Schlagwort: Elemente

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Woher stammen eure Elemente?

Dieses Periodensystem zeigt - anders als die üblichen Grafiken - den vermuteten Ursprung der Elemente, also ihre Entstehung in Sternen.

Bildcredit und Lizenz: Wikipedia: Cmglee; Daten: Jennifer Johnson (OSU)

Jedes Wassermolekül in eurem Körper enthält Wasserstoff. Er stammt vom Urknall. Im ganzen Universum gibt es keine weiteren nennenswerten Quellen für Wasserstoff. Der Kohlenstoff im Körper entstand im Inneren von Sternen durch Kernfusion. Das gilt auch für Sauerstoff.

Ein Großteil des Eisens in eurem Körper entstand vor langer Zeit in weiter Ferne bei Explosionen von Supernovae. Das Gold in eurem Schmuck entstand wahrscheinlich, wenn Neutronensterne kollidierten. Das löse vielleicht auch kurze Gammablitze und Gravitationswellen aus. Elemente wie Phosphor und Kupfer sind in unseren Körpern nur in Spuren vorhanden. Sie sind aber lebensnotwendig für alles bekannte Leben.

Dieses Periodensystem farbcodiert. Es zeigt die Vermutungen zum nuklearen Ursprung aller bekannten Elemente. Bei manchen Elementen wie Kupfer ist nicht klar, an wo sie entstehen. Daran forscht man weiterhin durch Beobachtung und Berechnungen.

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GW170817: Spektakuläre Verschmelzung in mehreren Wellenlängen entdeckt

Erklärungsvideo-Credit: Bildgebungslabor der NASA

Bei einer explosiven Verschmelzung wurden erstmals kurz nacheinander Gravitationswellen und elektromagnetische Strahlung gemessen. Die Daten des Ausbruchs passen zu einer Spirale, auf der zwei Neutronensterne in einem Binärsystem am Ende verschmelzen. Der Vorgang ähnelte einer Explosion. Er wurde am 17. August in der elliptischen Galaxie NGC 4993 beobachtet, die nur 130 Millionen Lichtjahre entfernt ist.

Erst kamen die Gravitationswellen an. Die Observatorien LIGO und Virgo auf der Erde wurden gemeinsam eingesetzt, um sie zu messen. Sekunden später sah das Fermi-Teleskop im Orbit Gammastrahlen. Ein paar Stunden später beobachteten Hubble und andere Observatorien ihr Licht im ganzen elektromagnetischen Spektrum.

Dieses Erklärvideo zeigt den wahrscheinlichen Ablauf. Heiße Neutronensterne nähern sich auf spiralförmigen Bahnen. Dabei senden sie Gravitationswellen aus. Als sie verschmelzen, bricht ein mächtiger Strahl hervor. Es ist ein kurzer Gammablitz. Dann werden Wolken ausgeworfen. Später folgt eine optische Art von Supernovae, die als Kilonova bezeichnet wird.

Erstmals passen die Entdeckungen zusammen. Sie bestätigen, dass bei LIGO-Ereignissen kurze Gammablitze auftreten. Wenn große Neutronensterne verschmelzen, verteilen sie vermutlich viele schwere Atomkerne im Universum. Dazu gehört Jod, das für Leben notwendig ist. Uran und Plutonium brauchen wir für Kernspaltung. Vielleicht habt auch ihr ein Andenken solcher Explosionen. Sie sind vermutlich die ursprüngliche Quelle von Gold.

Artikel von LIGO und LCO

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An der Quelle des Goldes

Zwei Himmelskörper sind vor einem dunklen Sternenhimmel dargestellt. Der obere ist dunkel mit goldenen Schlieren, der untere ist von einer strahlenden blauen Korona umgeben.

Illustrationscredit: Dana Berry, NASA

Woher kommt das Gold in eurem Schmuck? Das wissen wir nicht genau. Die durchschnittliche Menge an Gold im Sonnensystem ist anscheinend höher, als dass sie im frühen Universum, in Sternen und sogar bei typischen Supernovaexplosionen entstanden sein könnte.

Schwere Elemente wie Gold enthalten viele Neutronen. Viele glauben, dass sie am ehesten bei seltenen Explosionen entstanden sind, an denen viele Neutronen beteiligt sind. So ein Ereignis wäre, wenn Neutronensterne kollidieren.

Die Illustration zeigt, wie sich zwei Neutronensterne auf einer spiralförmigen Bahn einander näher kommen. Kurz danach kollidieren sie. Wenn Neutronensterne kollidieren, entstehen dabei vielleicht kurze Ausbrüche von Gammastrahlen. Vielleicht habt ihr schon ein Andenken an eine der mächtigsten Explosionen im Universum – in Form von Gold.

Hinweis: Das nächste APOD kommt während der Bekanntgabe einer NSF-Entdeckung mit Pressekonferenz am Montag.

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Ein Blitzspektrum der Sonne

Links ist der Mond vom Diamantring der Sonne umgeben. Der Diamantring wurde aus zwei Aufnahmen vom Beginn und Ende der Finsternis zusammengesetzt. Nach rechts ist das Blitzspektrum der Sonne aufgefächert. Es wurde mit einem Beugungsgitter fotografiert. Zwei farbige helle Streifen verlaufen waagrecht neben den Diamantblitzern. Einzelne Sonnenringe zeigen starke Emissionen der Elemente Wasserstoff und Helium.

Bildcredit und Bildrechte: Yujing Qin (Univ. Arizona)

Das bunte Finsterniskomposit wurde am klaren Himmel über Madras in Oregon fotografiert. Es zeigt das flüchtige Blitz-Spektrum der Chromosphäre der Sonne. Das Bild entstand aus drei Aufnahmen vom 21. August. Sie wurden mit Teleobjektiv und Beugungsgitter aufgenommen und justiert.

Die Erscheinung der Sonne erinnert an einen Diamantring. Sie wurde zu Beginn und am Ende der Totalität direkt fotografiert. Der Ring umklammert die Silhouette des Mondes zum Höhepunkt der Finsternis. Die Photosphäre der Sonne wurde vom Beugungsgitter nach rechts zu einem Farbspektrum aufgefächert. Es zeigt zwei durchgehende Streifen. Diese gehen von den Blitzen im Diamantring aus. Die Blitzer sind winzige Splitter der überbordend hellen Sonne.

In jeder Wellenlänge des Lichts erscheinen auch einzelne Bilder der Finsternis. Das Licht dafür strahlen Atome in den schmalen Bögen der Chromosphäre der Sonne ab. Die hellsten Bilder stammen von Atomen des Wasserstoffs. Sie zeigen die stärkste Strahlung in der Chromosphäre. Ganz rechts befindet sich die rote H-alpha-Emission. Links sind die blauen und violetten Emissions-Serien von Wasserstoff aufgereiht.

Die helle, gelbe Emission dazwischen stammt von Heliumatomen. Das Element Helium wurde erstmals im Blitzspektrum der Sonne entdeckt.

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Das Blitzspektrum der Sonne

Das Blitzspektrum der Sonne wurde kurz vor Beginn der Totalität fotografiert. Es zeigt die Emissionen der Chromosphäre der Sonne, die nur bei einer Finsternis zu sehen sind.

Bildcredit und Bildrechte: Len Fulham

Das sichtbare Spektrum der Sonne änderte sich blitzartig von Absorption zu Emission. Es geschah am 9. März bei einer totalen Sonnenfinsternis. Der flüchtige Augenblick wurde zu Beginn der Totalität mit Teleobjektiv und einem Beugungsgitter fotografiert. Die Finsternis war über der indonesischen Insel Ternate zu sehen, als der Himmel aufklarte.

Links bedeckt der Mond gerade das grelle Licht der Sonne. Dabei bedeckte er das sonst sichtbare Absorptionsspektrum der Photosphäre. Rechts neben der verfinsterten Sonne fächert ein Diffraktionsgitter den Rest zu einem Farbspektrum auf. Es besteht aus Einzelbildern der Finsternis. Jede Wellenlänge im Licht erzeugt ein Bild. Das Licht wird von den Atomen im dünnen Bogen der Sonnenchromosphäre und in einer gewaltigen Protuberanz oben abgestrahlt.

Die hellsten Bilder und die stärksten Emissionslinien in der Chromosphäre stammen von Wasserstoff-Atomen. Sie erzeugen die rote H-Alpha-Emission ganz rechts und die blaue H-Beta-Emission links. Die hellgelben Emissionsbilder dazwischen stammen von Helium-Atomen. Das Element Helium wurde erstmals im Blitzspektrum der Sonne beobachtet.

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Woher kommen Elemente?

Das Bild zeigt das Periodensystem der Elemente. Die Farben zeigen ihre vermutete Entstehung.

Bildcredit: Cmglee (eigene Arbeit) CC BY-SA 3.0 oder GFDL, via Wikimedia Commons

In jedem Wassermolekül in eurem Körper befindet sich Wasserstoff. Er stammt vom Urknall. Im Universum gibt es keine anderen nennenswerten Quellen für Wasserstoff. Der Kohlenstoff in eurem Körper entstand durch Kernfusion im Inneren von Sternen. Auch der Sauerstoff ist so entstanden. Das meiste Eisen in eurem Körper entstand in Supernovae von Sternen. Sie traten vor langer Zeit in weiter Ferne auf.

Das Gold in eurem Schmuck entstand wahrscheinlich bei Kollisionen von Neutronensternen. Sie waren vielleicht als kurze Gammablitze sichtbar. Elemente wie Phosphor und Kupfer sind in unseren Körpern nur in Spuren vorhanden. Sie sind aber lebenswichtig für die Funktion alles bekannten Lebens.

Die Farben des Periodensystems zeigen eine Vermutung, wo alle bekannten Elemente entstanden sind. Die Orte der nuklearen Entstehung von Elementen wie Kupfer sind nicht genau bekannt. Es wird weiterhin durch Beobachtung und Berechnung erforscht.

Ö1-Nachtquartier „In den Himmel schauen und staunen“

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Das farbverstärkte Caloris-Becken auf Merkur

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

Bildcredit: NASA, Johns Hopkins Univ. APL, Arizona State U., CIW

Das weite Caloris-Becken auf Merkur ist eines der größten Einschlagbecken im Sonnensystem. Es entstand in der frühen Geschichte des Sonnensystems beim Impakt eines Körpers, der so groß war wie ein Asteroid. Das facettenreiche rissige Becken ist etwa 1500 Kilometer groß. Es ist auf diesem farbverstärkten Mosaik zu sehen.

Das Mosaik entstand aus Bilddaten der Raumsonde MESSENGER im Merkurorbit. Das Caloris-Becken ist das jüngste große Einschlagbecken auf Merkur.. Es wurde danach mit Lavaschichten gefüllt. Sie sind im Mosaik orangefarben dargestellt. Krater, die nach der Überflutung entstanden sind, hoben Material aus, das unter der Lavaoberfläche lag. Es ist in kontrastierenden blauen Farbtönen dargestellt.

Die jungen Krater bieten wahrscheinlich einen Blick auf das Material, das ursprünglich den Boden bedeckte. Analysen dieser Krater zeigen, dass die vulkanische Lavaschicht 2,5 bis 3,5 Kilometer dick ist. Die orange gefärbten Flecken um das Becken sind vermutlich vulkanische Öffnungen.

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Säulen und Strahlen im Pelikannebel

Unten türmt sich eine zinnoberrote Wolke wie ein Berg auf. Rechts oben ragt eine Staubsäule aus dem Nebel. Aus ihrer Spitze verströmt ein junger Stern Strahlen, es ist ein Herbig-Haro-Objekt.

Bildcredit und Bildrechte: Larry Van Vleet (LVVASTRO)

Welche dunklen Strukturen lauern im Pelikannebel?

Der Pelikannebel ist ein vogelförmiger Nebel im Sternbild eines Vogels (Cygnus, der Schwan). Er ist von neu entstandenen Sternen gesprenkelt und mit dunklem Staub befleckt. In den kühlen Atmosphären junger Sterne entstehen rauchgroße Staubkörnchen. Sie werden von Sternwinden und bei Explosionen verteilt.

Rechts verströmt ein Stern eindrucksvolle Herbig-Haro–Strahlen. Dabei zerstört er die Staubsäule, die ihn enthält. Sie ist ein Lichtjahr lang.

Das Bild wurde wissenschaftlich gefärbt, um Licht zu betonen, das von kleinen Mengen an ionisiertem Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel im Nebel abgestrahlt wird. Der Nebel besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Der Pelikannebel (IC 5067 und IC 5070) ist etwa 2000 Lichtjahre entfernt. Man findet ihn mit einem kleinen Teleskop nordöstlich vom hellen Stern Deneb.

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