Stabilität von Planetensystemen 4: Die auf dem Gummiband kreisen

 Fortsetzung vom 19.3., 23.3. und 1.5.

Gemeinsame Bewegung von drei Massen auf einer Linie

Die drei Positionen, die zu einer gemeinsamen Bewegung führen, heißen auch Eulersche Punkte.

Das Beispiel zeigt drei Massen mit einem Zehntel der Erdmasse, der Mondmasse (1/81 der Erdmasse) und der halben Mondmasse.

Alle drei Massen unterliegen einer Zentralkraft und haben die gleiche Umlaufszeit um den Schwerpunkt des Systems. Wenn sie also um den Schwerpunkt wandern, dann bleiben sie auf dieser Linie. Ihre Abstände zum Schwerpunkt verändern sich, nicht aber die Verhältnisse der Abstände.

Das sieht so aus, als würde ein rotierendes Gummiband vorliegen, an dem die Massen festgeklebt sind.

Damit dass funktioniert, benötigt man noch bestimmte Anfangsbedingungen zur Richtung und Größe der Startgeschwindigkeit.

credit: U. Walter, Astronautics

wird fortgesetzt...

Ein kleines Feuerrad über Calden

 NGC 3184, die kleine Feuerradgalaxie

Zum Start der Galaxiensaison habe ich den ASA-Reducer vom meinem Instrument abgebaut und gegen den ASA-Korrektor ausgetauscht. Die Brennweite meines 12" Newton-Cassegrain im Primärfokus "wächst" damit von 1340mm auf 2070mm an.

Als erstes Objekt habe ich mir für dieses Jahr die Balkenspiralgalaxie NGC 3184 ausgewählt. Sie wird auch als kleine Feuerradgalaxie bezeichnet und hat eine gewisse Ähnlichkeit mit ihrem großen Verwandten M101.

Die lange Brennweite ist zwar ideal für derart kleine Targets, doch ich musste mich erst einmal wieder an die größeren Sternenscheibchen und die etwas größere Guidingtoleranz gewöhnen.

Es werden halt nicht nur die Objektdetails, sondern auch die atmosphärischen Einflüsse stärker vergrößert.

NGC 3184 steht im Sternbild Großer Bär in ca. 27 Millionen Lichtjahren Entfernung. Sie hat sehr schöne ausgeprägte Spiralarme, deren Verlauf man fast bis in den Kern hinein verfolgen kann. Diese enthalten etliche winzige H-alpha-Knötchen und es lohnt sich u.U. weitere Belichtungszeit in zusätzliche Schmalbandaufnahmen zu investieren.

Leider stiehlt ihr der 6,5 mag helle Stern GR UMa etwas die Show und lenkt das Auge bei der Betrachtung des Bildes weg von der Galaxie. Dennoch war diese schöne Face-on-galaxy für mich ein würdiger Einstieg in die diesjährige Galaxiensaison.

Aufnahmedaten:

Instrument: 12" Newton-Cassegrain NCT300 (Eigenbau) im Primärfokus mit ASA-Korrektor bei f=2070mm

Kamera: CCD QSI583wsg

Guiding: Lodestar Pro am OAG

Filter: Astrodon LRGB-Filtersatz

Belichtungszeiten: L 18x600s; RGB je 4x600s @-25°C Sensortemperatur

Gesamtbelichtungszeit: 5h00m

Lieben Gruß,

Dietmar Gutermuth

DistantHorizonObservatory, Calden

Blick in einen Galaxienhaufen

 Mit dem Hubble Space Teleskop HST gelang diese Aufnahme des Galaxienhaufens ACO S520 im Sternbild Maler.

Zahlreiche große elliptische Galaxien, eine sogar mit zwei Zentren, prägen den Haufen. Rechts steht noch eine ringförmige Galaxie.

Links stehen zwei Sterne unserer Galaxis, erkennbar am Beugungsmuster der Teleskopstruktur.

credit: HST/NASA/ESA

Schräger Blick auf den Vollmond....

 Heute (Freitag) Abend gegen 19.34 Uhr hat der Mond seine Vollmondstellung erreicht. Gegen 0.20 Uhr in der Nacht  vom Donnerstag auf Freitag habe ich ihn fotografiert.

Links am Rand sind man noch einige Kraterstrukturen. Sehr auffällig ist aber, dass das Mare Crisium sehr dicht am Rand der Sonnenscheibe steht.

Das ist eine Folge der sog. Libration. Wir schauen zur zeit etwas mehr auf der linken Seite der Mondkugel "um die Ecke".

Das habe ich alles im Blog schon oft erklärt, mit der Suchmaschine Libration oder Mare Crisium eingeben und man sieht auch andere Blicke auf den rechten Mondrand.

Sehr schön sieht man wieder die hellen Kraterwände von Aristarchus und den dunklen Kraterboden von Grimaldi.

Mond bei Spica

 Am Mittwochabend stand der fast volle Mond recht dicht oberhalb vom Stern Spica in der Jungfrau.

Die Aufnahmen entstanden am 3.5. um 21.57 Uhr.

Sternenhimmel im Mai 23

 Im Westen viel Neues…

Der Sommer naht und im Mai muss man schon bis nach 22 Uhr warten, wenn man auch lichtschwächere Objekte am Himmel sehen will.

Aber zum Glück bietet der Himmel im Westen ein interessantes Schauspiel:

Venus dominiert als heller Abendstern den Himmel. Sie steht inzwischen im Sternbild Zwillinge. Oberhalb der Venus findet man die beiden hellsten Sterne der Zwillinge: Pollux und Castor.

In der Monatsmitte steht Mars mit ihnen auf einer Linie.

Mars schiebt sich langsam weiter nach links. Ursache ist hauptsächlich die Bewegung der Erde um die Sonne. Die spiegelt sich am Lauf der Sonne wieder, die fast doppelt so schnell wie Mars ebenfalls Richtung Osten nach links läuft und ihn bald einholen wird.

Dann ist Mars für eine Weile nicht mehr beobachtbar.

Venus wird bis Ende Mai ebenfalls weiter nach links (Osten) laufen, dann in einem größeren Bogen umkehren und wieder Richtung Sonne wandern. Da die der Venus entgegenkommt, endet dann auch schnell die Zeit der Venus als Abendstern.

Ab dem 21.5. sieht man tief im Westen die sehr schmale Sichel des Mondes.

Der Mond wandert ebenfalls Richtung Osten. Am 22.5. steht er mit Mars und Venus auf einer Linie (siehe Sternkarte). Am 23.5. steht er über der Venus und am 24.5. oberhalb von  Mars.

Diese schnelle Bewegung wird durch den Umlauf des Mondes um die Erde erzeugt.

Während die Sonne durch die Erdbewegung scheinbar einmal im Jahr am Himmel um uns herum zu laufen scheint, macht der Mond das in weniger als einem Monat. Deshalb ist er so schnell am Himmel.

Bei der Umkreisung der Erde sehen wir immer mehr von der sonnenbeschienenen Seite des Mondes. Wir sagen, seine Phase, seine Sichelgestalt nimmt zu. Am 27.5. ist dann die Halbmondstellung erreicht.

Welche Sternbilder sieht man noch, wenn es etwas dunkler geworden ist?

Im Südwesten  läuft der Löwe mit dem Kopf voran Richtung Horizont, und über allem thront der Große Wagen, dessen Kasten auf Mars und Venus hindeutet.

Weiter rechts im Nordwesten, steht der helle Stern Capella, etwa auf der Höhe der Venus, gut sichtbar am Himmel.

Wer die Deichsel des Großen Wagens verfolgt und den Bogen weiterführt, wird auf den rötlich leuchtenden Stern Arkturus im Bootes kommen und weiter dann zu Spica im Sternbild Jungfrau.

Blickt man am 25.5. gegen 22.30 Uhr Richtung Nordosten, so kann man erstmalig das Sommerdreieck aus Wega (Sternbild Leier), Deneb (Sternbild Schwan) und dicht am Horizont Atair (Sternbild Adler) sehen.

Nun ist der Sommer nicht mehr aufzuhalten.

Sternkarte für den 22.5. um 22.00 Uhr (Bernd Holstein, AAK).

 

Planeten im Mai:

Merkur: zu nah an der Sonne

Venus: Abendstern

Mars: abends nach Sonnenuntergang im Westen

Jupiter: Geht in der Morgendämmerung im Osten auf

Saturn: Schon ab 3.00 Uhr im OSO zu sehen.

Breaking News: Wenn ein Stern seinen Planeten verschlingt...

 Embargo 16.00 Uhr

...das konnte jetzt erstmal indirekt beobachtet worden.

Mit dem Gemini-Süd-Teleskop von NOIRLab in Chile ist es gelungen einen 100 Tage langen Ausbruch eines 17 000 Lichtjahre entfernten Sternes zu beobachten.

Der sonnenähnliche Stern hat seine Wasserstofffusion im Zentrum beendet, die Helium-Fusion begonnen und sich dabei zu einem Riesen aufgebläht.

Dabei hat er einen etwa 34 Erdmasse großen Planeten aufgelöst und das Material verschlungen.

Den inneren Planeten Merkur und Venus steht das in einigen Milliarden Jahren mit unserer Sonne auch bevor. Die Erde wird wohl ausgebrannt überleben...

Bilder: Künstlerische Darstellungen

credit: Gemini-S/Noirlab/NSF/AURA

Breaking News: Überreste der ersten Sterne gefunden

Embargo: 14.00 Uhr MESZ

 Mit einem der großen Teleskope des VLT (Paranal, Chile) sind in drei sehr weit entfernten Gaswolken Spuren der ersten Sterne gefunden worden.

Die allerersten Sterne bestanden nur aus Wasserstoff und Helium. Sie mussten ihren Schrumpfungs- und Teilprozess schon bei sehr viel höheren Massen als heutige Sternengenerationen befeinden (mehrere 100 Sonnenmassen).

Mit dieser extremen Masse entwickeln sie sich sehr schnell und explodieren als Supernova. Dabei entstehen Kohlenstoff, Sauerstoff und Magnesium und reichern die Umgebung an.

Genau das wurde in drei Gaswolken beobachtet, deren Licht zu uns 13,5 Milliarden Jahre unterwegs war.

Die Gaswolken wurden von noch weiter entfernten aktiven Galaxien (Quasare) durchleuchtete und konnten so die Absorptionsmerkmale dem durchgehenden Licht aufprägen.

credit: ESO,Carcadas, Kornmesser

Bild 1: Künstlerische Darstellung der drei Elemente

Bild 2: Künstlerische Darstellung des Absorptionsprozesses

Blick in Gum 10

 Mit dem einem der 8,4 m Teleskope vom VLT in paranal ist diese Aufnahme  des Nebels Gum 10 entstanden. In 10800 Lichtjahren Entfernung ionisieren heiße junge Sterne das Wasserstoffgas. Beim Wiedereinfang der Elektronen entsteht u.a. auch das rötliche Licht der Balmer Alpha - Linie: H Alpha.

Die dunklen Bereiche sind dichte Wolken aus Staub und kaltem Gas, durch das das Licht nicht durchdringen kann.

credit: ESO

Blick an den Abendhimmel

 Zumindest am Dienstag soll es abends aufklaren...für Mittwoch und Donnerstag widersprechen sich die Vorhersagen...(Bewölkt und Regen bis zu klarer Nacht...).

Trotzdem einige Hinweise:

Was sieht man in den nächsten Tagen am Himmel?

Mond: 

Am Donnerstag ist abends Vollmond. Die Himmelsbahn des Vollmondes gleicht der Sonnenbahn im November. Er geht im SO auf und erreicht im Süden keine all zu große Höhe.

Er steht im Sternbild Jungfrau und wandert am Mittwoch nahe an Spica vorbei.

Venus:

Sie prägt den Abendhimmel im Sternbild Stier (oder Fuhrmann, da sie am oberen Hörnerstern Elnath des Stiers steht, der auch zu Fuhrmann gehört). Bis Mitternacht kann man sie noch beobachten. In den nächsten Tagen wandert sie zu den Zwillingen.

Mars: 

Ist recht unscheinbar Teil des Sternbildes Zwillinge.

Sommerdreieck:

Das Dreieck aus Wega (Leier), Deneb (Schwan) und Atair (Adler) ist nahc Mitternacht vollständig im NO aufgegangen.

Sternkarte: Stellarium

Stabilität von Planetensystemen 3: Der Tanz der Himmelskörper

 Diese Postserie habe ich Mitte März begonnen, als ich auf interessante Informationen gestoßen bin...dann kamen viele klare Nächte und vor allem La Palma...und es war einfach keine Zeit, die Serie fortzusetzen.

Nun versuche ich es mal...

Bitte erst noch einmal die alten Posts lesen:

Post 1 vom 19.3.: Virialsatz in stabilen Systemen

Virialsatz stabil

Post 2 vom 23.3.: Virialsatz in instabilen Systemen

Virialsatz instabil

Heute geht es um:

Synchrone Bewegungen in Mehrkörpersystemen

Unter  bestimmten Anfangsbedingungen können sich viele Himmelskörper synchron zueinander auf stabilen Bahnen bewegen, entweder in einer Ebene oder es gibt Lösungen für verschiedene Bahnneigungen.

Das sieht dann wie ein gemeinsamer Tanz aus.

Erst vor 23 Jahren hat man die Anfangsbedingungen gefunden, die bei drei Körpern zu einer stabilen liegenden 8 als Bewegungsform führen.

Abb.1: Darstellung der synchronen Bewegung von drei Himmelskörpern in einer 8

(Chenciner und Montgomery in U.Walter, Astronautics)

Abb.2: Synchrone Bewegungen von bis zu 5 Himmelskörpern (Jenkins, Simó in U. Walter, Astronautics)

In beiden Abb. sind aufeinanderfolgende Positionen mit einem farbigen Kurvenstück markiert.

Auf der Homepage von James Motaldi sind tolle Simulationen zu sehen:

https://personalpages.manchester.ac.uk/staff/j.montaldi/

Simulationen

Abb.3: Unsymmetrische, aber synchrone Bewegung von 5 Himmelskörpern

Abb.4: Synchrone Bewegung von 10 Himmelskörpern

Die grün markierten Himmelskörper bewegen sich für eine kurze Weile auf einer gemeinsamen Kreisbahn. Danach gehen sie wie  Balletttänzer in andere Positionen...

Unbedingt in der Simulation ansehen.

wird fortgesetzt, u.a. über die Behandlung der Librationspunkte