Schlagwort: interstellar

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ʻOumuamua: ein interstellarer Asteroid

Die Illustration zeigt ein flaches Objekt, dessen räumliche Tiefe nicht erkennbar ist, weil wir es von der Kante sehen. Es wird von rechts oben beleuchtet.

Illustrationscredit: Europäische Südsternwarte ESO, M. Kornmesser

Noch nie haben wir so etwas gesehen. ʻOumuamua ist ein ungewöhnlicher Fels aus dem Weltraum. Er ist der erste je entdeckte Asteroid, der von außen in unser Sonnensystem kam. Das ist faszinierend. Also fingen Teleskope fast jeglicher Art an, ʻOumuamua zu beobachten. So will man mehr über den ungewöhnlichen interstellaren Besucher erfahren. Heute wird der Himmel computergestützt überwacht. Dabei entdecken wir sicherlich noch viele solche Körper.

Die Illustration zeigt ʻOumuamua aus der Nähe. Er erinnert unerwartet an das berühmte fiktive interstellare Raumschiff Rama. Es stammt aus dem späten Werk des Science-Fiction-Autors Arthur C. Clarke. Wie Rama ist auch ʻOumuamua ungewöhnlich länglich. Er rotiert um seine Längsachse und besteht aus festem Material, sonst wäre er zerbrochen. Der Brocken saust durch unser Sonnensystem. Für etwas, das nicht durch Gravitation an uns gebunden ist, zog er ungewöhnlich nahe an der Sonne vorbei.

Bei ʻOumuamua passen viele Dinge zu einem Körper, der vor vielen Millionen Jahren auf natürliche Weise bei einem gewöhnlichen Stern entstand. Anders wäre es bei einem Raumschiff. Für eine natürliche Entstehung sprechen die Flugbahn, die Geschwindigkeit und seine Farbe. Auch die Wahrscheinlichkeit seiner Entdeckung zählt dazu. ʻOumuamua wurde vermutlich nach der Begegnung mit einem normalen Planeten durch die Gravitation abgestoßen. Seither kreist er allein um die Galaxis. Auch wenn ʻOumuamua einen natürlichen Ursprung hat, dürfen wir hoffen, dass wir in ferner Zukunft einen Eindringling ins Sonnensystem in ein interstellares Raumschiff Rama umbauen.

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A/2017 U1: ein interstellarer Besucher

Mitten im Bild ist ein Lichtpunkt, die anderen Himmelskörper sind Sterne, sie ziehen Strichspuren, denn das Teleskop folgte dem interstellaren Asteroiden A/2017 U1.

Bildcredit: Alan Fitzsimmons (ARC, Queens Universität Belfast), Isaac Newton Group

Rasend schnell reist er auf einer extrem hyperbolischen Bahn. Er zog eine Haarnadelkurve, als er an der Sonne vorbeisauste. Nun wird er als A/2017 U1 bezeichnet. Er ist der erste bekannte kleine Körper aus dem interstellaren Weltraum.

Der interstellare Besucher ist der Lichtpunkt mitten im Bild. Es wurde am 28. Oktober mit dem Wilhelm-Herschel-Teleskop auf den Kanarischen Inseln aufgenommen und 5 Minuten belichtet. Der Körper ähnelt einem Asteroiden. Er zeigt keine Anzeichen kometenartiger Aktivität. Die blassen Sterne dahinter ziehen Streifen, denn das wuchtige Teleskop folgt dem schnell wandernden Körper A/2017 U1. Der Teleskopspiegel hat einen Durchmesser von 4,2 Metern.

Am 19. Oktober entdeckte der Astronom Rob Weryk (IfA) das bewegte Objekt in Daten der nächtlichen Himmelsdurchmusterung Pan-STARRS. A/2017 zieht derzeit aus dem Sonnensystem hinaus und kehrt niemals zurück. Vom Planeten Erde aus sieht man ihn nur noch mit großen optischen Teleskopen.

Zwar konnte man aus seiner Bahn den interstellaren Ursprung feststellen. Aber wir wissen noch nicht, wie lange das Objekt zwischen den Sternen der Milchstraße getrieben ist. Die Geschwindigkeit seiner interstellaren Reise beträgt etwa 26 Kilometer pro Sekunde. Zum Vergleich: Die Raumsonde Voyager 1 der Menschheit reist mit 17 Kilometern pro Sekunde durch den interstellaren Raum.

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Ein Engel aus Staub

Faserartige Staubwolken durchziehen das Sternenfeld. Einige Sterne sind von blau leuchtenden Nebeln umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (Deep Sky Colors)

Diese kosmischen Staubwolken reflektieren das kombinierte Licht der Sterne in der Milchstraße. Sie reichen bis ungefähr 300 Lichtjahre über die Ebene der Milchstraße. Die zarte Erscheinung wird als Engelnebel bezeichnet. Er gehört zu einem ausgedehnten Komplex aus blassen, diffusen Molekülwolken, die wenig erforscht sind.

Die staubhaltigen galaktischen Federwolken finden wir vorwiegend in hohen galaktischen Breiten. Man findet sie nahe beim nördlichen und südlichen galaktischen Pol. Die Forschung zeigt, dass die Staubwolken zusammen mit der Reflexion von Sternenlicht ein blasses, rötliches Leuchten erzeugen. Es entsteht, wenn interstellare Staubkörnchen unsichtbare UV-Strahlung in sichtbares rotes Licht umwandeln.

Das detailreiche Weitwinkelbild ist 3 mal 5 Grad breit. Am Himmel des Planeten Erde ist es ungefähr 10 Vollmonde breit. Es liegt im Sternbild Großer Bär (Ursa Major) und zeigt auch nahe Sterne in der Milchstraße sowie eine Anordnung weit entfernter Galaxien im Hintergrund.

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V838-Lichtecho: Der Film

Bildcredit: ESA, NASA, Weltraumteleskop Hubble; Musik: The Driving Force (Jingle Punks)

Wie entstand dieser Ausbruch von V838 Mon? Aus unbekannter Ursache wurde der Stern V838 Mon plötzlich einer der hellsten Sterne in der ganzen Galaxis. Doch nur wenige Monate später verblasste er.

So ein Sternenblitz wurde noch nie zuvor beobachtet. Supernovae und Novae speien gewaltige Mengen Materie in den Raum. Zwar stieß der V838-Mon-Blitz anscheinend ein wenig Materie in den Raum. Doch das, was wir im Video aus acht Bildern sehen, ist eigentlich ein nach außen wanderndes Lichtecho des Blitzes. Das Video wurde digital geglättet.

Die Zeitspanne, die der Film zeigt, reicht von 2002 – damals wurde der Blitz erstmals beobachtet – bis 2006. Bei einem Lichtecho wird das Licht des Blitzes von immer weiter entfernten Ellipsoiden im komplexen Bereich des interstellaren Staubs in der Umgebung reflektiert. Der Staub umgab den Stern schon zuvor.

Das aktuellste Modell des Ausbruchs von V838 Mon besagt, dass es sich um das Absenken der Bahnen zweier relativ gewöhnlicher Sterne handelt, die am Ende verschmolzen. V838 Mon ist etwa 20.000 Lichtjahre entfernt. Er befindet sich im Sternbild Einhorn. Das größte Lichtecho ist ungefähr sechs Lichtjahre groß.

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Die Entkleidung von ESO 137-001

Links oben ist die Spiralgalaxie ESO 137-001, die durch einen Galaxienhaufen rast. Sie zieht eine blaue Spur aus aufgeheiztem, blau leuchtendem Gas hinter sich her, das vom intergalaktischen Medium hinausgedrückt wurde. Oben hinter der Galaxie sind Streifen neu entstandener blauer Sterne.

Bildcredit: NASA, ESA, CXC

Die Spiralgalaxie ESO 137-001 fliegt durch den massereichen Galaxienhaufen Abell 3627. Er ist etwa 220 Millionen Lichtjahre entfernt. Das farbige Kompositbild von Hubble und Chandra zeigt die ferne Galaxie hinter Sternen der Milchstraße im Sternbild Südliches Dreieck.

Die Galaxie rast mit fast 7 Millionen Kilometern pro Stunde dahin. Dabei wird ihr Gas und Staub abgestreift, weil der Staudruck des heißen, dünnen intergalaktischen Mediums im Haufen stärker ist als die Gravitation der Galaxie.

Im abgestreiften Material zeichnen sich kurze blaue Streifen ab, die hinterherziehen. Hubbles Daten im sichtbaren Licht zeigen, dass in den Streifen helle Sternhaufen entstanden sind. Röntgendaten von Chandra zeigen das gewaltige Ausmaß des aufgeheizten, abgestreiften Gases. Es sind die diffusen, dunkleren blauen Spuren, die nach rechts unten verlaufen. Sie sind mehr als 400.000 Lichtjahre lang.

Durch den beträchtlichen Verlust an Staub und Gas wird neue Sternbildung für diese Galaxie schwierig. Rechts neben ESO 137-001 befindet sich eine gelbliche elliptische Galaxie. Sie besitzt zu wenig Gas und Staub, um Sterne zu bilden.

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Die Lokale Flocke

Die Grafik zeigt die Verteilung und Flussrichtung des Interstellaren Mediums ISM in der Umgebung des Sonnensystems.

Illustrationscredit: NASA, Goddard, Adler, U. Chicago, Wesleyan

Sterne sind nicht alleine. Etwa 10 Prozent der sichtbaren Materie in der Scheibe unserer Milchstraße besteht aus Gas. Es wird als interstellares Medium (ISM) bezeichnet. Das ISM ist nicht gleichmäßig verteilt. Sogar in der Nähe unserer Sonne schwankt seine Dichte.

Das lokale interstellare Medium ist so dünn und strahlt so wenig Licht ab, dass es ziemlich schwierig ist, es aufzuspüren. Das Gas besteht hauptsächlich aus Wasserstoff. Es absorbiert jedoch einige sehr spezifische Farben. Diese Absorption ist im Licht der nahen Sterne erkennbar.

Die Grafik zeigt eine Arbeitskarte des lokalen interstellaren Mediums (ISM) im Umkreis von 20 Lichtjahren. Sie basiert auf aktuellen Beobachtungen und dem Nachweis von Teilchen des Interstellar Boundary Exporer (IBEX). IBEX befindet sich in der Erdumlaufbahn. Diese Beobachtungen zeigen, dass sich unsere Sonne durch die Lokale Interstellare Flocke bewegt. Diese Wolke strömt von einer Sternbildungsregion aus, die als Scorpius-Centaurus-Assoziation bezeichnet wird. Unsere Sonne könnte die Lokale Wolke in den nächsten 10.000 Jahre verlassen. Die Lokale Wolke wird auch als Lokale Flocke bezeichnet.

Vieles im Zusammenhang mit dem lokalen ISM ist nicht bekannt. Dazu zählen Details zu seiner Verteilung, seinem Ursprung und seinem Einfluss auf Sonne und Erde. Überraschenderweise lassen neueste Messungen der Raumsonde IBEX vermuten, dass sich die Richtung, aus der neutrale interstellare Teilchen durch unser Sonnensystem fließen, verändert.

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Zeta Oph, ein Ausreißerstern

Der bläuliche Stern in der Bildmitte schiebt eine rote, gefaserte Stooßwelle nach links.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Wie ein Schiff pflügt dieser Stern durch das kosmische Meer. Der Ausreißerstern Zeta Ophiuchi bildet eine gewölbte interstellare Stoßfront. Sie ist auf diesem atemberaubenden Infrarotporträt abgebildet.

Der bläuliche Stern Zeta Oph ist ein Stern mit etwa 20 Sonnenmassen. Auf dieser Falschfarbenansicht liegt er in der Nähe der Bildmitte und bewegt sich mit etwa 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus. Dabei komprimiert er die staubhaltige interstellare Materie und heizt sie auf. So formt er die gekrümmte Stoßfront. Außen herum befinden sich Wolken aus relativ unbeteiligter Materie.

Was versetzte diesen Stern in Bewegung? Zeta Oph gehörte wahrscheinlich einst zu einem Doppelsternsystem mit einem massereicheren und daher kurzlebigeren Begleitstern. Als der Begleiter als Supernova explodierte und unfassbar viel Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System hinausgeschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und 65.000 Mal leuchtstärker als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wenn er nicht von undurchsichtigem Staub umgeben wäre. Das Bild ist etwa 1,5 Grad breit. In der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi entspricht das 12 Lichtjahren.

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Kosmische Strahlen bei Voyager 1

Die Grafik zeigt Messwerte der kosmischen Strahlung der Raumsonde Voyager 1 im Laufe von 12 Monaten. In den letzten Monaten steigt die Kurve deutlich an.

Bildcredit: Projekt Voyager, NASA

Die Voyager-Zwillingssonden brachen 1977 zu einer großen Rundreise zu den äußeren Planeten auf. Sie bewegten sich zufällig auch in Bewegungsrichtung der Sonne relativ zu den nahen Sternen. Nun, dreißig Jahre später, nähert sich Voyager 1 offenbar dem Rand der Heliosphäre. Dahinter liegt der interstellare Raum.

Die Heliosphäre ist das Reich der Sonne. Es entsteht unter dem Einfluss des Sonnenwindes und des Sonnenmagnetfeldes. Doch woher weiß man, wann ein Raumschiff die Grenze zum interstellaren Raum überschreitet? Ein Hinweis wäre ein plötzlicher Anstieg an energiereicher kosmischer Strahlung.

Die energiereichen Teilchen ziehen durch den interstellaren Raum und werden von fernen Supernovae in unserer Galaxis beschleunigt. Die Heliosphäre lenkt sie normalerweise ab oder bremst sie. Dieses Diagramm zeigt einen Zeitraum von 12 Monaten (September 2011 bis 2012). In den letzten Monaten hatte die Raumsonde Voyager 1 tatsächlich einen dramatischen Anstieg bei den Messwerten der kosmischen Teilchenstrahlung.

Voyager 1 ist nun 18 Milliarden Kilometer (17 Lichtstunden, 122 Astronomische Einheiten) von der Sonne entfernt. Sie könnte bald die erste Raumsonde der Erde sein, die den Raum der Sterne erreicht.

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