Schlagwort: Stoßwelle

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Die Orion-Geschoße

Wie Finger wirken die leuchtenden Spuren im Randgebiet des Orionnebels, die durch Sternbildung in Gaswolken gesprengt wurden.

Bildcredit: GeMS/GSAOI Team, Gemini-Observatorium, AURA; Bearbeitung: Rodrigo Carrasco (Gemini-Obs.), Travis Rector (Univ. Alaska Anchorage)

Kosmische Geschoße durchstoßen die Randgebiete im Orionnebel. Dieser ist etwa 1500 Lichtjahre von uns entfernt. Diese scharfe Infrarot-Nahaufnahme zeigt die relativ dichten Geschoße. Diese heißen Gaswolken sind etwa so breit wie der zehnfache Durchmesser der Plutobahn. Sie werden durch gewaltige, energiereiche Sternbildung ausgesprengt.

Auf dem Falschfarbenbild sind sie blau abgebildet. Sie leuchten im Licht ionisierter Eisenatome und rasen mit Hunderten Kilometern pro Sekunde dahin. Ihre Durchbrüche sind von gelblichen Trassen aus schlagartig aufgeheiztem Wasserstoff im Nebel gesäumt. Die Länge der kegelförmigen Bugwellen beträgt bis zu einem Fünftel eines Lichtjahrs.

Das detailreiche Bild entstand mit der neu installierten adaptiven Optik GeMS des 8,1-Meter-Teleskops Gemini Süd in Chile. GeMS erzielt ein größeres Sichtfeld als frühere Generationen adaptiver Optiken. Dazu nützt GeMS fünf lasergenerierte Leitsterne. Mit deren Hilfe wird die Weichzeichnung der Erdatmosphäre ausgeglichen.

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Zeta Oph, ein Ausreißerstern

Der bläuliche Stern in der Bildmitte schiebt eine rote, gefaserte Stooßwelle nach links.

Bildcredit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer

Wie ein Schiff pflügt dieser Stern durch das kosmische Meer. Der Ausreißerstern Zeta Ophiuchi bildet eine gewölbte interstellare Stoßfront. Sie ist auf diesem atemberaubenden Infrarotporträt abgebildet.

Der bläuliche Stern Zeta Oph ist ein Stern mit etwa 20 Sonnenmassen. Auf dieser Falschfarbenansicht liegt er in der Nähe der Bildmitte und bewegt sich mit etwa 24 Kilometern pro Sekunde nach links. Sein starker Sternwind eilt ihm voraus. Dabei komprimiert er die staubhaltige interstellare Materie und heizt sie auf. So formt er die gekrümmte Stoßfront. Außen herum befinden sich Wolken aus relativ unbeteiligter Materie.

Was versetzte diesen Stern in Bewegung? Zeta Oph gehörte wahrscheinlich einst zu einem Doppelsternsystem mit einem massereicheren und daher kurzlebigeren Begleitstern. Als der Begleiter als Supernova explodierte und unfassbar viel Masse verlor, wurde Zeta Oph aus dem System hinausgeschleudert.

Zeta Oph ist etwa 460 Lichtjahre entfernt und 65.000 Mal leuchtstärker als die Sonne. Er wäre einer der hellsten Sterne am Himmel, wenn er nicht von undurchsichtigem Staub umgeben wäre. Das Bild ist etwa 1,5 Grad breit. In der geschätzten Entfernung von Zeta Ophiuchi entspricht das 12 Lichtjahren.

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Eine riesige Tsunami-Stoßwelle auf der Sonne

Der schwarzweiß dargestellte Ausschnitt der Sonne hat links am Sonnenrand einen sehr hellen Fleck, von dem sich eine Stoßwelle ausbreitet.

Bildcredit: NSO/AURA/NSF und das USAF-Forschungslabor

Beschreibung: So große Tsunamis gibt es auf der Erde nicht. 2006 erzeugte die riesige Sonnenfackel eines erdgroßen Sonnenflecks eine tsunamiartige Druckwelle, die sogar auf der Sonne spektakulär groß war.

Das Bild wurde mit einem Teleskop des Optical Solar Patrol Network (OSPAN) aufgenommen, das im US-amerikanischen New Mexico stationiert ist. Es zeigt eine Tsunamiwelle, die von der Aktiven Region AR 10930 ausgeht. Dabei entstand eine Stoßwelle, eine sogenannte Moreton-Welle. Diese Stoßwelle komprimierte und erhitzte Gase, zum Beispiel Wasserstoff in der Photosphäre der Sonne. Das führte zu einem kurzen, helleren Leuchten. Die Aufnahme wurde in einer speziellen roten Farbe aufgenommen, die von Wasserstoff abgestrahlt wird.

Die mächtige Stoßwelle fegte einige aktive Sonnenfilamente fort. Viele davon entstanden später neu. Der Sonnentsunami raste mit fast einer Million Kilometer pro Stunde über die Sonne und umkreiste sie in wenigen Minuten.

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Flugzeugentwurf: Supersonic Green Machine

Über der Erde fliegt ein pfeilförmiges Flugzeug, die vordere Hälfte grün, die hintere grau, mit Flügeln, an denen vier Triebwerke befestigt sind, und ein Bogen, der an den Flügeln und am Heck befestigt ist.

Illustrations-Credit: NASA, Lockheed Martin Co.

Beschreibung: Wie sehen Passagiermaschinen der Zukunft aus? Für die Ideenfindung gewünschter und möglicher Eigenschaften fördert die NASA Designwettbewerbe. Hier ist ein aktueller Flugzeugentwurf eines Künstlers. Dieses futuristische Flugzeug soll Überschallgeschwindigkeit erreichen und vielleicht die Geschwindigkeiten von Überschall-Transportmaschinen übertreffen, die im späten 20. Jahrhundert kommerziell eingesetzt wurden.

Zur Lärmreduktion hat das futuristische Flugzeug einen umgekehrten V-Flügel, der sich über die Motoren wölbt. Diese Konstruktion soll den Lärm des störenden Schallknalls reduzieren. Zusätzlich sollen künftige Flugzeuge einen relativ geringen Einfluss auf unsere Umwelt haben, dazu gehören grüne Grenzwerte bei Verschmutzung und Treibstoffverbrauch. Vielleicht sind schon in den 2030er-Jahren Flugzeuge mit ähnlichen Entwurfskonzepten einsatzfähig.

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Schallknall

Ein Flugzeug durchdringt die Schallmauer. In diesem Augenblick entsteht ein watteartiger Nebel um das Flugzeug.

Credit: Ensign John Gay, USS Constellation, US-Marine

Was sieht man bei einem Schallknall? Sieht so ein Schallknall aus? Wenn ein Flugzeug schneller fliegt als der Schall, können die Schallwellen, die das Flugzeug aussendet, das Flugzeug nicht überholen. Sie sammeln sich dann zu einem Kegel hinter dem Flugzeug. Wenn man von so einer kegelförmigen Stoßwelle getroffen wird, hört man in einem kurzen Augenblick den Schall, der in einem längeren Zeitraum entstand, als Schallknall.

Wenn ein Flugzeug beschleunigt, um die Schallmauer zu durchbrechen, kann eine ungewöhnliche Wolke entstehen. Der Ursprung dieser Wolken ist noch umstritten. Eine führende Theorie besagt, dass der Luftdruck fällt. Das beschreibt die Prandtl-Glauert-Singularität. Es führt dazu, dass der Dunst in der Luft dort kondensiert und Wassertröpfchen bildet.

Oben wurde eine F/A-18 Hornet genau in dem Augenblick fotografiert, als sie die Schallmauer durchbrach. Große Meteore und die Raumfähre erzeugen regelmäßig einen Schallknall, bevor sie von der Erdatmosphäre unter die Schallgeschwindigkeit abgebremst werden.

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