Schlagwort: Erde

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Sonnenwende auf der rotierenden Erde

Videocredit: Meteosat 9, NASA, Earth Observatory, Robert Simmon

Kann man von der Neigung der Erde ableiten, dass heute Sonnenwende ist? – Ja. Zur Sonnenwende ist der Terminator der Erde – das ist die Linie, an der sich Tag und Nacht treffen – am stärksten geneigt. Dieses Zeitraffervideo zeigt dies anhand eines vollen Jahreszyklus des Planeten Erde in zwölf Sekunden. Der Satellit Meteosat 9 befindet sich in einem geosynchronen Orbit. Er nahm jeden Tag zur gleichen Ortszeit (das ist die Zeit nach Sonnenstand) ein Infrarotbild der Erde auf.

Das Video beginnt mit der Tagundnachtgleiche im September 2010. Der Terminator bildet eine senkrechte Linie: Tag und Nacht sind gleich lang (was die Zeit betrifft – beide bedecken visuell gleiche Anteile der Erdkugel).

Während die Erde ihren Weg um die Sonne fortsetzt, sieht man, wie sich der Terminator neigt, sodass pro Tag weniger Licht auf die Nordhalbkugel fällt. Das führt im Norden zum Winter. Wenn die Neigung am größten ist, findet im Norden die Wintersonnenwende statt. Im Süden ist Sommersonnenwende.

Dann schreitet das Jahr voran. Im März 2011 ist die nächste Tagundnachtgleiche, das ist etwa in der Mitte des Videos. Danach neigt sich der Terminator zur anderen Seite. Auf der Südhalbkugel beginnt der Winter und im Norden der Sommer. Im Film endet das Jahr mit der nächsten September-Tagundnachtgleiche. Damit ist eine weitere der Milliarden Reisen der Erde um die Sonne vollendet.

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Nachts über die Erde fliegen

Videocredit: Aufnahmen von Astronaut*innen, NASA ; Zusammenstellung: David Peterson (YouTube); Musik: Freedom Fighters (Two Steps from Hell)

Viele Wunder sind zu sehen, wenn man nachts über die Erde fliegt. Für Astronauten* im Erdorbit sind sie ein alltäglicher Anblick. Das Video ist mit emotionaler Musik hinterlegt. Es zeigt einen Zusammenschnitt der Eindrücke mehrerer Tage. Sie wurden 2011 auf der Internationalen Raumstation (ISS) aufgenommen.

Die Kamera fliegt über weiße Wolken, orange Lichter von Städten, Blitze und Gewitter sowie das dunkelblaue Meer dahin. Am Horizont ist der goldenen Schimmer der dünnen Erdatmosphäre. Sie ist immer wieder von tanzenden Polarlichtern verziert. Die grünen Teile dieser Lichter leuchten typischerweise unter der Raumstation auf. Durch die rot- und lila leuchtenden Polarlichter fliegt die Raumstation sogar direkt durch!

Die Solarpaneele der Raumstation ragen über den Bildrand. Am Ende jeder Sequenz rauscht ein überwältigend helles Leuchten ins Bild. Es ist nichts anderes als die Morgendämmerung auf der Seite der Erde, die zur Sonne zeigt. Astronauten auf der ISS erleben diese Morgendämmerung alle 90 Minuten.

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Alles Wasser auf Europa

Links neben der Erde ist der Jupitermond Europa. Auf beiden Himmelskörpern ist eine blaue Perle. Sie zeigt die Menge an Wasser, die auf dem jeweiligen Körper vorhanden ist.

Bildcredit und Bildrechte: Kevin Hand (JPL/Caltech), Jack Cook (Meeresforschungsinstitut Woods Hole) und Howard Perlman (USGS)

Wie viel von Jupiters Mond Europa ist Wasser? Niemand weiß das sicher, aber dass es eine ganze Menge sein muss, können wir sagen. Das bestätigen die Daten der Raumsonde Galileo, die 1995 bis 2003 bei den Erkundungsflügen durchs Jupiter-System gewonnen wurden. Europa hat einen tiefen Ozean aus flüssigem Wasser unter der vereisten Oberfläche, der den Mond umspannt.

Der Ozean unter der Oberfläche plus die Eisschichten könnten zusammen im Schnitt über 100 Kilometer tief reichen. Nehmen wir die größtmögliche Abschätzung von 100 Kilometern Tiefee an. Dann hätte eine Kugel aus dem Wasser des Mondes Europa einen Radius von über 800 Kilometern.

Diese Abbildung vergleicht die hypothetischen Wasserkugeln der beiden Himmelskörper im selben Maßstab. Links sind Europa und das Wasser darauf, rechts ist die Wassermenge des Planeten Erde dargestellt.

Das Volumen des Ozeans unter der Oberfläche von Europa ist vielleicht sogar größer als das des Wassers auf der Erde. Daher ist er ein verlockendes Ziel für die Suche nach Leben im Sonnensystem außerhalb der Erde. Die robotisch NASA-Raumsonde Europa Clipper startete letztes Jahr zu diesem Zweck.

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Der Manicouagan-Einschlagkrater aus dem Weltraum

Links über dem Sankt-Lorenz-Strom ist ein kreisrunder Stausee, der eigentlich ein Ring ist. Er ist ein urzeitlicher Einschlagkrater und hat die Bezeichnung Manicouagan-Stausee.

Bildcredit: NASA, Internationale Raumstation – Expedition 59

Die Internationale Raumstation umkreist die Erde in einer Höhe von 400 Kilometern. Am 11. April 2019 war die Expedition 59 die Besatzung der ISS. Sie nahm von oben diesen Schnappschuss auf. Er zeigt den breiten Sankt-Lorenz-Strom und den seltsam kreisförmigen Manicouagan-Stausee im kanadischen Quebec.

Der ringförmige See liegt rechts neben der Bildmitte. Er befindet sich in den erodierten Überresten eines alten Einschlagskraters, der einen Durchmesser von 100 Kilometern hat, und wurde erst in neuerer Zeit aufgestaut. Der Krater ist zwar stark verwittert, aber aus der Erdumlaufbahn erkennt man ihn trotzdem sehr gut. Er erinnert uns daran, wie anfällig die Erde für Einschläge von Gesteinsbrocken ist, die aus dem Weltraum kommen.

Der Manicouagan-Krater ist mehr als 200 Millionen Jahre alt. Wahrscheinlich entstand er, als ein Gesteinsbrocken einschlug, der etwa 5 Kilometer groß war. Derzeit kennen wir keinen Asteroiden, der mit erhöhter Wahrscheinlichkeit im nächsten Jahrhundert die Erde treffen könnte.

Jeden Monat veröffentlicht das Planetary Defense Coordination Office der NASA die neuesten Zahlen zu nahen Vorbeiflügen von erdnahen Objekten. Die Berichte enthalten auch anderen Fakten über Kometen und Asteroiden, die der Erde vielleicht gefährlich werden könnten.

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Die Erde in einem heftigen Sonnensturm

Video Credit: NASA–SVS, SWRC, CCMC, SWMF; T. Bridgeman et al.

Kann unsere Sonne gefährlich werden? Ja, manchmal. Alle paar Jahre stößt die Sonne eine beängstigend große Blase aus heißem Gas in das Sonnensystem aus. Etwa alle hundert Jahre, wenn der Zeitpunkt, der Ort und die Magnetfeldverbindungen genau passen, trifft so ein koronaler Massenauswurf (KMA) auf die Erde.

Wenn dies geschieht, erlebt die Erde dramatische Polarlichter. Außerdem wird ihr Magnetfeld schnell zurückgedrängt und komprimiert. Das führt zu Stromausfällen. Einige dieser Überspannungen können gefährlich sein. Sie können Satelliten beeinträchtigen und Stromnetze lahmlegen. Die Reparatur kann Monate dauern.

So ein Sturm ereignete sich 1859 und führte zu Funkenbildung in Telegrafenleitungen. Es war das sogenannte Carrington-Ereignis. Ein ähnlicher KMA zog 2012 nahe an der Erde vorbei. Das Video zeigt die Animation eines Computermodells. Es zeigt eindrücklich, was passiert wäre, wenn es einen direkten Treffer gegeben hätte. In diesem Modell wird die Magnetosphäre der Erde so stark komprimiert, dass sie bis in die Umlaufbahn geosynchroner Kommunikationssatelliten gelangt.

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Planeten im Sonnensystem: Neigung und Drehung

Video Credit: NASA, Animation: James O’Donoghue (U. Reading)

Wie dreht sich euer Lieblingsplanet? Dreht er sich schnell um eine fast senkrechte Achse, waagrecht oder rückwärts? Dieses Video animiert NASA-Bilder von allen acht Planeten im Sonnensystem. Man sieht, wie sie sich nebeneinander drehen. Das macht einen einfachen Vergleich möglich.

Im Zeitraffer-Video dauert ein Tag auf der Erde – das ist eine Erdumdrehung – nur wenige Sekunden. Jupiter dreht sich am schnellsten, während sich die Venus nicht nur am langsamsten dreht (sie dreht sich wirklich, genau hinschauen!), sondern auch rückwärts. Die inneren Gesteinsplaneten oben erlebten in den Anfängen des Sonnensystems dramatische Kollisionen, die ihre Drehung und Neigung veränderten.

Warum sich Planeten so drehen und neigen, wie sie es tun, wird nach wie vor erforscht. Moderne Computermodelle und die jüngste Entdeckung und Analyse von Hunderten von Exoplaneten – das sind Planeten, die andere Sterne umkreisen – lieferten viele neue Erkenntnisse.

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Von der Erde hinauf: Riesiger Strahlenblitz

Blick auf die nächtliche Erde aus Sicht der Internationalen Raumstation. Im Vordergrund der Roboterarm der Raumstation, auf der Erde das Leuchten von Städten und ein nach oben weisender Blitz in Rot, Blau und Weiß.

Bildcredit: NASA, Expedition 73, Nicole Ayers

Was steigt da von der Erde auf? Anfang Juli umrundete die Astronautin Nicole Ayers in der Internationalen Raumstation die Erde. Dabei sah sie einen ganz besonderen Blitz von der Erde aufsteigen: einen riesigen Strahlblitz. Der mächtige Strahlblitz erscheint in der Bildmitte in Rot, Weiß und Blau.

Riesige Strahlblitze sind erst seit 25 Jahren bekannt. Atmosphärische Strahlblitze hängen mit Gewittern zusammen. Sie erstrecken sich nach oben in Richtung der irdischen Ionosphäre.

Der untere Teil des Bildes zeigt die nächtliche Erde. Die dünne Atmosphäre ist durch das Nachthimmellicht grün gefärbt. Die Lichter der Städte sind teilweise klar zu sehen. Aber meist erzeugen sie ein diffuses weißes Leuchten in den dazwischenliegenden Wolken. Der obere Teil des Bildes zeigt ferne Sterne am dunklen Nachthimmel.

Die aktuelle Forschung beschäftigt sich mit der Entstehung von riesigen Strahlblitzen. Sie untersucht auch, wie sie mit anderen Arten von vorübergehenden Leuchtereignissen zusammenhängen. So gibt es beispielsweise auch blaue Strahlblitze und rote Kobolde.

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Zwei Welten, eine Sonne

Das Bild vergleicht Sonnenuntergänge auf der Erde und auf dem Mars. Links geht die Sonne auf der Erde unter, der Himmel leuchtet orangefarben. Rechts auf dem Mars wirkt der Sonnenuntergang kalt wegen der bläulichen Farbe des Himmels. Die Sonne wirkt auf dem Mars kleiner, weil der Planet weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde.

Linkes Bild – Credit und Rechte: Damia Bouic; Rechtes Bild – Credit und Rechte: NASA, JPL-Caltech, MSSS; Digitale Bearbeitung: Damia Bouic

Wie anders sieht der Sonnenuntergang auf dem Mars aus als auf der Erde? Zum Vergleich wurden zwei Bilder unseres gemeinsamen Sterns bei Sonnenuntergang aufgenommen, eines auf der Erde und eines auf dem Mars.

Diese Bilder wurden so skaliert, dass sie die gleiche Winkelbreite haben. Sie werden hier nebeneinander gezeigt. Bei kurzer Betrachtung wird deutlich, dass die Sonne auf dem Mars etwas kleiner erscheint als auf der Erde. Das ist so, weil der Mars 50 % weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde.

Noch auffälliger ist vielleicht, dass der Sonnenuntergang auf dem Mars in der Nähe der Sonne deutlich bläulich ist, anders als die typischen orangefarbenen Töne in der Nähe der untergehenden Sonne auf der Erde. Der Grund für die blauen Farbtöne auf dem Mars ist noch nicht vollständig geklärt. Man vermutet jedoch, dass sie mit den Eigenschaften der Vorwärtsstreuung des Marsstaubs zusammenhängen.

Der Sonnenuntergang auf der Erde wurde im März 2012 im französischen Marseille fotografiert. Der Sonnenuntergang auf dem Mars wurde im Jahr 2015 vom NASA–Roboter Curiosity im Gale Krater auf dem Mars aufgenommen.

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