Gaia: Hier kommt die Sonne

Bildcredit: Galaxien-Illustration: Nick Risinger (skysurvey.org), Sterndaten: Gaia Mission, ESA, Toni Sagristà (U. Heidelberg) et al.

Wie sieht es aus, wenn man von außerhalb der Milchstraße nach Hause kommt? Die Roboter-Mission Gaia der ESA soll wichtigere Fragen als diese beantworten. Doch ihre aktuellen Daten bieten der Menschheit auch einen einzigartigen neuen Blickwinkel auf ihrem Platz im Universum.

Gaia umkreist die Sonne in der Nähe der Erde. Sie vermisst Sternpositionen so präzise, dass man eine leichte Verschiebung ihres wechselnden Blickwinkels im Lauf eines Jahres messen kann. Diese Verschiebung ist bei weit entfernten Sternen entsprechend kleiner. So kann man die Entfernung bestimmen.

Im ersten Abschnitt des Videos seht ihr eine Illustration der Milchstraße. Diese wird rasch in eine dreidimensionale Visualisierung der Gaia-Sterndaten aufgelöst. Einige bekannte Sterne sind mit ihren üblichen Namen beschriftet. Bei anderen Sternen steht die Nummer des Gaia-Katalogs. Am Ende erreichen wir unseren Heimatstern Sol (die Sonne). Dann wird das Licht ihres dritten Planeten aufgelöst: Es ist die Erde.

Das Video basiert auf der Vermessung von etwas mehr als 600.000 Sternen. Gaias Mission soll fünf Jahre dauern. Dabei misst die Sonde die Entfernungsparallaxen von mehr als einer Milliarde Sternen.

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Rückläufiger Mars and Saturn

Rechts zieht der Planet Mars eine lange Schleife, links oben der Planet Saturn, wobei die Distanzen zwischen den einzelnen Aufnahmen deutlich kleiner sind.

Bildcredit und Bildrechte: Tunç Tezel (TWAN)

Die Planeten Mars und Saturn wandern. Sie standen einen Großteil dieses Jahres am Nachthimmel der Erde auffallend nahe beisammen. Diese zusammengesetzte Himmelsansicht entstand aus einer Bildserie, die von Mitte Dezember bis Anfang dieser Woche aufgenommen wurde. Das Ergebnis zeigt die Zeit während der Opposition. Sie fand nördlich vom hellen Stern Antares nahe bei der zentralen Wölbung der Milchstraße statt.

Ein dazugehöriges Video zeigt die Bewegungen der Planeten vorwärts und rückwärts. Saturns scheinbare Bahn verläuft entlang einer flachen, kompakten Schleife. Mars zieht die weite, s-förmige Umkehrbahn im Bild. Sie verläuft von rechts oben nach links unten. Um die Punkte und Daten zu verbinden, schiebt den Mauspfeil über das Bild oder folgt diesem Link.

Es scheint, als würden Mars und Saturn auf ihrer Bahn in die verkehrte Richtung laufen. Doch die rückläufige Bewegung vor dem Hintergrund der Sterne spiegelt die Bahnbewegung der Erde. Eine rückläufige Bewegung beobachten wir immer dann, wenn die Erde innen einen Planeten überholt, dessen Bahn weiter von der Sonne entfernt ist. Die Erde bewegt sich nämlich auf ihrer kleineren Bahn schneller.

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Licht am Ende der Straße

Eine Straße führt zum Horizont. Darüber leuchten drei helle Planeten im Abendrot. Links und rechts sind dunkle Silhouetten von Bäumen. Steil steigt Zodiakallicht zum Himmel auf, oben zieht schräg über den dunklen Nachthimmel.

Bildcredit und Bildrechte: Josh Calcino

Am Ende der Landstraße ist ein helles Licht. Es ist eine unglaublich enge Konjunktion zweier Planeten. Am 27. August nach Sonnenuntergang leuchteten die gleißende Venus und Jupiter auf dieser himmlischen Nachtlandschaft fast wie ein einziges Himmelslicht. Sie wurden in der Nähe von Lake Wivenhoe im australischen Queensland fotografiert.

Das spektakuläre senkrechte Panorama von der Südhalbkugel zeigt die zentrale Milchstraße nahe dem Zenit an der Spitze einer Säule aus Zodiakallicht, das in der Ebene der Ekliptik schimmert. Auch Mars und Saturn befinden sich in der Nähe der Ekliptik, knapp unter der zentralen Wölbung der Galaxis. Links über einem Baum am Horizont fügt sich der flüchtige Planet Merkur zu den Lichtern am Ende der Straße.

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Die Milchstraße geht unter

Über dem Horizont wölbt sich die Milchstraße mit diffusen Sternwolken und dunklen Staubwolken. Darunter bilden die Planeten Mars und Saturn mit dem hellen Stern Antares ein Dreieck knapp über den Bäumen.

Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Casado (TWAN, Erde und Sterne)

Bei dunklem Himmel kann der Untergang der Milchstraße ein dramatischer Anblick sein. Unsere Galaxis ist von der Seite zu sehen. Sie verläuft über der staubigen namibischen Wüste fast parallel zum Horizont und reicht vom hellen, südlichen Zentauren links bis Kepheus rechts im Norden.

Das digital kombinierte Panorama zeigt eine Landschaft mit Nachthimmel von Anfang August mit den Sternwolken der Milchstraße und Flüssen aus kosmischem Staub. Die Farben der Nebel sind mit bloßem Auge nicht sichtbar.

Mars, Saturn und Antares sieht man sogar bei einem helleren Nachthimmel. Sie bilden das helle Dreieck, das die Bäume unter der Wölbung der Galaxis berührt. Unsere Milchstraße ist nicht die einzige Galaxie im Bild. Rechts schimmern bei der Milchstraße zwei weitere große Mitglieder der Lokalen Gruppe. Es sind die Andromedagalaxie und die Dreiecksgalaxie.

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Der nächste Stern hat einen vielleicht bewohnbaren Planeten

Hinter einer Teleskopkuppel auf einer Kuppe steigt die Milchstraße auf. Helle Sterne sind mit Sternbildlinien markiert: Kreuz des Südens, Fliege, Zentaur und Zirkel.

Bildcredit und Lizenz: Y. Beletsky (LCO), ESO, Pale-Red-Dot-Team

Der sonnennächste Stern besitzt einen erdähnlichen Planeten. Wie gestern bekannt gegeben wurde, bestätigen aktuelle Beobachtungen nicht nur die Existenz des Planeten. Sie zeigen auch, dass er sich in einer Zone befindet, die eine Temperatur auf seiner Oberfläche mit flüssigem Wasser erlaubt. Wasser ist auf der Erde eine Schlüsselzutat für Leben.

Noch wissen wir nicht, ob es auf dem Planeten Proxima b Leben gibt. Selbst wenn nicht, macht ihn die mögliche Existenz von flüssigem Wasser zu einer interessanten ersten Etappe, falls die Menschheit in Zukunft Reisen in die Galaxis macht. Der Heimatstern des Planeten ist Proxima Centauri. Er ist zwar kühler und röter ist als unsere Sonne, doch einer der anderen beiden Sterne im System Alpha Centauri ist unserem Stern sehr ähnlich.

Dieses Bild zeigt Proxima Centauri am Südhimmel. Er steht hinter dem Teleskop, mit dem viele der Entdeckungen gelungen sind. Es ist das 3,6-Meter-Teleskop der ESO im chilenischen La Silla. Der entdeckte Planet kreist so nahe um seinen Stern, dass ein Jahr dort auf der Erde nur 11 Tage dauert. Der Planet wurde von der ESO-Arbeitsgruppe Pale Red Dot entdeckt.

Intelligentes Leben ist zwar auf Proxima b sehr unwahrscheinlich. Doch wenn es welches gibt, ist es nur 4,25 Lichtjahre von der Erde entfernt. Das wäre nahe genug für eine Zweiweg-Kommunikation.

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Gammastrahlen und Kometenstaub

Über den dunklen Silhouetten der MAGIC-Teleskope auf La Palma wölbt sich die Milchstraße. Aus dem Sternbild Perseus zischen zahlreiche Meteore der Perseiden.

Bildcredit und Bildrechte: Daniel López (El Cielo de Canarias)

Gammastrahlen und der Staub des periodischen Kometen Swift-Tuttle pflügten in der Nacht von 11. auf 12. August durch die Atmosphäre des Planeten Erde. Die Staubkörnchen des Kometen schlugen mit etwa 60 km/sec ein. Das führte zum Perseïden-Meteorschauer, der dieses Jahr sehr aktiv war.

Im weitwinkeligen Bildkomposit sind die Meteore des Stroms ausgerichtet. Es zeigt einen Zeitraum von 4,5 Stunden in dieser Perseïdennacht. Die Spuren der Meteor im Bild führen rückwärts zum Ursprung des Stroms am Himmel. Der Radiant liegt in der Milchstraße im Sternbild Perseus. Er zeigt die Richtung zur Bahn des periodischen Kometen.

Auch kosmische Gammastrahlen erzeugen Schauer aus energiereichen Teilchen, wenn sie mit Lichtgeschwindigkeit auf die Erdatmosphäre treffen. Wie die Spuren von Meteoren zeigen auch sie zu ihrem Ursprung. Anhand der sogar noch kürzeren Lichtblitze der Teilchen kann man die Richtung eines Teilchenstroms am Himmel rekonstruieren. So findet man den Ursprung von eintreffenden Gammastrahlen.

Anders als die Meteore sieht man die unglaublich schnellen Blitze eines Teilchenstroms nicht mit den Augen. Doch an den Schüsseln im Vordergrund sind Kameras montiert, die mit Hochgeschwindigkeit arbeiten. Die Schüsseln gehören zu einem erdgebundenen Gammastrahlen-Observatorium auf der kanarischen Insel La Palma. Es sind die MAGIC-Teleskope (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov). Sie bestehen aus mehreren Spiegeln und können beidem folgen.

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Perseïden-Feuerkugel am Sunset Crater

Über den Silhouetten von hügeligen Wäldern im vulkanischen Sunset Crater National Monument zischt ein heller grüner Meteor der Perseïden die Sommermilchstraße entlang.

Bildcredit und Bildrechte: Jeremy Perez

In der Nacht des 12. August blitzte ein heller Meteor der Perseïden über dem vulkanischen Sunset Crater National Monument auf. Der Krater befindet sich im US-amerikanischen Arizona auf dem Planeten Erde. Der Meteor streift die Sommermilchstraße entlang. Seine ursprüngliche Farbe entstand wohl durch die charakteristische hohe Geschwindigkeit der Meteore des Stroms.

Die Perseïden treten mit 60 km pro Sekunde ein. Daher können sie grüne Emissionen von Sauerstoffatomen anregen, wenn sie die dünne Atmosphäre in großer Höhe passieren. Dieser Perseïd hinterließ eine leuchtende, beständige Spur. Auch das ist charakteristisch für helle Meteore. Unten zeigt eine Bildfolge von links nach rechts seine Entwicklung im Lauf von drei Minuten. Die Kamera erfasste ein Zeitraffervideo der verdrehten, treibenden Bahn.

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Perseïdennacht bei Yosemite

Über dem Yosemite-Nationalpark strömten die Meteore der Perseïden scheinbar aus dem Sternbild Perseus. Die Straße unten wird von einem Fahrzeug beleuchtet.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Shaw

Der Meteorstrom der Perseïden war in der Nacht von 11. auf 12. August 2016 sehr ergiebig. Der Himmel wurde an dem unvergesslichen Abend an einem Aussichtspunkt im Yosemitetal auf der Erde fotografiert. Die Bildserie entstand im Lauf einer ganzen Nacht. Für diese Szenerie wurden 25 Einzelbilder gewählt. Jedes Bild zeigt einen einzelnen Meteor und wurde an den Sternen im Hintergrund ausgerichtet.

Die digitale Manipulation gleicht die Erdrotation aus. Das ermöglicht den perspektivischen Blick auf eine Explosion farbiger Spuren, die vom Radianten ausströmen. Der Radiant liegt im Sternbild Perseus. Das letzte Abendrot leuchtet nach Sonnenuntergang sanft auf die Westseite von El Capitan.

Kurz vor Sonnenaufgang schimmert Zodiakallicht neben dem Half Dome. Es verläuft im Osten am fernen Horizont vom Tal aufwärts. Das Zodiakallicht heißt auch „falsche Dämmerung“. Scheinwerfer beleuchten die Straße im Tal. Das Bild der Perseïdennacht ist voller Himmelsschätze. Dazu zählten die Milchstraße und der Sternhaufen der Plejaden.

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