Blitz und Orion hinter Uluru

Hinter Uluru, einem Weltnaturerbe in Zentralaustralien, tobt ein Gewitter, am Himmel leuchtet das Sternbild Orion.

Bildcredit und Bildrechte: Park Liu

Beschreibung: Was passiert hinter Uluru? Der Uluru, ein Weltnaturerbe der Vereinten Nationen, ist ein außergewöhnlicher, 350 Meter hoher Berg in Zentralaustralien, der aus einer fast flachen Umgebung steil aufragt. Er besteht aus Sandstein und wurde im Laufe der letzten 300 Millionen Jahre langsam geformt, als das weichere Gestein erodierte.

Im Hintergrund dieses Bildes, das Mitte Mai fotografiert wurde, seht ihr ein heftiges Gewitter. Weit hinter Uluru und dem Gewitter leuchtet ein sternklarer Himmel und das Sternbild Orion.

Die Region um Uluru wird seit mehr als 22.000 Jahren von Menschen bewohnt. Schon lange wissen die einheimischen Ureinwohner, dass mit dem ersten Auftreten der Sterne des modernen Sternbildes Orion am Nachthimmel eine heiße Jahreszeit mit Geweittern beginnt.

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Flug über die Erde bei Nacht II


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

Beschreibung: Diese Zeitrafferaufnahmen wurden 2017 auf der Internationalen Raumstation gefilmt und zu einem ruhigen Video der Erde bei Nacht kombiniert. Wer den niedrigen Erdorbit liebt, kann zu Beginn den Anblick von grünen und roten Nordlichtern genießen, die den Himmel überziehen.

Die Nachtszene verläuft von Nordwesten nach Südosten über Nordamerika zum Golf von Mexiko und der Küste von Florida. Der zweite Abschnitt zeigt die Stadtlichter von Europa, überquert das Mittelmeer und den hellen Nil in Nordafrika. Vom Außenposten im Orbit aus sieht man unten unstete Blitze in Gewittern, und über dem gekrümmten Horizont steigen Sterne durch das zarte Nachthimmellicht der Atmosphäre.

Auch von zu Hause aus könnt ihr nun jederzeit die Lebenszeichen auf dem Planeten Erde sehen.

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Roter Koboldblitz über den Anden

Rote Kobolde, gesehen vom Las-Campanas-Observatorium in Chile über den argentinischen Anden.

Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Carnegie Las Campanas Observatory, TWAN)

Beschreibung: Was sind diese roten Fasern am Himmel? Es ist eine selten beobachtete Blitzart, die erst vor etwa 30 Jahren bestätigt wurde: Rote Kobolde.

Die aktuelle Forschung zeigt, dass nach einem mächtigen positiven Wolken-Boden-Blitzschlag Rote Kobolde als 100 Meter große Kugeln aus ionisierter Luft entstehen können, die aus einer Höhe von ungefähr 80 Kilometern mit 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit nach unten rasen. Ihnen folgte rasch eine Gruppe aufwärts zuckender ionisierter Kugeln.

Dieses Bild wurde zu Beginn des Jahres am Las-Campanas-Observatorium in Chile über den argentinischen Anden fotografiert. Rote Kobolde treten nur den Bruchteil einer Sekunde auf. Man erkennt sie am besten, wenn ein mächtiges Gewitter von der Seite zu sehen ist.

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Polarlichter und Blitze auf dem Jupiter

Blitze und Polarlichter an Jupiters Polen.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, SwRI; Text: Natalia Lewandowska

Beschreibung: Warum treten so viele von Jupiters Blitzen in der Nähe seiner Pole auf? Ähnlich wie auf der Erde gibt es auf Jupiter sowohl Polarlichter als auch Blitze. Doch anders als auf hier treten Jupiters Blitze für gewöhnlich in der Nähe seiner Pole auf, während auf der Erde Blitze meist nahe dem Äquator auftreten. Um den Unterschied zu verstehen, beobachtete die NASA-Raumsonde Juno, die derzeit Jupiter umrundet, zahlreiche Polarlichter und Blitzereignisse.

Dieses Bild, das am 24. Mai 2018 mit Junos stellarer Referenz-Einheits-Kamera aufgenommen wurde, zeigt Jupiters nördliches Polarlichtoval und mehrere helle Punkte und Streifen. Rechts im Einschub ist ein auffälliges Ereignis abgebildet, es ist ein Blitz eines Gewitters auf Jupiter. Das Bild entstand in einer der geringsten Distanzen, in der je Bilder von Polarlichtern und Blitzen gemacht wurden.

Auf der Erde (die viel näher an der Sonne kreist als Jupiter) ist das Sonnenlicht intensiv genug, um die Atmosphäre am Äquator viel stärker aufzuheizen als an den Polen. Das ruft Turbulenzen, Stürme und Blitze hervor. Auf Jupiter hingegen kommt die Erwärmung der Atmosphäre großteils aus seinem Inneren (die Wärme stammt noch von seiner Entstehung). Das führt zu der Hypothese, dass intensiveres äquatoriales Sonnenlicht die Temperaturunterschiede zwischen höheren Atmosphäreschichten reduziert, und daher auch weniger äquatoriale Stürme mit Blitzen entstehen.

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Koboldblitz mit 100.000 Einzelbildern pro Sekunde


Videocredit und -rechte: Matthew G McHarg, Jacob L Harley, Thomas Ashcraft, Hans Nielsen

Beschreibung: Was verursacht Koboldblitze? Rätselhafte Lichtausbrüche am Himmel, die kurzzeitig ähnlich wie riesige Quallen aussehen, wurden mehr als 30 Jahre lang erfasst, doch abgesehen von einem allgemeinen Zusammenhang mit positiven Wolken-Boden-Blitzen bleibt ihre Ursache unbekannt. Bei manchen Gewittern treten sie auf, bei den meisten aber nicht.

Seit Kurzem zeigen jedoch Hochgeschwindigkeitsvideos besser, wie Koboldblitze verlaufen. Dieses Video, das Mitte 2019 gefilmt wurde, ist mit ungefähr 100.000 Einzelbildern pro Sekunde schnell genug, um zeitlich aufzulösen, wie mehrere Kobold-„Bomben“ fallen und sich in die vielarmigen Blitzbüschel auflösen, die auf Einzelbildern zu sehen sind.

Leider lösen die visuelle Hinweise, die wir von Videos wie diesen erhalten, den rätselhaften Ursprung der Kobolde nicht vollständig auf. Hochgeschwindigkeitsvidos lassen jedoch manche Forscherinnen* vermuten, dass Kobolde häufiger auftreten, wenn in der oberen Atmosphäre Plasmaunregelmäßigkeiten vorhanden sind.

Astrophysik: Mehr als 2300 Codes in der Astrophysics Source Code Library
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Blitze über Colorado

Dieses Bild vom Juli zeigt den Fluss von Blitze schlagenden Gewitterwolken über Colorado Springs in Colorado (USA).

Bildcredit und Bildrechte: Joe Randall

Beschreibung: Habt ihr schon einmal ehrfürchtig ein Gewitter beobachtet? Willkommen im Klub. Seltsamerweise werden die Details, wie Blitze entstehen, immer noch erforscht. Bekannt ist, dass Aufwinde leichte Eiskristalle mit größeren, weicheren Eiskugeln zur Kollision bringen. Dadurch werden die kleineren Kristalle positiv geladen. Wenn genug Ladung getrennt ist, erfolgt eine plötzliche elektrische Entladung, die als Blitz bezeichnet wird.

Blitze nehmen für gewöhnlich einen gezackten Verlauf und erhitzen schlagartig eine dünne Luftsäule auf etwa die dreifache Temperatur der Sonnenoberfläche. Die entstehende Stoßwelle beginnt mit Überschallgeschwindigkeit und verklingt zu dem lauten Geräusch, das wir als Donner kennen. Blitze kommen bei Regenschauern häufig in Wolken vor. Durchschnittlich treten auf der Erde 44 Blitze pro Sekunde auf.

Für dieses Bild wurden mehr als 60 Aufnahmen miteinander kombiniert, um im Juli den Fluss von Blitze schlagenden Gewitterwolken über Colorado Springs in Colorado (USA) abzubilden.

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Aufgewühlte Wolken auf Jupiter

Wo ist das fehlende Ammoniak, das Juno in Jupiter hätte finden sollen? Vielleicht entsteht es durch flache Blitze, die im Zusammenhang mit musartigen Kugeln entstehen.

Bildcredit und Lizenz: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; Bearbeitung: Kevin M. Gill

Beschreibung: Wo ist Jupiters Ammoniak? Man erwartete, dass die Raumsonde Juno in einer Umlaufbahn um Jupiter gasförmiges Ammoniak in seiner oberen Atmosphäre entdecken würde – doch in vielen Wolken ist fast keines vorhanden.

Aktuelle Daten von Juno liefern jedoch einige Hinweise: In manchen Wolken finden anscheinend in großer Höhe eine unerwartete Art elektrischer Entladungen statt, die man als seichte Blitze bezeichnen könnte. Für Blitze sind große Ladungstrennungen nötig, diese könnten durch kollidierende musartige Kugeln entstehen, die in aufsteigenden Gaswinden hochgehoben werden.

An diesen Muskugeln bleibt Ammoniak und Wasser kleben. Sie steigen auf, bis sie zu schwer werden – danach fallen sie tief in Jupiters Atmosphäre und schmelzen. Durch diesen Prozess kommt das Ammoniak, das offensichtlich in Jupiters oberer Atmosphäre fehlt, unten wieder zum Vorschein. Die aufgewühlten Wolken, die Juno abgebildet hat, sind nicht nur faszinierend komplex – es gibt auch einige hoch gelegene, helle plötzlich auftretende Wolken.

Wenn wir die Atmosphärendynamik auf Jupiter verstehen, bekommen wir auch wertvolle Einblicke in ähnliche Atmosphären- und Blitzphänomene, die auf unserer Erde auftreten.

Höhepunkt heute Nacht: Der Perseïden-Meteorstrom
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Treffen in der Mesosphäre

Videobilder vom 26. Juni aus den Vogesen in Frankreich zeigen ein Gewitter, Rote Kobolde und polare Mesosphärenwolken.

Bildcredit und Bildrechte: Stephane Vetter (TWAN, Nuits sacrees)

Beschreibung: Eine empfindliche Videokamera auf einem Gipfel der Vogesen in Frankreich dokumentierte am 26. Juni dieses überraschende Feuerwerk über dem fernen Horizont. Die kurzen, rätselhaften Blitze, die über heftigen Gewittern entstehen – in diesem Fall etwa 260 Kilometer entfernt – bezeichnet man inzwischen als Rote Kobolde.

Die flüchtigen Lichterscheinungen entstehen bei einem Stromschlag in einer Höhe von 50 bis 100 Kilometern. Damit liegen sie in der Mesosphäre, der kältesten Schicht in der Atmosphäre des Planeten Erde. Die Lichter unter den Kobolden stammen jedoch von vertrauteren Blitzen hinter den Sturmwolken.

Rechts zeigen die Videobilder jedoch eine weitere sommerliche Erscheinung in der Mesosphäre. Die silbrigen Lichtadern sind polare Mesosphärenwolken. Die eisigen Wolken sind auch als leuchtende Nachtwolken bekannt. Sie reflektieren das Sonnenlicht auch noch dann, wenn die Sonne bereits unter dem Horizont steht.

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Elektrische Nacht

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

Bildcredit und Bildrechte: Ivan Pedretti

Beschreibung: Es sieht fast so aus, als würde die Galaxis die Blitze werfen, doch eigentlich tut das die Erde. Diese Nachtlandschaft wurde Anfang Juni auf der südlichen Spitze der italienischen Insel Sardinien aufgenommen.

Die Felsen und Sträucher im Vordergrund befinden sich in der Nähe des berühmten Leuchtturms Capo Spartivento, die Kamera blickt Richtung Süden nach Algerien und Afrika. In der Ferne über dem Mittelmeer ist ein Gewitter zu beobachten. Auf dieser 25 Sekunden belichteten Weitwinkelaufnahme wurden mehrere elektrische Blitzschläge zusammen fotografiert.

In viel weiterer Ferne sind Hunderte Sterne der Milchstraße in der Nachbarschaft unserer Sonne über den Himmel verstreut. Am weitesten entfernt sind die Milliarden Sterne, die gemeinsam das zentrale Band unserer Milchstraße bilden, die von links oben schräg nach unten verläuft.

Öffentlicher Vortrag: APOD-Herausgeber spricht am 3. Januar in NYC

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Kobold-Blitze in hoher Auflösung

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

Bildcredit und Bildrechte: Stephane Vetter (TWAN)

Beschreibung: Was verursacht Koboldblitze? Obwohl sie seit mehr als 30 Jahren dokumentiert werden, bleibt ihre eigentliche Ursache unbekannt. Bei manchen Gewittern treten sie auf, bei den meisten jedoch nicht. Diese rätselhaften Lichtausbrüche in der oberen Atmosphäre ähneln für einen Augenblick riesigen Quallen. Vor wenigen Jahren wurden Hochgeschwindigkeitsvideos aufgenommen, die genau zeigen, wie sich Rote Kobolde entwickeln.

Dieses Bild wurde letzten Monat in hoher Auflösung in Italien fotografiert. Es ist eines der am höchsten aufgelösten Bilder von Kobolden, die je aufgenommen wurden. Ein ungewöhnliches Merkmal von Kobolden ist, dass sie relativ kalt sind – sie verhalten sich eher wie lange fluoreszierende Leuchtröhren als heiße kompakte Glühbirnen. Rote Kobolde treten im Allgemeinen nur einen Sekundenbruchteil auf und sind am besten zu beobachten, wenn ein mächtiges Gewitter von der Seite sichtbar ist.

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Riesiger Strahlenblitz über Indien

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Bildcredit und Bildrechte: Hung-Hsi Chang

Beschreibung: Ja, kann denn ein Blitzschlag das tun? Zu Beginn dieses Monats fotografierte ein fleißiger Passagier auf einem Flug von München nach Singapur Bilder eines vorbeiziehenden Gewitters und erwischte etwas Unerwartetes: einen riesigen Strahlblitz. Der Strahl wurde auf einer einzelnen 3,2-Sekunden-Belichtung über Bhadrak in Indien fotografiert. Obwohl der riesige Strahl scheinbar mit der Tragfläche des Flugzeugs verbunden ist, entspringt er wahrscheinlich einer fernen Gewitterwolke und erstreckt sich, wie man sieht, aufwärts zur Ionosphäre der Erde.

Die Natur solcher riesigen Strahlen und ihre mögliche Verwandtschaft mit anderen Arten transienter Leuchterscheinungen (TLEs) wie blauen Strahlen und roten Kobolden werden weiterhin erforscht.

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