Beiträge von Michael97

    Nacht 4: Ereignisse

    -Medium Jewel wird gefressen

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    Dunkle Materie und Antimaterie:

    Die Dunkle Materie ist eine vermutete Form der Materie, welche nicht direkt sichtbar ist, aber mit der Gravitationskraft in Wechselwirkung tritt.

    Warum geht man davon aus, dass es diese Dunkle Materie gibt?

    Laut dem Dritten Keplerschen Gesetz und dem Gravitationsgesetz müsste die Umlaufgeschwindigkeit der Sterne abnehmen, dersto größer die Distanz zum Zentrum ihrer zugehörigen Galaxie ist. Messungen zeigen jedoch, dass sie mit zunehmender Distanz konstant bleibt oder sogar ansteigt.

    440px-Dark_matter_diagram.svg.png

    Dieser gravierende Unterschied führt zur Vermutung, dass es in den äußeren Bereichen von Galaxien Masse gibt, welche nicht sichtbar ist - Dunkle Materie eben.

    Hier eine simulierte Animation einer Galaxie mit ihrer Rotationskurve. Links ist die Rotation laut Berechnungen zu sehen, rechts laut Beobachtungen/Messungen.

    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm…dark_matter.ogv


    Man geht davon aus, dass der Anteil der Dunklen Materie im Universum etwa 5mal so hoch ist wie der Anteil der sichtbaren Materie.

    Deren Existenz wurde bisher noch nicht bestätigt, wird aber aufgrund folgender Beobachtungen nahegelegt, welche sich durch die sichtbare Materie alleine nicht erklären lassen, wenn man die anerkannten Gravitationsgesetze zugrunde legt:

    • Oben erwähnte Beobachtung, dass die Umlaufgeschwindigkeit der Sterne mit zunehmender Distanz zum Galaxiezentrum eben nicht abnimmt, sondern konstant bleibt oder gar steigt.
    • Bei einer großräumigen Durchmusterung von Galaxienhaufen wurde deutlich, dass diese Konzentrationen an Materie nicht allein durch die sichtbare Materie zustandekommen konnte. Von dieser ist nämlich zu wenig vorhanden, um durch Gravitation solche großen Unterschiede in der Dichte des Universums hervorzurufen.
    • Gravitationslinse: Durch die Masse eines Galaxienhaufens im Vordergrund erfolgt eine Verzerrung des Lichts einer entfernten Galaxie. Aus dieser Verzerrung kann man dann die Massenverteilung bestimmen, bei welcher jedoch eine Diskrepanz zwischen der errechneten Masse und der beobachteten Materie auftriff.
    Gravitationslinse
    Hubble image of galaxy cluster Abell 2813 (also known as ACO 2813)
    (Dies ist eine sehr neue - erst am 16.04.2021 - veröffentlichte Aufnahem des Hubble-Teleskops)

    Was könnte diese Dunkle Materie nun konkret sein?

    • Kaltes Gas, weil dieses keine Strahlung emittieren würde. Dagegen spricht aber, dass sich kaltes Gas durchaus erwärmen kann und selbst riesige Gasmengen, nicht die benötigte Masse aufbringen könnten.
    • MACHOs: Das sind Himmelskörper, deren Druck so gering ist, dass diese nicht im sichtbaren Spektrum leuchten. Man nimmt heute an, dass MACHOs nur einen kleinen Teil der Dunklen Materie ausmachen.
    • Kalte Dunkle Materie (CDM): Diese Variante umfasst noch unbeobachtete Elemtarteilchen - sogenannte WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles).
    • etc.

    Alternative Erklärungssätze zu den oben beschriebenen Abweichungen zwischen Berechnungen und Beobachtungen setzen hauptsächlich bei möglichen Modifikationen des Gravitationsgesetzes bzw. der Allgemeinen Relativitätstheorie an.

    Zum Beispiel besagt die Skalar-Trensor-Vektor-Gravitationstheorie (STVG), dass die Gravitationskraft bei großen Entfernungen stärker ist als laut dem Newtonschen Gravitationsgesetz, während es auf geringen Entfernungen eine fünfte Grundkraft mit abstoßender Wirkung geben soll.


    Die Antimaterie ist Materie, die aus Antiteilchen besteht. Anti-Atoma haben Athomhüllen aus Positronen und Atomkerne aus Antiprotonen bzw. Antineutronen.

    Anti-Atome können in aufwendigen Experimenten hergestellt werden. Die Positronenstrahlung wird sogar in der modernen Medizintechnik verwendet (PET).

    Überraschenderweise wurden Positronen Ende 2009 mittels eines Weltraumteleskops per Zufall in Gewittern entdeckt.

    Wenn ein Materieteilchen und sein Antiteilchen aufeinandertreffen, können sie "zerstrahlen" => die gesamte in den Teilchen steckende Energie tritt dann in anderer Form wieder auf und unter Umständen entstehen auch neue Teilchen.

    Im Universum konnte bislang jedoch keine Antimaterie nachgewiesen werden. Man geht jedoch im Rahmen der Urknalltheorie davon aus, dass nach dem Urknall das Verhältnis von Materie und Antimaterie fast 1 zu 1 war. Es bestand jedoch ein winziges Ungleichgewicht von etwa 1,000000001 (Materie) zu 1 (Antimaterie), wodurch glücklicherweise nicht die ganze Materie durch ihre Antimaterie verstrahlt wurde. Wieso es dieses kleine Ungleichgewicht gegeben hat, wird aktuell u.a. in verschiedensten Quantentheorien erforscht.


    Quellen:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Dunkle_Materie

    https://de.wikipedia.org/wiki/Antimaterie

    Es wird Tag

    Nacht 3: Ereignisse

    - Rock (Schauspieler mit den Rollen Jason, Märtyrerin, Süßwarenhändler, Lyka+Schutzamulett, Lyka) wird als Süßwarenhändler gefressen

    Wie massereiche Sterne enden: Supernova => Neutronenstern / Schwarzes Loch:

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    Als Supernova bezeichnet man das kurzzeitige, helle Aufleuchten eines massereichen Sterns durch eine Explosion am Ende seiner Lebenszeit, die den ursprünglichen Stern vernichtet. Die Leuchtkraft des Sterns nimmt dabei millionen- bis milliardenfach (!) zu - damit wird er kurzzeitig so hell wie eine ganze Galaxie.
    260px-SN1994D.jpg
    (Supernova (heller Punkt links unten) in der Galaxie NGC 4526)

    Innerhalb von Sekunden wird dabei etwa ein Foe an beobachtbarer Energie freigesetzt. Das entspricht etwa 3*10^28 Terrawattstunden. Zum Vergleich: Wenn die Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer von etwa 10 Milliarden Jahren ihre derzeitige Leuchtkraft hätte, würde sie dabei insgesamt ca. 1,2 foe freisetzen.

    Kann uns eine Supernova gefährlich werden?

    Es wird geschätzt, dass in der Milchstraße ungefähr 20 Supernovae pro Jahrtausend auftreten, wovon im letzten Jahrtausend immerhin 6 beobachtet wurden. Von vielen vergangenen Supernovae kann man heute mittels Teleskop die schönen Überreste als eine Unterart der kosmischen Nebel erkennen.

    Die hellste je beobachtete Supernova war - laut Aufzeichnungen - auch das hellste je vom Menschen beobachtete punktförmige Himmelsobjekt. Diese Supernova ereignete sich in einer Entfernung von astronomisch sehr geringen 7.000 Lichtjahren und hatte nur leichte Auswirkungen auf die Erde: So lassen sich im antarktischen Eis erhöhte Nitratwerte finden, die mit der von der Supernova abgestoßenen Gammastrahlung in Verbindung stehen dürften.

    Sollte eine Supernova innerhalb einer Entfernung von bis ca. 100 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem stattfinden, hätte dies merkliche Auswirkungen auf die Biosphäre der Erde: DIe Gammastrahlung verwandelt Stickstoff in Stickoxide und könnte die Ozonschicht komplett zerstören, wodurch die Erde gefährlicher Strahlung ausgesetzt wäre. Das Massenaussterben vor etwa 450 Millionen Jahren wird von einigen Forschen durch eine Supernova begründet.

    Eine richtig starke Supernova vom Typ Ia könnte aber auch in Entfernungen von bis zu 3.000 Lichtjahren die Erde stark beeinflussen. Als erdnächster bekannter Kandidat für eine künftige Supernova dieses Typs gilt IK Pegasi in lediglich 150 Lichtjahren Entfernung. Bis dieser Stern aber in einer Supernova explodiert, vergeht aber einerseits noch viel Zeit (mehrere MIllionen Jahre) und andererseits wird sich IK Pegasi dann schon ausreichend von unserem Sonnensystem entfernt haben.


    Aufgrund der sehr geringen Wahrscheinlichkeit einer ausreichend starken Supernova in Erdnähe, muss man Supernovae also nicht als Gefahr für das Leben auf der Erde ansehen. Zumindest mit großer Wahrscheinlichkeit nicht in den nächsten paar Millionen Jahren.


    Was passiert bei einer Supernova?

    Grundsätzlichen ist zwischen 3 Grundtypen von Supernovae zu unterscheiden:

    • Thermonukleare Supernova vom Typ Ia:
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    440px-Progenitor_IA_supernova-de.svg.png
    (Ich werde schon ein bisschen faul :ugly: )

    • Kernkollaps-Supernova (Hydrodynamisch): Im Prinzip ist es hier so, dass die Sonne ihren Brennstoff verbraucht, während sich in ihrem inneren Kern immer mehr Eisen unter sehr hohem Druck ansammelt. Der Druck auf bzw. die Dichte des Kerns überschreitet irgendwann eine bestimmte Grenze, wodurch der Kern innerhlab von Millisekunden kollabiert. Dabei erreicht der Kern eine Dichte auf nuklearem Niveau und besteht nur noch aus Neutronen. Es kommt zu einer Supernova-Explosion, welche die Hüllen der Sonne mit Geschwindigkeiten von mehreren Millionen km/h absprengt und ins All schleudert. Der Großteil der abgegebenen Energie (etwa 99%) sind die Neutrinos, welche aufgrund ihrer beinahe-Lichtgeschwindigkeit von irdischen Detektoren bereits einige Stunden vor der optischen Supernova gemessen werden können.
      Zurück bleibt entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.
    • Parainstabilitätssupernova: Dies ist eine besondere Form der Kernkollaps-Supernova, bei der nichts übrig bleibt, weil der komplette Stern zerrissen wird. Hier liegt die abgesetzte Energie dadurch um den Faktor 100 höher - also bei etwa 100 foe.

    Was bleibt von der Supernova übrig?

    Die Form des Überrestes hängt grundsätzlich von der Masse des Sterns ab. Prinzipiell entsteht ein Neutronenstern, wird der Stern durch das von außen nachfallende Material aber noch schwerer (etwa 3 Sonnenmassen), so kann die Gravitationsdruck den Gegendruck nach außen überwinden => der Sternenrest stürzt endgültig zu einem Schwarzen Loch zusammen.

    Der Neutronenstern:

    Ein Neutronenstern besteht im Wesentlichen aus Neutronen und ist ein kugelförmiger Körper mit einem Radius von meist 10 bis 12 km (also sehr klein). Doch die Masse dieser kleinen Sternreste beträgt etwa 1,2 bis 2 Sonnenmassen wodurch sie extrem kompakt sind: Die Dichte am Rand beträgt etwa 1 Millionen Tonnen pro m³ - im Kern sind es sogar bis zu 800.000.000.000.000 (8* 10^14) Tonnen (!) pro m³, was etwa der vierfachen Dichte eines Atomkerns entspricht.

    Diese Sternenreste rotieren mit einer Geschwindigkeit von bis zu 70.000 km/s (= 1/4 der Lichtgeschwindigkeit) - für noch höhere Geschwindigkeit gibt es zwar noch keinen Nachweis, ausschließen sollte man dies aber nicht.

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    220px-Cycle_of_pulsed_gamma_rays_from_the_Vela_pulsar.gif
    (Gammastrahlung des Vela-Pulsars/Neutronensterns)

    Durch das von Neutronensternen ausgehende sehr hohe Gravitationsfeld wird Licht gekrümmt, wodurch Teile der Rückseite des Sterns von einem vorderen Blickfeld aus gesehen werden können. Die Temperatur im Inneren beträgt bis zu 100 Milliarden Grad Celcius.

    Des Weiteren haben Neutronensterne ein extrem starkes Magnetfeld, wodurch Atome im Einflussbereich eine längliche Zigarrenform annehmen!

    Schwarzes Loch:

    Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse noch stärker komprimiert ist, als dies bei Neutronensternen der Fall ist. Die Gravitation ist hier so hoch, dass nicht einmal das Licht den als Ereignishorizont bezeichneten Berich verlassen oder durchlaufen kann. Alles was einmal innerhalb des Ereignishorizonts ist, kommt da also nie wieder raus.

    Die größten bekannten Schwarzen Löcher werden supermassenreiche Schwarze Löcher genannt (bis zu mehrere Milliarden Sonnenmassen schwer!) und stehen im Zentrum von Galaxien.


    Kollisionen von Schwarzen Löchen bringen die Raumzeit zum "vibrieren" und lösen sogenannte Gravitationswellen aus, deren direkter Nachweis erstmals 2016 gelungen ist. Diese Gravitationswellen stauchen und strecken vorübergehend Abstände innerhalb des Raumbereichs.

    Was würde mit der Umlaufbahn der Erde passieren, wenn man die Sonne (oder auch den Mond) durch ein Schwarzes Loch gleicher Masse austauschen würde?

    Nichts. Die Erde würde nach wie vor die exakt gleichen Bahnen ziehen, wie sie es auch machen würde, wenn dort nachwievor die Sonne wäre. Das Schwarze Loch hat nämlich ebenso "lediglich" eine Gravitationskraft, durch die es mit der Erde wechselwirkt - und wenn die Masse der Sonne und des hypothetischen Schwarzen Lochs ident sind, macht das nunmal keinen Unterschied.
    Ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Sonne wäre übrigens nur etwa 2,9 Kilometer groß. Würde man ein Schwarzes Loch mit der Masse der Erde kreieren, wäre dieses nur 9 Millimeter "groß".

    Außerhalb des Ereignishorizonts verhält sich das Schwarze Loch also wie ein normaler Massenkörper.
    Von außen erscheint der Ereignishorizont visuell als komplett schwarzes sowie undurchsichtiges Objekt (weil ja nichtmal Licht diesen Bereich verlassen kann und damit auch nicht zu uns durchdringen kann) und in dessen äußerem Rand wird der dahinterliegende Raum wie durch eine optische Linse verzerrt abgebildet.

    Vor fast genau 2 Jahren ist eine Sensation gelungen, als man dank des Event Horizon Telescopes (EHT) das supermassereiche Schwarze Loch der Galaxie Messier 87 mittels Radioaufnahmen visuell abbilden konnte.

    260px-Black_hole_-_Messier_87_crop_max_res.jpg

    Und erst vor wenigen Tagen - am 16.04.2021 - veröffentlichte man drei weitere Aufnahmen von diesem Schwarzen Loch und seines abgehenden Jets:

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    https://www.wissenschaft.de/wp-content/uploads/2/0/2021-15-M87b.jpg

    Wieso "sieht" man das Schwarze Loch in der Mitte von Galaxien nun bei Aufnahmen im sichtbaren Bereich nicht? Das liegt daran, dass die Akkretionsscheibe, die ein Schwarzes Loch umgibt, dieses überstrahlt. Dieser helle, aktive Kern von Galaxien wird Quasar genannt.

    Die Leuchtrkraft der stärksten Quasare entspricht mehreren hundert Billionen Sonnenleuchtkräften!

    Quellen:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Supernova

    https://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern

    https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch

    https://www.scinexx.de/news/kosmos/sc…ollen-spektrum/

    https://de.wikipedia.org/wiki/Quasar

    Es wird Tag

    Deadline auf 22.04.21 21:00 gesetzt

    Nacht 2: Ereignisse
    - Kjeks (Seher + Harter Bursche) wird gefressen

    Aufbau und Entstehung unseres Sonnensystems:

    Zum Sonnensystem zählt die Gesamtausdehnung der gravitativen Auswirkung des Zentralsterns, also der Sonne im Zentrum. In unserem Sonnensystem beträgt der Durchmesser davon 3 Lichtjahre. Unsere Sonne besitzt 99,86% der Gesamtmasse des Systems und ist 330.000 mal so groß wie jene der Erde.

    Die Planeten und deren Umlaufbahnen:

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    Umlauf.png

    Zu den inneren Planeten zählen die Gesteinsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars. Die äußeren Planeten sind die Gasplaneten Jupiter, Saturn und Neptun. Die Trennung dieser 2 Planetenarten/gruppen erfolgt durch den dazwischenliegenden Asteoridengürtel.

    Maßstabsgetreue Darstellung der 8 Planeten

    Groese.png

    Entdeckungsgeschichte und Sichtbarkeit der Planeten:

    Zahlreiche der Planeten sind problemlos mit bloßem Auge zu erkennen. So waren die Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn bereits in der Antike bekannt - sie erscheinen ja auch heller als die meisten Fixsterne am Nachthimmel. Unter günstigen Bedingungen ist sogar Uranus mit bloßem Auge erkennbar, er wurde aber erst 1781 offiziell als Planet registriert.

    Nach der Entdeckung des Uranus gab es aber weiterhin Abweichungen zwischen den gemessenen und den berechneten Umlaufbahnen der Planeten anhand der Keplerschen Gesetze. Dies veranlasste die Forscher zur korrekten Vermutung, dass es noch weitere Planeten mit bestimmter Größe und damit einer gewissen gravitativen Auswirkung geben muss. Schließlich errechnete der französische Mathematiker Urbain Le Verrier im Jahr 1846 die genaue Position, an der sich ein noch unbekannter Planet befinden müsste. Nach einiger Überzeugungsarbeit wurde der Planet Neptun anhand dieser Berechnungen dann auch tatsächlich gefunden!

    Entstehung des Sonnensystems und der Planeten:

    Die derzeit gängige Theorie zur Entstehung des Sonnensystems basiert auf der Kant'schen Nebularhypothese.
    Demzufolge bewegte sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren an der Stelle unserer Sonnensystems eine ausgedehnte Molekülwolke, die zu über 99% aus den Gasen Wasserstoff und Helium bestand sowie zu einem geringen Anteil aus mikrometergroßen Staubteilchen (zB Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak, Siliziumverbindungen, etc.).

    Teile dieser Materialwolke zogen sich durch die eigene Schwerkraft immer weiter zusammen und verdichteten sich. Den initialen Anstoß dafür dürfte die Explosion einer nahen Supernova gegeben haben. Diese Verdichtungen führten zur Bldung von hunderten bis tausenden Sternen in einem Sternhaufen, der sich nach einigen hundert Millionen Jahren in freie Einzel- und Doppelsterne auflöste.

    Dabei hat sich in einem Teil davon durch Kontraktionen eine schon minimal existierende Rotation der Teilwolke immer weiter erhöht. Dadurch entstanden nach außen wirkende Fliehkräfte, welche diesen Teil zu einer rotierenden Akkretionsscheibe (= eine um ein zentrales Objekt rotierende Scheibe, welche Materie in Richtung des Zentrums transportiert) formten.

    Fast die gesamte Materie dieses Sonnennebels stürzte dabei in das Zentrum und bildete einen Protostern, der immer weiter kollabierte. Im Inneren dieses Gaskörpers stiegen Druck und Temperatur so weit an, bis ein Kernfusionsprozess gezündet wurde, bei dem Wasserstoffkerne zu Heliumkernen verschmelzten. Die dadurch freigesetzte Energie erzeugte einen Strahlendruck nach außen, welcher der nach innen drückenden Gravitationen entgegenwirkte und damit die weitere Kontraktion aufgehalten hat. Damit war ein stabiler Stern - also unsere Sonne - geboren.

    Wie sind daraufhin die Planeten entstanden?

    Die Staubteilchen im Rest der rotierenden Akkretionsscheibe verklumpten durch ihre gegenseitige Anziehung und häufiges Zusammenstoßen immer weiter und bildeten sogenannte "Planetesimalen" (= Bausteine der Planeten). Diese bereits kilometergroßen Gebilde vereinigten sich durch ihre Gravitation mit anderen solcher Gebilde und wurden im Laufe der Zeit immer größer.

    Das Wachstum verlief dabei nicht gleichmäßig, weil schwerere Objekte ja größere Gravitationskräfte ausüben und dadurch immer schneller wachsen können. Der Protojupiter störte schließlich mit seinem starken Gravitationsfeld andere Planetesimale, beeinflusste deren Wachstum und verhinderte dadurch wahrscheinlich die Bildung eines Planeten zwischen Mars und Jupiter, was zur Entstehung bzw. zum "Übrigbleiben" des Asteoridengürtels führte.
    Dieser Entstehungsablauf liefert auch die Erklärung dafür, wieso es innerhalb des Asteoridengürtels ausschließlich Gesteinsplaneten gibt und außerhalb des Gürtels nur Gasplaneten: In Sonnennähe kondensierten schwerflüchtige Elemente und Verbindungen aus, während leichtflüchtige Gase durch den kräftigen Sonnenwinden weggerissen wurden. In den kälteren Außenregionen konnten die entstehenden Planeten hingegen auch die leichtflüchtigen Gase (Wasserstoff, Helium, Methan, ..) festhalten.

    Offene Fragen bzw. Probleme bei dieser Theorie:

    • Ein Problem ist die Verteilung des Drehimpulses auf Sonne und Planeten: Die Sonne enthält zwar fast 99,9% der Masse des gesamten Systems, besitzt aber nur etwa 0,5% des Drehimpulses.
    • Auch die Neigung der Äquatorebene der Sonne von etwa 7° ist ein Rätsel. Aufgrund ihrer dominierenden Masse dürfte die Sonne durch gravitative Wechselwirkungen kaum ins Taumeln geraten. Vermutet wird, dass die Sunne in ihrer Frühzeit einen Zwergstein als Begleiter hatte oder Besuch von einem Nachbarstern des ursprünglichen Sternenhaufens erhielt, der durch seine Anziehung die damalige Akkretionsscheibe um etwa 7° kippte, während die Sonne aufgrund ihrer im Verhältnis geringen räumlichen Ausdehnung weitgehend unbeeinflusst blieb.

    Aufschluss darüber könnte zum Beispiel die Untersuchung von Asteoriden aus dem Asteoridengürtel liefern, weil diese aus der Zeit der Planetenentstehung stammen und seitdem nahezu unverändert blieben.

    Grober Aufbau von Planeten:

    Gesteinsplaneten

    Aufbau.png

    Gasplaneten

    Aufbau-Gas.png


    Quellen:

    https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem

    https://de.wikipedia.org/wiki/Planet


    Es wird Tag

    Deadline auf 21.04.21 21:00 gesetzt

    Nacht 1: Ereignisse

    - Nichts Aufregendes passiert


    Das Hubble-Weltraumteleskop (HST):

    Das Teleskop wurde von NASA und ESA gemeinsam entwickelt und ist nach dem Astronomen Edwin Hubble benannt.

    Missionsziele:

    Es wurde primär dazu geschaffen, die Einschränkungen der Erdatmosphäre auf die Sicht ins Weltall zu umgehen. Die Moleküle der Erdatmosphäre begrenzen nämlich das Auflösoungsvermögen von Teleskopen der Erdoberfläche, zudem werden verschiedene Spektralbereiche blockiert.

    Dabei wollte man vor allem (hochauflösende und detaillierte) Aufnahmen von folgenden Objekten/Phänomenen des Universums erhalten:

    • Planeten + Exoplaneten
    • Sterne
    • Nebel aller Art
    • Schwarze Löcher und deren Umgebung
    • Galaxien in beliebiger Distanz
    • Dunkle Materie und Dunkle Energie
    • Alter des Universums


    Start und Schwierigkeiten:

    220px-1990_s31_IMAX_view_of_HST_release.jpg

    Das HST wurde am 25. April 1990 aus dem Frachtraum der Discovery ins Weltall ausgesetzt und umkreist seitdem die Erde - die Umlaufzeit beträgt lediglich 95,4 Minuten.

    Nach dem Aussetzen stellte sich schnell heraus, dass die Bildqualität nicht den Erwartungen entsprach. Ursache war ein Fehler im Hauptspiegel, wodurch die Bilder praktisch unbrauchbar waren. Der Fehler konnte 3 Jahre später im Zuge einer Servicemission jedoch erfolgreich korrigiert werden. Daraufhin fanden seitdem noch 4 weitere Servicemissionen statt, bei denen unter anderem auch leistungsfähigere Ausstattungen verbaut haben.

    Wichtige technische Daten:

    • Zylinderförmig mit einer Länge von 13,2m, einem Durchmesser von 4,3m und einem Gewicht von über 11 Tonnen.
    • Die gesamte notwendige elektrische Energie wird von 2 flügelartigen Solarmodulen erzeugt
    • Das optische System besteht aus 2 Spiegeln und ist das Kernstück des Teleskops, weil es ja für das Sammeln von Licht zuständig ist. Der Hauptspiegel ist hyperbolisch geformt und hat einen Durchmesser von 2,4m, wodurch das eintreffende Licht auf den 30cm großen Sekundärspiegel geworfen wird. Dieser reflektiert das Licht dann unter anderem zu den wissenschaftlichen Instrumenten (u.a. hochmoderne Kameras/Sensoren), wo dies weiterverarbeitet und an die Erde übertragen wird.

    Eine kleine Auswahl von Aufnahmen des Hubble-Teleskops:

    Anmerkung: Manche der Bilder sind (wie in der Astrofotografie üblich) in sogenannten Falschfarben dargestellt. Dabei handelt es sich dadurch aber nicht um Fakes oder ähnliches (es werden nämlich keine zusätzlichen Infos/Daten/Strukturen zum Bild hinzugefügt), sondern lediglich um eine Umfärbung des Bildes anhand der molekularen Zusammensetzung, damit man gewisse Abgrenzungen schöner und besser verdeutlichen kann. Als Beispiel könnte zum Beispiel Wasserstoff in grün, Schwefel in rot und Sauerstoff in grün dargestellt werden.

    Vergleich: Originalfarben vs Falschfarben

    https://i.redd.it/sg7ytvr9rl051.png

    Die aus meiner Sicht spektakulärste Aufnahme ist das Hubble Extreme Deep Field.

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    lossy-page1-1024px-Hubble_Extreme_Deep_Field_%28full_resolution%29.tif.jpg

    Diese Aufnahme aus insgesamt 2000 Einzelbelichtungen mit einer Gesamtbelichtungszeit von etwa 23 Tagen beinhaltet rund 5500 (!) Galaxien. Die Lichtlaufzeit der auf diesem Bild entferntesten Galaxie beträgt 13,2 Milliarden Jahre.

    So richtig erstaunlich wird die Aufnahme aber erst, wenn man sich ansieht, welchen kleinen Ausschnitt des Himmels diese Aufnahme eigentlich abdeckt:

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    1024px-XDF-scale.jpg

    Helixnebel:

    Diese Gashülle wurde von einem sterbenden, sonnenähnlichen Stern ausgestoßen und ist für das freie Auge aufgrund seiner geringen Leuchtkraft unsichtbar, obwohl er von der Erde aus gesehen die Größe des Vollmonds hat

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    Helixnebel.png

    Sternentstehungsgebiet

    In der Mitte dieser Struktur verbigt sich ein junger Stern (S 106 IR), dessen starke Strahlung die ausgestoßene Materie leuchten lässt.

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    Stern-Ent-Geb.png

    Gravitationslinse:

    Eine elliptische Riesengalaxie im Zentrum des Galaxienhaufens Abell 2813 enthält so viel Masse in Form von Dunkler Materie, dass sie das Licht noch weiter entfernter Galaxien zu langen Lichtbögen krümmt.
    Dieses Bild wurde erst vor kurzem - am 16.04.2021 - veröffentlicht.

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    Hubble image of galaxy cluster Abell 2813 (also known as ACO 2813)

    Starburst-Galaxie (Messier 82):

    Unterscheidet sich von anderen Galaxien durch feine Netze aus zerstobenen Gaswolken und leuchtendem Wasserstoff, die aus dem Inneren der Galaxie herausgeschleudert werden.

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    Messier82.png

    Kosmischer Crash:

    Seit einigen hundert Millionen Jahren stoßen die beiden Antennen-Galaxien schon zusammen. In den hell leuchtenden Bereichen verdichtet sich Gas; es entstehen Milliarden neuer Sterne.

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    Galaxiencrash.png

    Zukunft:

    Als Ablösung für das HST ist derzeit das James-Webb-Weltraumteleskop geplant, dessen Start aktuell für Ende Oktober 2021 angesetzt ist. Es besitzt einen über 5x so großen Spiegel und besitzt besonders im Infrarotbereich erheblich größere Kapazitäten => Objekte hinter sehr dichten Nebeln oder in extremen Entfernungen können besser untersucht werden. Im Gegenzug wird der sichtbare und ultraviolette Spektralbereich nicht mehr abgedeckt. Um diese Bereiche auch in Zukunft untersuchen zu können gibt es Konzepte für Weltraumteleskope mit einem 8 bis 16 Meter großen Spiegel mit Instrumenten für den sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich.

    Das Hubble-Teleskop selbst wird aber wahrscheinlich noch bis mindestens 2026 für Forschung eingesetzt werden können.


    Quellen:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Weltraumteleskop

    https://www.geo.de/wissen/weltall…6-30168618.html


    Es wird Tag

    Deadline auf 20.04.21 21:00 gesetzt