Schlagwort: Spektrum

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Die Sonne und ihre fehlenden Farben

Ein regenbogenfarbiges Spektrum des Sonnenlichts, das zeilenweise von links oben (rot) nach rechts unten (blau) verläuft. Viele dunkle Streifen sind im Spektrum zu erkennen.

Bildcredit: Nigel Sharp (NSF), FTS, NSO, KPNO, AURA, NSF

Es ist noch immer unbekannt, warum im Licht der Sonne bestimmte Farben fehlen. Hier könnt ihr alle Farben der Sonne sehen. Dazu wurde das Sonnenlicht durch ein prismenähnliches Gerät geschickt. Das Spektrum entstand im McMath-Pierce Solar Observatory. Es zeigt, dass die scheinbar weiße Sonne Licht in fast allen Farben ausstrahlt. Aber am hellsten ist ihr gelbgrünes Licht.

Die dunklen Flecken in diesem Spektrum entstehen durch Gas an oder über der Oberfläche der Sonne. Es absorbiert das darunter abgestrahlte Sonnenlicht. Verschiedene Gase absorbieren Licht unterschiedlicher Farben. So lässt sich bestimmen, aus welchen Gasen die Sonne besteht. Helium zum Beispiel wurde 1868 zuerst im Sonnenspektrum entdeckt und dann später hier auf der Erde gefunden. Heute sind die meisten dieser Absorptionslinien identifiziert – aber nicht alle.

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Eine Supermond-Korona

Der volle Mond leuchtet durch dünne Wolken, deren wellige Struktur sichtbar ist. Der Mond ist umgeben von konzentrischen farbigen Ringen, die einem kreisrunden Regenbogen ähneln.

Bildcredit und Bildrechte: Eric Houck

Diese bunten Ringe um den Mond sind eine Korona. Ihr könnt solche Ringe manchmal sehen, wenn der Mond durch dünne Wolken leuchtet. Der Effekt entsteht durch die Beugung des Lichts an gleich großen Wassertropfen, die sich in einer weitgehend lichtdurchlässigen Wolke vor dem Mond befinden.

Verschiedene Farben des Lichts entsprechen verschiedenen Wellenlängen. Deswegen wird jede Farbe unterschiedlich stark gebeugt und abgelenkt. Lichthöfe um den Mond sind einer der wenigen farbigen Beugungseffekte, die ihr mit bloßem Auge leicht erkennen könnt.

Dieses Foto einer Mondkorona entstand letzte Woche beim Supermond in der Nähe von Knights Ferry in Kalifornien in den USA. Rechts neben dem Vollmond leuchtet der orangefarbene Riesenstern Botein. Auch um die Sonne gibt es ähnliche Koronen. Sie sind in der Regel schwerer zu erkennen, weil die Sonne so hell ist.

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Regenbogen-Nachthimmellicht über den Azoren

Über Wasser, Wolken und den Lichtern einer Stadt schimmert ein Sternenfeld. Seltsamerweise ist es nicht schwarz, sondern zeigt eine Mischung aus transparenten Farben, die sich diagonal wiederholen.

Bildcredit und Bildrechte: Miguel Claro (TWAN); überlagerte Beschriftung: Judy Schmidt

Warum leuchtet der Himmel wie ein gigantischer Regenbogen, der sich wiederholt? Die Antwort lautet: Nachthimmellicht (Airglow). Die Luft leuchtet ständig, doch normalerweise ist das kaum zu sehen. Eine Störung kann allerdings deutliche Wellen in der Erdatmosphäre erzeugen. Das kann z. B. ein herannahender Sturm sein. Solche Schwerewellen sind Schwingungen in der Luft, ähnlich wie Wellen, die entstehen, wenn man einen Stein in ruhiges Wasser wirft.

Diese lang belichtete Aufnahme betont die wellenförmigen Strukturen. Der Grund ist vermutlich, dass sie fast genau entlang der senkrechten Wände des Nachthimmellichtes aufgenommen wurde.

Soweit so gut, doch wie entstehen die Farben? Der dunkelrote Schein stammt vermutlich von OH-Molekülen in etwa 87 Kilometern Höhe. Sie werden dort vom ultravioletten Licht der Sonne angeregt. Airglow in Orange und Grün entsteht wohl, wenn Natrium- und Sauerstoffatomen etwas höher in der Atmosphäre angeregt werden.

Dieses Bild wurde bei einer Besteigung des Mount Pico auf den Azoren in Portugal aufgenommen. Der Lichtschein vom Boden stammt von der Insel Faial im Atlantischen Ozean. Hinter den Bändern des Nachthimmellichtes ist ein spektakulärer Himmel zu sehen. Mitten im Bild verläuft das Zentralband unserer Milchstraße. Die Andromedagalaxie (M31) ist oben links zu erkennen.

Fast Hyperraum: APOD-Zufallsgenerator

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Perlmuttwolken über Schweden

Über einer verschneiten Landschaft mit einigen Häusern im Vordergrund wabern bunt schillernde Wolken.

Bildcredit und Bildrechte: Vojan Höfer

Leuchtend und schimmernd ziehen schillernde Farb-Wellen über diese Himmelslandschaft in Nordschweden. Diese Perlmuttwolken treten selten auf.

Das Bild zeigt ihr unvergessliches Erscheinen am 12. Januar. Die Sonne stand dabei vor Ort knapp unter dem Horizont.

Sie gehören zu den polaren Stratosphärenwolken. Sie entstehen, wenn es in der unteren Stratosphäre ungewöhnlich kalt ist. Dann bilden sich in dieser normalerweise wolkenlosen Schicht der Erdatmosphäre Eiskristalle.

Die Wolken in einer Höhe von 15 bis 25 Kilometer sind von der Sonne beschienen und beugen das Sonnenlicht. Am Erdboden ist die Sonne dann nicht direkt sichtbar.

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Exoplaneten-Zoo: Andere Sterne

Wie Perlen sind verschieden große Exoplaneten verteilt. Links sind bräunliche Planeten, zur Mitte hin sind hellblau bis dunkelblaue Planeten, und rechts sind rote und orangefarbene Himmelskörper.

Illustrationscredit und Bildrechte: Martin Vargic, Halcyon Maps

Haben andere Sterne Planeten wie unsere Sonne? Sicherlich. Dafür gibt es viele Hinweise. Die Gravitation kreisender Exoplaneten erzeugt leichte Sternwackler. Andere Planeten wandern vor Sternen vorbei und trüben sie.

Bisher wurden insgesamt mehr als 5500 Exoplaneten entdeckt. Tausende davon fanden die Weltraummissionen Kepler und TESS der NASA. Mehr als 100 wurden mit dem erdgebundenen Instrument HARPS der ESO entdeckt.

Diese Illustration zeigt eine Vermutung, wie manche dieser Exoplaneten wohl aussehen. In der Mitte sind neptunartige Planeten verteilt. Ihre Atmosphären enthalten vielleicht Methan, das blaues Licht streut. Daher sind sie blau. An den Seiten des Bildes befinden sich jupiterähnliche Planeten. Sie sind hellbraun und rot, weil die Gase in ihren Atmosphären wahrscheinlich kleine Mengen Kohlenstoff enthalten. Dazwischen sind viele erdähnliche Gesteinsplaneten mit unterschiedlichen Farben verteilt.

Je mehr Exoplaneten entdeckt werden, desto besser versteht die Menschheit, wie häufig erdähnliche Planeten sind und wie häufig es Leben im Universum geben könnte.

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Irisierende Wolken über Schweden

Bunt schillernde Wolken spiegeln sich im Wasser an einem Ufer, am hinteren Gewässerrand ist eine Stadt und eine bewaldete Anhöhe.

Bildcredit: Göran Strand

Warum sind diese Wolken bunt? Ein relativ seltenes Phänomen in den Wolken, das als Irisieren (Schillern) bekannt ist, kann diese ungewöhnlich lebhaften Farben hervorbringen. Es kann sogar ein ganzer Regenbogen von Farben gleichzeitig erscheinen. Diese polaren Stratosphärenwolken werden auch als schimmernde oder Perlmuttwolken bezeichnet. Sie werden aus zahlreichen gleich kleinen Wassertröpfchen gebildet.

Wenn die Sonne an der richtigen Stelle steht und typischerweise nicht direkt sichtbar ist, können diese dünnen Wolken beobachtet werden. Sie lenken das Sonnenlicht auf eine sehr gleichmäßige Weise ab, wobei die verschiedenen Farben unterschiedlich stark abgelenkt werden. Darum scheinen die unterschiedlichen Farben aus leicht verschiedenen Richtungen zu kommen.

Zahlreiche Wolken fangen mit gleichmäßigen Regionen an, die dann das Irisieren (Schillern) zeigen können, aber bald dafür zu dick und zu durchgerührt werden. Wenn ihn Winkelabstand von der Sonne zu groß wird, können sie die starken Farben nicht mehr hervorbringen.

Das hier gezeigte Bild und das begleitende Video wurden Ende 2019 über Östersund, Schweden aufgenommen.

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Methan auf fernem Exoplaneten entdeckt

Links unten leuchtet ein kleiner roter Stern, in der Mitte ist eine kleinere Sichel eines Mondes, rechts füllt die beleuchtete Sichel eines Planeten das halbe Bild.

Illustrationscredit: Ahmad Jabakenji (ASU Libanon, Nordstern Weltraumkunst); Daten: NASA, ESA, CSA, JWST

Wo könnte es sonst noch Leben geben? Eine der großen offenen Fragen der Menschheit, nämlich die Suche nach Planeten, auf denen es vielleicht extrasolares Leben gibt, kam 2019 einen großen Schritt voran: In der Atmosphäre des fernen Exoplaneten K2-18b wurde eine beträchtliche Menge Wasserdampf entdeckt.

Der Planet und sein Elternstern K2-18 liegen etwa 124 Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe (Leo). Der Exoplanet ist deutlich größer und massereicher als unsere Erde, doch er kreist in der bewohnbaren Zone seines Heimatsterns. K2-18 ist zwar rötlicher als unsere Sonne, leuchtet aber am Himmel von K2-18b ähnlich hell wie die Sonne am Himmel der Erde.

Die Entdeckung von Wasser in der Atmosphäre im Jahr 2019 gelang mit Daten dreier Weltraumteleskope: Hubble, Spitzer und Kepler. Diese Teleskope zeichneten die Absorption der Farben von Wasserdampf auf, während sich der Planet vor seinem Stern vorbeibewegte.

2023 wurden bei weiteren Beobachtungen durch das Weltraumteleskop Webb im Infrarotlicht Hinweise auf weitere Moleküle entdeckt, die auf Leben hindeuten, zum Beispiel Methan.

Die Illustration zeigt rechts den Exoplaneten K2-18b, der von einem Mond (Mitte) umkreist wird. Beide umrunden zusammen den roten Zwergstern links unten.

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Ghirigori – Sternengekritzel

Vor einem dunklen Hintergrund sind bunte leuchtende Schnörkel zu sehen, die von Sternen gezogen wurden.

Bildcredit und Bildrechte: Paolo Palma

Auf die Himmelsleinwand kritzeln macht Spaß. Mit einer kreativen Fototechnik könnt ihr das Licht punktförmiger Sterne über ein digitales Bild tanzen lassen, indem ihr während einer Aufnahme leicht auf das Teleskop tippt. Dabei entsteht eine geschnörkelte Linie, die vom Stern gezogen wird, oder zwei von Doppelsternen gezogene Schnörkel. Die Lichtspuren können die Farbe des Sterns verraten.

Dieses künstlerische Mosaik zeigt farbige Linien, sogenannte Ghirigori, aus Sternen der nördlichen Sternbilder Bootes, Nördliche Krone, Schlangenträger und Haar der Berenike. Die 25 Sterne, welche die vielfältigen farbenfrohen Schnörkel gezogen haben, sind am Rand markiert. Die Temperatur bestimmt die Farbe des Sterns. Bei weißlichen Sternen ist die Temperatur ähnlich wie die der Sonne, Sterne in bläulicheren Tönen sind heißer und Sterne in gelben und roten Farben sind kühler als die Sonne.

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