Bald ist Walpurgisnacht...

 naja doch noch etwas länger hin...aber wer schon mal Caldener Hexen sehen möchte?

Dietmar Gutermuth hat den Hexenkopfnebel von seiner Sternwarte in Calden fotografiert:

NGC 1909 (IC 2118), der Hexenkopfnebel

NGC 1909 ist ein extrem lichtschwacher Reflexionsnebel im Sternbild Eridanus (Entfernung ca. 900 Lichtjahre), der aus einem sehr alten Supernovaüberrest hervorgegangen sein könnte. Das Licht des sehr hellen Sterns Rigel (rechts im Bild) wird an den Staubmassen reflektiert, bzw. gestreut und lässt diese in bläulicher Farbe erstrahlen.

Wählt man die Bildausrichtung mit Norden nach Unten, wird wunderschön die Silhouette des Hexenkopfes, mit Blick auf Rigel, sichtbar.

Für die Bildaufnahme habe ich mein Samyang 2,0/135mm ausgewählt und schon während des Tages zu Hause die Kamera umgebaut (zur Anpassung an das Auflagemaß) und am Objektiv montiert. Am Abend bin ich dann in die Sternwarte gefahren, habe das Setup seitlich am Teleskop befestigt und mich gewundert, das ich Abschattungen durch den Kuppelspalt im Bild hatte. Dummerweise hatte ich nicht daran gedacht, das ich für diese relativ kurzbrennweitige Optik eine spezielle Halterung benötige. Diese lag natürlich zu Hause. Also, zurück nach Hause und die Halterung geholt, um nicht noch mehr wertvolle Zeit unter klarem Himmel zu verlieren. Zum Glück ist seit meinem Sternwartenumzug der Weg nicht mehr so weit und der Zeitverlust hielt sich in Grenzen. Nach dem Umbau, mit der entsprechenden Halterung, konnte es dann endlich losgehen.

Bei der späteren Bearbeitung der Rohdaten wurde mir einmal mehr klar, wie wichtig eine saubere Hintergrundebnung ist. Trotz der Flataufnahmen hatte ich einen Gradienten im Bild, den ich aber restlos mit der Software GraXpert beseitigen konnte und nur so war es möglich, die schöne Dunkelwolke der Hexe bis ins Detail herauszuarbeiten.

Aufnahmedaten:

Kamera: CCD QSI583ws

Objektiv: Samyang 2,0/135mm @ F2,0

Filter: Astrodon Filtersatz LRGB

Belichtungszeiten: L: 20x90s + 10x20s; RGB: je 6x90s @-25°C Sensortemperatur

Gesamtbelichtungszeit: 1h00m20s

Aufnahmedatum: 13.02.2023

Viele Grüße,

Dietmar Gutermuth

DistantHorizonObservatory, Calden

JWST: Erfolgreiche Temperaturmessung eines Exoplaneten

 Mit dem James Webb Space Teleskop JWST (MIRI) ist es nun erstmal gelungen, die Oberflächentemperatur eines erdgroßen Gesteinsplaneten zu messen.

Es ist der Exoplanet Trappist -1b.

Das erste Bild zeigt das Verfahren: Mit einem IR-Filter (13500 nm bis 16600 nm) registriert man das Licht von Stern und Planet während des Umlaufs. Die Gesamthelligkeit (und nur die ist bestimmbar) sinkt wenn der Planet hinter dem Stern steht.

Daraus kann die Stärke der Strahlung bei dieser Wellenlänge gemessen werden. Das ergibt mit den Strahlungsgesetzen die Oberflächentemperatur.

Zur Kontrolle wurden die Messungen bei 12500 nm wiederholt.

Im zweiten Bild sieht man eine Temperaturskala. Oben stehen die gemessenen Temperaturen von Erde, dem Planet und Merkur. Unten sieht man die Planetentemperaturen für zwei Modelle:

Sehr geut passt ein Modell für eine gebundene Rotation (der Planet zeigt seinem Stern immer die gleiche Seite, dadurch gibt es keinen Wärmeaustausch) bei einer atmosphärenfreien dunklen Oberfläche.

500 K entsprechen etwa 230°C.

Lässt man eine Planetenrotation zu, so kühlt sich die Oberfläche auf 125°C ab.

Merkur bekommt von unserer Sonne 1,6 mal mehr Energie als Trappist 1b von seinem Stern.

credit: ESA/NASA/CSa/JWST

12 neue Jupitermonde entdeckt

 Scott S. Shepard von der  Carnegie Institution of Science hat die Entdeckung von 12 neuen Jupitermonden bekannt gegeben. Damit besitzt der Gasriese nun 92 bekannt Monde.

Die Geburt eines Galaxienhaufens

Embargo bis 17.00 Uhr

Seit langem wird der Proto-Galaxienhaufen (Haufen in Entstehung) "Spinnennetz-Haufen" untersucht. Er bildet sich 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall und ist somit der jüngste bekannte Galaxienhaufen.

Nun haben Luca Mascole (Uni Triest) und seine Mitarbeitenden erstmals riesige heiße Gaswolken von etwa 20 Millionen Grad in und um diesen Haufen nachgewiesen. Bisher ist das nur bei nahen Galaxienhaufen gelungen, die schon lange im stabilen Endstadium angekommen sind.

Sie haben mit dem thermischen SZ-Effekt gearbeitet (Sunyaev-Zeldovich-Effekt), den ich ausführlich im Post vom 22.1.23 beschrieben habe:

https://astronomiekassel.blogspot.com/2023/01/wenn-galaxienhaufen-verschwinden.html

SZ-Effekt

Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung gewinnen durch den Stoß mit den sehr schnellen Elektronen des Gases Energie und fliegen mit kürzerer Wellenlänge weiter. Beobachtet man das heiße Gas bei der richtigen Wellenlänge, so wirft es einen Schatten auf den kosmischen Hintergrund. Daraus kann man Masse, Form und Temperatur bestimmen.

Da man also die Mikrowellenstrahlung des kosmischen Hintergrundes untersuchen muss, um den Schatten zu entdecken, wird das Mikrowelleninterferometer ALMA auf 5100 m in Chile eingesetzt.

Im Bild des Haufens, vom HST angefertigt, sind die Umrisse dieser Wolken in Blau eingezeichnet.

Im Video ist der Entstehungsprozess des Schattens schön animiert.

credit: ESO/HST/Mascolo

Können Galaxien Masern bekommen?

 Ja...seht das Bild an...

Aber die roten Flecken bei dieser 110 Mill. Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 5486 sind die Gase von Sternentstehungsgebieten.

credit: ESO

Der MoMo, der Montags Mond

 Aufgenommen am Montag um 19.35 Uhr:

Zu sehen ist die Geländestufe Rupes Altai und das Rheita Tal.

Hat Venus einen Mond?

 Blick durchs Küchenfenster um 19.30 Uhr...

Nein, es ist eine Spiegelung im Mehrfachglas  des Fensters..., wie die Kontrollaufnahme draußen zeigt...

Auf der ist im Original auch Uranus links oberhalb der Venus zu sehen.

HST blickt auf Jupiter und Uranus

 Vier Aufnahmen von Jupiter und Uranus durch das Hubble Space Teleskop HST sind jetzt veröffentlicht worden.

Bilder Uranus:

In 84 Jahren rollt der Planet über seine Bahn, da die Rotationsachse nur um 7° gegen die Bahnebene geneigt ist. Wir sehen also immer abwechselnd auf den Nord- und den Südpol.

2014: Seit 7 Jahren steht die Sonne über dem Äquator.  Die Ringe erscheinen leicht geöffnet, zahlreiche weiß leuchtende Stürme aus Methaneis sind zu sehen.

2022: Die Ringe sind fats geöffnet, der Nordpol ist unter eine großen Dunstschicht verborgen.

Bilder Jupiter:

2022: Eine Folge von Wirbelstürmen prägt den Rand eines Wolkenbandes. Der Vulkanmond Io wirft links seinen Schatten auf die Wolken des Jupiter.

6.1.23: Deutlich ist nun der gigantische Wirbelsturm GRF zu sehen, der Große Rot Fleck. Immer noch gigantisch, aber so klein wie seit 150 Jahren nicht.

Dr große Mond Ganymed (größer als Merkur) steht über den Wolken.

Die Planetenscheibe erscheint deutlich kleiner, da Jupiter inzwischen 130 000 km weiter entfernt ist als im Dezemberbild.

credit: ESA/NASA/HST/STSi

MINT Ferien Hessen: Auch mit Astronomie

 In den ersten beiden Sommerferienwochen veranstaltet FutureSpace in Kooperation mit dem Hessischen Kultusministerium und Jugend forscht eine Freizeit mit Angeboten auch in Astronomie.

MINT-Ferien-Hessen

Der FutureSpace in der Wilhelmsstr2 und das Schülerforschungszentrum Nordhessen SFN in der Parkstr.16 öffnen im Sommer wieder die Tür für die MINT-Ferien-Hessen 2023!

In weit über 50 Angeboten von Workshops über Vorträge bis hin zu Exkursionen können Schülerinnen und Schüler ab 12 Jahren rund um die Bereiche Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT) aktiv mitmachen und forschen.

Die MINT-Ferien-Hessen 2023 findet vom 24.07-05.08.23 auch in Kassel statt. Interessenten können sich unter ferien.futurespace.org informieren und anmelden.

Neben den Angeboten zum Mitmachen können auch eigene Projekte erstellt und daran gearbeitet und geforscht werden. Darüber hinaus können die Jugendlichen auf  Wettbewerbe vorbereitet werden.

Besondere Angebote mit Dolmetscher gibt es auch für Jugendliche, die einen Flüchtlingshintergrund haben (Ukraine, Syrien). Vielleicht bilden sich auch  internationale Projektgruppen. 

Ziel der Ferienfreizeit ist es, die jungen Menschen für den MINT-Bereich zu begeistern und einen Raum für den Austausch und die Vernetzung im Bereich Wissenschaft und Gesellschaft abseits der Schule anzubieten.

Die MINT-Ferien-Hessen 2023 sind eine Kooperation zwischen dem hessischen Kultusministerium, dem FutureSpace und Jugend forscht, sowie den teilnehmenden Schulen und Schülerforschungszentren. Hessenweit finden die MINT-Ferien an 16 Standorten statt.

Strukturlos, klein, fast durchsichtig

 ...ja es gibt sie auch, die unscheinbaren strukturlosen Zwerggalaxien.

Diese hier, LGCA 302, liegt 26 Millionen Lichtjahre entfernt und besteht fats nur aus einem Sternenband. Fast wie Innereien sehen die rötlich leuchtenden Gaswolken zwischen den Sternen aus...

credit: HST/NASA/ESA

Mal wieder Glück gehabt...

 Am Samstag gab es immer wieder einen Wechsel zwischen blauem Himmel und starker Bewölkung. Auch am Abend.

Um 19.12 Uhr konnte ich Venus und Mond fotografieren.

Bild 1: Venus und Mond bevor die nächste Wolkenfront kommt.

Bild 2: Mond im 600 mm Tele, nachvergrößert. Man achte auf die beiden schon beleuchteten Bergspitzen am unteren Sichelende.

Bild 3: Längere Belichtung zeigt auch während der Dämmerung den Erdschein.

Achtung: Sternenführung heute auf dem Dörnberg

 Bei wolkenfreiem Himmel macht Mark Woskowski  wieder eine Sternenführung auf dem Dörnberg, mit der Möglichkeit auch durch ein Fernrohr zu sehen.

Treffpunkt ist 20 Uhr am ersten Parkplatz auf dem Dörnbergplateau.

Planetarium und Museum: Ein neuer kleiner Lichtblick

 

Steht am Samstag in der HNA

Naja, dann war das Planetarium fast ein Jahr geschlossen...und Museum bleibt noch unbestimmt...

Eine kosmische Qualle mit ihren Tentakeln

 Diese neue Bild vom HubbleSpaceTeleskop HST zeigt gleich zwei Besonderheiten:

Unten sehen wir eine flache Spiralgalaxie JW 100  (Entfernung 800 Millionen Lichtjahre), aus der Gase streifenförmig austreten, in denen sich neue Sterne bilden. Das sieht aus wie die Tentakel einer Qualle.

Wie entsteht das? 

Die Galaxie ist Mitglied in einem Galaxienhaufen, der auch viel intergalaktisches Gas enthält. Ihre Bewegung durch diese Gas führt zu einem Staudruck, der das Galaxiengas entgegen der Bewegungsrichtung herausdrückt.

Die hellste Galaxie dieses Haufens steht oben im Bild, IC 5338. Deutlich sieht man, dass sie zwei kerne hat, das sind sozusagen die Innereien eines Verschmelzungsprozesses zweier Galaxien.

Die hellen Punkt im Außenbereich sind Kugelsternhaufen.

credit: ESA/NASA/HST

Mond und Venus am Donnerstagabend

 Auf der Heimfahrt vom Vortrag am Donnerstag merkte ich, dass einige Sterne durch eine dünne Wolkenschicht durchkamen. In Kirchditmold konnte ich dann um 20.00 Uhr mit dem Handy die 2 Tage alte Mondsichel mit der darüberstehenden Venus fotografieren.

Stabiliät von Planetensystemen 2: Nichtstabile Systeme

 2.Viralsatz bei nicht stabilen Systemen

Üblicherweise wird der Virialsatz nur bei stabilen gebundenen Systemen angewendet (bzw. man tut so, als würde das der Fall sein).

Es gibt aber auch einen interessanten Fall, wenn das System nicht gebunden ist.

Nehmen wir an, wir haben n Körper (Planeten, Sterne in einem Haufen), davon sind j Körper entwichen.

Das geht, wenn sie die Fluchtgeschwindigkeit relativ zum Schwerpunkt des Systems erhalten haben. Das kann durch Stöße oder einfach gravitative Wechselwirkungen passiert sein.

Dann lautet der neue Virialsatz:

Die doppelte Gesamtenergie des gebundenen Restsystems ist so groß wie die doppelte kinetische Energie alle verloren gegangenen Körper.

Für solche Systeme lässt sich auch ein Stabilitätskriterium entwickeln:

Das nennt man die Sundman´s Ungleichung:

kinetische Energie > L² / 2I, dabei ist L der Gesamtdrehimpuls und I das gesamte Trägheitsmoment des Systems.

Unser Sonnensystem  hat zur Zeit gute Chancen für Stabilität, denn Gesamtenergie und Drehimpuls sind positiv. Das Trägheitsmoment darf nicht zu klein sein. Das passt aber, wie man leicht überprüfen kann.

Trotzdem, durch Stöße untereinander, kann ein Teilsystem immer kollabieren.

Auch langfristig gesehen sieht es nicht gut aus:

Die Sonne wird expandieren, die inneren Planeten verschlucken.

Auch führt der abgegebene Sonnenwind zu einem Drehimpulsverlust, der sich langfristig durchaus auswirken kann.

Auch sind nahe Vorübergänge von Sternen zu erwarten.

Ich habe mal vor Jahrzehnten so etwas simuliert.

Die Sonne erhält zusätzlichen Impuls, nimmt aber ihre Planeten mittelfristig mit, allerdings tauchen Störungen bei den Planetenbahnen auf.

An den Abbildungen sieht man, dass das lange her ist...es gab nur 9 - Nadel -Drucker...

Das erste Bild zeigt das Planetensystem mit vorbeifliegendem Stern, der die Sonne mit Planeten ablenkt.

Das zweite Bild zeigt alles, aber auf die Sonne bezogen. Da erkennt man schön, zumindest die kurzzeitigen, Änderungen der Planetenbahnen.

Simulationen über Millionen Jahre Echtzeit waren damals nicht möglich.

In den nächsten Posts zeige ich, wie Planeten einen stabilen Tanz aufführen können.

Verpasst?

 Mal wieder ein Bild von einem meiner  Vorträge
...Abschlussvortrag über Kometen, Wasser und Leben am Weltwassertag im FutureSpace.

Heute abend geht es um 18.00 Uhr über Dunkle Materie. Mehr Infos früherer Post.

JWST: Staubige heiße Luft auf Exoplanet

 Das James Webb Space Teleskop JWST hat den 40 Lichtjahre entfernten Planeten VHS 1256 b näher untersucht.

Er umkreist zwei eng beieinander stehende Sterne in 10 000 Jahren mit einem Abstand der vierfachen Plutoentfernung zu Sonne  (24 Milliarden km). Durch diesen großen Abstand kann das Planetenlicht direkt untersucht werden, wenn man die hellen Sterne abdeckt.

Somit konnten Spektren im nahen und mittleren Infrarot aufgenommen werden.

Eindeutig zeigen sich Silikatkörner von Staub- bis Sandgröße.

Der Planet dreht sich in 22 Stunden, dabei steigen heiße Silikatgebiete auf und sinken abgekühlt wieder ab. Am oberen Rand der Atmosphäre haben sie etwa 870°C.

Dabei ändert sich auch die Helligkeit des Planeten deutlich.

Daneben sind noch Wassermoleküle, Methanmoleküle und CO nachgewiesen worden. Hinweise auf Kohlendioxid gibt es auch.

Bild 1: Künstlerische Darstellung des Planeten mit seinen beiden Sternen im Hintergrund.

Bild 2: Infrarotspektrum des Planetenlichtes

credit: NASA/ESA/CSA/JWST

Was sind (elektrische) Felder?

...so lautet der neue Post meiner Reihe: Extrafutter auf meiner Homepage www.natur-science-schule.info.

Viele Erkenntnisse dazu haben wir Richard Feynman zu verdanken.

Hier der direkte Link:

https://www.natur-science-schule.info/post/was-ist-eigentlich-ein-elektrisches-feld

Zum Feld

Breaking News: Kosmische Schuttwolke

Embargo bis 21.3., 14.00 Uhr 

Am 26.9.22 knallte die Raumsonde DART in den Asteroiden Diomorphos und setzte riesige Mengen an Schutt frei (siehe früherer Posts, Label  DART).

Damit wollte man sehen, wie gut man Asteroiden aus ihrer Bahn ablenken kann (das war sehr erfolgreich!) und Material aus dem ursprünglichen Sonnensystem aus dem Inneren freisetzen und analysieren.

Alle vier großen 8,4 m Teleskope des VLT haben danach für einen Monat lang die Schuttwolke beobachtet (der Asteroid und auch sein Begleiter waren bei 11 Mill km Entfernung nicht auflösbar).

Am Anfang war die Farbe der  Schuttwolke bläulich, was auf sehr feine Staubteilchen hinweist. Später gab es Klumpen, Spiralen und einen langen vom Sonnenwind angetriebenen Schweif, wie bei einem Kometen. Die Farbe wurde rötlicher, was auf größere Teilchen hinweist.

Mit dem Spektrographen MUSE  suchte man nach Atomen und Molekülen, fand aber weder Sauerstoff noch Wasser.

Um Informationen über die Oberflächenstruktur zu erhalten wurden Polarisationsmessungen des Lichtes durchgeführt. Mit dem Impakt sank der Polarisationsgrad stark ab, was auch auf feinen Staub auf der Oberfläche hindeutet.

Das wird sehr schön in dem Video der ESP dargestellt.

Die Bilderserie zeigt Aufnahmen, beginnend am 26.9.22, kurz vor dem Impakt, bis zum 25.10.22. Die querverlaufenden dicken Striche sind Sternstrichspuren, denn die Fernrohre wurden der Asteroidbewegung am Himmel nachgeführt.

siehe auch Post vom 7.3.

credit: ESO/Opitom et al

Wo kommt unser Wasser her?

 Am Mittwoch, 22.3. ist Weltwassertag. Deshalb widmet sich der FutureSpace am Mittwoch von 10 bis 19 Uhr komplett dem Thema Wasser.

Es gibt zahlreiche Experimentierstationen, eine Wasserbar, eine Minikläranlage und vieles mehr.

Am Abend, um 18.00 Uhr halte ich einen Vortrag:

Kometen - Bringer von Wasser und leben?

Der Vortrag wird nicht gestreamt, man muss also in die Wilhelmsstr.2 kommen.

Großes schwarzes Loch in der Sonnenkorona

 ...nein kein Schwarzes Loch, sondern ein koronales Loch, ein coronal hole.

Normalerweise sind die Magnetfeldstrukturen in der Korona geschlossen und halten das heiße Plasma fest.

Öffnet sich aber das Magnetfeld, kann nicht nur Plasma als starker Sonnenwind abströmen, sondern Temperatur und Dichte sinken in diesem Bereich auf 1% der Umgebung.

Der Sonnenwindstrom wird die Erde am 23. und 24.3. erreichen. Vielleicht gibt es wieder starke Polarlichter?

Die tiefere Temperatur sorgt für eine geringere Abstrahlung von Röntgenstrahlen und deshalb sind diese Bereiche im Röntgenlicht und kurzwelligem UV dunkel.

Aufnahme am Montag um 20.47 Uhr

Das zweite Bild zeigt eine Weißlichtaufnahme, auf der linken Seite sind einige fette Sonnenflecken mit starken Magnetfeldern aufgetaucht. Vergleiche mit dem Post vom 18.3.

Das letzte Bild zeigt die Magnetfeldstruktur in einem koronalen Loch (wikipedia common)

credit: SDO

Die dunkle Macht der Gravitation

Die Vortragsreihe über Kosmologie geht weiter..

Am Donnerstag, 23.3. spricht KP Haupt über die Dunkle Materie: Was bewirkt sie? Woher wissen wir, dass es sie geben muss? Woraus besteht sie? Wie kann man das nachweisen?

Der Vortrag wird auch live gestreamt:

https://t1p.de/kosmologieXI

oder den Link zum Video anklicken.

Anschließend ist er, wie auch die vorherigen Vorträge, mit Folien auf www.natur-science-schule abrufbar.

Nun beginnt der (astronomische) Frühling

 Heute um 22.24 Uhr steht die Sonne im Frühlingspunkt, d.h. auf ihrer Himmels-Jahresbahn, der Ekliptik, wandert sie von unten kommen über den Himmelsäquator hinweg.

Früher war dies sehr oft am 21.3. der Fall, zum letzten Mal 2012. In Zukunft wird das nicht mehr der Fall sein.

Der Grund liegt in unserer Zeitrechnung:

Ein Jahr dauert 365 Tage, 5 Stunden und 49 Minuten. Alle vier Jahre kommt ein Schalttag dazu. Aber 5h49m * 4 ergibt 23h16m, also weniger als ein Tag. Deswegen fallen z.B. 1900 und 2100 die Schalttage aus. Trotzdem aber bleibt ein Unterschied, der dafür sorgt, dass der Frühlingsanfang auf den 19.3. zuläuft.

Das führt aber nicht zur Verschiebung der Jahreszeiten. Dazu ist eine physikalische Veränderung der Orientierung der Erdachse notwendig. Das gibt es in der Tat auch, man nennt es die Präzession: In rund 26 000 Jahren beschreibt die Erdachse einen Kreis um die Senkrechte zur Erdbahn. Das bedeutet, dass jedes Jahr die Jahreszeiten physikalisch gesehen 20 Minuten früher anfangen: In 13 000 Jahren haben wir im Dezember auf der Nordhalbkugel Sommer, wenn wir nicht unseren Kalender entsprechend anpassen.

Oft hört man auch, dass am Frühlingsanfang Tag- und Nachtgleiche sei.

Auch das ist falsch:

In Kassel geht heute die Sonne um 6.26 Uhr auf und um 18.33 Uhr unter, das sind 12h07m Tag.

Die Tag- und Nachtgliche war  am 18.3. mit einem SA um 6.30 Uhr und einem SU um 18.30 Uhr.

Die Ursache ist die Festlegung des SA: Der obere Rand der Sonne muss über den Horizont treten. Beim SU muss der obere Rand der Sonne hinter dem Horizont verschwinden. Die Lage der Sonne bezüglich des Frühlingspunktes wird aber mit dem Mittelpunkt der Sonnenscheibe festgelegt.

Nun hängt es von der Neigung der Ekliptik am Himmel ab, wie langsam sich die Sonnenscheibe über den Horizont schiebt.

In Kassel ist es der 18.3., in Mallorca der 16.3. , in Namibia der 12.3., dicht am Erdäquator (5° Breite) der 24.2. und  am Äquator passiert es nie, dass Tag- und Nacht gleichlang sind. Am Erdäquator ist die Tageslänge immer 12h 06m und die Nacht entsprechen  11h54m.

Das letzte Bild (wikipedia) zeigt die Lage von Himmelsäquator und Ekliptik an der Himmelskugel.

Im Sommerhalbjahr steht die Sonne auf dem Teil der Ekliptik der oberhalb des Himmelsäquators liegt.

Und da der Himmelsäquator für einen festen Ort auf der Erde immer die gleiche Neigung am Himmel hat, steht somit die Sonne höher...es ist Sommer.

Sternkarte: Stellarium

Abendgruß mit Abendstern

 Die Wolkenlücke im Westen wurde immer größer... da konnte ich um 19.21 Uhr wenigstens einen Abendgruß mit Venus über der Wilhelmshöher Alle aufnehmen. Jupiter war gerade am untergehen.

Stabilität von Planetensystemen 1: Virialsatz

 In dieser neuen Postserie geht es nicht nur um die Stabilität von Planetensystemen, sondern von allen Massenansammlungen wie Sternhaufen oder auch Galaxienhaufen.

Wir werden den Virialsatz kennenlernen, der auch bei der "Entdeckung" der Dunklen Materie in Galaxienhaufen durch Zwicky eine große Rolle gespielt hat.

Wenig bekannt, aber viel wirkungsvoller ist das Theorem von Sundman.

Und faszinierend sind Spezialfälle, bei denen die Planeten Figuren tanzen: kosmische Choreographie....

1. Der Virialsatz:

Der Virialsatz wurde von Rudolph Clausius 1870 in der Thermodynamik aufgestellt. Er fidnet ab in allen Systemen, die durch Kräfte gebunden sind, Anwendung:

In einem abgeschlossenen stabilen System, in dem eine mit dem Quadrat der Entfernung abnehmende Kraft vorkommt (F~1/r², wie beim Coulombschen Gesetz oder dem Gravitationsgesetz, also ein zu 1/r proportional abnehmenden  Potenzial), ist die kinetische Energie halb so groß wie die negative potenzielle Energie bzw. die potenzielle Energie ist gleich der doppelten negativen kinetischen Energie.

Damit kann man also potenzielle Energien ausrechnen, wenn man kinetische Energien kennt.

Der Energieerhaltungssatz ist nicht beweisbar, es ist ein Erfahrungssatz, der in der Quantenwelt sogar verletzt ist.

Den Virialsatz dagegen kann man aus grundlegenden Prinzipien der Natur herleiten.

Dann erhält man:

2Wkin = p*Wpot

Der Faktor p wird durch das System bestimmt. Für Systeme, die durch Gravitation bestimmt sind, ist p = -1!

Bei einer Feder ist p=2.

Bis zum nächsten Post kann man sich ja überlegen, welche Bedeutung der Virialsatz für eine Feder hat....

Eine andere Hinführung zum Virialsatz  (ausgehend vom Modell des Wasserstoffatoms) steht in meinem Beitrag 

"Der Virialsatz: Grundlegender als die Energieerhaltung" auf meiner Homepage:

Virialsatz

In dieser Unterseite findet man auch Beiträge zu den newtonschen Gesetzen und den Erhaltungssätzen.

...wird fortgesetzt...

                                                      Rudolph Clausius (1822-1888, wikipedia)

Die Ruhe trügt...

 Blickt man zur Zeit auf die Sonne, sieht man nur einen Sonnenfleck...das beim Ansturm auf das Maximum?

Der optische Anblick täuscht.

Die weißen Flecken, am dunkleren Randbereich gut zu sehen, sind Sonnenfackeln, heißere Gebiete in  der höheren Chromosphäre.

Das zweite Bild zeigt das aktuelle Magnetogram von heute. Unterschiedlich gepolte Magnetfelder sind mit schwarzer und weißer Farbe markiert.

Da erscheint die Sonne richtig aktiv.

(Wie diese Magnetogram hergestellt werden, habe ich in einer Postserie vom 11. bis 15.1 erklärt.)

Die Magnetfelder sind die eigentlichen Aktivitätsanzeiger.

Das letzte Bild zeigt die Sonne bei einer Wellenlänge von 28,4 nm. Hier sehen wir die Korona bei etwa 2 Millionen Grad.

Man erkennt, dass sich die magnetischen Aktivitäten bis in die Korona auswirken.

credit: SOHO/NASA

JWST: Ein sterbender Stern

 Bevor ein massereicher Stern zu einer Supernova wird, also durch einen Gravitationskollaps explodiert, stößt er seine äußeren Hüllen ab und legt den riesigen heißen Kern frei.

Das nennt man einen Wolf-Rayet-Stern, WR-Stern.

Das James Webb Space Teleskop JWST hat den 15 000 Lichtjahre entfernten Wolf-Rayet-Stern WR 124 bei mehreren infraroten Wellenlängen fotografiert. Im Halo aus Gas und Staub ist über  Verwirbelungen wegströmende Wolken die Wirkung  mehrfache Ausbrüche  sichtbar.

Der Stern hat jetzt noch 30 Sonnenmassen, etwa 10 Sonnenmassen hat er schon weggeschleudert.

WR-Sterne sind wichtige Staubproduzenten. Staub, der für die Planetenbildung zusammenklumpt oder als Träger für die Bildung komplizierter Moleküle dient.

credit: NASA/ESA/CSA/JWST

Ein seltenes Meeting

 Mit dem Hubble Space Teleskop HST sind drei Galaxien fotografiert worden, die alle innerhalb eines Umkreises von weniger als 5 0 000 Lichtjahre Abstand stehen.

Das ist für Galaxien sehr wenig.

Das Trio ist etwa 1 Milliarden Lichtjahre entfernt.

Die drei Galaxien werden verschmelzen. Vielleicht bilden sich so die BCGs (Brightest Cluster Galaxies), die hellsten Galaxien eines Galaxienhaufens, die auch für Entfernungsmessungen eine große Bedeutung haben.

credit: ESA/NASA/HST

Heute im FutureSpace

 ...war der Experimentalvortrag von Mark Woskowski über Spektren.

Mal wieder die ISS sehen?

 Dann bietet sich in den nächsten Tagen sowohl vom Wetter her als auch von den Überflügen einige Gelegenheiten:

Freitag: 19.25 Uhr bis 19.30 Uhr

    dicht am Horizont von S nach O

Samstag: 19.25 Uhr - 19.43 Uhr

   von SW bis O, nicht allzu hoch

Sonntag: 19.25 Uhr bis 19.32 Uhr

  von SW bis O

Wintersternbilder im Satellitenblitzlicht

 Am Mittwochabend nahm ich um 19.40 Uhr auch die Wintersternbilder von der Westseite des Rammelsberges auf.

Auch Mars war  gut zu sehen, obwohl er deutlich lichtschwächer geworden ist.

Im Bild ist auch die Spur eines Satelliten zu sehen (Belichtungszeit 8 sec).

Eine halbe Minute vorher stand er rechts oberhalb der Gürtelsterne. Mitten in der Spur wird er plötzlich für weniger als eine Sekunde heller.

Das muss ein sogenannter Satellitenflare gewesen sein (früher Iridium-Flare, benannt nach den Satelliten, die fast täglich so einen Flare hatten).

Was passiert da? Für einen kurzen Moment reflektiert der Satellit das Sonnenlicht in Richtung des Beobachters und kann dabei heller als die Venus werden.

Das ist im dritten Bild zu sehen.

Die Iridiumsatelliten sind dann abgeschaltet worden. Sie torkeln jetzt auf ihren Bahnen und deshalb sind diese Iridiumflares nicht vorhersagbar, sie treten aber noch immer auf.

Venus noch lange abends zu sehen

 Venus hat sich weiter von der Sonne entfernt. Mit der Sonne ist sie auch weiter Richtung Westen gewandert. Die Aufnahme (vom Westrand des Rammelsberges Richtung Wilhemshöhe) entstand um 19.38 Uhr.

Jupiter war da schon länger untergegangen. Venus ist dagegen noch bis nach 21.00 Uhr zu sehen gewesen.

Blick in den Tarantula-Nebel

 In der Großen Magellanschen Wolke steht mit einem Durchmesser von über 2000 Lichtjahren eines der größten Sternentstehungsgebiete in der lokalen Galaxiengruppe. Es ist deshalb trotz der Entfernung von 161 000 Lichtjahren schon in kleinen Fernrohren gut zu sehen.

Die neueste Aufnahme des Hubble Space Teleskops zeigt turbulente Gas- und Staubwolken mitten in jungen Sternen.

Besonders massereiche sehr heiße Sterne ionisieren das Wasserstoffgas, so dass es beim Wiedereinfangen der Elektronen zum Leuchten kommt.

credit: ESA/NASA/HST

Eine Riesen-Wumms auf der Sonnenrückseite

 Ein gewaltiger koronales Massenausbruch (CME) fand am Montag früh auf der Rückseite der Sonne statt.

Nur alle Jahrzehnte kommt so ein gewaltiges Ereignis vor. Mit über 3000 km/sec fliegt die Koronamaterie (ausgelöst durch Magnetfelder) von der Sonne weg.

Wir haben Glück gehabt...

Das helle Objekt in der gif-Animation, aufgenommen mit dem Koronographen  des Satelliten SOHO, ist Merkur.

Das NASA Modell zeigt die Flugrichtung der Eruption an.

credit: SOHO/NASA