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Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Auf dieser Simulation des Hayden Planetariums scheint Dunkle Materie im Universum häufiger vorzukommen als baryonische Materie.

Illustrationscredit und -rechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Spukt es im Universum? Diese Karte Dunkler Materie lässt das vermuten. Die Gravitation der unsichtbaren Dunklen Materie ist die beste Erklärung dafür, warum Galaxien so schnell rotieren und warum Galaxien auf ihren Bahnen in Galaxienhaufen so schnell sind. Sie erklärt auch, warum Gravitationslinsen Licht so stark ablenken und warum sichtbare Materie so verteilt ist, wie sie ist. Das gilt sowohl im lokalen Universum als auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Das Bild stammt aus der Weltraumschau „Dunkles Universum”, die schon älter ist. Sie lief im Hayden Planetarium, das sich im Amerikanischen Museum für Naturgeschichte befindet. Das Bild zeigt, wie die Dunkle Materie alles durchdringt und im Universum spuken könnte. Es stammt aus einer detailreichen Simulation mit Computern. Komplexe Fasern aus Dunkler Materie sind wie Spinnweben verteilt. Sie sind schwarz gefärbt. Die relativ wenigen Klumpen aus bekannter baryonischer Materie sind orange dargestellt. Diese Simulationen passen gut zu Beobachtungen aus der Astronomie.

Dunkle Materie ist an sich schon ziemlich seltsam. Ihre Form ist unbekannt. Noch spannender ist vielleicht, dass sie nicht mehr als seltsamste Quelle der Gravitation im Universum gilt. Diese Ehre gebührt der Dunklen Energie. Sie ist eine gleichförmige Quelle abstoßender Gravitation. Anscheinend kontrolliert sie die Ausdehnung des ganzen Universums.

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Der geisterhafte Schleiernebel

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Bildcredit und Bildrechte: Anis Abdul

Beschreibung: Diese Überreste aus erschüttertem leuchtendem Gas sind eine geisterhafte Fratze in kosmischen Dimensionen. Sie spuken am Himmel des Planeten Erde im Sternbild Schwan (Cygnus) und bilden den Schleiernebel. Dieser Nebel ist ein großer Supernovaüberrest – eine sich ausdehnende Wolke, die bei der Todesexplosion eines massereichen Sterns entstand. Das Licht der ursprünglichen Supernovaexplosion erreichte die Erde wahrscheinlich vor mehr als 5000 Jahren.

Der Schleiernebel ist auch als Cygnus-Schleife bekannt. Am Himmel ist er fast 3 Grad breit, das sind etwa 6 Vollmonddurchmesser. Somit ist er in seiner geschätzten Entfernung von 1500 Lichtjahren mehr als 70 Lichtjahre breit. Der Schleiernebel ist so groß, dass seine helleren Teile als einzelne Nebel erkennbar sind, etwa der Hexenbesen (NGC 6960) rechts unter der Mitte. Links oben befindet sich der Geist von IC 1340. Wir wünschen einen fröhlichen Allerheiligen-Vorabend!

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Die Geister der Kassiopeia

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Bildcredit und Bildrechte: Tommaso Stella

Beschreibung: Diese hellen Ränder und fließenden Formen sehen in kosmischer Größenordnung geisterhaft aus. Die farbenprächtige Himmelslandschaft ist eine Teleskopansicht im Sternbild Kassiopeia, sie zeigt die zurückgefegten kometenförmigen Wolken IC 59 (links) und IC 63.

Die Wolken sind etwa 600 Lichtjahre entfernt und keine Geister im eigentlichen Sinn. Sie verschwinden jedoch langsam unter dem Einfluss der energiereichen Strahlung des heißen, leuchtstarken Sterns Gamma Cassiopeiae. γ Cas ist der helle Stern links oben im Bild, er ist physisch nur 3 bis 4 Lichtjahre vom Nebel entfernt.

In IC 63, der etwas näher an γ Cas liegt, dominiert rotes H-alpha-Licht, das abgestrahlt wird, wenn Wasserstoffatome mit Elektronen rekombinieren, nachdem sie durch die Ultraviolettstrahlung des Sterns ionisiert wurden. Der weiter vom Stern entfernte IC 59 weist anteilig weniger H-alpha-Emissionen auf, dafür mehr von dem charakteristischen blauen Farbton von Sternenlicht, das an Staub reflektiert wird.

Das Sichtfeld umfasst mehr als 1 Grad oder 10 Lichtjahre in der geschätzten Entfernung von Gamma Cassiopeiae und seiner Freunde.

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Polarlichtkreatur über Norwegen

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Bildcredit und Bildrechte: Ole C. Salomonsen (Arctic Light Photo)

Beschreibung: Es war der Abend vor Allerheiligen, und der Himmel sah aus wie ein Untier. Nur welches Wesen, wusste der Astrofotograf war nicht genau (aber vielleicht schlagen Sie eines vor). Aber was diese schaurige Erscheinung 2013 hervorrief, war klar: eines der besten Polarlichtereignisse der letzten Jahre.

Dieses spektakuläre Polarlicht war ungewöhnlich detailreich. Die hier abgebildeten lebhaften grünen und violetten Polarlichtfarben entstehen durch Sauerstoff und Stickstoff hoch oben in der Atmosphäre, die mit einem Schauer an eintreffenden Elektronen reagieren. Die Bäume in Tromsø (Norwegen) bildeten einen ebenso schaurigen Vordergrund. Kürzlich wurden geomagnetische Stürme von neuen fotogenen Polarlichtern begleitet.

Immer noch aktiv: der Meteorstrom der Leoniden

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Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Auf dieser Simulation ziehen sich dunkle Fäden durchs Universum. Es ist Dunkle Materie. Die bekannte Materie sind orangefarbige Klumpen, es gibt nur wenige davon.

Illustrationscredit und Bildrechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Spukt es im Universum? Auf dieser Karte der Dunklen Materie scheint es so. Die Gravitation unsichtbarer Dunkler Materie erklärt am besten, warum Galaxien so schnell rotieren und warum sie so schnell um Haufen kreisen. Sie erklärt auch, warum Gravitationslinsen Licht so stark ablenken und warum sichtbare Materie so verteilt ist, wie sie ist. Das gilt im lokalen Universum, aber auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Das Bild entstand durch eine detailreiche Simulation mit Computern. Es stammt aus der Weltraumschau „Dunkles Universum” des Hayden-Planetariums im Amerikanischen Museum für Naturgeschichte. Das Bild zeigt, wie die allgegenwärtig die Dunkle Materie im Universum spukt. Die schwarzen, komplexen Fasern bestehen aus Dunkler Materie, die alles durchdringt. Sie sind hier wie Spinnennweben im Universum verteilt. Nur wenige Klumpen bestehen aus bekannter baryonischer Materie. Sie sind orange gefärbt. Die Simulation passt gut zu den Beobachtungen der Astronomie.

Dunkle Materie ist an sich schon ziemlich seltsam. Ihre Form ist unbekannt. Noch unheimlicher ist, dass sie nicht mehr als die seltsamste Quelle für Gravitation im Universum gilt, die wir vermuten. Diese Ehre gebührt nun der Dunklen Energie. Sie ist eine homogenere Quelle abstoßender Gravitation. Anscheinend bestimmt sie die Ausdehnung des ganzen Universums.

Nicht nur Halloween: Heute ist Tag der Dunklen Materie

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Nacht auf einem schaurigen Planeten

Vor einem grünen Polarlicht tanzen schaurige Säulen aus Wasserdampf.

Bildcredit und Bildrechte: Stéphane Vetter (Nuits sacrées)

Welcher gruselige Planet ist das? Es ist die Erde in einer dunklen, stürmischen Nacht im Jahr 2013. Das Bild entstand in Hverir. Dort ist eine geothermisch aktiven Region. Sie liegt in einer vulkanischen Landschaft im Nordosten von Island. Geomagnetische Stürme führten zu dem Polarlicht am sternklaren Nachthimmel. Aus Fumarolen strömten geisterhafte Türme aus Dampf und Gas. Sie tanzten vor dem schaurigen grünen Licht.

Heute Nacht gibt es wieder eine Gelegenheit für geomagnetische Stürme. Die aktuelle Sonnenaktivität könnte sie auslösen. Seid also in hohen Breiten auf der Hut. Vielleicht tanzen bald auch in eurer Nachbarschaft geisterhafte Gestalten.

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NGC 6369: Der Kleine Geistnebel

Der Kleine Geistnebel NGC 6369 hat eine leicht elliptische Form. In der Mitte leuchtet der Weiße Zwerg, der ihn geschaffen hat. Ein türkisgrüner Ring ist von einem braun-orangefarbigen Rand umgeben.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisteam, NASA

Der spukhafte Nebel NGC 6369 wirkt am Nachthimmel zart. Man kennt ihn als Kleiner Geistnebel. Der Astronom Wilhelm Herschel entdeckte ihn im 18. Jahrhundert, als er mit einem Teleskop das medizinische Sternbild Schlangenträger untersuchte. Herschel klassifizierte den runden Nebel als planetarischen Nebel.

Doch planetarische Nebel haben nichts mit Planeten zu tun. Sie sind vielmehr gasförmige Hüllen, die am Lebensende eines sonnenähnlichen Sterns entstehen. Es sind die äußeren Hüllen des vergehenden Sterns. Sie expandieren in den Weltraum. Der Kern schrumpft währenddessen und wird zu einem Weißen Zwerg. Der umgewandelte weiße Zwergstern leuchtet hier nahe der Mitte. Er strahlt stark in Wellenlängen von Ultraviolettlicht. Dieses liefert die Energie für das Leuchten des expandierenden Nebels.

Das hübsche Bild entstand aus Daten des Weltraumteleskops Hubble. Es zeigt überraschend komplexe Details und Strukturen in NGC 6369. Die vorwiegend runde Struktur des Nebels ist ungefähr ein Lichtjahr groß. Das Leuchten ionisierter Sauerstoff-, Wasserstoff- und Stickstoffatome ist blau, grün und rot gefärbt. Der kleine Geistnebel ist mehr als 2000 Lichtjahre entfernt. Er bietet einen flüchtigen Blick auf die Zukunft unserer Sonne. Vielleicht erzeugt auch sie in etwa 5 Milliarden Jahren einen planetarischen Nebel.

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Mirachs Geist

Mitten im Bild leuchtet ein heller Stern mit vielen Zacken, links darüber befindet sich ein verschwommener Fleck, der sich als Galaxie entpuppt.

Bildcredit und Bildrechte: Kent Wood

Wenn man Mirachs Geist mit anderen Gespenstern vergleicht, wirkt er nicht besonders gruselig. Mirachs Geist ist eine blasse, verschwommene Galaxie. Man kennt sie gut. Zufällig liegt sie fast genau in unserer Sichtlinie zum hellen Stern Mirach. Er ist etwa 200 Lichtjahre entfernt.

Mirach liegt mitten in diesem Sternfeld. Man nennt ihn auch Beta Andromedae. Mirach ist ein roter Riesenstern, der kühler ist als die Sonne. Doch er ist viel größer und daher insgesamt heller als unser Heimatstern. Auf den meisten Teleskopansichten verbergen Blendlicht und Lichtkreuze Dinge in der Nähe von Mirach. Daher wirkt die blasse, verschwommene Galaxie wie eine geisterhafte innere Reflexion des sehr hellen Sternenlichts.

Dieses scharfe Bild zeigt Mirachs Geist links über Mirach. Er ist eine Galaxie, die als NGC 404 katalogisiert ist. Ihre Entfernung beträgt ungefähr 10 Millionen Lichtjahre.

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