Schlagwort: Ringe

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Cassini zeigt die Farben Saturns

Ein Teil des Planeten Saturn ist dargestellt. Unten leuchten die Wolken gelborange, oben bläulich. Die Ringe sind sehr schmal, aber sie werfen breite Schatten nach oben, in denen auch Teilungen und Strukturen erkennbar sind.

Bildcredit: NASA, ESA, JPL, ISS, Cassini-Bildgebungsteam; Bearbeitung und Lizenz: Judy Schmidt

Wie entsteht Saturns Farbigkeit? Dieses Bild zeigt nur wenig übertrieben, was ein Mensch sehen würde, wenn er über der riesigen Ringwelt schweben könnte. Es entstand 2005 mit der robotischen Raumsonde Cassini, die den Planeten Saturn von 2004 bis 2017 umkreiste. Saturns majestätische Ringe erscheinen hier nur als dünne braune Kurve. Das ist ihr Glimmen in Infrarot. Die komplexe Struktur der Ringe erkennt man am besten in den dunklen Schatten, die sie oben auf den Planeten werfen.

Die nördliche Hemisphäre von Saturn schimmert teilweise bläulich. Das hat denselben Grund wie das Himmelblau der Erde: Die Moleküle in den wolkenlosen Bereichen der Atmosphären beider Planeten streuen blaues Licht viel besser als rotes.

Schaut man aber tief in Saturns Wolken, tritt der natürliche Goldton von Saturns Wolken markant hervor. Unbekannt ist, warum Saturns südlicher Bereich diese bläulichen Töne nicht zeigt. Eine der Hypothesen ist, dass die Wolken dort höher hinauf reichen. Man weiß auch nicht, warum andere Wolken auf Saturn golden gefärbt sind.

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Hoags Objekt: Eine fast perfekte Ringgalaxie

Links im Bild ist eine Galaxie mit hellem, verschwommenem Zentrum und einem Ring aus Sternen rundherum. In der Lücke zwischen Zentrum und Ring ist eine weiter entfernte Ringgalaxie zu sehen.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung: Benoit Blanco

Ist dies eine Galaxie oder sind es zwei? Diese Frage stellte sich 1950, als der amerikanische Astronom Arthur Hoag auf das ungewöhnliche extragalaktische Objekt stieß. An der Außenseite befindet sich ein Ring, der von hellen blauen Sternen dominiert wird, während in der Nähe des Zentrums eine Kugel aus gelben und rötlichen Sternen liegt, die wahrscheinlich viel älter sind. Dazwischen befindet sich eine Lücke, die fast völlig dunkel erscheint.

Wie sich das Hoag-Objekt, einschließlich seines fast perfekt runden Rings aus Sternen und Gas, gebildet hat, ist noch unbekannt. Zu den Hypothesen gehören eine Galaxienkollision vor Milliarden von Jahren und die Gravitationswirkung eines zentralen Balkens, der inzwischen verschwunden ist.

Das hier gezeigte Foto wurde mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen und mit einem KI-Entrauschungsalgorithmus nachbearbeitet. Beobachtungen im Radiowellenbereich deuten darauf hin, dass das Hoag-Objekt in den letzten Milliarden Jahren keine kleinere Galaxie vereinnahmt hat. Hoags Objekt erstreckt sich über etwa 100.000 Lichtjahre und liegt ca. 600 Millionen Lichtjahre entfernt unterhalb des Sternbildes Nördliche Krone in Richtung des Sternbilds der Schlange (Serpens). Viele weit entfernte Galaxien sind auf der rechten Seite zu sehen, während zufällig in der Lücke auf etwa sieben Uhr eine andere, noch weiter entfernte Ringgalaxie zu sehen ist.

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Shakespeare im All

Mitten im Bild ist Uranus auf sehr ungewöhnliche Weise dargestellt, die Ringe leuchten sehr hell. Um ihn herum sind seine Monde angeordnet und mit Namen beschriftet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

Voyager 2 war 1986 die erste Raumsonde, die den Eisriesen Uranus aus der Nähe erkundete. Doch dieses neu veröffentlichte Bild bietet einen detaillierten Blick auf diese ferne Welt. Es entstand mit NIRCam (Nahinfrarot-Kamera) am Weltraumteleskop James Webb (JWST). Der gekippte äußere Planet dreht sich etwa alle 17 Stunden um seine Achse. Sein Nordpol liegt derzeit nahe an unserer Sichtlinie. Das bietet uns einen direkten Blick auf seine nördliche Halbkugel und sein schwaches, aber ausgedehntes Ringsystem.

Der Riesenplanet hat 27 bekannte Monde. Davon sind 14 im Bild markiert. Die helleren Monde zeigen die typischen Beugungsmuster des JWST. Diese Welten im äußeren Sonnensystem waren zu Shakespeares Zeiten unbekannt. Doch bis auf zwei sind alle 27 Uranus-Monde nach Figuren aus den Stücken des englischen Barden benannt.

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Eine Jahreszeit auf Saturn

Vor dunklem Himmel sind sechs Abbildungen von Saturn in einer Diagonale aufgereiht.

Bildcredit und Bildrechte: Andy Casely

Der Ringplanet Saturn erreicht am 27. August seine Opposition 2023. Er steht dann am Erdhimmel gegenüber der Sonne. Damit gelangt der sechste Planet der Sonne an seinen hellsten Platz und ist für eine Beobachtung gut platziert, doch sein schönes Ringsystem ist mit bloßem Auge nicht sichtbar.

Diese Teleskop-Bildserie wurde in den letzten sechs Jahren im Abstand von je einem Jahr fotografiert. Sie zeigt Saturn und seine Ringe, wie man ihn vom innen kreisenden Planeten Erde aus sah. Die Neigung der Ringebene des Gasriesen kippt von der größten Öffnung 2018 bis zur Annäherung an die Kantensicht 2023 (von oben nach unten). Das ist die Zeit von Sommer bis fast zur Herbst-Tagundnachtgleiche auf Saturns Nordhalbkugel.

Auf dem scharfen Planetenporträt von 2018 sind Saturns nördliches Sechseck und ein großes Sturmsystem deutlich erkennbar. 2023 wirft der Eismond Tethys bei einem Transit seinen Schatten auf die Wolkenbänder der Südhalbkugel, und Saturns kalter blauer Südpol erwacht aus fast einem Jahrzehnt winterlicher Finsternis.

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Eisriese Neptun mit Ringen

Links oben leuchtet ein helles Licht mit ausgeprägten bläulichen Zacken, es ist der Neptunmond Triton. Rechts unter der Mitte ruht Neptun mit Ringen und hellen Wolkenstrukturen. Rund um Pluto sind weitere Neptunmonde angeordnet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam

Mitten in diesem scharfen Bild ruht der Eisriese Neptun mit seinen Ringen. Es wurde mit dem Weltraumteleskop James Webb im nahen Infrarot aufgenommen. Die dämmrige, ferne Welt ist der am weitesten von der Sonne entfernte Planet, er ist etwa 30-mal weiter entfernt als der Planet Erde.

Die dunkle, geisterhafte Erscheinung des Planeten auf dieser Webb-Aufnahme entsteht durch das Methan in der Atmosphäre, das Infrarotlicht aufnimmt. Wolken in großer Höhe, die über den größten Teil des absorbierenden Methans auf Neptun reichen, sind im Bild deutlich erkennbar.

Triton ist Neptuns größter Mond, er ist mit gefrorenem Stickstoff überzogen und strahlt im reflektierten Sonnenlicht heller als Neptun. Er leuchtet links oben und ist von den charakteristischen Beugungsspitzen des Webb-Teleskops umgeben. Zusammen mit Triton sind hier sieben von Neptuns 14 bekannten Monden erkennbar.

Neptuns blasse Ringe treten auf diesem weltraumbasierten planetaren Porträt markant hervor. Die Details des komplexen Ringsystems sind hier erstmals wieder zu sehen, seit Neptun im August 1989 von der Raumsonde Voyager 2 besucht wurde.

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Saturns nördliches Sechseck

Das Bild ist in Falschfarben eingefärbt. Es zeigt den halb beleuchteten Nordpol von Saturn, der von einer sechseckigen Struktur umgeben ist. Rechts oben ist ein blau gefärbter Ausschnitt der Ringe.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, JPL, SSI, Cassini-Bildgebungsteam

Warum bilden diese Wolken auf Saturn ein Sechseck? Niemand weiß das genau. Es wurde in den 1980er-Jahren entdeckt, als die Voyager-Sonden an Saturn vorbeiflogen. Niemand hat je zuvor irgendwo im Sonnensystem etwas Ähnliches gesehen.

Als die Weitwinkelkamera der Raumsonde Cassini Ende 2012 ihre ersten sonnenbeleuchteten Ansichten von Saurns Nordpol machte, nahm sie dieses faszinierende Falschfarbenbild auf. Das Komposit aus Bilddaten im nahen Infrarot bildet niedrige Wolken in roten Farbtönen ab und hohe Wolken in Grün. Dadurch wirkt Saturns Wolkenlandschaft sehr lebendig.

Dieses und ähnliche Bilder zeigen die Stabilität des Sechsecks mehr als ganze 20 Jahre nach Voyager. Filme von Saturns Nordpol zeigen die Wolkenstruktur, die während der Rotation ihre sechseckige Form behält. Anders als einzelne Wolken, die auf der Erde wie ein Sechseck erscheinen, hat Saturns Wolkenmuster offenbar sechs klar definierte, fast gleich lange Seiten. Ganze vier Erden würden in dieses Sechseck passen.

Hinter den Wolkenoberflächen leuchten rechts oben blau gefärbte Bögen der prächtigen Ringe des Planeten.

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M94: Eine Doppelringgalaxie

In der Bildmitte ist eine Galaxie, die ein inneres Oval mit violetten Spiralamen besitzt, die sehr eng und dicht gewunden sind. Um den Kern zeichnet sich ein Ring ab. Außen verläuft ein donut-ähnlicher großer bräunlicher Ring.

Bildcredit und Bildrechte: Brian Brennan

Die meisten Galaxien haben keine Ringe aus Sternen und Gas – warum hat M94 zwei? Zunächst hat die Spiralgalaxie M94 einen inneren Ring aus neu entstandenen Sternen, der ihren Kern umgibt. Dieser Ring verleiht ihr nicht nur eine ungewöhnliche Erscheinung, sondern auch ein starkes inneres Leuchten. Eine führende Hypothese zum Ursprung besagt, dass ein länglicher Knoten oder Balken aus Sternen in M94 rotiert, was zu einem Ausbruch an Sternbildung in diesem inneren Ring führte.

Beobachtungen zeigten auch einen zweiten, blasseren Ring mit anderen Farben. Dieser ist nicht geschlossen und relativ komplex. Derzeit ist nicht bekannt, wie der äußere Ring entstand. Die hier abgebildete M94 ist etwa 45.000 Lichtjahre groß und ungefähr 15 Millionen Lichtjahre entfernt. Ihr seht sie mit einem kleinen Teleskop im Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici).

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Hubble zeigt den Ringnebel M57

Vor einem dunklen Hintergrund leuchtet ein Ring in Regenbogenfarben, der innen ein zart blau leuchtendes Zentrum hat.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble-Vermächtnisarchiv; Bearbeitung: Judy Schmidt

Vor Hunderten Jahren entdeckten ihn Sternkundige, die seine ungewöhnliche Form nicht verstanden. Er sieht aus wie ein Ring am Himmel. Nach Saturns Ringen ist der Ringnebel M57 der vielleicht berühmteste Ring am Himmel. Heute kennen wir seine Natur. Wir wissen, dass wir seine kultige Form der Perspektive verdanken.

Die aktuellste Kartierung der 3D-Struktur des expandierenden Nebels verdanken wir zum Teil diesem klaren Hubblebild. Es führte zu der Vermutung, dass der Nebel ein relativ dichter, wulstähnlicher Ring ist, der sich um die Mitte einer leuchtenden Gaswolke legt, welche die Form eines amerikanischen Footballs hat. Von der Erde aus blicken wir die Achse des Footballs entlang von oben auf den Ring.

Das leuchtende Material dieses gut untersuchten planetarischen Nebels stammt nicht von Planeten. Die gasförmige Hülle entstand aus den äußeren Schichten, die ein einst sonnenähnlicher Stern ausstößt, der sein Ende erreicht. Der Stern ist ein winziger Lichtpunkt mitten im Nebel. Das intensive Ultraviolettlicht des heißen Zentralsterns ionisiert die Atome im Gas.

Der Ringnebel ist ungefähr ein Lichtjahr groß und 2500 Lichtjahre entfernt.

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