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

Blick auf den Goldenen Henkel

 Auch wenn dünne Wolkenschichten den Blick zum Mond am Sonntag beeinträchtigen, den Goldene Henkel sieht man.

Das Randgebirge vom Sinus Iridium wird schon von der Morgensonne beschienen, während der Lavaboden noch im Dunklen liegt.

Aufnahme am Sonntag um 21.18 Uhr (600 mm Tele, nachvergrößert)

Das erste Viertel ist vorbei

 ...am Sonntag müsste der Goldene Henkel auftauchen...

Die Mondaufnahme konnte ich am Samstagabend um 22.40 Uhr mit dem Tele (600 mm) machen.

Bei Kopernikus ist gerade die Sonne aufgegangen. Clavius steht in der Morgensonne und auch der Tycho ist gut zu sehen, natürlich noch ohne die nur bei Vollmond sichtbaren Strahlen.

Einem jungen Planeten zuschauen...

...  wie er seinen Stern umläuft und dabei die Gas- und Staubscheibe, die ihn hervorgebracht hat, verändert.

Das ist mit dem Instrument SPHERE beim VLT in Chile möglich geworden.

Die Bilderfolge stammt aus den Jahren 2015, 2017 und 2019 und wurde vor wenigen Tagen veröffentlicht.

Sie zeigt den Stern HD 169142. Er hat etwa 1,7 Sonnenmassen, ist gerade 10 Millionen jahre alt und knapp 400 Lichtjahre entfernt.

In den Bildern ist er durch eine Scheibe abgedeckt, damit man die schwach leuchtende Scheibe aus Gas und Staub erkennen kann, die sich um diesen Stern befindet.

Wenn diese Staubkörner aneinander haften, wachsen sie, so dass bald auch eine Gravitation von ihnen ausgeht, die das Wachstum beschleunigt und einen Protoplaneten bildet.

Den sieht man im ersten Bild sehr deutlich. In den Jahren danach erkennt man, wie sich dieser Protoplanet um seinen Stern bewegt und dabei die Struktur der Staubscheibe verändert.

Der dunkle Ring auf der Höhe des Planeten ist entstanden, weil er bei jedem Umlauf immer mehr Staub und Gas an sich bindet, also seine Umgebung regelrecht leer fegt.

Der Protoplanet selbst hat etwa die Masse unseres Jupiters und umkreist den Stern etwa in 5 Milliarden km Abstand (das entspricht der Neptunbahn).

credit: ESO/Hammond et al.

Warum denn in das Weltall fliegen...

 wenn es auch von Calden aus geht...

Dietmar Gutermuth scheibt zu meinem Beitrag im Blog:

Ich habe gerade den Beitrag im Blog "33 Jahre Hubble Space Teleskop

HST" gelesen.

Darin wird  die neueste Aufnahme von NGC 1333 vorgestellt.

Hier ist  meine Version von diesem Objekt. Ist doch eine gewisse Ähnlichkeit zu erkennen ? 😉

Einladung zum 1. Mai

 Mit dem Bollerwagen durch Kassel zum Auedamm: Ein besonderer Maiausflug

André Boeing von PIKSL und KP Haupt (FutureSpace) laufen mit dem Bollerwagen, der einige Überraschungen mit sich trägt, durch Kassel und stellen die Projekte vor, die mit dem Sensorpark AUREA verbunden sind. Es gibt jeweils kurze Führungen und viel Spaß bei diesem Ausflug zum 1. Mai. 

Durch die Aue geht es zum Sensorpark AUREA, bei dem KP Haupt die Arbeitsweise und die Bedeutung der einzelnen Sensoren erläutert.

Dabei wird es auch um die Lichtverschmutzung gehen.

Für Getränke und Speisen ist gesorgt.

Der Ablauf (man kann überall dazukommen):

14.00 Uhr Start SFN (Parkstr.16) mit Kurzbesichtigung bis 14.30 Uhr

14.45 Uhr PIKSL - Labor (Königstor 44) mit Kurzbesichtigung

15.15 Uhr FutureSpace I und II (Wilhelmsstr. 2 und 5), mit Kurzbesichtigung und Kaffeepause

15.45 Uhr Vom FutureSpace durch die Aue zu AUREA (am Auebad)..manchmal erwartet uns auch ein Druide...

16.30 Uhr Rundgang mit Erläuterungen durch den Sensorpark AUREA der Stadt Kassel

17.15 Uhr Rückweg zum FutureSpace mit Imbiss um 18.00 Uhr

Kommt vorbei...

Ein Juwel, fotografiert in Calden

NGC 3344, ein Juwel am nördlichen Firmament

NGC 3344 ist eine Balkenspirale im Sternbild Kleiner Löwe in ca. 24 Mill. Lichtjahren Entfernung und mit nur 40.000 Lichtjahren Durchmesser deutlich kleiner als unsere Milchstraße. Sie beinhaltet eine Vielzahl ausgedehnter Sternentstehungsgebiete, welche bereits in dieser LRGB-Aufnahme deutlich hervortreten. Nach meiner Einschätzung würden in diesem Fall zusätzliche H-alpha-Schmalbandaufnahmen keinen deutlichen Zugewinn an Information bringen.

Wir schauen aus unserer Perspektive genau auf die Ebene der Galaxie und können so die Spiralarme in ihrer vollen Schönheit betrachten.

Ich war schon immer angetan von diesem Himmelsobjekt und so stand diese Galaxie ganz oben auf meiner Liste.

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: 15x900s; R: 5x900s; G u. B: je 4x900s @-25°C Sensortemperatur

Gesamtbelichtungszeit: 7h00m

Lieben Gruß

Dietmar Gutermuth

DistantHorizonObservatory, Calden

M87: das Schwarze Loch und sein Jet

 Das supermassive Schwarze Loch (6,5 Milliarden Sonnenmassen) im Zentrum der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M87 ist ja hinreichend bekannt. Es wurde ja angeblich mit dem Evnt Horizon Teleskop fotografiert.

In Wirklichkeit konnte "nur" sehr beeindruckend gezeigt werden, dass ein etwas größerer Bereich im Zentrum dieser Galaxie keine Strahlung aussendet.

Inzwischen spricht man eher vom "Schatten des Schwarzen Loches", aber das ist eigentlich auch nicht zutreffend. Es ist einfach ein dunkler Bereich, wie man ihn um ein Schwarzes Loch herum erwartet.

Siehe dazu viele Posts hier im Blog und mein Vortrag vom 16.7.22

Nun hat man erneut mit Mikrowellenteleskopen das Zentrum der Galaxie beobachtet, dieses Mal aber nicht bei einer Wellenlänge von 1,3 mm sondern von 3,5 mm. Bei dieser wird der Jet, der vom Rand des Schwarzen Loches ausgeht deutlicher.

Beteiligt waren das VLBI Array, ALMA und das Greenland Telescope als erdgroßes Interferometer.

Zum ersten Mal wurde der Zentralbereich mit dem Jet gleichzeitig untersucht.

Bild 1: Bildliche Darstellung der Mikrometerwellenstrahlung vom Zentrum der Galaxie M87

Bild 2: Künstlerische Darstellung

Bild 3: Bild vom VLT in Chile (optischer Bereich), bei dem die weit außen liegenden Teile des Jets sichtbar sind.

credit: Lu, Ros, Dagnello, ESO

Di: Mond bei Mars

 In der Nacht vom Dienstag auf Mittwoch wurde es dann doch noch recht klar und ich konnte vom Küchenfester aus die Mondsichel mit Erdschein neben dem Mars im Sternbild Zwillinge fotografieren.

Um die Sterne aufs Bild zu bekommen, musste ich etwas mehr belichten, dadurch erscheint die Sichel größer als in Wirklichkeit. Wir haben erst in der Nach von Donnerstag auf Freitag Halbmond.

Aufnahme: 0.24 Uhr

33 Jahre Hubble Space Teleskop HST

 Am 25.4. 1990 wurde das HST im Orbit ausgesetzt, nur ein tag nach dem Start.

Das ist jetzt 33 Jahre her....

Aus diesem Anlass wurde die neueste Aufnahme veröffentlicht, sie ist von NGC 1333, einer 960 Lichtjahre entfernten  Molekülwolke im Perseus, die ein riesiges Sternentstehungsgebiet enthält.

Das Bild ist durch Einzelbelichtungen bei Wellenlängen vom UV über sichtbares Licht bis zum nahen IR zusammen gesetzt (siehe zweites Bild) und mit entsprechenden Farben codiert.

Ganz oben steht ein heller junger Stern, von dem ein starker Sternenwind ausgeht, der sich  durch umliegenden Staub hindurcharbeitet. Das Sternenlicht wird  am Staub gestreut, vor allem der blaue Anteil. Deshalb leuchtet der Staub oben im blauen Licht. Das ist vergleichbar mit der Entstehung des blauen Himmels durch Streuung des Sonnenlichtes.

Auch den anderen Sternen sieht man an, dass sie durch Staub hindurchscheinen: Von ihnen kommt hauptsächlich das rote Licht durch. Das ist ebenfalls vergleichbar mit einer irdischen Escheinung, nämlich der rötlichen Sonne beim Sonnenuntergang.

Nach unten hin wird der Staub immer dichter, er schirmt fast vollständig dahinter stehende Sterne ab. Es entstehen schwarze Bereiche.

Das rötliche Gebilde unten sind Gase, die ionisierten Wasserstoff enthalten. Beim Wiedereinfang der Elektronen entsteht das rötliche Licht von H-Alpha.

Die Ionisierung kommt durch einen Jet eines jungen Sternes außerhalb des Bildes. Er hat eine Akkretionsscheibe entwickelt, die die Gase des Jets "rausquetscht" und selbst bald in Planeten zerfallen wird.

credit: NASA/ESA/HST/STScl