Dez13

Wintersonnenwende:

Der Dezember bringt uns die dunkelste Zeit im Jahr, mit der Wintersonnenwende am 21. Dezember ist dann die Wende zu wieder längeren Tagen erreicht. Es ist kein Wunder, dass der “Sieg der Sonne über die Finsternis” in vielen Religionen eine wichtige Rolle spielte. Die Menschen der Steinzeit richteten ihre Bauwerke nach den Sonnenwenden aus und bei den Römern war die Wintersonnwende das Fest der unbesiegbaren Sonne. Auch unser Weihnachtsfest ist kein Zufall: Die frühe Kirche legte den Termin für das Fest von Christi Geburt genau auf diesen Tag. Die Einführung des gregorianischen Kalenders allerdings schob Weihnachten dann einige Tage nach hinten.

Mars und Venus leuchten abends, Jupiter am Morgen

In wolkenlosen Nächten können wir am Abendhimmel die scheinbare Verfolgungsjagd der Venus auf den Mars beobachten.

Bewegung der Venus und Mars im Dez-2016 Jupiter im Dez-2016

Links: Mars und Venus am Abendhimmel im Dezember 2016; rechts: der Jupiter am Morgenhimmel im Dezember 2016

Am auffallendsten ist die Venus, die ab dem späten Nachmittag als “Abendstern” leuchtet. Sie steht tief über dem Südwest Horizont und bekommt dort Gesellschaft vom rötlich leuchtenden Mars. Beide Planeten wandern im Laufe des Monats schräg nach oben bzw. nach Osten, der Mars wird dabei von der Venus verfolgt. Weil die Venus etwas schneller ist, kommt sie dem roten Planeten immer näher.

Am noch dunklen Morgenhimmel dominiert Jupiter. Er ist morgens nach dem Mond das hellste Licht am Himmel. Selbst in der Morgendämmerung können wir ihn noch gut erkennen. Mit einem kleinen Teleskop lassen sich auch seine vier grössten Monde beobachten. Wir finden den Jupiter am südlichen Himmel im Sternbild Jungfrau.

Wintersterne und Sternschnuppen-Regen

Am östlichen Himmel leuchten jetzt alle Wintersternbilder in voller Pracht. Die meisten von ihnen gehen spät in der Nacht auf und leuchten bis zum frühen Morgen.

Sternbilder im Dezember

Das komplette Wintersechseck im Dezember mit den 6 hellsten Sternen: Capella im Fuhrmann, die Zwillingen Kastor und Pollux, der kleine Hund Prokyon, Rigel im Orion, der rote Aldebaran als Auge des Stiers und der grossen Hund Sirius, der hellste Fixstern unseres Himmels.

Am bekanntesten ist Orion, der grosse Jäger mit seinem Gürtel aus drei hellen Sternen und dem rötlichen Schulterstern Beteigeuze. Nach der griechischen Mythologie wurde Orion von drei mächtigen Göttern gezeugt: Zeus, Poseidon und Hermes schenkten ihn dem alten Hyrieus zum Sohn, ausgebrütet in der erdbedeckten Haut eines toten Stiers. Der “Erdgeborene” war ein gefürchteter Jäger und Krieger, von riesenhafter Gestalt und umschwärmt und geliebt von allerlei Göttinnen. Orion selbst war in die Plejaden verliebt, denen er Nacht für Nacht am Himmel hinterhereilt. Die Göttin der Jagd, Artemis, tötete Orion – aus Eifersucht.

Das Sternbild Orion

Orion der grosse Jäger

Der rechte Fuss Orions ist Rigel, der hellste Stern des Sternbilds. Er ist etwa 800 Lichtjahre von uns entfernt. Er ist ein Gigant, eine Super-Sonne, deren Leuchtkraft unsere Sonne um das 46’000-fache übertrifft. Der Stern ist im Übergang zwischen blauem Riesen und rotem Überriesen. Im Orion entstehen auch neue Sterne. Ein Stern Entstehungsgebiet wie der Orionnebel M42 besteht aus einem Nebel aus Gas und Staub, die von den jungen Sternen zum Leuchten angeregt werden.

Der Orionnebel M42

Junge Sterne, bunte Nebel: Orion ist ein Stern Entstehungsgebiet, voller Nebel aus Gas und Staub, die von den jungen Sternen zum Leuchten angeregt werden. © Andreas Zoll

Schräg über dem Orion steht der Stier mit seinem auffallend roten Augenstern Aldebaran und dem V-förmigen Kopf. Der Kopf wird vom offenen Sternenhaufen der Hyaden gebildet. Über dem Rücken des Stiers leuchtet ein weiterer Sternhaufen – die Plejaden, oder das Siebengestirn.

Orion und Stier Orion & Stier mit den Plejaden

Ausschnitt aus dem Nachthimmel im Dezember: die Sternbilder Orion und Stier (rechts mit den eingekreisten Plejaden). Weltraumteleskop Hubble, © NASA/STScI

Und Mitte Dezember regnet es Sternschnuppen. Sternschuppen oder Meteoride sind Staubkörner, die mit grosser Geschwindigkeit in die Atmosphäre der Erde einfallen. Sie ionisieren dabei die Luftmoleküle, was helle Leuchtspuren hervorruft.  Der Meteoridenschauer der Geminiden hat am 13. Dezember seinen Höhepunkt. Seinen Namen bekam er, weil die Sternschnuppen aus dem Sternbild Zwilling (Gemini) zu kommen scheinen.

Sternschnuppen-Regen

Sternschnuppen-Regen

Ursache dieses Meteorschauers sind die Bruchstücke des kleinen Asteroids Phaeton, denen die Erde jedes Jahr in Dezember auf ihrer Bahn begegnet. Normalerweise bringen uns die Geminiden viele besonders helle Meteore. In diesem Jahr allerdings fällt ihr Höhepunkt mit dem Vollmond zusammen – viele der weniger hellen Sternschnuppen werden daher vom Mondlicht überstrahlt.

Wen es nach genaueren Himmelsbeobachtungen dürstet erhält mit der nachfolgenden Online-Version der Sternenkarte von AstroViewer ein tolles Werkzeug.

aktueller Sternenhimmel über Zürich

Aktueller Sternenhimmel über Zürich

Sternenkarte von AstroViewer®

Viel Spass beim Beobachten unseres imposanten Nachthimmels, wo dies noch möglich ist!

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Nov29

Jedem von uns ist klar: Um unsere Erde kreist EIN Mond. Die NASA bestätigt nun, dass es noch einen zweiten, viel kleineren Mond gibt. Es ist Asteroid 2016 H03 und er tänzelt regelrecht um die Erde, wie ein Klick auf die Grafik zeigt. Mit nur 36,5 Meter Länge und 91 Meter Breite “umkreist” er unentdeckt seit über 100 Jahren die Erde und wird wohl noch einige Jahrhunderte so weiter kreisen.

asteroid-ho3

Das Besondere am Asteroid 2016 HO3 : Er bewegt sich in einer ähnlichen Bahn um die Sonne wie die Erde. Dadurch sieht es von der Erde so aus, als würde uns 2016 HO3 wie ein Mond umkreisen. Normalerweise umkreisen Asteroide die Erde nicht sehr lange, so  der Asteroid 2003 YN107, der vor zehn Jahren von Astronomen entdeckt, aber unterdessen wieder verschwunden ist.

Erstmals gesichtet hat man 2016 HO3 am 27. April 2016 mit dem Pan-STARRS 1 Teleskop in Hawaii. Mit blossem Auge können wir den Mini-Mond nicht sehen. Laut NASA sind Asteroide, die unsere Erde auf dieselbe Weise umkreisen, keine Seltenheit.

Eine echte Konkurrenz für unseren “echten” Mond ist 2016 H03 nicht, nur schon wegen seiner fehlenden Leuchtkraft am Nachthimmel.

 

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Nov22

Eine heftige Kollision der Ur-Erde vor 4,5 Milliarden Jahren mit einem marsgrossen Himmelskörper wird heute als wahrscheinlichstes Szenarium der Mondentstehung gesehen. Die Energie des Aufpralls soll die gesamte Erdoberfläche auf über 10’000 Grad Celsius erhitzt haben, und die Wucht des Einschlags soll die Oberflächen beider Körper zertrümmert, Trillionen Tonnen Gestein verdampft und ins All geschleudert haben. Ein Teil davon sammelte sich in einer Erdumlaufbahn und ballte sich relativ schnell zum Erdmond zusammen. Und der Transfer von Drehimpuls brachte den Mond auf seine heutige Bahn und sorgte zudem für die klimatisch günstige Neigung der Erdachse.

Schon seit über 20 Jahren wird die Impact- oder Aufprall-Theorie zur Entstehung des Mondes favorisiert. Davor hatten die Forscher drei andere Erklärungsmodelle: Die Einfang-, die Abspaltungs- und die Schwesterplanet-Theorie.

Impact: Erde-Mond, © Getty Images/Science Photo Library

Der Aufprall bewirkte, dass Teile der Oberfläche beider Himmelskörper verdampften, © Getty Images/Science Photo Library

Ein gutes Modell muss alle dynamischen und chemischen Eigenschaften des Mondes und der Erde erklären können. So sind die wichtigsten Fragen: Wieso hat der Mond nur einen sehr kleinen Eisenkern? Wieso ist auf dem Mond der Anteil der chemischen Elemente, die schnell verdampfen, geringer als auf der Erde? Warum ist im Mondgestein der Anteil an den schnell kondensierenden Elementen Aluminium, Kalzium, Thorium und Uran höher, aber das Verhältnis der verschiedenen Sauerstoffisotope mit dem Verhältnis auf der Erde gleich? Und zu guter Letzt: Woher kommt der hohe Drehimpuls, der in der Bewegung des Erde-Mond-Systems und der Erddrehung steckt?

Mond und Erde aufgenommen von DSCOVR, © NASA

Die Rückseite des Mondes vor der viel helleren, blau-weissen Erde, aufgenommen von DSCOVR, © NASA

Die Einfangtheorie

Nach dieser Vorstellung ist der Mond an einer Stelle des Sonnensystems entstanden, wo ein geringerer Eisenanteil in der Ur-Wolke herrschte. Der Proto-Mond kam auf seiner Bahn der Erde sehr nahe und wurde durch die Erdschwerkraft eingefangen. Dazu muss der Mond allerdings seine Bewegungsenergie verlieren. Computersimulationen haben gezeigt, dass das eher unwahrscheinlich ist. Ausserdem kann dieses Modell nicht erklären, warum die selben Sauerstoffverhältnisse wie auf der Erde vorkommen, auch wenn der Mond an einem anderen Ort mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen entstanden ist.

Die Abspaltungstheorie

Diese Vorstellung geht auf Georg Darwin zurück, den Sohn des berühmten Evolutionsforschers Charles Darwin. Ihm zufolge drehte sich die junge glutflüssige Erde so schnell um ihre eigene Achse, dass sie sich am Äquator sehr stark ausbeulte. Es löste sich schliesslich ein Tropfen aus der Erde und wurde in eine Umlaufbahn geschleudert. Der Mond sollte dann recht genau die chemische Zusammensetzung der Erdkruste haben. Für das Sauerstoffverhältnis stimmt das, für die anderen Elemente sind die Abweichungen zu gross. Zudem müsste die Umdrehung so schnell gewesen sein, dass ein Tag auf der Ur-Erde höchstens 2,5 Stunden gedauert hätte. Wie eine so hohe Drehgeschwindigkeit zustande kommt, kann man nicht erklären.

Die Schwesterplanet-Theorie

Nach dieser Vorstellung sind Erde und Mond gleichzeitig auf dem jetzigen Orbit um die Sonne in der Ur-Wolke entstanden. Von Anfang an haben sich bei der Zusammenballung von Staubteilchen und Meteoriten zwei umeinander kreisende grössere Klumpen gebildet, die nach und nach angewachsen sind. Das Modell kann die heutige Dynamik des Erde-Mond-Systems nicht erklären und es bleibt ungeklärt, warum die chemische Zusammensetzung von Mond und Erde verschieden ist, obwohl beide im selben Gebiet entstanden sein sollen.

Die Aufprall- oder Impact-Theorie

Dieses Modell löst die meisten offenen Fragen der Vorgänger-Theorien: Etwa die Hälfte der Mondmasse und die Hälfte der Erdkrustenmasse besteht aus Sauerstoffatomen und die Verhältnisse der Sauerstoffisotope sind in beiden Fällen gleich. Das spricht für eine Entstehung des Mondes aus Erdkrustengestein. Marsgestein und Meteorite haben ein anderes Isotopenverhältnis.

Impact-Theorie

Durch den Aufprall verdampfte Gesteinsmassen werden ins Weltall geschleudert wo sie sich nach und nach zum Mond zusammenballen, © Wissen Media Verlag

In der Wolke aus verdampftem Gestein kondensierten bestimmte Elemente wie Uran und Thorium besonders schnell. Leicht verdampfende Stoffe verflüchtigten sich dagegen in den Weltraum. Das erklärt die unterschiedliche Zusammensetzung des Mondgesteins gegenüber dem Krustengestein der Erde.

Wie neuste Studien belegen, gibt es auf dem Mond Wasser und es stammt aus derselben Quelle wie das irdische, denn auch die Erde war nicht knochentrocken. Damit wird die Theorie untermauert, dass der Mond einst aus der Erde herausgeschlagen wurde.

Geologisch unterscheiden sich Mond und Erde am deutlichsten in ihrem Eisengehalt. Der Radius des Eisen/Nickel-Kerns der Erde beträgt mehr als die Hälfte des Erdradius. Der Mond hingegen hat einen sehr kleinen Kern. Und bezogen auf den gesamten Mondkörper erreicht das Eisen – Silizium Verhältnis nur 0,22. Das ist das niedrigste Verhältnis im gesamten Sonnensystem. Demnach hat sich zum Zeitpunkt der Kollision das meiste Eisen schon im jeweiligem Zentrum als Kern abgesetzt. Verdampft und in den Weltraum geschleudert wurde eisenarmes Krustengestein.

Mit der Impact-Theorie können auch die Bewegungsenergie und der Drehimpuls des heutigen Mond-Erde-Systems erklärt werden. Der Aufprall des marsgrossen Proto-Planeten muss dabei sehr flach gewesen sein. Für das Katastrophen-Szenario spricht auch der Umstand, dass das Erde-Mond-System eine Besonderheit im Sonnensystem darstellt, denn es sind nicht viele Doppelplaneten entstanden.

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Nov08

Der grösste Vollmond oder “Supervollmond” entsteht durch eine Kombination zweier Ereignisse am Himmel und findet kommenden Montag, den 14. November statt.

Supervollmond, © NASA/JPL/USGS   Mondgrössenvergleich, © der-mond.org

v.l.n.r.: Vollmondgrösse im Perigäum und im Apogäum und im Vergleich zu einer 1 & 2 Euro-Münze

Supervollmond ist ein Ausdruck für den besonders grossen Vollmond oder auch Leermond in Erdnähe, wenn der Mond auf seiner elliptischen Bahn im Perigäum steht. An diesem Punkt ist der scheinbare Monddurchmesser ca. 14 % grösser als in Erdferne, im Apogäum und bis zu 30% heller.

Der Begriff wurde erstmals 1979 vom amerikanischen Astrologen oder Sterndeuter Richard Nolle geprägt und wird in der wissenschaftlichen Astronomie nicht verwendet, findet sich aber seit einigen Jahren in der Presse und in der Astronomie für Laien.

Mondbahn

Der Mond auf seiner elliptischen Bahn um die Erde, © SuW-Grafik

Fällt eine Vollmondphase mit dem erdnahen Punkt, dem Perigäum zusammen, so sieht man einen “Supervollmond” oder Perigäumsvollmond. Zum “Supermond” kommt es einmal im Jahr, dabei aber jedes Jahr etwa 48 Tage später als im Vorjahr. Es ist kein spektakuläres astronomisches Ereignis, wie man auch auf folgendem Link erfahren kann >> Supermoon erklärt auf britannica.com, Position 2’15.

Auch wenn der Perigäumsvollmond tatsächlich heller und grösser ist, lässt sich dieser Effekt mit blossem Auge nur schwer wahrnehmen. Trotzdem ist das astronomische Ereignis Anlass genug für einen Abendspaziergang und dient auch bei Nachtwanderungen als besonders helle Lichtquelle, sofern das Wetter mitspielt.

 

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Mrz08

Gammablitze oder auch Gammastrahlenexplosionen sind kurzzeitige Energieausbrüche im Universum von sehr hoher Leistung, von denen grosse Mengen elektromagnetischer Strahlung, in diesem Fall Gammastrahlen, ausgehen. Gammablitze setzen in Sekunden mehr Energie frei als die Sonne in Milliarden von Jahren. Für die Dauer seines Leuchtens ist ein Gammablitz heller als alle übrigen Strahlenquellen am Himmel und glüht während Tagen und Wochen im optischen sowie im Röntgenspektrum nach, bevor er ganz erlischt.

Veranschaulichung eines massereichen Sterns, der zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die freiwerdende Energie in Form von Jets entlang der Rotationsachse bildet einen Gammablitz; © Nicolle Rager Fuller of the NSF

Ein massereicher Stern, der zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die freiwerdende Energie in Form von Jets entlang der Rotationsachse bildet einen Gammablitz; © Nicolle Rager Fuller of the NSF

Elektromagnetische Strahlung und damit auch die sehr kurzwellige Gammastrahlung ist im Prinzip nichts anderes als “Licht”, und Licht besteht aus Photonen. Nur ihre Energie ist wesentlich höher – ein Photon der Gammastrahlung hat mindestens 75’000 mal mehr Energie als die Photonen, die auf unser Auge treffen.

Das Elektromagnetische Spektrum; © Horst Frank / Phrood / Anony (GFDL)

Das Elektromagnetische Spektrum; © Horst Frank / Phrood / Anony (GFDL)

Ein Stern strahlt im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Deswegen hat man in der Astronomie Geräte entwicklt, mit denen man die verschiedenen Wellenlängen beobachten kann; z.B. mittels Infrarotteleskopen, Röntgensatelliten und Weltraumteleskopen, die je nach Spektrum mit Mikrowellen-, Radiowellen- oder eben Gammastrahlenempfängern ausgerüstet sind. Weil die Strahlung von Gammablitzen die Erdatmosphäre nicht unverändert durchdringen kann, lassen sich die Gammablitze direkt nur mit Weltraumteleskopen oder indirekt durch Messungen der in der Atmosphäre ausgelösten sekundären Strahlungsschauer beobachten.

Die Entstehung der Gammablitze oder üblicher GRBs (Gamma Ray Bursts) stellt man sich heute so vor:

Prinzipiell unterscheidet man zwei Arten von Gammablitzen – die kurzen, Sekunden dauernden Blitze und die Langen, die über Minuten strahlen und beim Kollaps gigantischer Riesensterne, z.B. bei einer sogenannten “Hypernova” entstehen.

Bei den kurzen Gammablitzen vermutet man, dass sie bei der Kollision zweier extrem dichter Objekte entstehen. Also entweder beim Zusammenstoss von zwei Neutronensternen oder bei der Kollision von einem Neutronenstern und einem schwarzen Loch. Normalerweise ist viel zu viel Platz im Weltall, als dass zwei Himmelsobjekte kollidieren könnten. Das passiert nur in den vergleichsweise dicht besiedelten Planetensystemen und nicht im interstellaren Raum.

Mit Hilfe einer Computersimulation haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut die Verschmelzung zweier Neutronensterne zu einem Schwarzen Loch genauer untersucht und konnten erstmals zeigen, dass sich durch Reorganisation des Magnetfeldes bei der Verschmelzung eine Jet-förmige Struktur entlang der Rotationsachse bildet, in dessen Inneren Gammablitze entstehen können (siehe erste Grafik).
Geklärt sind ihre Entstehung allerdings noch nicht.

Weitere Informationen
>> Das Ende der Sterne
>> Gammablitze – Signale vom Anfang der Welt
>> Gammablitze

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Okt27

Zerfallender Asteroid oder Kleinplanet   Weisser Zwerg im Grössenverhältnis zur Erde

Links: Zerfallender Asteroid, WD 1145+017; Rechts: Am Ende wird unsere Sonne zu einem Weissen Zwerg, der langsam abkühlt. Ein Weisser Zwerg mit der Masse der Sonne ist etwa so gross wie die Erde. Quelle & © University of Ohio

570 Lichtjahre von der Erde entfernt, das sind aufgerundet 5400 Billionen Kilometer, spielt sich ein kosmisches Drama ab. Ein Zwergplanet oder Asteroid nähert sich auf einer Spiralbahn seinem alternden Zentralstern – in diesem Fall einem Weissen Zwerg – und löst sich dabei durch dessen starke Strahlung langsam auf. Die Trümmer des Zwergplaneten reichern die Atmosphäre des Weissen Zwergs mit schweren Elementen an. Ist der nukleare Energievorrat eines Sterns ähnlich unserer Sonne, die ein Zwergstern ist, verbraucht, so fällt er, nach einer Phase als Roter Riese zu einem erdgrossen Weissen Zwerg zusammen. Dieser kühlt im Verlauf von Jahrmilliarden ab. Weisse Zwerge sind Sterne, in denen die Kernfusion erloschen ist und die sich unter dem Druck der Schwerkraft auf bis zu 100’000 Kelvin aufheizen. Einige Weisse Zwerge zeigen in ihren Atmosphären wie in diesem Beispiel ungewöhnlich hohe Anteile an schweren Elementen. Diese schweren Stoffe sollten eigentlich ins Innere des Zwergsterns absinken und unsichtbar sein. Deshalb vermuten Astronomen, dass es sich um Trümmer zerfallender Himmelskörper handelt, die auf den Stern herabregnen.

Beim WD 1145+017 lässt sich dieses Szenario gut beobachten. Messungen der Sternhelligkeit mit dem Kepler-Teleskop zeigen, dass der Weisse Zwerg alle 4,5 Stunden von einem kleinen, in eine ausgedehnte Hülle aus Gas und Staub eingebetteten Objekt umkreist wird. Das zerfallende Objekt, der Asteroid schwächt dabei das Sternenlicht bis zu 40 Prozent ab. Die Forscher schätzen, dass der Asteroid etwa so gross ist wie Ceres, das grösste Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter in unserem Sonnensystem.

Damit hat man zum ersten Mal ein Beweisstück für den Zusammenhang zwischen dem Zerfall eines Gesteinsplaneten und der “Verschmutzung” der Atmosphäre eines Weissen Zwergs.

Für diejenigen, die mehr wissen wollen: Planeten verschmutzen ihre Sonne!

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Mrz31

OH231.8+4.2 ist keine chemische Formel, nein, jedoch eine Bezeichnung für einen Roten Riesen, der im Sterben liegt. Dabei stösst er seit etwa 800 Jahren seine Hülle ab, welche bereits einen Durchmesser von 1,4 Lichtjahren erreicht hat und in etwa 1000 Jahren ein planetarischer Nebel sein wird. Zurück bleibt dann ein Weisser Zwerg.

Den Namen “Faules Ei” hat er wegen seiner ungewöhnlich hohen Schwefelkonzentration. Seine Wolke wird auch Flaschenkürbis-Nebel bezeichnet.

Steckbrief: Das “Faule Ei” befindet sich im Sternbild Hinterdeck in einer Entfernung von 4200 Lichtjahren, es gehört zur Spektralklasse M9 und zur Grössenklasse 9,47 und hat eine Leuchtkraft von 10’000 Sonnen.

Faules Ei, Nasa Hubble Teleskop

© Nasa,Hubble Teleskop

Ich wünsche ein schönes und sonniges Osterfest, liebe Leserinnen und Leser, hoffentlich ohne faule Eier  smiley!

Ostern

Quelle: Internet

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Die Lösung

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