Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Auf dieser Simulation ziehen sich dunkle Fäden durchs Universum. Es ist Dunkle Materie. Die bekannte Materie sind orangefarbige Klumpen, es gibt nur wenige davon.

Illustrationscredit und Bildrechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Spukt es im Universum? Auf dieser Karte der Dunklen Materie scheint es so. Die Gravitation unsichtbarer Dunkler Materie erklärt am besten, warum Galaxien so schnell rotieren und warum sie so schnell um Haufen kreisen. Sie erklärt auch, warum Gravitationslinsen Licht so stark ablenken und warum sichtbare Materie so verteilt ist, wie sie ist. Das gilt im lokalen Universum, aber auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Das Bild entstand durch eine detailreiche Simulation mit Computern. Es stammt aus der Weltraumschau „Dunkles Universum” des Hayden-Planetariums im Amerikanischen Museum für Naturgeschichte. Das Bild zeigt, wie die allgegenwärtig die Dunkle Materie im Universum spukt. Die schwarzen, komplexen Fasern bestehen aus Dunkler Materie, die alles durchdringt. Sie sind hier wie Spinnennweben im Universum verteilt. Nur wenige Klumpen bestehen aus bekannter baryonischer Materie. Sie sind orange gefärbt. Die Simulation passt gut zu den Beobachtungen der Astronomie.

Dunkle Materie ist an sich schon ziemlich seltsam. Ihre Form ist unbekannt. Noch unheimlicher ist, dass sie nicht mehr als die seltsamste Quelle für Gravitation im Universum gilt, die wir vermuten. Diese Ehre gebührt nun der Dunklen Energie. Sie ist eine homogenere Quelle abstoßender Gravitation. Anscheinend bestimmt sie die Ausdehnung des ganzen Universums.

Nicht nur Halloween: Heute ist Tag der Dunklen Materie

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Orioniden – Meteore von Orion

Über einem Hügel leuchtet das Sternbild Orion. Man erkennt auch die bekannte Barnard-Schleife, die rot leuchtet. Meteore zischen über den ganzen Himmel.

Bildcredit und Bildrechte: Lu Shupei

Aus dem Sternbild Orion schossen Meteore. Das war zu erwarten, denn im Oktober ist die Zeit des Sternschnuppenstroms der Orioniden. Letztes Wochenende landeten hier mehr als ein Dutzend Meteore auf Aufnahmen, die nacheinander entstanden. Das Bild wurde bei der Wulanhada-Vulkangruppe fotografiert. Die Vulkane befinden sich in China in der Inneren Mongolei. Die vielen Meteorspuren kann man mit einer kleinen Region am Himmel links über dem Gürtel des Orion verbinden. Dort liegt der Radiant.

Die Meteore der Orioniden entstehen aus Stücken, so klein wie ein Sandkorn. Sie brachen vom Kometen Halley bei seinen Reisen ins innere Sonnensystem ab. Komet Halley verursacht zwei bekannte Meteorströme. Der andere ist als Eta-Aquariiden bekannt. Wir beobachten ihn jedes Jahr im Mai. Nächsten Monat zieht der Meteorstrom der Leoniden einige helle Meteorspuren. Er stammt vom Kometen Tempel-Tuttle.

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Nacht auf einem schaurigen Planeten

Vor einem grünen Polarlicht tanzen schaurige Säulen aus Wasserdampf.

Bildcredit und Bildrechte: Stéphane Vetter (Nuits sacrées)

Welcher gruselige Planet ist das? Es ist die Erde in einer dunklen, stürmischen Nacht im Jahr 2013. Das Bild entstand in Hverir. Dort ist eine geothermisch aktiven Region. Sie liegt in einer vulkanischen Landschaft im Nordosten von Island. Geomagnetische Stürme führten zu dem Polarlicht am sternklaren Nachthimmel. Aus Fumarolen strömten geisterhafte Türme aus Dampf und Gas. Sie tanzten vor dem schaurigen grünen Licht.

Heute Nacht gibt es wieder eine Gelegenheit für geomagnetische Stürme. Die aktuelle Sonnenaktivität könnte sie auslösen. Seid also in hohen Breiten auf der Hut. Vielleicht tanzen bald auch in eurer Nachbarschaft geisterhafte Gestalten.

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NGC 6369: Der Kleine Geistnebel

Der Kleine Geistnebel NGC 6369 hat eine leicht elliptische Form. In der Mitte leuchtet der Weiße Zwerg, der ihn geschaffen hat. Ein türkisgrüner Ring ist von einem braun-orangefarbigen Rand umgeben.

Bildcredit: Hubble-Vermächtnisteam, NASA

Der spukhafte Nebel NGC 6369 wirkt am Nachthimmel zart. Man kennt ihn als Kleiner Geistnebel. Der Astronom Wilhelm Herschel entdeckte ihn im 18. Jahrhundert, als er mit einem Teleskop das medizinische Sternbild Schlangenträger untersuchte. Herschel klassifizierte den runden Nebel als planetarischen Nebel.

Doch planetarische Nebel haben nichts mit Planeten zu tun. Sie sind vielmehr gasförmige Hüllen, die am Lebensende eines sonnenähnlichen Sterns entstehen. Es sind die äußeren Hüllen des vergehenden Sterns. Sie expandieren in den Weltraum. Der Kern schrumpft währenddessen und wird zu einem Weißen Zwerg. Der umgewandelte weiße Zwergstern leuchtet hier nahe der Mitte. Er strahlt stark in Wellenlängen von Ultraviolettlicht. Dieses liefert die Energie für das Leuchten des expandierenden Nebels.

Das hübsche Bild entstand aus Daten des Weltraumteleskops Hubble. Es zeigt überraschend komplexe Details und Strukturen in NGC 6369. Die vorwiegend runde Struktur des Nebels ist ungefähr ein Lichtjahr groß. Das Leuchten ionisierter Sauerstoff-, Wasserstoff- und Stickstoffatome ist blau, grün und rot gefärbt. Der kleine Geistnebel ist mehr als 2000 Lichtjahre entfernt. Er bietet einen flüchtigen Blick auf die Zukunft unserer Sonne. Vielleicht erzeugt auch sie in etwa 5 Milliarden Jahren einen planetarischen Nebel.

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Mirachs Geist

Mitten im Bild leuchtet ein heller Stern mit vielen Zacken, links darüber befindet sich ein verschwommener Fleck, der sich als Galaxie entpuppt.

Bildcredit und Bildrechte: Kent Wood

Wenn man Mirachs Geist mit anderen Gespenstern vergleicht, wirkt er nicht besonders gruselig. Mirachs Geist ist eine blasse, verschwommene Galaxie. Man kennt sie gut. Zufällig liegt sie fast genau in unserer Sichtlinie zum hellen Stern Mirach. Er ist etwa 200 Lichtjahre entfernt.

Mirach liegt mitten in diesem Sternfeld. Man nennt ihn auch Beta Andromedae. Mirach ist ein roter Riesenstern, der kühler ist als die Sonne. Doch er ist viel größer und daher insgesamt heller als unser Heimatstern. Auf den meisten Teleskopansichten verbergen Blendlicht und Lichtkreuze Dinge in der Nähe von Mirach. Daher wirkt die blasse, verschwommene Galaxie wie eine geisterhafte innere Reflexion des sehr hellen Sternenlichts.

Dieses scharfe Bild zeigt Mirachs Geist links über Mirach. Er ist eine Galaxie, die als NGC 404 katalogisiert ist. Ihre Entfernung beträgt ungefähr 10 Millionen Lichtjahre.

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NGC 7635: Blase im kosmischen Meer

In einer wilden Mischung aus leuchtenden Gaswolken und Sternen schimmert links unter der Mitte der kleine, bläuliche Blasennebel. Er liegt an der Grenze der Sternbilder Kepheus und Kassiopeia.

Bildcredit und Bildrechte: Rolf Geissinger

Der Blasennebel ist die zarte Erscheinung. Sie schwebt links neben der Mitte dieser weiten Ansicht. Die Blase treibt in einem kosmischen Meer aus leuchtendem Gas und Sternen. Katalogisiert ist er als NGC 7635.

Der winzige Blasennebel ist etwa 10 Lichtjahre groß. Er wurde vom Wind eines massereichen Sterns ausgehöhlt. Die Blase liegt in einem größeren Komplex aus interstellaren Gas- und Staubwolken. Sie ist etwa 11.000 Lichtjahre entfernt und schimmert an der Grenze zwischen den elterlichen Sternbildern Kepheus und Kassiopeia. Links unten ist der offene Sternhaufen M52. Er ist etwa 5000 Lichtjahre entfernt. Rechts über dem Blasennebel leuchtet eine Emissionsregion. Sie wird als Sh2-157 oder Klauennebel bezeichnet.

Am Himmel ist das Bild etwa 3 Grad breit. Das entspricht in der geschätzten Distanz des Blasennebels einer Weite von 500 Lichtjahren. Es entstand aus Aufnahmen mit Schmal- und Breitbandfiltern. Die Belichtungszeit betrug insgesamt 47 Stunden.

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Marius Hills und ein Loch im Mond

Die Ebene auf dem Mond ist schräg von der Seite zu sehen. Die Oberfläche ist teilweise sehr glatt und von kleinen Kratern gespickt. Einige Hügel im Bild sind vielleicht Lavakuppen. Links unten ist ein Bildeinschub. Er zeigt ein Loch, das vielleicht in ein unterlunares Höhlensystem aus Lavaröhren führt.

Bildcredit: NASA, Lunar Orbiter 2; Einschub: Lunar Reconnaissance Orbiter

Können Menschen unter der Mondoberfläche leben? Diese faszinierende Idee stieß 2009 auf Interesse. Damals umkreiste die japanische Raumsonde SELENE den Mond. Sie fand ein seltsames Loch unter der Marius-Hügelregion. Es könnte eine Öffnung in eine Lavahöhle sein, die unter der Oberfläche liegt.

Spätere Beobachtungen mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA zeigten, dass Marius Hills Hole visuell fast 100 Meter unter die Oberfläche reicht. Es ist mehrere Hundert Meter breit. Die Raumsonde SELENE durchdringt mit Radar den Boden. Ihre Daten wurden neu ausgewertet und zeigen eine Reihe verblüffender Zweitechos. Sie sind Hinweise, dass die Lavaröhren unter den Mariushügeln vielleicht kilometerweit hinabreichen. Sie sind vielleicht sogar groß genug für ganze Städte.

Solche Röhren könnten eine künftige Mondkolonie schützen. Auf dem Mond schwankt nämlich die Temperatur sehr stark. Mikrometeorite schlagen ein, auch die Sonnenstrahlung ist sehr schädlich. Man könnte solche Lavaröhren im Boden sogar verschließen und mit Luft füllen, die man atmen kann. Die Lavahöhlen entstanden wahrscheinlich vor Milliarden Jahren durch aktive Mondvulkane.

Dieses Bild zeigt die Oberfläche bei der Marius-Hügelregion. Es wurde in den 1960er-Jahren von der NASA-Mission Lunar Orbiter 2 fotografiert. Der Bildeinschub des Marius Hills Hole stammt vom LRO. Er ist noch in Betrieb. Das Bild zeigt auch mehrere Lavakuppeln. Der Krater Marius befindet sich rechts oben.

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Woher stammen eure Elemente?

Dieses Periodensystem zeigt - anders als die üblichen Grafiken - den vermuteten Ursprung der Elemente, also ihre Entstehung in Sternen.

Bildcredit und Lizenz: Wikipedia: Cmglee; Daten: Jennifer Johnson (OSU)

Jedes Wassermolekül in eurem Körper enthält Wasserstoff. Er stammt vom Urknall. Im ganzen Universum gibt es keine weiteren nennenswerten Quellen für Wasserstoff. Der Kohlenstoff im Körper entstand im Inneren von Sternen durch Kernfusion. Das gilt auch für Sauerstoff.

Ein Großteil des Eisens in eurem Körper entstand vor langer Zeit in weiter Ferne bei Explosionen von Supernovae. Das Gold in eurem Schmuck entstand wahrscheinlich, wenn Neutronensterne kollidierten. Das löse vielleicht auch kurze Gammablitze und Gravitationswellen aus. Elemente wie Phosphor und Kupfer sind in unseren Körpern nur in Spuren vorhanden. Sie sind aber lebensnotwendig für alles bekannte Leben.

Dieses Periodensystem farbcodiert. Es zeigt die Vermutungen zum nuklearen Ursprung aller bekannten Elemente. Bei manchen Elementen wie Kupfer ist nicht klar, an wo sie entstehen. Daran forscht man weiterhin durch Beobachtung und Berechnungen.

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