Schlagwort: Simulation

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Tauchgang auf Jupiter

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Gerald Eichstadt, Justin Cowart

Diese Simulation zeigt einen Sturz in die obere Atmosphäre von Jupiter. Er ist der größte Gasriese im Sonnensystem. Die faszinierende Animation entstand aus Bilddaten von JunoCam und dem Mikrowellenradiometer, das sich an Bord der Raumsonde Juno befindet. Juno kreist um Jupiter.

Die Reise beginnt etwa 3000 Kilometer über Jupiters südlichen Wolkenoberflächen. Am Display links könnt ihr der Reise folgen. Wenn die Höhe sinkt, steigt die Temperatur, wenn ihr bei Jupiters berühmtem Rotem Fleck tiefer taucht. Der Rote Fleck ist das größte Sturmsystem im Sonnensystem. Junos Daten zeigen, dass er ungefähr 300 Kilometer in die Atmosphäre des Riesenplaneten hinabreicht. Im Vergleich dazu liegt der tiefste Punkt in den Ozeanen der Erde in einer Tiefe von nur etwa 11 Kilometern. Aber keine Panik. Ihr fliegt auch wieder hinaus.

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Wirbelsturmsaison – animiert

Videocredit: M. R. Radcliff (USRA) et al., NASA – GSFC, SVS; Musik: Elapsing Time von C. Telford und R. A. Navarro (ASCAP)

Auf welchen Wegen wandern Wirbelstürme? Seit langer Zeit will man gefährliche Stürme besser verstehen. Daher sammelte die NASA die Daten von mehreren Satelliten und kombinierte sie. Das Video zeigt eine Simulation der Wirbelsturmsaison vom letzten Jahr. Sie wurde mit Supercomputern aus diesen Daten modelliert.

Das Video zeigt Aerosole, die in der Luft schweben. Rauch ist weiß gefärbt. Meersalz ist blau und Staub braun. Von August bis Oktober 2017 wurden die Daten für das Video auf der Nordhälfte der westlichen Erdhalbkugel aufgezeichnet. Die Aerosole machen Winde sichtbar, die mitunter unsichtbar sind. Mitten in vielen faszinierenden Strömungen wirbeln rechts Orkane über den Atlantik. Einige Wirbelstürme peitschten Inseln und Küstenregionen in Nordamerika. Danach verflüchtigten sie sich im Nordatlantik.

Es lohnt sich, die Wettermuster dieses Jahres zu analysieren. Dann erhalten wir vielleicht schon nächstes Jahr genauere Vorhersagen von Unwettern.

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Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Auf dieser Simulation ziehen sich dunkle Fäden durchs Universum. Es ist Dunkle Materie. Die bekannte Materie sind orangefarbige Klumpen, es gibt nur wenige davon.

Illustrationscredit und Bildrechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Spukt es im Universum? Auf dieser Karte der Dunklen Materie scheint es so. Die Gravitation unsichtbarer Dunkler Materie erklärt am besten, warum Galaxien so schnell rotieren und warum sie so schnell um Haufen kreisen. Sie erklärt auch, warum Gravitationslinsen Licht so stark ablenken und warum sichtbare Materie so verteilt ist, wie sie ist. Das gilt im lokalen Universum, aber auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Das Bild entstand durch eine detailreiche Simulation mit Computern. Es stammt aus der Weltraumschau „Dunkles Universum” des Hayden-Planetariums im Amerikanischen Museum für Naturgeschichte. Das Bild zeigt, wie die allgegenwärtig die Dunkle Materie im Universum spukt. Die schwarzen, komplexen Fasern bestehen aus Dunkler Materie, die alles durchdringt. Sie sind hier wie Spinnennweben im Universum verteilt. Nur wenige Klumpen bestehen aus bekannter baryonischer Materie. Sie sind orange gefärbt. Die Simulation passt gut zu den Beobachtungen der Astronomie.

Dunkle Materie ist an sich schon ziemlich seltsam. Ihre Form ist unbekannt. Noch unheimlicher ist, dass sie nicht mehr als die seltsamste Quelle für Gravitation im Universum gilt, die wir vermuten. Diese Ehre gebührt nun der Dunklen Energie. Sie ist eine homogenere Quelle abstoßender Gravitation. Anscheinend bestimmt sie die Ausdehnung des ganzen Universums.

Nicht nur Halloween: Heute ist Tag der Dunklen Materie

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Himmlisches Feuerwerk: In den Sternhaufen Westerlund 2

Credit der Visualisierung: NASA, ESA, Hubble, J. Anderson et al. (STScI); Danksagung an das Hubble-Vermächtnisteam (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), das Westerlund-2-Wissenschaftsteam und die ESO

Stell dir vor, du könntest direkt in einen Haufen fliegen, in dem Sterne entstehen. Dieses Video zeigt so eine Visualisierung in Zeitraffer. Es entstand aus 3-D-Computermodellen der Region um den Sternhaufen Westerlund 2. Die Modelle entstanden aus Bildern des Weltraumteleskops Hubble in sichtbarem und infrarotem Licht.

Westerlund 2 ist etwa 10 Lichtjahre groß und 20.000 Lichtjahre entfernt. Er liegt im Sternbild Schiffskiel (Carina). Zu Beginn der anschaulichen Animation füllt der größere Nebel Gum 29 das Bild. In der Mitte ist ein junger Haufen aus hellen Sternen. Während ihr euch dem Haufen nähert, zischen Sterne vorbei.

Bald schwenkt das imaginäre Schiff, und ihr fliegt über Säulen aus interstellarem Gas und Staub. Sie sind Lichtjahre lang. Starke Winde und die Strahlung massereicher junger Sterne zerstören alles außer den dichtesten Staubklumpen in der Nähe. In den Schatten der Klumpen bleiben Säulen zurück. Viele davon zeigen zum Zentrum des Haufens.

Zuletzt fliegt ihr zur Oberseite des Sternhaufens. Dort seht ihr Hunderte der massereichsten Sterne, die wir kennen.

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Finsternis über Amerika: Video zeigt Pfadprognose

Videocredit: NASA GSFC – Studio für wissenschaftliche Visualisierung; Blaue-Murmel-Daten: Dank an Reto Stöckli (NASA/GSFC)

Wo seid ihr bei der Finsternis in den USA? Am 21. August kreuzt der Mondschatten die Staaten auf dem Kontinent Nordamerika. Das passiert erstmals seit 1979. Der Pfad wurde dank aktuellen astronomischen Wissens präzise berechnet. Ihr seht ihn auf diesem NASA-Video. Die meisten Menschen in den USA sind weniger als eine Tagesreise vom Zentralpfad der totalen Sonnenfinsternis entfernt. Im Rest von Nordamerika sieht man eine partielle Sonnenfinsternis.

Auf dem Pfad der Totalität bedeckt der Mond die Sonne. Dabei verbreitet er ganze 2 Minuten und 40 Sekunden gruselige Dunkelheit, wenn der Himmel ausreichend klar ist. Möchtet ihr während der Finsternis eine Party veranstalten? Dann kontaktiert den örtlichen Verein für Astronomie, ein Zentrum für Wissenschaft oder die Universität. Vielleicht ist dort schon eine geplant.

Manche Leute reisten bis ans Ende der Welt und beobachteten dort eine totale Sonnenfinsternis. Auf dem Weg zeichneten sie unterhaltsame Abenteuer auf.

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Animation der Entwicklung von Galaxien

Videocredit: Donna Cox (AVL NCSA/U. Illinois) et al, GSFC der NASA, AVL, NCSA

Wie entstand das heutige Universum aus einem so gleichmäßigen Beginn? Um das zu verstehen, berechnete die NASA mit Forschenden der Quantenkosmologie dieses Animationsvideo. Es läuft in Zeitraffer. Die Simulation zeigt einen Teil des Universums. Sie umfasst 100 Millionen Lichtjahre. Es beginnt etwa 20 Millionen Jahre nach dem Urknall und läuft bis in die Gegenwart.

Der Beginn läuft glatt. Dann verwandeln sich Klumpen aus Materie durch die Gravitation in Galaxien. Die Galaxien bewegen sich sofort aufeinander zu. Bald kondensieren viele davon zu langen Fasern. Andere verschmelzen zu einem großen, heißen Galaxienhaufen. Solche Simulationen untersuchen mögliche Eigenschaften des Universums. Das hilft bei der Entwicklung der Konstruktion des Weltraumteleskops James Webb. Sein Start ist derzeit für Ende 2018 geplant.

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Flug über Plutos Mond Charon


Videocredit: NASA, Johns Hopkins U. APL, SwRI, Stuart Robbins

Mit etwas dichterischer Freiheit gibt es nun wissenschaftliche Beweise, dass die Hölle zugefroren ist. Einerseits sagt die griechische Mythologie, dass Charon der Fährmann zur Unterwelt ist. Andererseits zeigt eine Auswertung der Daten der Roboter-Raumsonde New Horizons die Ursache einer riesigen Schlucht. Sie verläuft um den 1200 km großen Mond. Die Schlucht entstand, indem ein riesiger See im Inneren zufror.

Die Raumsonde New Horizons schoss im Juli an Charon vorbei. Er ist der größte Mond des Zwergplaneten Pluto. Über ihn erhielt Charon seinen Namen.

Wasser dehnt sich aus, wenn es friert. Daher brach die äußere Kruste auf, die bereits erhärtet war. Um den Bruch besser zu zeigen, erstellte man digital aus den gesammelten Bildern eine Fantasiereise über einen Teil von Charon. Das Video beginnt an der dunklen Ablagerung in der Nähe von Charons Nordpol. Sie wird Mordor genannt. Danach zeigt es die Schlucht um den ganzen Zwergplaneten. Am Ende sieht man im Video eine viel diskutierte Schwellung. Sie wird Grabenberg genannt.

Wenn man die Vergangenheit von Pluto und Charon erforscht, hilft uns das, freundliche und furchterregende Orte im frühen Sonnensystem, in dem die Erde entstand, auf der schließlich Leben aufkam, besser zu verstehen.

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Zwei Schwarze Löcher verschmelzen

Credit der Simulation: Projekt zur Simulation eXtremer Raumzeiten

Klicke auf den roten Pfeil und schau zu, wie zwei Schwarze Löcher verschmelzen. Die Videosimulation wurde vom ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen durch LIGO angeregt. Es läuft in Zeitlupe. In Echtzeit dauert es etwa eine Drittelsekunde.

Die Schwarzen Löcher tanzen auf einer kosmischen Bühne vor Sternen, Gas und Staub. Ihre enorme Gravitation bricht das Licht hinter ihnen in Einsteinringe. Dabei nähern sie sich einander auf Spiralbahnen. Am Ende verschmelzen sie zu einem einzigen Schwarzen Loch.

Bei der rasanten Verschmelzung der massereichen Objekte entstehen unsichtbare Gravitationswellen. Das führt dazu, dass sich das sichtbare Bild kräuselt. Noch nach der Verschmelzung der Schwarzen Löcher schwappen sie innen und außen über die Einsteinringe.

Die Gravitationswellen, die LiIGO aufgespürt hat, werden als GW150914 bezeichnet. Sie passen zur Verschmelzung Schwarzer Löcher mit 36 und 29 Sonnenmassen. Ihre Entfernung beträgt 1,3 Milliarden Lichtjahre. Das einzelne Schwarze Loch, das am Ende entsteht, besitzt 62 Sonnenmassen. Drei Sonnenmassen bleiben übrig. Diese drei Sonnenmassen wurden in Energie umgewandelt, die in Form von Gravitationswellen abgestrahlt wurde.

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