Säulen der Schöpfung
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| Großansicht Credit: Lori Allen, Xavier Koenig (Harvard-Smithsonian CfA) et al., JPL-Caltech, NASA |
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| Redshift |
Die Vorstellung, dass Sterne und damit ganze Planetensysteme aus kollabierenden Gas- und Staubwolken entstehen, wird als Nebulartheorie bezeichnet. Das Problem an der Theorie ist, dass solch eine Wolke nicht einfach kollabieren kann. Das warme, aus dem Zentrum dieses riesigen Komplex strömende Gas aber könnte das kühlere Gas in den Außenbereichen komprimieren und so den Kollaps der Wolke einleiten. Auf diese Weise pflanzt sich die Sternentstehung von innen nach außen fort, was dem beobachteten Alter der Sterne entspricht.
Die Sterne leisten sich also gewissermaßen gegenseitig Geburtshilfe, was erklärt, warum Sterne oft im losen Verbund, offene Sternhaufen genannt, vorkommen. Bei unserer Sonne war es aber vermutlich nicht die Geburt, sondern der Tod eines andere Sterns, der den solaren Urnebel kollabieren lies, aus dem wir entstanden - es war die Schockwelle einer nahen Supernova-Explosion. Diese Hypothese wird durch die Untersuchung von Meteoriten erhärtet. Dabei handelt es sich um Steine, die vom Himmel gefallen sind. Stammen diese ursprünglich aus dem Asteroidengürtel, handelt es sich dabei um Reste der Materie, die sozusagen bei der Planetenbildung übrig geblieben ist, also Gestein, dass aus dem solaren Urnebel auskondensiert wurde und sich seit dem nicht mehr wesentlich verändert hat. In diesem Gestein kann man das Isotop Xenon-129 nachweisen. Dabei handelt es sich um ein chemisch träges Edelgas, das auch unter den Bedingungen des Weltalls nicht auskondensiert, es dürfte also in dem Gestein gar nicht vorkommen. Was aus dem solaren Urnebel kondensieren und in das Gestein eingebaut werden kann, ist Iod-129. Aus diesem bildet sich Xenon-129 durch radioaktiven Zerfall. Entscheidend ist aber nun, dass die Halbwertszeit des Iod-129 nur 17 Millionen Jahre beträgt. Es ist also ein eher kurzlebiges Element. Um die Mengen an Xenon zu erklären, darf zwischen der Bildung von Iod-129 und seinem Einbau in das Meteoritenmaterial nur wenige Millionen Jahre vergangen sein. Da sich das radioaktive Isotop Iod-129 während einer Supernova bildet, können wir schließen, dass kurz vor dem Kollaps des solaren Urnebels eine solche Explosion stattgefunden hat. Sie hat die Urwolke mit Elementen angereichert und den Kollaps verursacht.
Übrigens: Sterne bilden sich in unserer Galaxie, der Milchstraße, derzeit eher selten. Im Schnitt einer pro Jahr, was gemessen an der Anzahl der Sterne von circa 100 Milliarden wenig ist.
Eine hübsche kurzlebige Nebensonne
Anbei ein aktueller Schnappschuss einer Nebensonne, die sich in einer Eiswolke bildete. Die Morgensonne steht noch recht tief. Die Wolke besteht aus dünnen flachen Eisblättchen, die horizontal schweben. Wenn die Sonnenstrahlen seitlich durch die Eisblättchen dringen, werden sie jeweils beim Ein- und Austritt gebrochen, und zwar um 22 Winkelgrade. Um diese 22° stehen also Sonne und Nebensonne auseinander.
Wie auf dem zweiten Bild sieht, sind beide auf gleicher Höhe. Mit dem Höhersteigen der Sonne löst sich die Nebensonne auf.
Wie auf dem zweiten Bild sieht, sind beide auf gleicher Höhe. Mit dem Höhersteigen der Sonne löst sich die Nebensonne auf.
Jupiter - der König der Nacht
Jupiter, oberster Gott der römischen Götterwelt, ist auch der unbestrittene König unter den Planeten unseres Sonnensystems. Über 70% der gesamten planetaren Masse unseres Sonnensystems stecken in diesem Planeten. Die Erde würde über tausend mal in ihn reinpassen. Dabei ist Jupiter ziemlich luftig, denn seine mittlere Dichte beträgt nur 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter, unsere solide harte Erde kommt auf 5,52 g/cm³. Während unsere Erde zu den Gesteinsplaneten zählt, ist Jupiter ein Gasriese.
Wie man Jupiter am Himmel findet, muss nun wirklich nicht beschrieben werden. Er ist derzeit so hell, dass ihn jeder bemerkt, der nachts in Richtung Süden schaut. Grund dafür ist, dass Jupiter sich in seiner Oppositionsstellung befindet (ganz exakt erreichte er diese Position am 29. Oktober). Das bedeutet, dass wir auf unserem flinken, sonnennahen Raumschiff Erde derzeit den fünf mal so weit von der Sonne entfernten äußeren Planeten auf der Innenbahn überholen. Dieses Überholmanöver führt zu einem interessanten optischen Phänomen: Jupiter läuft auf seiner Bahn rückwärts, oder retrograd, wie der Astronom vornehm sagt. Dazu muss man erstmal wissen, wie ein Planet normalerweise (prograd) läuft. Nun, alle Planeten unseres Sonnensystems umlaufen unsere Sonne in derselben Drehrichtung. Betrachten wir die Position der Planeten bzgl. der weit entfernten Sterne, so stellen wir fest, dass die Planeten aufgrund dieser Umlaufbewegung von Nacht zu Nacht weiter Richtung Osten wandern - Richtung Osten bezogen auf den Hintergrund, das ganze Himmelszelt dreht sich mit allem was dazu gehört immer von Ost nach West. Wem jetzt schwindlig ist, der möge sich in die Mitte eines Kinderkarussels stellen. Die Pferdchen des Karussels mögen sich von links nach rechts bewegen. Ein Kind, dass nicht auf seinem Pferdchen sitzen bleibt, kann sich bzgl. der Pferde von rechts nach links bewegen und nimmt trotzdem an der großen allgemeinen Karusselbewegung von links nach rechts teil. Das Kind ist ein Planet, die Pferdchen stehen für die Sterne, fertig ist die Analogie. Wir haben es also einfach mit zwei sich überlagernden Bewegungen zu tun.
Überholen wir nun einen äußeren Planeten auf der Innenbahn, bleibt er in der Bewegung stehen und beginnt rückwärts, also Richtung Westen bzgl. der Sterne zu laufen. Dieses Phänomen entspricht der Beobachtung auf der Autobahn, wenn wir ein langsameres Auto überholen. Bzgl. weit entfernter Berge scheint das langsamere Auto rückwärts zu fahren. Die folgende Animation, erzeugt mit Redshift, zeigt die Schleifenbewegung, die Jupiter derzeit vollführt. Wenn wir über mehrere Monate jede Nacht um 23:00 Uhr an den Himmel zu Jupiter schauen würden, ein Foto schießen und die Bilder zu einem Film zusammensetzen würden, käme diese Animation heraus. Man beachte auch links oben die Datumsangabe. Jupiter läuft aus dem Sternbild Widder (Aries) retrograd bis zu den Fischen (Pisces) und von da wieder zurück. Was da immerwieder durchs Bild flitzt, ist der schnelle Mond. Wenn erstmal die Sonne den Planeten erreicht hat, ist es vorbei mit der Sichtbarkeit, dann überstrahlt der Taghimmel den König der Nacht.
Diese merkwürdige Rückwärtsbewegung der Planeten erklärt sich also ganz zwanglos aus unserer Position als bewegte Beobachter. Solange die Gelehrten die Erde noch für unbeweglich hielten, mussten sie allerdings ganz schön rumtricksen. Galileo Galilei war maßgeblich am Wechsel zum heutigen heliozentrischen Weltbild beteiligt. Als er 1609 sein selbstgebautes Teleskop auf Jupiter richtete sah er vier helle Punkte. Dieses Bild von der Nacht des 05.11.2011 zeigt die vier hellen "Sterne" sehr deutlich, wobei einer sehr nahe links an Jupiter steht.
Es handelt sich um vier Monde, die Jupiter umkreisen. Sie werden zu Ehren ihres Entdeckers Galilei'sche Monde genannt. Inzwischen wissen wir, dass Jupiter über 60 Monde besitzt, doch diese vier sind die mit Abstand größten, zum Teil größer als der Planet Merkur. In der Stellung der Aufnahme oben sehen wir von links nach rechts Kallisto, Ganymed, Io und Europa. Während Io einer bunten Pizza gleicht und aktive Vulkane besitzt, ist Europa von einem strahlendweißen Eispanzer überzogen, unter dem sich wahrscheinlich ein flüssiger Ozean befindet - faszinierende Welten!
Die vier Galilei'schen Monde bewegen sich so schnell um ihren Planeten, dass sich ihre Positionen von Nacht zu Nacht, ja sogar innerhalb einer Beobachtungsnacht deutlich ändern. Diese Tatsache war es ja schließlich, die Galilei zu dem Schluss brachte, dass es sich um Monde des Jupiters handelt und somit die angeblich in der Mitte des Universums sitzende Erde nicht das einzige Zentrum der Kreisbewegungen ist. Besonders gut sichtbar sind die Mondbewegungen, wenn diese in die Nähe des Jupiters kommen. In der Beobachtungsnacht vom 05. auf den 06. November beispielsweise kam es zu einem sogenannten Durchgang von Io. Das heißt, dass der Planet vor Jupiter vorbeiläuft. In Ermangelung einer Kamera habe ich die Situation mit dieser Animation nachgestellt:
Was die Animation nicht gut wiedergibt, ist der enorme Helligkeitsunterschied zwischen Jupiter und Io. Jupiter ist so grell, dass wir Io nur schwer vor der Scheibe beobachten können. deutlich sichtbar aber ist der dunkle Schatten, wie ihn auch die Animation zeigt. Der helle Punkt ist ein weit weit weit entfernter Stern, den Jupiter bei seiner retrograden Bewegung bedeckt.
Jupiter ist derzeit ein lohnendes Objekt: Er ist eindrucksvoll hell, daher leicht zu finden und man kann schon mit relativ kleinen Instrumenten mehr sehen, als Galileo Galilei mit seinem primitiven Teleskop sehen konnte und somit kann man mindestens so viel entdecken wie er.
Stellare Extremophile
Junge Sterne entstehen in kollabierenden Gas- und Staubwolken. Entlang den Spiralarmen großer Galaxien, wie beispielsweise unserer Milchstraße, reihen sich die Sternentstehungsgebiete auf. Supernovae oder Galaxienkollisionen triggern dieses Prozess. Mit dem für ultraviolettes Licht empfindlichen Weltraumteleskop GALEX haben die Astronomen nun aber Sternentstehungsgebiete entdeckt, die völlig atypisch sind. Davon handelt diese kurze Dokumentation. So wie Leben in einer Umwelt gedeihen kann, die Biologen früher für absolut lebensfeindlich hielten, entstehen auch Sterne an Orten, die Astronomen bisher nicht als Sternentstehungsgebiete im Fokus hatten - so erklärt sich die Analogie mit den extremophilen Mikroorganismen.
2005 YU55: Greetings, Earthlings!
Schöner Beitrag vom JPL-Institut der NASA über einen außerirdischen Besucher. Der circa vierhundert Meter große Asteroid 2005 YU55 kommt rund um den 8. November der Erde so nah, dass er noch innerhalb der Mondbahn an uns vorüber zieht. Eine Gefahr stellt das für uns nicht dar, doch haben die Astronomen so Gelegenheit direkt von unserem Raumschiff Erde aus diesen weitgereisten Besucher zu untersuchen und dabei die vollen Bordmittel unseres gewaltigen Mutterraumschiffs zu nutzen. Zu sehen wird der Asteroid mit bloßem Auge nicht sein und auch im Amateurteleskop nur sehr schwierig: Gemessen an der Entfernung von circa 300.000 Kilometern sind die 400 Meter Durchmesser des Asteroiden doch recht klein. Die Profiastronomen werden große (besser: gigantische) Radioteleskope benutzen, um mittels Radar den Asteroiden zu vermessen, zum Beispiel mit der 305-Meter-Schüssel des Arecibo-Teleskops auf Puerto Rico.
Der erdnahe Asteroid 2005 YU55 gehört zur Klasse der Apollo-Asteroiden. Diese Kleinkörper unseres Sonnensystems sind dadurch ausgezeichnet, dass der sonnennächste Punkt ihrer Umlaufbahn (Perihel) innerhalb der Erdbahn liegt, ihr sonnenfernster Punkt (Aphel) jedoch außerhalb. Somit kreuzen sie die Erdbahn. Allerdings kreuzen sie nur rein auf die Entfernung zur Sonne bezogen, denn die Bahnen der Körper sind gegenüber der Ekliptik etwas geneigt, bei 2005 YU55 zum Beispiel um 0,5°. Bekannte Mitglieder der Apollo-Gruppe sind Icarus, Phaeton, Adonis und natürlich der Namensgeber Apollo selbst. Während die meisten Kleinkörper*) unseres Sonnensystems den Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter bevölkern, haben die Apollos ungewöhnliche Flugbahnen. Phaeton zum Beispiel kommt der Sonne bis auf ein Drittel der Merkurentfernung nahe, um sich dann wieder bis hinter die Marsbahn zu verabschieden - ein echter Höllenritt!
*) Genau genommen die Kleinkörper ohne aktiven Kern, also diejenigen, die keine Kometen sind.
Der erdnahe Asteroid 2005 YU55 gehört zur Klasse der Apollo-Asteroiden. Diese Kleinkörper unseres Sonnensystems sind dadurch ausgezeichnet, dass der sonnennächste Punkt ihrer Umlaufbahn (Perihel) innerhalb der Erdbahn liegt, ihr sonnenfernster Punkt (Aphel) jedoch außerhalb. Somit kreuzen sie die Erdbahn. Allerdings kreuzen sie nur rein auf die Entfernung zur Sonne bezogen, denn die Bahnen der Körper sind gegenüber der Ekliptik etwas geneigt, bei 2005 YU55 zum Beispiel um 0,5°. Bekannte Mitglieder der Apollo-Gruppe sind Icarus, Phaeton, Adonis und natürlich der Namensgeber Apollo selbst. Während die meisten Kleinkörper*) unseres Sonnensystems den Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter bevölkern, haben die Apollos ungewöhnliche Flugbahnen. Phaeton zum Beispiel kommt der Sonne bis auf ein Drittel der Merkurentfernung nahe, um sich dann wieder bis hinter die Marsbahn zu verabschieden - ein echter Höllenritt!
*) Genau genommen die Kleinkörper ohne aktiven Kern, also diejenigen, die keine Kometen sind.
Andromeda - unser weitester Blick ins All
Wie tief können wir ins Universum schauen? Was das bloße Auge anbelangt ist die Antwort eindeutig und erstaunlich zugleich: Wer das Glück hat unter einem dunklen Himmel zu wohnen, kann derzeit im Sternbild Andromeda ein difuses Nebelfleckchen erkennen und so Licht wahrnehmen, das 2,5 Millionen Jahre zu uns unterwegs war: Der Andromedanebel ist 2,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und somit das am weitesten entfernte Objekt, das ohne technische Hilfsmittel gesehen werden kann.
Der Weg zum Andromedanebel ist ziemlich einfach. Wer um diese Jahreszeit Abends so um 22:00 Uhr Richtung Süden schaut, stößt auf das markante Herbstviereck oder Pegasusquadrat. Die drei Sterne Algenib, Markat und Scheat gehören zum Sternbild Pegasus, mit dem Stern Alpheratz in der linken oberen Ecke des Quadrats haben wir aber schon das Sternbild Andromeda erreicht. Dieses besteht im wesentlichen aus der Sternkette Alpheratz, Mirach und Almaak. Biegt man von dem mittleren Stern Mirach nach oben ab, einer kurzen Kette schwachleuchtender Sterne folgend, stößt man auf den diffusen Andromedanebel.
Das Wort "Nebel" beschreibt zwar ganz gut den visuellen Eindruck, ist aber natürlich sehr unpräzise. Bei dem Nebel handelt es sich um eine Galaxie, vergleichbar unserer eigenen, der Milchstraße. Die Andromedagalaxie (M 31) ist also eine Welteninsel, eine Ansammlung von mehreren hundert Milliarden Sternen - ungefähr doppelt so viele, wie unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße hat. Beide Welteninseln gehören zur Klasse der Spiralgalaxien. Das heißt, die Andromedagalaxie ist flach wie ein Pfannkuchen mit einer zentralen Wölbung im Bereich des Galaxienkerns. Dieser Pfannkuchen ist nicht homogen: Gas, Staub und junge Sterne sind spiralförmig vom Zentrum ausgehend angeordnet.
Die Spiralarme sind allerdings nicht leicht auszumachen, da wir den Pfannkuchen sozusagen von der Seite sehen: Um gerade mal 13 Winkelgrade ist die Ebene der Andromedagalaxie gegenüber unserer Sichtlinie geneigt. Deutlich zu sehen auf dem Bild oben ist aber ein dunkles Staubband in der Nähe des Kerns. Die Andromedagalaxie erscheint am Himmel idealerweise in etwa so groß wie sieben Vollmonde aneinandergereiht. Durch die künstliche Aufhellung des Nachthimmels sehen wir aber aus den Vorstädten heraus im wesentlichen nur den Galaxienkern mit etwas difusen "Nebel" drumherum. Wie groß also die Andromedagalaxie aussieht, hängt stark von der Qualität des Nachthimmels ab. In seiner linearen Durchmesser gleicht der "Andromedapfannkuchen" in etwa unserer Milchstraße. Beide sind circa 100.000 Lichtjahre groß.
Die Andromedagalaxie ist mit 2,5 Millionen Lichtjahren Entfernung nach menschlichen Maßstäben unvorstellbar weit weg. In kosmischen Maßstäben jedoch steht sie sehr nahe an unserer Heimatgalaxie. Die Milchstraße bildet mit der Andromedagalaxie die beiden Hauptkomponeten eines Galaxienhaufens, Lokale Gruppe genannt, der aus etwa 40 Galaxien besteht. Die beiden Hauptkomponenten der Lokalen Gruppe werden von kleineren Galaxien begleitet. Zwei berühmte Begleiter unserer Milchstraße sind die große und die kleine Magellansche Wolke. Auf dem Bild oben sind zwei Begleiter der Andromedagalaxie zu sehen: Die eine Galaxie in der Ecke rechts oben, die andere unten vom Schriftzug halb verdeckt. Übrigens, alle Sterne auf dem Foto sind Vordergrundsterne, auch Feldsterne genannt. Sie gehören zu unserer Milchstraße, nicht zur Andromedagalaxie. Einzelne Sterne aus der Andromedagalaxie sind auf dem Bild nicht zu sehen, dafür reicht die Auflösung nicht.
Die beiden großen Spiralen, Andromedagalaxie und Milchstraße, befinden sich auf Kollisionskurs. Wie alle Galaxien der Lokalen Gruppe ziehen sie sich gravitativ an und werden sich gegenseitig deformieren und vielleicht sogar zu einer großen elliptischen Galaxie verschmelzen. Auch wenn die erste Begegnung der beiden erst in circa zwei Milliarden Jahren stattfindet, haben Astronomen schon einen Namen für das Ergebnis des Verschmelzungsprozesses: Milkomeda. Solche Galaxienkollisionen sind gar nicht selten, da Galaxien gemessen an ihrer linearen Ausdehnung einen relativ geringen Abstand voneinander haben. Wählt man einen Maßstab, in dem die 100.000 Lichtjahre Ausdehnung von Milchstraße und Andromedagalaxie auf ein Zentimeter Länge zusammenschrumft, passen diese beiden 1-Zentimeter-Striche bequem auf ein DIN-A4-Blatt. Dass diese sich begegnen können, zumal, wenn sie sich gravitativ anziehen, kann man sich schon gut vorstellen.
Eine weitere Galaxie der Lokalen Gruppe und im selben Himmelsausschnitt der Abbildung oben zu sehen, ist die Dreiecksgalaxie M 33.
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| Credit: Julian Zoller, Volkssternwarte Schriesheim |
Das Shuttle geht, das Taxi kommt
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| Credit: NASA |
Dieses Bild zeigt das CST-100 in Kombination mit verschiedenen Startsystemen, die alle im Cape Canaveral beheimatet sind. Rechts zum Beispiel sieht man das CST-100 auf der Spitze einer Falcon-9-Rakete, die ebenfalls eine Entwiclung der Privatwirtschaft ist, nämlich des Unternehmens SpaceX.
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| Credit: Boeing |
Das CST-100 kann als reines Transportraumschiff benutzt werden oder auch als bemanntes Raumfahrzeug für bis zu 7 Astronauten - CST steht für Crew Space Transportation. Dafür besteht das CST aus zwei Teilen, dem Servicemodul un der Kommandokapsel, mit der am Ende per Fallschirm gelandet wird. So könnte es aussehen:
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| Credit: NASA |
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| Credit: Boeing |
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| Credit: Boeing |
Quelle: universetoday
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