt dieses Bild mehr als tausend Worte? Dem holografischen Prinzip zufolge beträgt die größte Menge an Information, die ein Bild erhalten kann, bei einen normal großen Computerbildschirm etwa 3 x 1065 Bit.

Das holografische Prinzip, das noch nicht bewiesen wurde, besagt, dass es ein Maximum an Informationsgehalt gibt, den aneinandergrenzende Bereiche auf jeder beliebigen Fläche enthalten können. Daher hängt, entgegen jeden Hausverstand, der Informationsgehalt innerhalb eines Raumes nicht vom Volumen des Raumes, sondern von dem Bereich der ihn umgebenden Wände ab.

Das Prinzip ist von der Idee abgeleitet, dass die Plancklänge – jene Länge, bei der die Quantenmechanik beginnt, die klassische Gravitation zu beherrschen – eine Seite eines Bereichs ist, die nur etwa ein Bit an Information enthalten kann. Diese Grenzgröße wurde erstmals 1993 von dem Physiker Gerard ‚t Hooft postuliert.

So kann sich aus der Verallgemeinerung von Mutmaßungen aus der Ferne ergeben, dass die Information, die in einem Schwarzen Loch enthalten ist, nicht von dem von ihm eingeshlossenen Volumen vorgegeben ist, sondern von der Oberfläche des Ereignishorizonts.

Der Begriff „holografisch“ stammt von einer Hologramm-Analogie, bei der dreidimensionale Bilder mit projiziertem Licht durch einen flachen Schirm entstehen. Aufgepasst, andere Leute, die dieses Bild betrachten, könnten behaupten, die sehen nicht 3 x 1065 Bit, sondern eine Teekanne!

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Kosmische Strahlen von galaktischen Zentren

Aus den Tiefen des Universums zischt ein violetter Strahl zur Erde, die unten dargestellt ist. Oben ist die Galaxie Centaurus A eingeblendet. Die Illustration stammt vom Pierre-Auger-Observatorium.

Illustrationscredit: Team des Pierre-Auger-Observatoriums

Woher stammt die kosmische Strahlung? Diese Frage ist Jahrhunderte alt. Vielleicht gelang mit dem Auger Observatory project ein großer Schritt zur Antwort. Das Auger-Observatorium ist die weltweit führende Stelle für die Beobachtung von Gammastrahlen.

Schon seit 100 Jahren wissen wir, dass sich Elementarteilchen mit sehr hoher Energie durch das Universum tunneln. Energiereiche Strahlung ist sehr selten und die vorberechnete Richtung sehr ungenau. Daher konnten man bisher noch nie ein Vorläuferobjekt eindeutig nachweisen.

Doch neue Ergebnisse von Auger zeigen, dass 12 von 15 extrem energiereiche kosmische Strahlen aus Richtungen am Himmel kommen, wo sich auch nahe gelegene aktive Kerne von Galaxien befinden. Von diesen galaktischen Zentren weiß man bereits, dass sie viel Licht abstrahlen. Ihre Energie stammt wahrscheinlich von riesigen Schwarzen Löchern.

Die Ergebnisse von Auger zeigen außerdem, dass die energiereichste kosmische Strahlung wohl aus Protonen besteht. Denn das Magnetfeld der Milchstraße lenkt die elektrischen Ladungen von Kernen mit mehr Energie ab. Daher würde es die Richtungen der Ursprungsquellen wirksam auslöschen.

Die künstlerische Darstellung zeigt einen kosmischen Strahl, der die Erdatmosphäre trifft. Er erzeugt einen Schauer aus Sekundärteilchen, die man auf der Oberfläche der Erde nachweisen kann. Das Bild von Centaurus A wurde oben digital eingefügt. Es symbolisiert eine aktive Galaxie, von der die kosmische Strahlung stammen könnten.

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Die nächstgelegene Galaxie: Die Canis-Major-Zwerggalaxie

Unscharfe Wülste winden sich im Bild, sie sind blau und magentafarben, in der Mitte leuchtet ein helles Zentrum. Schilder zeigen zu den Positionen Sun, Canis Major Galaxy, Milky Way und Stream of the Canis Major galaxy.

Illustrationscredit und -rechte: R. Ibata (Observatorium Straßburg, ULP) et al., 2MASS, NASA

Welche Galaxie ist der Milchstraße am nächsten? Die neue Antwort auf diese alte Frage lautet: die Canis-Major-Zwerggalaxie. Viele Jahre lang dachten Astronomen, die Große Magellansche Wolke (LMC) wäre die nächste. Doch diesen Titel hat sie 1994 an die Sagittarius-Zwerggalaxie verloren.

Neueste Messungen zeigen, dass die Canis-Major-Zwerggalaxie nur 42.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt ist. Das sind etwa drei Viertel der Entfernung zur Sagittarius-Zwerggalaxie und ein Viertel der Entfernung zur LMC. Die Entdeckung gelang mit Daten der 2MASS-Himmelsdurchmusterung. Infrarotlicht erlaubt nämlich eine bessere Sicht durch unsere galaktische Ebene. Im sichtbaren Licht ist die galaktische Ebene undurchsichtig.

Die Canis-Major-Zwerggalaxie wurde neu entdeckt. Diese beschriftete Illustration zeigt die Position der Zwerggalaxie und einen Gezeitenstrom aus Material in Bezug zur Milchstraße. Die Canis-Major-Zwerggalaxie und andere Begleitgalaxien werden langsam  von den Gravitationskräften auseinandergerissen, wenn sie um unsere Galaxie und durch sie hindurchwandern.

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