Dunkle Materie im Zentrum der Galaxis?

Das linke der beiden Bilder ist ein Rohbild vom galaktischen Zentrum. Rechts wurden Gammaquellen abgezogen. Dabei blieb ein Überschuss. In den Bildmitten sind bunte Kerne, die von lila und blauen Nebeln umgeben sind.

Bildcredit: T. Daylan et al., Weltraumteleskop Fermi, NASA

Wie entstehen Gammastrahlen im Zentrum der Milchstraße? Die Spannung steigt. Eine Erklärung könnte lauten: durch schwer fassbare Dunkle Materie. In den letzten Jahren kartierte das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi das Zentrum der Galaxis in Gammastrahlen. Wiederholte detailreiche Analysen zeigen: Der Bereich um das galaktische Zentrum wirkt zu hell, als dass man es mit bekannten Gammastrahlen-Quellen erklären könnte.

Das Rohbild links oben zeigt die galaktische Zentralregion in Gammastrahlen. Im rechten Bild wurden alle bekannten Quellen abgezogen. Dabei blieb ein unerwarteter Überschuss. Ein faszinierendes hypothetisches Modell könnte das Ausmaß erklären. Es enthält eine Art Dunkler Materie, die als WIMPs bekannt sind. Es sind Teilchen, die mit sich selbst kollidieren und dabei die Gammastrahlen erzeugen könnten, die beobachtet wurden.

Diese Hypothese ist allerdings umstritten. Es gibt Diskussionen und detailreichere Untersuchungen. Die Natur Dunkler Materie zu erkennen ist eine der großen Aufgaben moderner Wissenschaft. Denn diese ungewöhnliche Art kosmologisch allgegenwärtiger Materie macht sich nur durch Gravitation bemerkbar.

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Blick aus der Zone

Über dem Horizont strahlt die Venus unter der Milchstraße am sternklaren Himmel. Vorne spült das Meer Wellen an den Sandstrand.

Bildcredit und Bildrechte: Jack Fusco

Die gleißende Venus und die zentrale Milchstraße gingen in den frühen Morgenstunden des 1. März über dieser Meeres- und Himmelslandschaft auf. Die Szenerie blickt über einen Strand bei Sea Isle City im US-amerikanischen New Jersey. Die Erde kreist in der habitablen Zone des Sonnensystems. Es ist Goldlöckchens Zone: nicht zu nahe an der Sonne, aber auch nicht zu weit von ihr entfernt. So macht die Temperatur flüssiges Wasser an der Oberfläche möglich.

Die Venus ist ähnlich groß wie die Erde. Sie liegt knapp im Innenrand der habitablen Zone. Das Licht unseres unwirtlichen Schwesterplaneten spiegelt sich im Wasser. Die Venus leuchtet über einem ruhigen, kalten Ozean und einer niedrigen Wolkenbank.

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Polarlicht über Neuseeland

Die Himmelslandschaft über dem neuseeländischen Lake Tekapo hat viel zu biegen: Die Milchstraße, Wolken und Strahlenbüschel, die vom Mond ausgehen, ein Polarlicht und die Große Magellansche Wolke. Links vorne ist der See, rechts stehen Kuppeln des Mount-John-Observatoriums.

Bildcredit und Bildrechte: David Weir (Earth and Sky Ltd.)

Manchmal sieht man immer mehr, je länger man ein Bild ansieht, vielleicht auch auf diesem Nachtpanorama. Es wurde letzte Woche in Neuseeland fotografiert. Links sind gewöhnliche Wolken. Durch die digitale Kombination von 11 jeweils 20 Sekunden belichteten Einzelbildern sind sie leicht verschoben.

Rechts im Bild glimmt ein auffälliges breites rosarotes Polarlicht. Der wenig alltägliche Farbton entsteht wahrscheinlich durch angeregte Sauerstoffatome in der oberen Erdatmosphäre. Wenn ihr genauer hinschaut, seht ihr vielleicht links ein helles Licht hinter dem Berg. Hier geht der Mond auf. Wenn ihr noch genauer hinseht, erkennt ihr zarte Wolkenstrahlen, die vom Mond ausgehen.

In der Bildmitte bemerkt ihr vielleicht das zentrale Band der Milchstraße. Sie trennt scheinbar fast senkrecht die Wolken links vom Polarlicht rechts. Nimmt man den oberen rechten Teil des Bildes unter die Lupe, zeigt sich ein verschwommener Fleck hoch am Himmel. Das ist die Große Magellansche Wolke. Zahllose Sterne bevölkern den fernen Hintergrund.

Im Vordergrund auf der Erde stehen zwei Kuppeln des Mount-John-Observatoriums und eine Kamera auf einem Stativ. Sie fotografierte den Großteil dieser Szenerie über dem ruhigen Lake Tekapo.

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Rakete, Meteor und Milchstraße über Thailand

An einem surreal wirkenden Sternenhimmel schwebt das Band der Milchstraße. Links leuchtet der Planet Venus, unten schimmern die Lichter von Städten, oben rechts zischt ein Meteor, daneben ist die blau leuchtende Abgasfahne einer startenden Ariane 5.

Bildcredit und Bildrechte: Matipon Tangmatitham

Kann der Nachthimmel ruhig und surreal zugleich wirken? Dieses Panoramabild stammt vom letzten Freitag. Die blassen Lichter kleiner Städte wirken ruhig. Sie leuchten in der dunklen Landschaft im Vordergrund des Nationalparks Doi Inthanon in Thailand. Ruhig sind auch die vielen Sterne in der dunklen Himmelslandschaft. Links im Bild schimmern der Planet Venus und das Band des Zodiakallichtes.

Das Bild zeigt aber auch ungewöhnliche Ereignisse. Das Zentralband unserer Milchstraße ist normalerweise ein gewöhnlicher Anblick. Hier wirkt es surreal, als würde es über dem Boden schweben. Außerdem verläuft rechts im Bild zufällig die Leuchtspur eines Meteors.

Der vielleicht ungewöhnlichste Teil ist die helle Stelle links neben dem Meteor. Es ist die Abgasfahne einer aufsteigenden Ariane-5-Rakete. Sie startete wenige Minuten zuvor in Kourou in Französisch-Guayana. Wie viel Glück brauchte der Astrofotograf, um den Raketenstart ins Bild zu bekommen? Ziemlich viel. Der Zeitpunkt für das Foto war nicht nach dem Raketenstart gewählt. Ein glücklicher Zufall war auch, dass der ganze Himmel so fotogen und etwas surreal wirkte.

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Die Nacht verbirgt die Welt

Über dem stillen Turkanasee in Kenia leuchten Sterne und die Milchstraße hinter dunklen Wolken. Links oben gleißt die Venus als Abendstern.

Bildcredit und Bildrechte: Babak Tafreshi (TWAN)

Die Sterne blinkten auf, als die Abenddämmerung verblasste. Diese stille Himmelslandschaft erinnert an ein persisches Sprichwort: „Die Nacht verbirgt die Welt, doch sie enthüllt ein Universum.“ Die Szene wurde letzten November in Kenia fotografiert.

Im Norden ging die Sonne unter. Bald verbarg die Nacht das Ufer des Turkanasees. Dort gibt es viele Nilkrokodile. Die Region ist bekannt für ihren Reichtum an menschlichen Fossilien. Sie gilt als Wiege der Menschheit.

Die gleißende Venus war damals der Abendstern der Welt. Sie bestimmte die sternklare Nacht. Im zierlichen Bogen unserer Milchstraße waren auch zarte Sterne, kosmische Staubwolken und leuchtende Nebel zu sehen.

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Die Terrassen-Nacht

Über bewässerten Reisterrassen in der chinesischen Privinz Yuanyang leuchtet ein intensives Nachthimmellicht am sternklaren Himmel.

Bildcredit und Bildrechte: Cui Yongjiang

Am 25. Jänner flutete lang nach Sonnenuntergang ein ungewöhnlich intensives rotes Nachthimmellicht den Himmel dieser Landschaft. Die Szenerie mit Blick nach Süden wurde lange belichtet. Die Fotografie entstand mit einer Digitalkamera in der Provinz Yunnan im Südwesten von China.

Das schwelende Nachthimmellicht war mit bloßem Auge bestenfalls schwach sichtbar. Es entstand durch Chemilumineszenz. Das Luftleuchten entsteht etwa in der Höhe von Polarlichtern, wenn Luft durch Licht chemisch angeregt wird. Es ist auf der ganzen Erde zu beobachten. Die chemische Energie stammt von der extremen Ultraviolettstrahlung der Sonne.

Trotz der leuchtenden Atmosphäre stieg das Band der Milchstraße in dieser Nacht deutlich vom Horizont auf. Am oberen Bildrand gleißt der helle Stern Sirius. Das Luftleuchten und der sternklare Himmel spiegeln sich lieblich in den gewässerten Reisterrassen von Yuanyang.

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Vom Kreuz des Nordens zum Kreuz des Südens

An einem farbenprächtigen Himmel wölbt sich die Milchstraße mit dicken Staubbahnen in der Mitte. Am Horizont leuchten einige orangefarbene Lichter, unter der Milchstraße sind Mond, Merkur, Venus und Saturn.

Bildcredit und Bildrechte: Nicholas Buer

Eine Straße verbindet das Kreuz des Nordens mit dem Kreuz des Südens. Doch man sieht sie nur, wenn man zur rechten Zeit am rechten Ort ist. Die Straße ist das zentrale Band der Milchstraße. Der passende Ort war hier der dunkle Laguna Cejar im Salar de Atacama. Er liegt im Norden von Chile. Die richtige Zeit war Anfang Oktober, kurz nach Sonnenuntergang.

Das Bild zeigt viele Himmelswunder: Den hellen Mond im Bogen der Milchstraße. Die Venus knapp über dem Mond. Saturn und Merkur knapp unter dem Mond. Ganz links zwei Begleitgalaxien, die Große und die Kleine Magellansche Wolke. Rotes Nachthimmellicht links am Horizont. Die Lichter kleiner Städte an mehreren Orten am Horizont.

Das Panoramas wurde aus 30 Bildern erstellt. Man möchte meinen, es eine wäre eine beschauliche Erfahrung gewesen. Doch dafür hätte man Ohrstöpsel gebraucht, um das ständige Kreischen wilder Esel auszublenden.

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Geminiden-Meteore über Chile

Das Bild zeigt die Geminiden-Sternschnuppen am dunklen Himmel über dem chilenischen Las-Campanas-Observatorium.

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

Der jährliche Meteorstrom der Geminiden regnete in den letzten Wochen von einem Radianten im Sternbild Zwillinge auf den Planeten Erde. Diese Himmelslandschaft wurde in der Nacht von 13. auf 14. Dezember fotografiert. Das war etwa zum Höhepunkt des Stroms. Das Bild zeigt die Sternschnuppen der Geminiden am dunklen Himmel über dem chilenischen Las-Campanas-Observatorium. Das Kompositbild wurde 4 Stunden belichtet.

Im Vordergrund stehen das 2,5-Meter-du-Pont-Teleskop und das 1-Meter-SWOPE-Teleskop. Am Himmel leuchtet hinter den Meteoren der Planet Jupiter. Er ist der hellste Punkt nahe der Bildmitte. Das Zentralband unserer Milchstraße verläuft links senkrecht durchs Bild. Ganz links ist der rötliche Orionnebel. Die Meteore der Geminiden sind Staub aus der in der Bahn des aktiven Asteroiden 3200 Phaethon. Sie treten mit etwa 22 Kilometern pro Sekunde in die Atmosphäre ein.

Kostenloser Vortrag: APOD-Herausgeber am 3. Jänner in New York City

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