Schlagwort: Laser

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Lichter am Himmel über dem Paranal-Observatorium

Über ein paar große Teleskope leuchtet ein bunter Himmel. Besonders auffällig ist das Band der Milchstraße. Es wölbt sich über das ganze Bild. Orangefarbene Laserstrahlen verbinden rechts eins der Teleskope mit dem Himmel.

Bildcredit und Bildrechte: Julien Looten

Wird hier etwa die Erde mit Laserstrahlen verteidigt? Nein. Diese Laser gehen von Teleskopen aus. Mit diesen verbessert man die Genauigkeit der Beobachtung. Indem man das Flackern von Sternenlicht beobachtet, kann man herausfinden, wie sich die Luft über einem Teleskop bewegt.

Doch nicht überall gibt es einen passenden hellen Stern. Dann erzeugt man mit einem hellen Laser „künstliche Sterne„. Wenn man so einen künstlichen Laser-Stern beobachtet, findet man heraus, wie die Atmosphäre der Erde die Beobachtung verändert. Moderne Teleskopspiegel können sich anpassen und Störungen weitgehend ausgleichen. Das wird als adaptive Optik bezeichnet. Damit gelingen auch mit Teleskopen auf der Erde genaue Aufnahmen von Sternen, Planeten und Nebeln.

In der Mitte stehen die Teleskope am Paranal–Observatorium in Chile. Links schimmern ein grünes Nachthimmellicht und die beiden Magellanschen Wolken. Rechts leuchtet der Himmel rötlich. In der Mitte wölbt sich das majestätische Band der Milchstraße in einem Bogen.

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MESSENGERs letzter Tag auf Merkur

Wir blicken schräg auf einen rechteckigen Ausschnitt der Merkur-Oberfläche. Sie ist rot und blau farbcodiert und zeigt einige Krater. Rote Teile im Bild sind höher als blaue.

Bildcredit: NASA, Johns Hopkins Univ. APL, Staatliche Universität Arizona, CIW

MESSENGER war die erste Raumsonde, die um den innersten Planeten Merkur kreiste. Sie wurde am 30. April 2015 in der oben gezeigten Region auf Merkurs Oberfläche abgesetzt. Die Projektion entstand aus MESSENGER-Bildern und Laser-Höhenmessungen. Der Blick reicht nach Norden über den nordöstlichen Rand des breiten Shakespeare-Beckens, das mit Lava gefüllt ist.

In der linken oberen Ecke liegt der große, 48 km breite Krater Janacek. Die Höhe der Landschaft ist farbcodiert. Rote Bereiche liegen etwa 3 km über den blauen. MESSENGERs letzter Umlauf sollte etwa in der Mitte enden. Dabei sollte die Raumsonde mit fast 4 km/s auf der Oberfläche einschlagen und dabei einen neuen, etwa 16 m großen Krater erzeugen.

Der Einschlag fand auf Merkurs Rückseite statt und wurde nicht mit Teleskopen beobachtet. Er wurde aber indirekt bestätigt. Denn als die Raumsonde hinter dem Planeten auftauchen sollte, wurde kein Signal mehr gemessen. Die Raumsonde MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemisty and Ranging startete 2004. Sie erreichte 2011 den innersten Planeten im Sonnensystem und machte mehr als 4000 Umläufe.

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Ein Blick zu M106

Im Bild sind mehrere Galaxien verteilt, links oben ist die größte, sie ist schräg von der Seite zu sehen und wirkt etwas unregelmäßig.

Bildcredit und Bildrechte: Kyunghoon Lim

Die helle, schöne Spirale Messier 106 prägt diese kosmische Aussicht. Das fast zwei Grad breite Sichtfeld des Teleskops blickt zum gut erzogenen Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) in der Nähe der Deichsel des Großen Wagens.

M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie ist etwa 80.000 Lichtjahre groß, 3,5 Millionen Lichtjahre entfernt und das größte Mitglied der Canes II-Galaxiengruppe. Für eine weit entfernte Galaxie ist die Entfernung zu M106 sehr gut bekannt, weil sie direkt gemessen werden konnte. Dazu wurden die Maser-Emissionen der Galaxie analysiert.

Maser steht für Mikrowellen-Laseremission. Maser sind sehr seltene, aber natürlich auftretende Emissionen. Sie entstehen durch Wassermoleküle in Molekülwolken, die um ihren aktiven galaktischen Kern kreisen.

Eine weitere markante Spiralgalaxie in der Szene ist NGC 4217, die wir fast von der Kante sehen. Sie befindet sich rechts unter M106. Die Entfernung zu NGC 4217 ist viel weniger gut bekannt, sie wird auf etwa 60 Millionen Lichtjahre geschätzt. Die hellen, gezackten Sterne liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße.

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Der verlorene Stern Eta Carinae

Der Homunkulusnebel besteht aus zwei Keulen, die in der Bildmitte hell leuchten. Rechts sind die Keulen von einem roten Nebel umgeben.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Der Stern Eta Carinae explodiert vielleicht bald. Aber niemand weiß, wann. Vielleicht schon nächstes Jahr, vielleicht aber auch in einer Million Jahren. Eta Carinae hat etwa 100 Sonnenmassen. Damit ist er ein erstklassiger Kandidat für eine gewaltige Supernova. Es gibt historische Aufzeichnungen, die besagen, dass Eta Carinae vor etwa 170 Jahren einen ungewöhnlichen Ausbruch hatte. Er wurde dabei einer der hellsten Sterne am Südhimmel. Eta Carinae im Schlüssellochnebel ist der einzige Stern, bei dem man derzeit vermutet, dass er natürliches LASER-Licht abstrahlt.

Das Bild zeigt Details im ungewöhnlichen Nebel, der den wilden Stern umgibt. Aus dem Zentrum von Eta Carinae strömen helle, farbige Streifen. Es sind Beugungsspitzen, die vom Teleskop verursacht werden. Die beiden getrennten Keulen des Homunkulusnebels umschließen die heiße Zentralregion. Rechts sind einige seltsame radiale rote Streifen. Die Keulen sind von Schlieren aus Gas und Staub durchzogen. Sie absorbieren das blaue und ultraviolette Licht, das nahe dem Zentrum abgestrahlt wird. Doch für die Streifen gibt es noch keine Erklärung.

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Ma’az, das SuperCam-Ziel

Die 6 Zentimeter große Zielregion Ma'az des SuperCam-Lasers des Rovers Perseverance.

Bildcredit: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS

Beschreibung: Wie klingt das Klatschen eines Lasers? Ihr braucht dazu keinen Zen-Meister befragen. Lauscht einfach den ersten akustischen Aufnahmen von Laser-Impulsen auf dem Mars.

An Sol 12 (2. März) der Mission Perseverance beschoss das Instrument SuperCam auf dem Mast des Rovers einen Felsen mit der Bezeichnung Ma’az, und zwar 30-mal aus einer Entfernung von ungefähr 3,1 Metern. Das Mikrofon erfasste die leisen Stakkato-Knallgeräusche der schnellen Serie an Laserimpulsen der SuperCam.

Die Stoßwellen, die in der dünnen Marsatmosphäre entstehen, wenn Gesteinsteilchen durch die Laserimpulse verdampfen, verursachen die Knallgeräusche. Diese wiederum liefern Hinweise auf die physikalische Struktur des Zielobjekts.

Diese Nahaufnahme der SuperCam der Zielregion Ma’az ist 6 Zentimeter groß. Ma’az bedeutet in der Sprache der Navajo Mars.


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Mit Laserstrahlen den Himmel zähmen

Die Teleskope am Paranal-Observatorium der ESO sind mit Lasern ausgerüstet, um die Turbulenzen der Atmosphäre zu neutralisieren.

Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Munoz; Text: Juan Carlos Munoz

Beschreibung: Warum funkeln Sterne? Das liegt an unserer Atmosphäre. Lufttaschen mit geringfügig anderer Temperatur, die sich ständig bewegen, verzerren die Lichtpfade ferner astronomischer Objekte. Turbulenzen in der Atmosphäre sind in der Astronomie der Grund dafür, dass Bilder von Quellen, die man erforschen möchte, verschwommen abgebildet werden.

Dieses Teleskop am Paranal-Observatorium der ESO ist mit vier Lasern ausgerüstet, um diese Turbulenzen zu neutralisieren. Die Laser sind so eingestellt, dass sie Natriumatome hoch oben in der Erdatmosphäre anregen. Das Natrium gelangte durch vorbeiziehende Meteore dorthin. Diese leuchtenden Natriumflecken verhalten sich wie künstliche Sterne, deren Funkeln unmittelbar aufgezeichnet und an einen flexiblen Spiegel weitergeleitet wird. Dieser verformt sich Hunderte Male pro Sekunde. So werden die Turbulenzen der Atmosphäre ausgeglichen, was zu knackig scharfen Bildern führt.

Das Entfunkeln von Sternen ist ein wachsendes Technologiefeld und liefert in manchen Fällen Bilder mit Hubble–Qualität vom Boden aus. Diese Technik führte auch zu Weiterentwicklungen in der Augenheilkunde, wo sie verwendet wird, um sehr scharfe Bilder der Netzhaut zu erhalten.

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Blick auf M106

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

Bildcredit: Phil Keyser

Beschreibung: Die große, schöne und helle Spirale Messier 106 dominiert diese kosmische Aussicht. Das fast zwei Grad breite Teleskopsichtfeld blickt zum gut abgerichteten Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) nahe der Deichsel des Großen Wagens. M106 ist auch als NGC 4258 bekannt. Sie ist etwa 80.000 Lichtjahre groß und somit das größte Mitglied der Galaxiengruppe Canes II.

Ihre Entfernung beträgt 23,5 Millionen Lichtjahre. Für eine weit entfernte Galaxie ist die Entfernung zu M106 sehr gut bekannt, da sie direkt gemessen werden kann, indem man den außergewöhnlichen Maser – eine Mikrowellen-Laser-Strahlung – beobachtet. Die Maser-Emission ist sehr selten, aber natürlichen Ursprungs. Sie entsteht durch Wassermoleküle in Molekülwolken, die um ihren aktiven galaktischen Kern kreisen.

Eine andere markante Spiralgalaxie in der Szene ist fast von der Seite sichtbar, nämlich NGC 4217 rechts unter M106. Die Entfernung zu NGC 4217 ist viel weniger bekannt, sie wird auf etwa 60 Millionen Lichtjahre geschätzt.

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Der verlorene Stern Eta Carinae

Aus einem hellen Zentrum explodieren zwei Blasen, sie liegen einander gegenüber und sind von einem dunklen Netz überzogen. Außen herum ist ein roter Nebel.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Eta Carinae könnte jederzeit explodieren. Doch niemand weiß, wann. Vielleicht passiert es nächstes Jahr oder erst in einer Million Jahren. Eta Carinae hat etwa 100 Sonnenmassen. Damit ist er ein ausgezeichneter Kandidat für eine Supernova. Historische Quellen zeigen, dass der Stern vor etwa 170 Jahren ungewöhnlich hell wurde. Dabei wurde er einer der hellsten Sterne am südlichen Himmel.

Eta Carinae liegt im Schlüssellochnebel. Er ist der einzige Stern, der vermutlich natürliches Laserlicht abstrahlt. Dieses Bild zeigt Details im ungewöhnlichen Nebel um den gefährlichen Stern. Aus dem Zentrum ragen helle, vielfarbige Streifen, die Lichtkreuze bilden. Sie werden vom Teleskop verursacht.

Der Homunkulusnebel hat zwei getrennte Lappen. Sie liegen einander gegenüber. Diese Keulen umschließen die heiße Region im Zentrum. Ein paar strahlenförmige Schlieren in Rot laufen sternförmig nach rechts. Die Lappen sind mit rätselhaften Spuren von Gas und Staub gefüllt. Sie absorbieren das blaue und das ultraviolette Licht, das in der Mitte abgestrahlt wird.

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