ISS heute am Morgenhimmel über Kassel

Die Dämmerung war weit fortgeschritten, aber deutlich sah man die ISS  um 6.34 Uhr über dem Habichtswald nach oben steigen. Sie wurde immer heller, zog am Orion vorbei und erreichte dann über dem Mond fast das Zenit.

Das Bild wurde mit 35 mm Objektiv bei ISO 80 mit  10 sec bei Blende  8 belichtet.

ISS ist rechts zu sehen

Auf der Ostseite des Himmels sah man das Morgenrot kurz vor dem Sonnenaufgang.

Am Ereignishorizont (Event Horizon)

Erneut macht die Forschegruppe um R. Genzel mit sensationellen Entdeckungen zum supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxis von sich reden!

Am Ende des Beitrags sind im Blog die beiden Meldungen vom 14.7. und 26.7. nochmal zum Lesen, in der App muss man zum  jeweiligen Datum hinscrollen.

Meldung vom 31.10.: Gaswolken nahe am Ereignishorizont beobachtet 

Simulation des Flares am Ereignishorizont (ESO/GravityConsortium/L.Calcado)

Als man im Frühsommer alle vier Teleskope des VLT in Chile mit dem extra dafür gebauten Gerät GRAVITY zu einem großen 130 m Teleskop zusammengeschaltet hat, konnte man nicht nur den nahen Vorübergang des Sternes S2 am Schwarzen Loch beobachten sondern sah auch drei helle IR-Flares (Lichtblitze).

Das VLT in Paranal, Chile (KPH)

Im Interferometertunnel, wo das Licht aller vier Teleskope zusammentrifft (KPH)

Hier geht es zum Film über die Bewegung der Gaswolke:

Gaswolke am Ereignishorizont

                                              (credit: ESO/GravityConsortium/L.Calcado)

Sie stammen von Gaswolken, die mit 30% der Lichtgeschwindigkeit auf der innersten stabilen Bahn um das Schwarze Loch rasen und deren Plasma in den dortigen Magnetfeldern Strahlung aussendet.
Je nach der Rotation des Schwarzen Loches dürfte das ein Abstand von wenigen Schwarzschildradien sein (also um die 30 Millionen km).
So nahe am Ereignishorizont wurde noch nie ein Signal aufgefangen.

Alle Beobachtungsdaten lassen sich durch das Modell eines 4 Millionen Sonnenmassen schweren Schwarzen Loches mit einem Radius von 12 Millionen km, das Raum und Zeit in seiner Umgebung verzerrt,  sehr gut beschreiben.

In dem folgenden, jetzt veröffentlichten, Film, ist die Bewegung der Sterne um das Schwarze Loch herum dargestellt.

Sternbewegungen am Schwarzen Loch

(credit:  ESO/L. Calçada/spaceengine.org)

Hinweis: Die direkte Einbindung der Filme in diesen Post hat nicht geklappt, deswegen der Trick mit dem Link zu einem sonst nicht öffentlichen Post für Bildablagen....
aber es lohnt sich!

Beitrag vom 26.7.: Test der Relativitätstheorie am Schwarzen Loch 

Heute um 14 Uhr hat auf einer Pressekonferenz die ESO das Ergebnis einer sensationellen Untersuchung veröffentlicht:
Seit 26 Jahren beobachten Astronomen unter Leitung von Reinhard Genzel den Stern S2, der das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis umkreist. Dabei kommt besonders das VLT in Chile mit seiner adaptiven Optik zum Einsatz.Dabei wurden alle vier großen Teleskope durch Interferometrie zusammengeschaltet.
(Siehe Beitrag vom 14.7.)
Im Mai 2018 näherte sich S2 erneut bis auf 20 Milliarden km dem 4 Millionen Sonnenmassen schweren Schwarzen Loch. Die Geschwindigkeit des Sterns betrug 25 Millionen km/h, das sind 3% der Lichtgeschwindigkeit.
Mit neuen und verbesserten Instrumenten konnte dieser Vorbeizug beobachtet werden und mit den Vorhersagen bekannter Gravitationstheorien zur Gravitationsrotverschiebung in der Nähe des Schwarzen Loches verglichen werden:
Die klassische Newtonsche Theorie stellte sich logischerweise als nicht zu treffend heraus, alternative Gravitationstheorien ebenfalls...nur Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie war in der Lage alle Beobachtungen genauestens zu erklären.
14.15 Uhr: Gerade werden auf der Pressekonferenz Messwerte und Einsteins Vorhersage verglichen: Tosender Beifall kommt auf.
Bilder: ESO/MPE

Beitrag vom 14.7.: Die Entdeckung unseres supermassiven Schwarzen Loches

Warum "unseres"?
Inzwischen gehen wir davon aus, das jede Galaxie solche massereichen Schwarzen Löcher (SL) im Zentrum hat.
"Unser" SL wurde von ESO - Astronomen "gewogen":
Es wird von vielen Sternen umkreist, deren Bewegung man seit 20 Jahren verfolgt.
Einer von ihnen, S2, hatte 2002 schon einen Umlauf hinter sich.
Um den Bahnrdius zu bestimmen, muss man die genaue Entferung kennen. Daraus und aus der Umlaufszeit kann man mit der newtonschen Form des dritten Keplerschen Gesetzes die Masse des Zentralkörpers bestimmen.
4 Millionen Sonnnmassen kamen für das SL heraus.
Der Stern S2 kommt bei seiner Umkreisung bis auf wenige Lichtstunden an das SL heran, aber noch ist er durch Gezeitenkräfte nicht zerrissen...
Viele Gas- und Staubwolken umkreisen ebenfalls das SL und werden dabei beobachtet.
Die vielen Bilder der Positionen von S2 sind zu einem Film zusammengeschnitten worden, es lohnt sich den im Netz anzuschauen.
Die Abbildung links zeigt ein Bild des Zentrums unserer Galaxis bei einer Wellenlänge von 2,2 Mikrometern (nur solche langen Wellenängen durchdringen die Staubwolken, die das Zentrum umgeben).
SgrA ist die Radioquelle, die man dem zentralen SL zuordnet.
Der Lichtfleck des Sterns S2 ist markiert.
Rechts sieht man die erste Rekonstruktion der Bahn.

Ein Rekordflug zur Sonne

Am 12.8.2018 wurde sie gestartet und seit gestern ist die NASA Sonde Parker Solar Probe so dicht an der Sonne wie noch nie vorher ein Raumschiff: 42,6 Mill km (Vergleich mittlerer Merkurabstand 58 Mill km).

Sie rast inzwischen mit 247 000 km/h durch das innere Planetensystem, das schnellste jemals von Menschen gebaute Objekt.

Am 5.11. wird sie zum ersten Mal einen sonnennächsten Punkt (Perihel) ihrer Bahn erreichen. Von Bord des Raumschiffes sieht dann die Sonne deutlich  größer aus als von der Erde...Das Hitzeschild wird sich bis auf 1100°C aufheizen, die Strahlung des Sonnenwindes wird die Sonde bombardieren.

Rechts: Sonne von der Erde aus gesehen, links von der Sonde aus gesehen (credit Maringaense)

Aber das ist Absicht: Der Sonnenwind und seine Entstehung ist das Forschungziel der Mission. Bis auf 6 Millionen km wird sie sich dem Rand der Sonne in den nächsten Jahren nähern.

credit: NASA

Die Sonde im Testlabor, credit: NASA

Im Film wird anschaulich erklärt, warum es besonders schwer ist, zur Sonne zu fliegen...einfach fallen lassen geht nicht...

Film zum Projekt

Event: Ankündigung einer horizonterweiternden Entdeckung

Eine weitere sensationelle wissenschaftliche Beobachtung steht wenige Stunden vor der Veröffentlichung. Das Embargo gilt bis Mittwoch 10.00 Uhr!

Ich bereite alles vor, am 31.10. gegen 10.15 Uhr wird die News zuerst auf dem Blog mit Videos und zahlreichen Bildern sein.
Eine Kurzfassung steht dann ab 10.30 Uhr in der App.

Die Himmelsleiter: Explodierende Weiße Zwerge

Unter einer Supernova versteht man einen plötzlich extrem aufgehellten Stern. Dafür gibt es mehrere Ursachen:

Der Stern kollabiert und fliegt dann auseinander (Supernova Typ II) oder ein Weißer Zwerg (erdgroßer alter Stern) bekommt soviel Materie von seinem Doppelsternpartner, dass es unter dem Gewicht zum explosiven Verschmelzen der Kohlenstoff- und Sauerstoffatome kommt und dadurch der gesamte Weiße Zwerg explodiert (Supernova Typ 1a).

Da sich alle Weiße Zwerge sehr ähnlich sind, haben alle Supernovae Typ 1a etwa die gleiche Maximalleuchtkraft  (- 20 mag). Sie eignen sich deshalb hervorragend zur Entfernungsmessung:

Man muss lediglich noch aus der Lichtkurve die beobachtete scheinbare Maximalhelligkeit bestimmen und erhält durch den Vergleich auf bekannte Weise den Abstand.

credit: caltech education

Natürlich muss auch dieses Verfahren geeicht werden: Aber in Galaxien mit bekannten Entfernungen kann man ausreichend viele Supernovae beobachten und aus der scheinbaren die absolute Helligkeit (Leuchtkraft) bestimmen. So hat man die Eignung als "Standardkerze" erkannt:

Und dann nimmt man einfach diese maximale Leuchtkraft als gegeben an und kann bei einer anderen Supernova die Entfernung berechnen.

Inzwischen hat man viele Probleme gut in den Griff bekommen (unterschiedliche Helligkeit durch verschiedene Verhältnisse von Kohlenstoff und Sauerstoff, Berücksichtigung der Absorption durch Staubwolken etc.), so dass man das Verfahren  für die Entfernungsmessung sehr weit entfernter Galaxien verwenden kann.

Als dies vor 20 Jahren zum ersten Mal geschah, entdeckte man, dass alle beobachteten Galaxien weiter entfernt waren als es eigentlich zu erwarten war:

Unser Kosmos expandiert seit einigen Milliarden Jahren beschleunigt, d.h. er wird immer schneller immer größer.

Neueste Meldung:

Am 5.9.2016 konnte eine Supernova (SN iPFT11gev) durch eine Gravitationlinse gleich viermal gesehen werden. Aus den Zeitunterschieden und einem Linsenmodell konnte man den Abstand berechnen und direkt mit den traditionell bestimmten Werten vergleichen. Die in diesen Tagen Ende Oktober 2018 veröffentlichte Arbeit zeigt, wie man die kosmische Expansion durch eine solche gelinste Supernova genauestens beobachten kann.

LMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada  Joel Johansson

LMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada  Joel Johansson

Joel Johansson

Damit sind wir jetzt oben auf der Himmelsleiter angekommen, denn Hubble Gesetz und Supernova 1a - Methode funktionieren quasi unbegrenzt....

Trotzdem wackeln die oberen Sprossen gewaltig...die nächsten Posts werden zeigen, dass die gemessenen großen Entfernungen von der Messmethode abhängen.

In einem beschleunigt expandierenden Universum ist es außerdem gar nicht einfach überhaupt zu sagen, was man denn unter der Entfernung verstehen will....


wird fortgesetzt...

Zu Halloween 2018: Geisternebel in der Cassiopeia

Rechtzeitig zur Geisternacht hat die NASA/ESA das bisher detailreichste Bild vom Nebel IC 63, "der große Geist der Cassiopeia", veröffentlicht.
Dieser Nebel liegt 550 Lichtjahre von uns entfernt und wird von dem einige Lichtjahre entfernt stehenden Riesenstern Gamma Cassiopeia (der mittlere Stern des "W") geprägt:

Die UV - Strahlung von Gamma Cas ionisiert die Wasserstoffatome des Nebels. Beim Wiedereinfang der Elektronen entsteht das rötliche Leuchten von H Alpha.

Das blaue Schimmern des Geisternebels ist an Staub reflektiertes Licht von Gamma Cas.

Die starke UV - Strahlung von Gamma Cas treibt auch die dünnen Gase von IC 63 auseinander, der Geist löst sich langsam auf...

Aber zu Halloween am Mittwoch  (auch nächstes Jahr...) wird er noch am Himmel spuken.

credit: HST, NASA/ESA

Video: Ein Geisterflug zum Geisternebel

Credit:

Hubble, Digitized Sky Survey 2, N. Risinger (skysurvey.org). Music: Astral Electronic.

ISS für Frühaufsteher

Sonntag, 28.10.:

5.58 Uhr SSW bis 6.04 Uhr O
  recht dicht am Horizont

Mo, 29.10.:

6.42 Uhr SW - 6.48 Uhr verschwindet in der Morgendämmerung im O
 zwischen Sirius und Mond recht hoch

Mi, 31.10.:

 6.34 Uhr WSW bis 6.41 Uhr O
  recchts oberhalb am Orion vorbei, hoch über dem Mond entlang

Die Himmelsleiter: Intergalaktische Entfernungen

Wir sind inzwischen auf unserer Himmelsleiter fast oben angekommen:

Durch Vermessung der Rotverschiebung z können wir die Entfernung angeben. Leider ist das Hubble-Gesetz nur eine sehr selten anwendbare Formel. Wir werden darüber bald mehr erfahren.

Vorerst aber sollen noch einige andere Methoden kurz erwähnt werden, die entweder über die Cepheidenmethode oder das Hubble-Gesetz gefunden und geeicht wurden:

Wenn man Entfernungen von Galaxien kennt, kann man bei ihnen nach besonderen Merkmalen schauen und sie in Beziehung zur bekannten Entfernung setzen...und dann überträgt man mit viel Optimismus diese Merkmale auf Galaxien unbekannter Entfernung:

- Planetarische Nebel:
    (das sind die abgestoßenen Hüllen alter Riesensterne)
   Die Helligkeitsverteilung von planetarischen Nebeln scheint in allen Galaxien eine obere Grenze bei   - 4,6 mag für die absolute Helligkeit zu haben. Also muss man nur nach den hellsten planetarischen Nebeln suchen.....

Planetarische Nebel, credit: ESO

- Hellste Objekte allgemein:
   Die hellsten nicht veränderlichen Sterne, die hellsten Sterne in Kugelsternhaufen, die Gesamthelligkeit von Kugelsternhaufen sind jewiels in allen Galaxien sehr ähnlich. Kennt man einmal eine Entfernung und kann den Helligkeitswert ausrechnen, so kann man andere Entfernungen bestimmen.

Kugelsternhaufen Omega Centauri, credit ESO

- Surface brightness fluctuations: 
  Hört sich kompliziert an, ist aber ganz trivial: Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto weniger schwankt ihre Helligkeit in benachbarten Regionen, weil man immer weniger Einzelobjekte auflösen kann.
Aus der Flächenhelligkeits-Fluktuation kann man die Entfernung abschätzen.

- Galaxienvergleich:
  Die dritthellste Galaxie in einem Galaxienhaufen hat immer ungefähr die gleiche Leuchtkraft.

- Tully-Fischer-Beziehung: 
   Die Leuchtkraft einer Spiralgalaxie hängt von ihrer maximalen Rotationsgeschwindigkeit ab, die man gut durch die Verbreiterung der 21 cm Linie von Wasserstoffgas messen kann.
Eine entsprechende Beziehung gibt es auch für elliptische Galaxien (Faber-Jackson-Beziehung)

Mit all diesen Methoden kommt man auf Entfernungen von maximal 1 Milliarden Lichtjahren, das Hubble-Gesetz gilt unbegrenzt (macht aber Schwierigkeiten, wie wir bald sehen werden).

Weiter reicht die Maximalhelligkeit von Supernovae-Explosionen.

Das ist aber ein eigenes Kapitel wert.

wird fortgesetzt....

Uranus in Opposition zur Sonne

Im Sternbild Fische steht heute Urnaus in Opposition zur Sonne, d.h. er geht bei Sonnenuntergang auf und ist die ganze Nacht über zu sehen.

Abgesehen davon, dass die Wetterbedingungen zur Zeit eher kontraproduktiv sind, würde heute der in der Nähe stehende Vollmond (logisch: denn ein Vollmond ist auch ein in Opposition zur Sonne stehender Mond) alles überstrahlen.

Aber in ein paar Tagen ist vielleicht das Wetter besser und der Mond garantiert weg....

Uranus kann mit einer Helligkeit von knapp 6 mag außerhalb von Kassel auf alle Fälle mit einem Fernglas gesehen werden.

Er ist zur Zeit 2,8 Milliarden km von der Erde entfernt.

Uranus ist ein 50 000 km großer Gasplanet aus Wasserstoff, Helium und Methan.

Die Sternkarte stammt von Stellarium.

Turbulenzen im Zentrum der Milchstraße

Mit dem Mikrowellen-Interferometer ALMA in den chilenischen Anden (5100 m Höhe) wurden erstmals Gaswolken in unmittelbarer Nähe des supermassiven Schwarzen Loches SagA* im Zentrum unserer Galaxis beobachtet.
Die Wolken bestehen aus Wasserstoff- und CO-Molekülen.
Das heute veröffentlichte Bild zeigt sie in einem Abstand von 1 Lichtjahr vom Schwarzen Loch entfernt (im Mittelpunkt des Kreises).
Die Wolken haben Massen von 60 Sonnenmassen und sind Teile von durch Gezeitenkräfte des Schwarzen Loches zerrissenen großen Wolken.
Diese Gezeitenkräfte verhindern auch, dass sich aus den jetzt kleinen Wolken Sterne bilden können.

Das Schwarze Loch ist 26000 Lichtjahre entfernt und hat eine Masse von 4 Millionen Sonnenmassen, d.h. eine Ausdehnung von 25 Millionen Kilometern.
Die IR- und Mikrowellenstrahlung kann durch die dichten Staubwolken hindurch zur Erde kommen.

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ J. R. Goicoechea (Instituto de Física Fundamental, CSIC, Spain)

 Innerhalb des Kreises stehen viele Sterne, die mit hohen Geschwindigkeiten um das Schwarze Loch kreisen (damit konnte man dessen Masse berechnen). Ihre Abstände betragen weniger als 1 Lichttag.
Der Stern S2 konnte inzwischen bei mehreren Umläufen verfolgt werden.
Im Juli 2018 konnte die Bahn so genau vermessen werden, dass man erfolgreich die Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie überprüfen konnte.

MP extraterrestrische Physik, Genzel

MP extraterrestrische Physik, Genzel

Bevor die Regentage kommen....

noch mal einen Blick um 23.05 Uhr auf den Mond, zwei Tage vor Vollmond.

Das Strahlensystem von Tycho (unten) und Kopernikus beginnt sichtbar zu werden und oben links leuchtet die weiße Wand des Kraters Aristarchus.

Der Mars steht tief um 22.51 Uhr im SW im Kopf vom Sternbild Steinbock, dessen Sterne über der Christuskirche sichtbar werden.

Die Himmelsleiter: Wenn Raum und Zeit zittern

Wir haben bis jetzt den ganz großen Sprung geschafft: von der Entfernung Erde-Sonne bis zu den Galaxienentfernungen über das Hubble-Gesetz.

Die Beobachtung der Spektren von Galaxien ergibt die Rotverschiebung z und damit ein Maß für die Entfernung. Die Umrechnung von z in Lichtjahren geht für nahe Galaxien mit der angegebenen Formel z = H/c * E, das muss jetzt erst einmal reichen.

Seit 3 Jahren lässt sich der Kosmos mit Gravitationswellen direkt vermessen:

Gravitationswellen entstehen, wenn der Kollaps massereicher Sterne oder die Verschmelzung extrem konzentrierter Objekte wie Schwarze Löcher oder Neutronensterne eintritt.
Dabei geraten Raum und Zeit (die man sich durchaus substanzbehaftet vorstellen darf) in ein  Zittern, das sich wellenförmig mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Aus der Frequenz der Gravitationswellen und deren Änderungsgeschwindigkeit lassen sich die Massen berechnen, die miteinander verschmelzen.
Daraus kann man aber dann die Stärke der urspünglichen Gravitationswelle berechnen  (so etwas wie die absolute Helligkeit oder Leuchtkraft) und mit der gemessenen Intensität am Detektor (so was wie die scheinbare Helligkeit) vergleichen.

Damit kennt man die Strecke, die die Gravitationswellen (aus einer fernen Galaxie) zur Erde zurückgelegt haben.

Gravitationswellensignal bei der Vershcmelzung nzweier Schwarzer Löcher

Verschmelzen zwei Neutronensterne, so kann man, wie vor einem Jahr geschehen, auch optische Signale beobachten und die Rotverschiebung an den Lichtspektren direkt messen.

Damit lassen sich z und die Entfernung direkt miteinander in Bezug setzen und man kann sogar die Hubble-Konstante berechnen.

Künstlerische Darstellung der Verschmelzung zweier Neutronensterne (ESO)

Beobachtung im Optischen (ESO): Die Quelle ist der kleine Lichtfleck links oberhalb des Galaxienkernes

Bei der Verschmelzhung zweier Neutronensterne entstehen schwere Elemente (ESO)

Noch ist die Genauigkeit dieses Verfahrens nicht sehr hoch, der gemessenen Wert für H liegt zwischen den beiden im letzten Plot angegebenen Werten. Aber das wird sich ab 2019, wenn alle Detektoren wieder in Betrieb sind, ändern:

Gravitationswellen nicht nur für die direkte Entfernungsmessung sondern auch für unmittelbare die Beobachtung der Ausdehnung des Universums!

Hätte das Einstein vor 100 Jahren jemals geglaubt?

Film (ESO): Helligkeits- und Spektrenentwicklung

Film (ESO): So kann man sich die Verschmelzung zweier Neutronensterne vorstellen

Abendstimmung

19.45 Uhr Die Sonne ist gerade untergegangen, der zunehmende Mond steht im Osten schon höher am Himmel. Erst am Mittwoch bei Vollmond wird er beim Sonnenuntergang aufgehen.

Orion am Morgenhimmel

Durch den Morgennebel hindurch leuchteten heute morgen um 6.35 Uhr schwach die Sterne des Sternbildes Orion und Sirius.

Himmelsstraßen

heute gegen 20.00 Uhr mit dem Handy fotografiert

Milchstraße

Diese schönen Bilder der Milchstraße hat H.D. Döricht gemacht:

Bei allen drei Aufnahmen stehen Wega, Deneb und Atair um das Zentrum herum. Rechts unten kommt die Schild-Sternenwolke deutlich hervor.
Die Striche sind Flugzeugspuren.

Gudensberg, Cannon 550, 8 mm Fischauge, 10 mal 30 sec überlagert

Kamera wie oben, Dörnberg 75 sec

Kamera wie oben, Dörnberg 30 sec

Seitenwechsel

Heute steht der Mond auf der anderen Seite, also links von Mars:

18.10., 20.12 Uhr

Links vom Mond sieht man Deneb Algedi im Steinbock.

Werfen wir noch einen Blick auf den Mond:

Die Krater Clavius, Tycho und Kopernikus stehen heute dicht an der Schattengrenze und sind deshalb sehr gut zu sehen.
Clavius ist ein Riesenkrater mit 231 km Durchmesser, Kopernikus und Tycho sind mit 96 km und 85 km deutlich kleiner. Bei Vollmond sieht man von ihnen ausgehend ein Strahlensystem mit hellem Gestein.

Mond wandert an Mars vorbei

Heute Abend sieht man den Mond rechts leicht unterhalb vom Mars in  niedriger Höhe stehen.
Im Laufe des Tages wandert er an Mars vorbei und wird morgen Abend links oberhalb vom Mars in wenigen Grad Abstand zu ihm stehen.

17.10., 21.49 Uhr

Größter Proto-Galaxien-Superhaufen gefunden

Astronomen haben die größte und älteste Superstruktur im Universum gefunden: Eine Vorstufe eines Supergalaxienhaufens von 1 Billiarden Sonnenmassen, der sich schon 2 Milliarden Jahre nach dem Urknall gebildet hat (z = 2,45).
Er ist noch nicht so konzentriert wie spätere Superhaufen, da die Gravitation noch einiges bewirken muss.
Die Astronomen um Olivier Le Fèvre (Universität Marseille) hatten nicht erwartet, dass sich schon so bald nach dem Urknall eine so große Struktur gebildet hat.

So könnte vor 12 Milliarden Jahren auch der heutige Virgo-Superhaufen ausgesehen haben.

In das Bild eingezeichnet ist die typische Größe eines normalen Galaxienhaufens. Der blaue Bereich zeigt die Ausdehnung des Superhaufens, basierend auf Messungen mit dem VLT in Paranal Chile.
Er wurde Hyperion genannt.

credit: ESO/L.Calcada, O.Cocciati)

Die Himmelsleiter: Das Hubble Gesetz

Henrietta Leavitt hat über die von ihr entdeckte Perioden-Leuchtkraft-Beziehung die Entfernungsmessung weit entfernter Sternsysteme ermöglicht:

Über die Periodendauer der Pulsation berechnet man die Leuchtkraft, vergleicht mit der scheinbaren Helligkeit und berechnet die Entfernung.

Genau das haben viele Astronomen nach ihr durchgeführt. Sie fotografierten die "Nebelflecken" am Himmel, die sich inzwischen in einzelne Sterne auflösen konnten und versuchten Helligkeitsschwankungen dieser Sterne zu erkennen.

Gelang dies, so hatten sie die Entfernung!

Edwin Hubble ging noch einen Schritt weiter: Er stellte Spektren der Galaxien her und untersuchte die Verschiebung einzelner bekannter Spektrallinien zu messen.
Daraus erhielt er über den Dopplereffekt eine Geschwindigkeit.

Und so konnte er sein Gesetz aufstellen:

Die Geschwindigkeit, mit der sich eine Galaxie von uns entfernt ist proportional zu ihrer Entfernung.

Heute wissen wir, dass wir das so nicht sagen dürfen:

Die Galaxien bewegen sich nicht von uns fort, sondern der Raum zwischen uns und der Galaxie wird größer. Damit werden auch die Wellen gedehnt und das ruft die Verschiebung der Spektrallinien hervor.

Der Dopplereffekt darf hier nicht herangezogen werden und das Wort "Geschwindigkeit" ist Unsinn in diesem Zusammenhang...

Für die kleinen Entfernungen, die Hubble überschauen konnte, kommt aber mit seiner Interpretation das richtige Ergebnis heraus...für größere Entfernungen hätte das nicht gepasst.

 Wie lautet das Hubble-Gesetz richtig?

Sei z = Wellenlängenänderung/Wellenlänge, also die prozentuale Wellenlängenänderung, dann gilt:


z = H/c * E

H: Hubblezahl (nicht Konstante, denn sie ändert sich im Laufe der Zeit)
E: Entfernung
c: Lichtgeschwindigkeit

Der Wert für H liegt ungefähr bei 70 km/sec pro Mpc

1 Mpc =  1 MegaParsec = 3,26 Millionen Lichtjahre...

Damit da die km/sec nicht so stehen, sollte man die Einheit so angeben:

  H = 70 km/Mpc pro Sekunde, d.h. jede Distanz von 3,26 Millionen Lichtjahren vergrößert sich durch Ausdehnung des Raumes um 70 km in jeder Sekunde.

Da bewegt sich nichts...

Dummerweise ergeben verschiedene Messmethoden heute unterschiedliche, außerhalb ihrer jeweiligen Fehlerquellen liegenden Werte für H:

Entfernungsmessung durch Cepheiden: H = 73,2 +/- 2 km/Mpc pro Sekunde

Beobachtung der kosmischen Hintergrundstrahlung: H = 67,4 +/- 0,5 km/Mpc pro Sekunde

Irgend etwas stimmt da noch nicht....

Auf alle Fälle braucht man nur die Wellenlängenänderungen zu messen und hat ein  Maß für die Entfernung E. Seriöse Astronomen geben aber nie E an sondern nur z....

Warum werden wir später sehen...

Der Mann im Mond ist wieder da....

...er wird gebildet durch Mare Serenitatis (Kopf), Mare Tranquilitatis (Bauch), Mare Nectaris (linkes Bein) und Mare Foecunditatis (rechtes Bein)...

Die Strukturen sind auch mit freiem Auge zu erkennen.

Aufnahme mit 1200 mm Tele heute um 19.13 Uhr

Erdschatten geht auf

Wenn die Sonne unter geht, kann man ihr gegenüber den dunklen Erdschatten über den Horizont kommen sehen. Der obere Rand ist rot aufgehellt, da das rote Sonnenlicht durch die Luft hindurchgelangen kann, während das blaue Licht herausgestreut wird (deshalb ist der Himmel blau und die untergehende Sonne rötlich).

Erdschatten um 18.27 Uhr

Helles Iridium Flare heute in der Abenddämmerung

Bald sind sie Geschichte...aber heute Abend kann man um 19.16 Uhr im Süden oberhalb von Atair im Adler einen hellen Lichtblitz (reflektiertes Sonnenlicht) eines Iridium-Satelliten sehen.

Es ist zwar noch nicht richtig dunkel, aber mit -6,4 mag ist der Blitz deutlich hellers als Venus während ihres Helligkeitsmaximums.

Sternkarte von Stellarium.

Nachtrag: Von Kassle-Wilhelmshöhe aus war nichts zu sehen!

Spaziergang unter dem Kasseler Herbsthimmel

Dieser kleine Spaziergang am Sternenhimmel kann helfen auch an den nächsten beiden sehr klaren Abenden sich am Himmel zu orientieren.

Wer sich genau diesen Anblick so ansehen möchte, sollte nach 21.00 Uhr an den Weg zwischen Rammelsberg und Bergpark kommen (Linie 1 bis Kurhessentherme, dann die Gleise entlang aus dem Wald raus, geradeaus weiter bis zur ersten oder zweiten Bank...).

Blick nach Osten über den Rammelsberg hinweg

Plejaden

Om Osten stehen die helle Capella und der rötliche Aldebaran deutlich sichtbar über dem Horizont, Aldebaran versinkt etwas im Licht der Stadt. Aber die Plejaden fallen auf. Das ist ein offener Sternhaufen, eine Ansammlung junger Sterne, nur 100 Millionen Jahre alt, 445 Lichtjahre entfernt.

Sieht man höher, so fällt das Himmels-W, die Cassiopeia auf. Da drunter steht ein auf dem Kopf stehendes Y, der Perseus. Mit dem Fernglas erkennt man zwischen Casisopeia und Perseus zwei offene Sternhaufen, h und Chi. Rechts davon zieht sich die Sternenkette der Andromeda, die 2,5 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie M31 ist ebenfalls im Fernglas gut zu sehen.

Neben der Andromeda steht das Herbstviereck, Teil des Sternbildes Pegasus.

Aufsuchkarte für die Andromedagalaxie

Nun drehen wir uns weiter nach links und blicken nach Norden, über die Ausläufer des Habichtswaldes hinweg.
Der Große Wagen hat seine tiefste Stellung erreicht. Seine hinteren beiden Kastensterne zeigen auf den genau im Norden stehenden Polarstern, der am Ende der Deichsel des Kleinen Wagens steht. Mit einem Fernglas kann man den mittleren Deichselstern des Großen Wagens gut als Doppelstern erkennen (Mizar und Alkor)

Nun blicken wir weiter nach links direkt über die Wilhelmshöhe, dort steht das Sternbild Herkules  im WNW, da drüber die helle Wega in der Leier.

Links unterhalb der Wega steht Atair, dadrüber das charakteristische kompakte Sternbild Delphin. Der Laserstrahl zeigt auf den hinter den Bäumen stehenden Kassler Herkules, der fast unter dem Himmels -  Herkules steht..

Gleiche Richtung, hoch am Himmel: Deneb im Schwan ist gut zu sehen und mit etwas Glück erkennt man sogar in Kassel das Schimmern der Milchstraße im Sternbild Schwan.
Wega, Deneb und Atair bilden das Sommerdreieck.

Nun drehen wir uns weiter nach links und sehen Richtung Brasselsberg. Der Himmel ist heller geworden, auch stören die Straßenlaternen am Betriebshof der KVG.
Der Laserstrahl läuft durch den Wassermann und dicht am Horizont steht hell leuchtend der Mars.

Nun haben wir uns einmal fast im Kreis gedreht. Die Häuser der nahen Stadt hellen den Himmel stark auf, lediglich die Plejaden kommen noch einigermaßen durch. Der hinter dem Rammelsberg auftauchende Laserstrahl kommt aus dem Stadtzentrum.