ALMA und die Milchstraße

Das Bild zeigt den ganzen Himmel über der Chajantor-Hochebene in den chilenischen Anden. Quer über den Himmel verläuft die Milchstraße. Links unten strahlt die Venus im Zodiakallicht. Am Rand des kreisförmigen Horizonts sind die Teleskope von ALMA verteilt.

Bildcredit und Bildrechte: Yuri Beletsky (Las-Campanas-Observatorium, Carnegie-Institution)

Diese faszinierende Landschaft des ganzen Himmels wurde in der Chajnantor-Hochebene in den chilenischen Anden fotografiert. Der Ort liegt 5100 Meter über Seehöhe. Der Luftdruck beträgt etwa 50 Prozent des Drucks auf Meeresniveau. Durch die dünne Atmosphäre am Beobachtungsort ist die prächtige Milchstraße klar zu sehen.

Zu den kosmischen Furchen aus Staub, Sternen und Nebeln gesellt sich Venus. Der gleißende Morgenstern ist in der Morgendämmerung in ein starkes Band aus Zodiakallicht getaucht. Sogar in dieser Höhe ist der Nachthimmel nicht ganz dunkel. Der grünliche Schimmer ist Nachthimmellicht. Es entsteht durch Emissionen von Sauerstoffatomen.

Um den Horizont sind die Schüsseln von Radio-Antennen verteilt. Es sind Einheiten des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Die Anordnung erforscht das Universum in Wellenlängen, die über 1000 Mal länger sind als sichtbares Licht.

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Rückkehr zur Galaxienbucht

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

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

Für so eine Aussicht braucht man Geduld, eine Kamera, und man muss eine Reise machen. Mit Geduld wurde der passende Ort gefunden. Man musste nur noch auf den richtigen Moment warten. Eine kurze Reise führte zu dem felsigen Hochsitz über einer einsamen Bucht im Julia Pfeiffer Burns State Park. Er liegt im US-amerikanischen Kalifornien. Die Langzeitbelichtung gelang mit einer Kamera. Sie zeigt das zarte Licht der Sterne und Nebel in der Milchstraße im Hintergrund.

Das Kompositbild wurde letzten Monat fotografiert. Mondlicht beleuchtete den versteckten Strand und den Eingang hinter den Bäumen. Der McWay-Wasserfall ist meist verdeckt. Er ist unter der Bildmitte zu sehen, links neben dem Pazifischen Ozean. Das Bild ist eine hoch aufgelöste Fortsetzung eines ähnlichen Bildes vom letzten Jahr.

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Vier Laser über Mauna Kea

Drei Kuppeln von Sternwarten schicken Laserstrahlen zum Zentrum der Galaxis am Himmel, ein vierter Laserstrahl leuchtet von außerhalb des Bildes hinauf.

Bildcredit und Bildrechte: Jason Chu (IfA Manoa)

Greifen die Laser gigantischer Teleskope das Zentrum der Galaxis an? Nein. Laserschüsse von Teleskopen verbessern die astronomischen Beobachtungen. Die unruhige Atmosphäre der Erde verursacht Schwankungen im Sternenlicht über dem Teleskop.

Oft gibt es aber dort, wo man beobachten möchte, keinen hellen Stern, der Information zur Unruhe der Atmosphäre liefert. Daher erzeugt man mit einem Laser einen künstlichen Stern. Der künstliche Laser-Leitstern wird beobachtet. So erhält man genaue Informationen zur Unschärfe in der beobachteten Region.

Die Unschärfe wird durch rasche Verkrümmung des Teleskopspiegels so gut wie möglich korrigiert. Man nennt das adaptive Optik. Diese Technik erlaubt hoch aufgelöste, scharfe Beobachtungen echter Sterne, Planeten und Nebel von der Erde aus.

Die Teleskope im Bild stehen auf dem Mauna Kea auf Hawaii (USA). Sie untersuchten gleichzeitig das Zentrum der Galaxis. Dazu nützten sie vier Laserstrahlen. Damit erzeugten sie dort, wo sie beobachten wollten, einen künstlichen Stern.

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Über den Gipfel

Über einem Vulkangipfel auf der französischen Insel La Réunion geht die Milchstraße mit ihren dunklen Wolken auf. Der Gipfel ragt aus einem Wolkenmeer.

Bildcredit und Bildrechte: Luc Perrot

Die himmlische Szenerie zeigt, wie die zentrale Wölbung der Galaxis über einem Wolkenmeer aufgeht. Die Silhouette des Vulkangipfels im Vordergrund befindet sich auf der französischen Insel Réunion im südlichen Indischen Ozean. Der Vulkan wirkt wie ein Echo der dunklen Staubbahnen in der Milchstraße.

Das Foto wurde im Februar beim internationalen Erd- und Himmels-Fotowettbewerb 2014 in der Kategorie Schönheit des Nachthimmels ausgezeichnet. Das Siegerbild und viele interessante Bilder wurden beim Wettbewerb aus mehr als tausend Einreichungen gekürt. Die Beiträge stammten aus 55 Ländern der Erde. Die wandernden Bilder des Wettbewerbs sind auch als Video auf vimeo veröffentlicht. Sie zeigen die bedeutende Rolle und Schönheit der Welt bei Nacht.

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Milchstraße von New York bis London

Rechts über einem Flugzeugflügel leuchten helle Sterne vor der Milchstraße, die von einem dunklen Staubband durchzogen ist.

Bildcredit und Bildrechte: Alessandro Merga

Dieses astronomische Reisefoto entstand in einer Boeing 747. Helle Sterne im Schützen und das Zentrum der Milchstraße liegen hinter dem Flügel. Die Szenerie aus der Stratosphäre entstand Anfang des Monats bei einem Flug von New York nach London. Sie wurde 11.0000 Meter über dem Atlantik fotografiert.

Natürlich war der Himmel in dieser Höhe klar und dunkel – ideale Bedingungen für Astrofotografie. Doch es war schwierig, durch ein Passagierfenster des Flugzeugs zu fotografieren, das mit fast 1000 Kilometern pro Stunde dahinflog.

Mit einem lichtstarken Objektiv, sorgfältiger Kameraeinstellung und einem kleinen, flexiblen Stativ entstanden mehr als 90 Aufnahmen. Jede war 30 Sekunden oder weniger belichtet. Ein Tuch schirmte die Reflexionen der Innenbeleuchtung ab. Am Ende entstand eine 10-Sekunden-Belichtung, ein stabiles, farbiges Beispiel der Luftfahrtastronomie.

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Drei Galaxien über Neuseeland

Scheinbar strömt die Milchstraße aus einer Radioschüssel, die links steht. Rechts unter der Milchstraße stehen die Magellanschen Wolken über dem Horizont.

Bildcredit und Bildrechte: Mike Mackinven

Nein, Radioschüsseln senden keine Galaxien aus. Sie können aber welche entdecken. Dieses Bild einer dunklen Nacht über Neuseeland entstand vor etwa zwei Wochen. Darauf sind ein Radioteleskop und die Milchstraße fotogen überlagert.

Links im Osten geht der zentrale Teil unserer Milchstraße auf. Er wölbt sich hoch nach oben. Unter dem galaktischen Bogen stehen tief über dem Horizont die zwei hellsten Begleitgalaxien unserer Milchstraße. Links ist die Kleine Magellansche Wolke und rechts die Große Magellansche Wolke. Die Radioschüssel ist die Satellitenstation in Warkworth im Norden von Auckland.

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Satellitenstation und Südhimmel

In der Bildmitte ragt eine orange beleuchtete Radioantenne auf, die Schüssel ist nach oben gerichtet. Links oben ist die Milchstraße, rechts unten ein rotes und grünes Polarlicht.

Bildcredit und Bildrechte: James Garlick

In der klaren nächtlichen Himmelslandschaft leuchtet ein farbiges Südlicht in der Nähe der Hafenstadt Hobart. Das Bild entstand im australischen Tasmanien auf dem Planeten Erde. Mitten in der traumhaften Szenerie posiert die Tasmanian Earth Resources Satellite Station. Sie wird von den Lichtern der nahen Stadt beleuchtet.

An der Station wurden Daten von Instrumenten zur Erdbeobachtung empfangen, die im Weltraum stationiert sind. Dazu zählten MODIS und SeaWiFS der NASA. Seit 2011 ist sie stillgelegt. Das Bild wurde am 30. April fotografiert. Danach wurde die Station abgebaut.

Doch die Zentralwölbung unserer Milchstraße und die beiden hellen Begleitgalaxien leuchten immer noch am Südhimmel. Es sind die Große und die Kleine Magellansche Wolke. Die Kleine Magellansche Wolke leuchtet hinter einem zarten rote Polarlicht.

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ALMA-Teleskopanordnung in Zeitraffer

Videocredit: ESO, José Francisco Salgado, NRAO; Musik: Flying Free (Jingle Punks)

Es ist das bisher größte und komplexeste erdgebundene Astronomieprojekt. Was sieht es heute Nacht? Das Projekt Atacama Large Millimeter Array ALMA besteht aus 66 schüsselförmigen Antennen. Viele davon sind so groß wie ein kleines Haus. Sie befinden sich in der Atacamawüste im Norden Chiles in großer Höhe.

ALMA beobachtet den Himmel in hochfrequentem Radiolicht. Dieser Frequenzbereich wird normalerweise nur für die lokale Kommunikation verwendet, weil feuchte Luft ihn stark absorbiert. Die dünne Atmosphäre und die geringe Luftfeuchtigkeit über ALMA machen es jedoch möglich, auf neue und einzigartige Weise in diesem Frequenzbereich tief in unser Universum zu blicken.

Das erlaubt zum Beispiel die Sondierung des frühen Universums nach Chemikalien, die an Sternbildung beteiligt waren. Auch die Suche in lokalen Sternsystemen nach Anzeichen von Scheiben, in denen Planeten entstehen, ist möglich.

Dieses Zeitraffervideo zeigt die Bewegung von vier ALMA-Antennen im Laufe einer Nacht. Der Mond geht im Video früh unter, während sich drei Schüsseln gemeinsam ausrichten. Hintergrundsterne wandern unaufhörlich hinauf. Das Zentralband unserer Milchstraße dreht sich und tritt schließlich rechts ab. In der Mitte gehen die Kleine und Große Magellansche Wolke am Horizont auf. Es sind Begleitgalaxien unserer Milchstraße.

Scheinwerfer von Autos beleuchten die Schüsseln für kurze Augenblicke. Oben zieht gelegentlich ein Satellit vorbei, der die Erde umkreist. Das Tageslicht beendet das Video, nicht aber die Beobachtungen von ALMA, die üblicherweise Tag und Nacht durchgeführt werden.

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