Weiße Wand und Gasriesen beim Untergang

 Eigentlich war Regen angesagt...aber tagsüber bei strahlendem Sonnenschein ein herrlicher Herbsttag..dann zogen dichte Wolken über Kassel...aber nach 23.00 Uhr klarte es auf...

Zuerst (23.07 Uhr und 23.11 Uhr) tauchten Jupiter und Saturn kurz vor ihrem Untergang im SW auf.

Beide Planeten sind wieder rechtläufig, sie bewegen sich beide nach links am Himmel. Jupiter ist schneller und wird Saturn zum großen Weihnachtsspektakel einholen.

Rechts von Jupiter kann man in der Vergrößerung den Mond Ganymed und etwas dichter am Planeten links Europa sehen. Die anderen beiden Monde stehen zu dicht bzw. sind zu lichtschwach.

Dann war auch der Mond frei.

Der hellste Bereich des Mondes, die westtliche Wand des Aristarchus knallte ins Bild. Und auch das fast runde Mare Humorum mit dem Krater Gassendi war selten gut zu sehen. Da beides recht flache Strukturen sind, werden sie sobald die Sonne höher steht kaum wahrnehmbar sein (1200 mm Tele, 23.15 Uhr).

SOFIA fliegt wieder

 Nach einem ersten Flug am 17.8., 5 Monate nach Einstellung des Flugbetriebs wegen Corona, hat das fliegende IR-Teleskop wieder mit vier wöchentlichen Flügen sein regelmäßiges Beobachtungsprogramm aufgenommen.

Aus der Pressemeldung des Deutschen SOFIA Instituts:

Der jährliche Einsatz von SOFIA in Christchurch, Neuseeland, zur Erkundung des Südhimmels musste im Juni angesichts der Corona-Pandemie abgesagt werden. Stattdessen hat das SOFIA Team einen neuen Zeitplan für Beobachtungen der Nordhemisphäre von Kalifornien aus erstellt. Dazu mussten die Hygiene- und Sicherheitskonzepte der NASA und der Universität Stuttgart implementiert werden. Die Konsequenzen hieraus sind Flüge mit minimaler Crew, „Social Distancing“ und persönliche Schutzausrüstung für das Personal sowie zusätzliche Desinfektionsmaßnahmen für das Flugzeug während und zwischen den Flügen.

Das Bild habe ich bei meinem Besuch in Palmdale im Oktober/November 2016 gemacht.

 

Bergspitzen im Morgenlicht

 Ein trüber Tag, aber am späten Abend quälte sich der Mond durch die Wolken.

Noch ein klein wenig zeigte das Randgebirge des Sinus Iridium die Wirkung des Goldenen Henkels. Zwei Bergspitzen im Mare Imbrium leuchteten schon in der Morgensonne.

Die ersten hellen Strahlen von Tycho ausgehend sind auch zu sehen.

Die Aufnahmen entstanden um 21.55 Uhr am Sonntag. Die Vergrößerungen zeigen einmal Sinus Iridium und die Bergspitzen und zum anderen die Umgebung des Tycho

Achtung! Loch in der Sonnenkorona...

 ...keine Angst...nichts Ungewöhnliches...solche "coronal holes" sind Gebiete mit offenem Magnetfeld, in denen   die Temperatur der Korona  um einen Faktor 100 erniedrigt und die Dichte um einen Faktor 100 erhöht ist.

Durch die tiefere Temperatur entsteht weniger Röntgenstrahlung und im Röntgenlicht sehen die Gebiete dann wie schwarze Löcher aus.

Aus einem koronalen Loch kann der Sonnenwind besonders gut abströmen. Der Sonnenwind besteht aus koronaler Materie, die normalerweise durch Magnetfelder festgehalten wird.

Gestern stand ein solches koronales Loch genau vor der Sonne. Der abströmende Sonnenwind wird uns am 29.9. erreichen und kann dann zu besonders intensiven Polarlichtern führen, die man vielleicht auch von Kassel aus sehen kann.

Polarlichter sind Leuchterscheinungen, die die Teilchen des Sonnenwindes hervorrufen, wenn sie mit den Atomen und Molekülen der Luft zusammenstoßen.

Bilder: widipedia commons, SDO/AIA

Wie entsteht die Vergütung einer Linse?

 Vergütung einer Linse

astroshop

 

Durch Bedampfen einer Linse mit (durchaus mehreren) dünnen Schichten sorgt man dafür, dass bestimmte Farbbereiche durch Interferenz an diewsen dünnen Schichten besonders gut durchgelassen werden oder besonders schlecht reflektiert werden.

Dabei wird das Licht sowohl an der Außenseite der dünnen Schicht als auch an der Innensetie reflektiert. Die beiden reflektierten Strahlen haben verschobene Wellen züge (man nennt das einen Gangunterschied), da eine Welle sich in der aufgedampften Schicht hin- und her bewegen mjuss und auch noch dabei langsamer ist.

Das Unterdrücken von reflektiertem Licht  nennt man das "Entspiegeln eines Brillenglases" (Reflexminderung):

Wenn man einem Brillenträger in das Gesicht sieht, erkennt man weniger Reflexe auf der Brille und kann der Person besser in die Augen sehen....

Optik Ripken

 Besonders gut sieht man die Vergütung an Objektiven von Ferngläsern.

Normale optische Linsen lassen nur etwa 60% des Lichtes durch. Möchte man besonders das rötliche Streulicht reduzieren, so muss die Vergütungsschicht dafür sorgen, dass rotes Licht besonders gut reflektiert wird, also nicht durchkommt. Dann verstärkt man das gelb/grüne und blaue Licht, das bis zu 95% durchgelassen wird.

Eine solche Vergütungsschicht schimmert dann rötlich.

Bresser Optik

Bei hochwertigen Objektiven arbeitet man mit bis zu 15 Vergütungsschichten.

Erklärung:

Man dampft eine Schicht auf die Linse, deren Brechungsindex kleiner als der des Glases ist.

Dann tritt sowohl bei der Reflexion an der Grenze Luft/Schicht als auch an der Grenze Schicht/Glas ein Phasensprung auf. Phasensprünge treten also bei A und B im folgenden Bild auf.

Das heißt hier wird ein Wellenberg als Wellental und umgekehrt reflektiert. Solche Phasensprünge erzeugen Gangunterschiede von einer halben Wellenlänge. Sie treten immer bei der Reflexion an einem dichteren Medium auf.

wikipedia commons

Wir  vereinfachen und betrachten nur den senkrechten Fall:

Alle Lichtstrahlen leigen eigentlich aufeinander, ich haeb sie hier nur versetzt gezeichnet.

Man erkennt: Möchte man eine bestimmte Wellenlänge im reflektierten Licht unterdrücken, so muss

für den Gangunterschied zwischen den beiden nach oben gehenden Strahlen A und B gelten:

∆xR = 2 n`*d + λ /2  - λ/2 = 2n`* d = λ /2.

 Nur so treffen immer Berge und Täler der Wellen aufeinander.

Im durchgehenden Licht ist dann diese Wellenlänge durch den Gangunterschied 2n`*d +  λ /2  =  λ /2 + λ /2 =   λ verstärkt.

n*d ist hier der sog. optische Weg, wegen der Abbremsung des Lichtes um den Faktor n im Glas, wird der Weg d scheinbar auf n*d verlängert.

Übungsaufgabe:

Auf eine Linse soll eine dünne Schicht der Dicke d = 100 nm aufgedampft werden. Dadurch soll Licht der Wellenlänge 550 nm besodners gut durchgelassen werden.

Welchen Brechungsindex n`muss diese Schicht bekommen?

(Antwort: 2 n`* 100 nm = 550nm/2 ergibt n`= 1,375)

 

 

Wer sich darüber mehr informieren möchte und eine grundlegende Einführung in Interferenzphänonene sucht, kann ab Montagmittag alles in meinem Blog über Licht und Quantenmechanik nachlesen:

 

Interferenz 

 

Astronomische Vorschau Okober 20

 Fr, 2.10. auf Sa, 3.10.: Mond dicht bei Mars

Sa, 3.10., ab 4.00 Uhr: Venus sehr dicht (15`) bei Regulus im Löwen, bis zur Morgendämmerung sichtbar

Di, 6.10.: Mars mit  62,1 Mill. km der Erde am nächsten

Mi, 14.10.: 

Morgendämmerung: Mond (sehr schmale Sichel)  dicht bei Venus

Abends: Mars in Opposition zur Sonne

 Sa, 17.10., 20.00 Uhr: Erste Sternenführung am Dörnberg

Do, 22.10., abends: Mond bei Jupiter und Saturn

Fr, 23.10.: Livebeobachtung online in der Sternwarte auf dem SFN (schuelerkongress-kassel.de)

So, 25.10.: Umstellung auf Winterzeit

So, 31.10.: Uranus in Opposition zur Sonne, Vollmond steht zwischen Uranus und Mars.

Bild: M. Cabral/ESO

 

Kurze Momente

 Dichte Bewölkung, noch für Tage...aber am Freitagabend kamen mehrmals für kurze Zeit Mond, Jupiter und Saturn für wenige Minuten zum Vorschein. Alle drei Himmelskörper waren am Himmel nahe beieinander zu sehen.

Das erste Mal konnte man den Mond gegen 21.45 Uhr durch eine Wolkenlücke sehen.

Bei der nächsten Chance habe ich dann fotografiert:

22.17 Uhr: Man erahnt einen Teil des Mondes

 22.31 Uhr und 22.32 Uhr: Neben dem Mond taucht jetzt der Jupiter auf. Beide stehen dicht am Horizont.

 

22.36 Uhr: Nun ist auch Saturn zu sehen.

 

22.39 Uhr: Neben Jupiter, Saturn und Mond sind auch einige Sterne zu erkennen. Dann zieht es wieder endgültig zu.

Für eine ganz kurze Zeit stand der Mond sogar frei, so dass man ihn im 1200 mm Tele sehen konnte (Aufnahem 22.34 Uhr). Plato und die Mondalpen fallen sofort auf.

Wenn Sterne und Galaxien rot werden...6. Der Dopplereffekt 2

 Bisherige Posts der Serie:
16.8.: Es ist nicht überall Doppler drin wo Doppler draufsteht...

21.8.: Kosmische Rotverschiebung

25.8.: Das richtige Hubble-Gesetz

31.8.: Gravitationsrotverschiebung

10.9.: Dopplereffekt I

Heute möchte ich zeigen wie man die Dopplerformel für Licht für Geschwindigkeiten v, die sehr viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit c sind, herleiten kann.

Der Vorteil bei Licht ist, dass man nicht zwischen Bewegung der Lichtquelle und des Empfängers unterscheiden muss.

Für v << c gilt:

Während der Periodendauer P einer Lichtwelle entfernen  sich Sender und Empfänger mit der Geschwindigkeit v. Dies entspricht der Strecke v * P. Um genau diese Strecke erscheint die Wellenlänge verlängert. Es gilt also:

Δλ = v * P

Die Periodendauer P ist der Kehrwert der Frequenz f der Welle: P gibt die Dauer einer Schwingung in Sekunden an, f die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde.

Also gilt: Δλ = v/f         (1)

Nun ersetzen wir die Frequenz durch die berühmte Wellengleichung: c = λ * f, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und λ die ursprüngliche Wellenlänge (ohne Bewegung) ist. Damit erhalten wir die Formel für f = c/λ.

Das setzen wir in Gleichung (1) ein und erhalten:

 Δλ = v * λ/c

 Das sortieren wir noch um:

    Δλ / λ   = v / c

Für v<<c gilt: Die Wellenlängenänderung Δλ verhält sich zur Wellenlänge λ wie die Relativgeschwindigkeit v zur Lichtgeschwindigkeit c.

Bei einer Annäherung von Lichtquelle und Beobachter erhält man durch eine entsprechende Argumentation die gleiche Formel: 
Δλ ist die Verkrüzung der Wellenlänge. Es kommt zu einer Blauverschiebung.

Nähern sich die Bewegung von Sender und/oder Empfänger der Lichtgeschwindigkeit an, so macht sich noch die Zeitdilation bemerkbar. Es gibt eine zusätzliche Wellenlängenänderung. Das nennt man den relativistischen Dopplereffekt. Bei ihm muss man auch unterscheiden, in welcher Richtung die Bewegung stattfindet.

Darauf soll hier aber nicht eingegangen werden. 

Bevor eine neue Postserie über Anwendungen des Dopplereffektes in der Astronomie beginnt, wird im nächsten Post noch ein sehr schönes Video der ESO zum Thema gezeigt. 

aus "Welt der Physik.de"

 

Plasma um Schwarzes Loch wandert

 Das Event Horizon Teleskop EHT besteht aus vielen weltweit verteilten Radioteleskopen, die durch Interferenzen 2019 das erste Bild der Umgebung eines supermassiven Schwarzen Loches im Zentrum der Galaxie M87 rekonstruiert haben. Oft wurde das als erstes Bild eines Schwarzen Loches gefeiert. Ich ahlte das für falsch...denn der Ereignishorizont ist deutlich kleiner als der schwarze Bereich in den Bildern.

Nun haben die Forschenden der ETH-Collaboration gelernt auch alte Daten, die mit wengier Teleskopen aufgenommenm wurden, bessert auszuwerten

Modelle dazu ergeben, dass der helle Bereich, also heiße Plasmawolken in der Nähe des Ereignishorizontes, in den letzten Jahren sich verändert hat, u.a. auch um das SL herumgewandert ist. 

Die Arbeit ist am 23.9. im Astrophysical Journal veröffentlicht worden. In der unteren Reihe sieht man keine Bilder, sondern nur die Ergebnsise der Plasmaverteilung von Modellrechnungen mit den jeweiligen Beobachtungsdaten.

Das "Bild" des SL steht oben rechts.

 

Das Auge der Schlange

 Im Sternbild Schlange steht NGC 2835, eine Balken-Doppel-Spirale. Sie ist etwa halb so groß wie unsere Galaxis und steht 30 Millionen Lichtjahre entfernt.

Im Zentrum befindet sich auch in dieser Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch.

Auffällig sind die vielen bläulichen Bereiche: Das sind Sternentstehungsgebiete.

Credit:

ESA/Hubble & NASA, J. Lee, and the PHANGS-HST Team
Acknowledgement: Judy Schmidt (Geckzilla)

 

 

Halbzeit

 Heute ist Halbmond!

Bevor die Wolken des Wetterumschwungs kommen, noch schnell ein Bild...19.38 Uhr

Kurze Zeit später hatte der Mond schon einen kräftigen Hof.

Der Halbmond steht sehr niedrig am Himmel. Er steht an der Ekliptikstelle von Mitte/Ende  Dezember. Da würden wir dann auch kurz nach Mittag zu Weihnachten die Sonne sehen.

Neuer Sonnenfleckenzyklus hat begonnen

 Mit einer Periode von ungefähr 11 Jahren wechselt die Häufigkeit der Sonnenflecken (durch Magnetfelder abgekühlte Gebiete der Photosphäre). Der seit Beobachtungsbeginn 25. Zyklus hat nun mit seinem Anstieg vom Minimum begonnen.

Die Prognose des Instituts NOAA zeigt einen ebenso schwachen Zyklus wie der vorhergehende. Trotzdem kann es auch in solchen Zyklen zu gefährlichen Superstürmen im Magnetfeld der Sonne kommen.

Das nächste Maximum ist 2025 zu erwarten.

Das Bild (credit: NOAA) zeigt die Monatsmittel der Sonnenfleckenrelativzahl seit 1750.

Diese Zahl beschreibt die Häufigkeit der Flecken, dabei werden nicht nur alle Einzelflecken gezählt sondern auch die Gruppenbildung berücksichtigt: Jede Gruppe geht mit dem Faktor 10 in die Zählung mit ein. Ein einzelner Fleck ist auch eine Gruppe, die Relativzahl wäre dann 11.

Mittelt man benachbarte Monate aus, so entsteht eine geglättete Kurve I (siehe unten). Rot sind die vorhergesagten Werte.

MINT Kongress 2020: alles Online

 Vorträge und Workshops über Physik, ASstronomie, Quantenmechanik...und vieles mehr...

Den traditionellen MINT Schülerkongress haben wir wegen Corona vor den Sommerferien nicht durchführen können, auch der geplante Termin Ende August ist nicht haltbar gewesen.

Aber:

 

Der 11. MINT Schülerkongress wird nach den Herbstferien, d.h. vom Mo, 19.10. bis Sa, 24.10. stattfinden!

 

Einige wenige Veranstaltungen können von kleinen Gruppen im SFN besucht werden, auch bieten wir Beratungen und Führungen durch das SFN an.

Aber ein wirklich sehr lukratives Angebot an über 90 (!) Vorträgen, Workshops und Team-Präsentationen wird online stattfinden.

 

Täglich von 14 bis ca. 19.00 Uhr gibt es in mehreren Slots Angebote zum Zuhören, Mitmachen und Informieren. Der Zugriff wird über eine eigens gestaltete Homepage als Eingangsportal ermöglicht.

Zahlreiche Jugendliche stellen ihre Projekte vor oder halten Vorträge.

 

Diesen Online-Kongress wollen wir auch bundesweit bewerben, wir arbeiten deshalb mit anderen SFZs zusammen. Z.B. wird das SFZ Hamburg ebenfalls einige Projekte präsentieren. Auch Teams aus der Schule Nr.17 in Nowy Urengoi werden Präsentationen ihrer Projekte vorbereiten.

Und  Jacub Nagy aus der Slowakei wird mit Picoballoon dabei sein. Jugendliche vom Lyceo A.Roiti aus Ferrara werden ihre Projekte vorstellen und ein Forscher vom weltberühmten MIT ist dabei.

Einige unserer Teams werden ihre Projekte deswegen zusätzlich auch in englischer Sprache vorstellen.

Ihr seht, kein "Notkongress online", sondern eine ausgereifte und erweiterte (sowohl inhaltlich als auch vom Adressatenkreis her) neuartige Veranstaltung, die zukunftsweisend ist.

IM SFN bauen wir ein Quantenlabor auf, das von kleinen Gruppen vor Ort besucht werden kann, das aber auch tolle Live-Experimente online anbietet.

Und die Elektronikworkshops finden online statt...das Material dazu verschicken wir vorher per Post.

 

Am Freitagabend kann man bei schönem Wetter live in der Sternwarte auf dem SFN beobachten: Jupiter, Saturn, Mond...direkt vom Fernrohr übers Internet auf den häuslichen Monitor.

 

Die Physikanten werden am Samstag 24.10. eine neue Show im SFN aufführen, die wir live übertragen werden.

 

Wir haben in der Coronakrise allen gezeigt, wie man durch Nachdenken und Handeln sinnvolle Maßnahmen zur Weiterarbeit aufbauen kann. Als erstes Zentrum haben wir weltweit wieder geöffnet, als erstes Zentrum Klimageräte zur Unterstützung (!) der Belüftung angeschafft und als erstes Zentrum gehen wir mit einem großartigen internationalen Kongress für alle Altersstufen europaweit online in die Öffentlichkeit.

 

Hier kann man sich das ausführliche 32-seitige Programm herunterladen:  

Kongress-Programm

 

 

Vom runden Theophilius zum Steilhang des Rupes

 Einen nahezu genialen Blick auf den runden Krater Theophilius bot der Mond am Dienstagabend:

6 km ist der Ringwall um den Zentralberg herum hoch, der Durchmesser beträgt 105 km. Die Westseite wird gerade von der Morgensonne beleuchtet, das Innere liegt noch im Dunklen, nur die Spitze des Zentralbergs ragt in das Sonnenlicht hinein. 

Südlich davon beginnt an der Schattengrenze die Steilwand des Rupes Altai, die 550 km weit bis zum Krater Piccolomini läuft.

Auch das Vallis Rheita ist noch gut zu sehen (siehe Post gestern).

Der erste Sonnenuntergang des Herbstes 2020

Heute, um 15.31 Uhr stand die Sonne genau auf dem Himmelsäquator. Das ist der astronomische Herbstanfang.

Jedes Jahr setzt der Herbstanfang etwa 6 Stunden später ein, springt aber in einem Schaltjahr um einen Tag zurück. Deswegen haben wir 2020 am 22.9. Herbstanfang, auch 2021 wird es noch der 22.9. sein, dann kommen zwei Jahre mit dem 23.9., dann im Schaltjahr 2024 springt er wieder zurück auf den 22.9.

Da die Korrektur durch ein Schaltjahr nicht exakt ist, wird 2063 zum letzten Mal der 23.9. der Herbstanfang sein. Erst 2100, wenn das Schaltjahr ausfällt, kommt der 23.9. wieder ins Spiel.

Morgens auf dem Weg zur Arbeit

Noch bis nach 6.30 Uhr sieht man drei helle Himmelsobjekte in der Morgendämmerung:

Im SW steht hoch der hellleuchtende Mars, im SSO dicht am Horizizont der hellste Stern Sirius und im Ostenn strahlt die Venus als hellstes Objekt am Himmel.

Sternkarte von Stellarium

 

 

Der Montagsmond: Blick ins Vallis Rheita

 Um 20.10 Uhr stand in der fortgeschrittenen Abenddämmerung die schmale Mondsichel links neben dem Turm der Chrisuskirche. Der dunkle Teil des Mondes leuchtete im Licht der Erde.

Das 1200 mm Tele zeigt die zerklüftete Kraterwelt.

Besonders gut war heute Abend das Vallis Rheita zu sehen, mit 510 km Länge eines der längsten Mondtäler. Es beginnt am Krater Rheita und ist, weil es durch viele Krater unterbrochen ist, nicht immer leicht zu finden.

Später wanderte der Mond dann hinter dem Turm der Christuskirche her und ging dann um 20.42 Uhr über dem Seniorenwohnheim im Druseltal unter.

Leben über der Venus?

 In den letzten Tagen zog eine Veröffentlichung, u.a. der ESO, große Aufmerksamkeit auf sich.

Mit dem Radiointerferometer ALMA in Chile sowie dem James Clerk Maxwell Telescope (Radioteleskop  am Mauna Kea, Hawaii) konnte eine Absorptionslinie von Phosphin (PH₃) in der Venusatmosphäre nachgewiesen werden.

Bei einer Wellenlänge von 1 mm absorbioeren Phosphin-Moleküle in einer Höhe von 55  - 80 km die mm-Radiostrahlen vom Venusboden.

Auf der Erde entsteht Phosphin durch Mikroben in sauerstofffreier Umgebung. #

In der angegebenen Höhe der Venusatmosphäre herrschen zwar mikrobenfreundliche Temperaturen von 30°C vor, aber Wolken aus fast 90%-iger Schwefelsäure sind nicht sehr lebensfreundlich.

Auch gibt es keine Idee wie solche Mikroben auf der Venus hätten entstehen können.

Allerdings liefern bekannte nicht biologische Prozesse zu geringe Mengen Phosphin.

Bilder (ESO, ALMA, JCMT, NASA, Konrmesser, Calcvada):

- künstlerische Darstellung der Phosphinvorkommen

- Phosphin in der Venusatmosphäre 

- Absorptionslinien von Phosphin

Video: Kurzbericht

 

Abendstimmung auf der Erde, Morgenstimmung auf dem Mond

 Aufnahmen: Sonntag 19.46 Uhr in der Dämmerung

Das Mare Crisium erlebt gerade die Morgensonne, während die schmale Mondsichel neben dem Turm der Christuskirche sich dem Untergang nähert.

Morgengruß am Sonntag

 Sonntag, 7.10 Uhr

ISS am Samstag über Jupiter und Saturn

 Es war recht dunstig, die ISS war erst recht spät einigermaßen hell zu erkennen.

Um 20.55 Uhr zog sie dann über die Gasplaneten hinweg (Belichtungszeit 20 sec, Blende 2.8, ISO 125).

Auf dem zweiten Bild reflektiert sie mehr Licht in unsere Richtung, sie erscheint etwas heller. Da sie nun senkrecht zu unserer Blickrichtung fliegt, legt sie während der 20 sec Belichtung auch eine größere Strecke am Himmel zurück.

Etwa eine Minute später tauchte sie dann langsam in den Erdschatten ein und verschwand.

Übrigens: Die ISS flog über Südeuropa und das nördliche Mittelmeer her.