Fotos im Eingangsbereich der Sternwarte

   Sonne in H-alpha und Weißlicht

Unser Zentralgestirn im Sonnensystem, die Sonne, strahlt in allen Farben (die Astronomen sprechen von „Wellenlängen“) verschieden hell. Je nachdem, in welchem Wellenlängenbereich man beobachtet, zeigen sich unterschiedliche Details auf der Sonnenoberfläche

Auf der rechten Seite der Abbildung sieht man die Sonne im normalen „weißen“ Licht. Hier fallen sofort dunkle Flecken auf, die tatsächlich auch Sonnenflecken heißen. Diese Regionen sind etwa 1.000 Grad kühler als die Sonnenoberfläche und erscheinen daher dunkel.

Obwohl sie auf der Aufnahme eher klein aussehen, darf man sich hier nicht täuschen lassen: Sonnenflecken sind riesige Gebilde. Die kleinsten Flecken, die fast punktförmig sind, dürften etwa den Durchmesser der Erde haben. Die große Fleckengruppe am rechten Rand der Sonne ist wahrscheinlich 20 mal so groß wie die Erde.

Im tiefroten Licht des Wasserstoffs bietet sich ein ganz anderes Bild der Sonne. Hier werden heiße Regionen sichtbar, die sich hell vor den der Sonnenoberfläche abheben. Die hier sichtbaren dunklen, fadenähnlichen Strukturen sind so genannte Protuberanzen: Gasexplosionen, die sich von der Sonne abheben und ins Weltall hinausfliegen.

Totale und partielle Sonnenfinsternis

Sonnenfinsternisse sind viel seltener zu beobachten als Mondfinsternisse. Sie finden gleich häufig statt, sind jedoch nur von einem kleinen Teil der Erde aus zu sehen. Bedeckt der Mond die Sonne vollständig, spricht man von einer totalen Sonnenfinsternis. Wird nur ein kleiner Teil verfinstert, ist dies eine partielle Sonnenfinsternis.

Oben ist eine Reihenaufnahme einer Totalen Sonnenfinsternis aus dem Jahr 2016 zu sehen. Für die Beobachtung reiste der Fotograf in die Türkei – von Deutschland aus war sie nur partiell.

Unten ist dagegen eine partielle Sonnenfinsternis abgebildet, wie sie sich 2022 in Deutschland ereignete.

Bei einer Totalen Finsternis kann man die Atmosphäre der Sonne als Strahlenkranz beobachten. Dafür nehmen die Astronomen oftmals weite Reisen auf sich, da der Anblick wirklich ehrgebietend ist.

Die nächste Totale Sonnenfinsternis in Deutschland wird leider erst 2081 stattfinden.

Partielle Mondfinsternis 2019

Nicht immer taucht der Vollmond bei einer Mondfinsternis völlig in den Kernschatten der Erde ein. Dann wird nur ein Teil des Mondes verfinstert, während der nicht im Schatten liegende Teil weiterhin gut sichtbar bleibt.

Die hier gezeigte Reihenaufnahme zeigt den Verlauf der Finsternis vom 16. Juli 2019. Links geht der Mond auf, und wandert dann – langsam höher ziehend – immer weiter in den Schatten der Erde. Jedoch wird er nicht ganz verfinstert: ein kleiner Teil bleibt weiterhin sichtbar, bis er dann wieder aus dem Schatten wandert und dann wieder ganz beleuchtet ist.

Mondfinsternisse eignen sich übrigens gut dazu, uns klar zu machen, dass unsere Erde eine Kugel ist. Nur eine Kugel kann einen Schatten, der kreisrund ist (und hier am Mond sehr gut zu sehen ist), erzeugen.

Poldrehung

Unsere Erde dreht sich bekanntlich in etwa 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse. Dies lässt die Sterne im Osten scheinbar aufgehen, über den Himmel ziehen und schließlich im Westen wieder untergehen.

Betrachtet man jedoch die Sterne nahe des Himmelspol, so stellt man fest, dass diese Sterne nicht auf- und untergehen, sondern vielmehr einen Kreis um einen imaginären Punkt am Himmel machen, der dicht neben dem Polarstern liegt. Je weiter man auf der Erde nach Norden geht, desto mehr Sterne beschreiben diesen Kreis (man spricht hier von zirkumstellaren Sternen), bis schließlich am Nordpol der Erde alle Sterne zirkumpolar sind. Das bekannteste zirkumpolare Sternbild ist der Große Wagen. Er ist von Deutschland aus das gesamte Jahr zu sehen.

Richtet man seine Kamera auf den Himmelsnordpol und belichtet einige Zeit, so werden die Kreisspuren der Sterne sichtbar.

Mondoberfläche mit Sinus Iridum und Krater Plato

Mit dem Teleskop über den Mond schwenken macht immer Spaß. Mit ein wenig Fantasie kann man sich sehr gut in die Astronauten des Apollo-Programms hineinfühlen, die diesen Anblick aus ihrer Landekapsel oder dem Raumschiff beim Umkreisen des Mondes hatten. Beim Blick durch unsere Teleskope auf der Sternwarte sehen Sie etwa ebenso viele Details wie hier auf der Aufnahme.

Nach der Erfindung des Fernrohrs gaben die Beobachter den Strukturen auf dem Mond Namen, die teilweise ihrem Wunschgedanken entsprachen, oder der Vorstellung, dass es auf den Mond so ähnlich aussehen müsste wie bei uns: Meere, Berge, Kontinente. Die dunkleren Regionen wurden dabei für Ozeane aus Wasser gehalten.

Auf der Aufnahme hier ist die untere Hälfte des Bildes ein solch dunkles „Meer“: das Meer der Feuchtigkeit, lateinisch Mare Imbrium. Tatsächlich ist der Mond ein völlig trockener Ort ohne Wasser und Atmosphäre. Sollte es dort einmal Wasser gegeben haben, hat sich dies längt ins Weltall verflüchtigt. Tatsächlich bestehen die dunklen Meere (die aus Nostalgiegründen immer noch so genannt werden) aus erkalteter Lava, die bei einem Einschlag eines riesigen Gesteinsbrockens zur Oberfläche gelangte und dort erstarrte.

Links oben ist eine halbkreiseförmige Bucht zu sehen: die Regenbogenbucht, lat. Sinus Iridum. Diese Bucht war einmal ein großer Krater, der halb von der austretenden Lava überdeckt wurde.

Rechts der Bildmitte befindet sich ein nahezu kreisrunder großer Krater. Dieser wird „Plato“ genannt, und besitzt einen vergleichsweise dunklen Boden. An ihm kann man sich die Größenverhältnisse auf der Mondoberfläche gut vorstellen: sein Durchmesser beträgt etwa 80 km.

Venusphasen

Nein, hier sieht man keine Mondphasen, wie man auf den ersten Blick auf das Bild meinen könnte. Vielmehr handelt es sich hierbei um Aufnahmen unseres Nachbarplaneten, der Venus.

Die Ursache der Phasen ist jedoch die gleiche wie beim Mond: Sonne, Erde und Venus stehen in einem sich verändernden Winkel zueinander. Bei „Halbvenus“ (rechts) ist dieser Winkel 90°, und wird immer spitzer, je dünner die Sichel erscheint. Dabei verändert die Venus auch ihren Abstand zur Erde und wird dadurch scheinbar größer.

Leider sind auf der Venus auch in den größten Teleskopen keine Oberflächenstrukturen zu erkennen: sie ist von einer dichten, lebensfeindlichen Atmosphäre aus Kohlendioxid und Schwefelsäure umgeben, die nicht durchsichtig ist. Auf ihrer Oberfläche herrschen wahrhaft höllische Bedingungen: etwa 450°C, ein Luftdruck von etwa dem 90-fachen wie auf der Erde, und fortwährend regnet es Säure. Kein Ort zum Verweilen…

Mars

Der rote Planet Mars hat die Astronomen schon immer fasziniert. Seit sie ihn mit ihren Teleskopen beobachteten und später fotografierten, nahmen sie an, dass es Meere, Leben und sogar intelligente Lebewesen auf ihm geben müsste. Grund dafür war unter anderem, dass der Mars wie unsere Erde eine Polkappe aus Eis besitzt, die sogar jahreszeitliche Schwankungen zeigt. Auch dauert der Marstag nur ein klein wenig länger als unser Erdentag.

Tatsächlich ist der Mars ein kalter und knochentrockener Planet. Das Eis der Polkappen besteht zum größten Teil aus gefrorenem Kohlendioxid, was auf Temperaturen um die minus 100°C hindeutet. Selbst am Äquator wird es kaum 0°C warm. Und da er nur eine sehr dünne Atmosphäre besitzt, ist auch bei ihm sein Wasser im Laufe der Jahrmilliarden seit seiner Entstehung ins Weltall verflogen. Tatsächlich gab es früher auf dem Mars sogar fließendes Wasser. Raumsonden, die ihn in den letzten Jahrzehnten umkreisten und sogar auf ihm landeten, fanden zahlreiche Flusstäler und Sedimente. Diese Phase des Planeten ist jedoch schon lange vorbei. Ob sich jemals Leben auf ihm entwickeln konnte, oder ob sich primitive Einzeller und Bakterien auch heute noch auf ihm befinden, konnte bislang noch nicht abschließend geklärt werden.

Jupiter

Der größte Planet im Sonnensystem ist der Jupiter, benannt nach dem obersten Gott der Römer. Er besitzt einen etwa 10 mal so großen Durchmesser wie unsere Erde, und etwa die 318-fache Masse unseres Heimatplaneten.

Auch hier sehen wir nicht auf die Oberfläche des Planeten hinunter: Jupiter besteht zum größten Teil aus Gas (Wasserstoff, Helium, Methan und andere Kohlenwasserstoffe). Er dreht sich rasend schnell um seine eigene Achse. Für einen Jupitertag braucht es nur etwas mehr als 10 Stunden. Dadurch verwirbelt das Gas seiner Atmosphäre ständig, und bildet Wolkenbänder, Stürme und kleinere Wirbel (die auch schon mal so groß wie unser Mond werden können).

Saturn

Noch weiter von uns entfernt wie Jupiter ist der Ringplanet Saturn. Er ist etwas kleiner und „leichter“ als Jupiter (95 Erdmassen). Was bei ihm sofort auffällt, ist sein prächtiger Ring, der ihn umgibt. Dieser ist kein fester Körper, sondern besteht aus unglaublich vielen kleinen Gesteins- und Eisbrocken, die um den Saturn kreisen.

Auf der Aufnahme sieht man einen Bereich des Rings, der dunkel ist. Hier konnten sich aufgrund der Wechselwirkung der Anziehungskraft von verschiedenen Mondes des Saturn (er besitzt über 270), die diesen Bereich des Rings quasi leergeräumt haben.

Auf Saturn ist es so weit draußen im Sonnensystem schon sehr kalt. Sein Abstand zur wärmenden Sonne beträgt fast 1,5 Milliarden km. Daher kommt auch kaum mehr Energie von der Sonne beim Saturn an. Die Folge ist, dass es im Vergleich zu Jupiter kaum sichtbare Strukturen in seinen Wolken gibt.

Cerestransit vor M 100

In unserem Sonnensystem gibt es neben den 8 Planeten auch viele Tausend kleine Körper, die ebenfalls um die Sonne kreisen. Diese werden Asteroiden genannt, und sind noch nicht lange bekannt. Der erste dieser kleinen Körper wurde im Jahr 1800 entdeckt und auf den Namen „Ceres“ getauft (die römische Fruchtbarkeitsgöttin).

Ceres ist etwa 1.000 km groß und somit der größte Asteroid. Sie zieht wie die Planeten im Laufe von einigen Wochen vor dem Fixsternhimmel vorbei. Da sie jedoch viel schwächer als die Planeten ist, erscheint sie nur als kleines Sternchen. Auf der Aufnahme hier zog Ceres im Laufen einiger Tage vor der Spiralgalaxie Messier 100 vorbei. Die Entfernungsunterschiede der beiden Objekte waren jedoch gewaltig: während Ceres nur 250 Millionen Kilometer von uns entfernt war, waren es bei Messier 100 gewaltige 55 Millionen Lichtjahre!

Komet Leonard 2021

Kometen sind meist unvorhersehbare Ereignisse: sie tauchen urplötzlich auf, nähern sich der Sonne und bilden einen Schweif, und verschwinden wieder in den Tiefen des Weltalls. Nur wenige Kometen kehren regelmäßig wieder. Aufgrund dieses unvorhersehbaren Verhaltens wurden Kometen früher für Unglücksboten gehalten, da sie nicht in die bekannte kosmische Ordnung passten.

Kometen sind im Kern sehr kleine Objekte. Sie bestehen aus einem meist weniger als 10 km großen „schmutzigen Schneeball“ aus Eis, verschiedenen Gasen und Staub. Gelangt dieser Schneeball dicht an die Sonne, so beginnt er zu schmelzen, und entwickelt seinen bekannten Schweif. Dabei kann es jedoch auch passieren, dass der Schneeball zerfällt, wenn er zu dicht an die gewaltige Hitze der Sonne gelangt. Dies ist auch beim hier gezeigten Kometen Leonard passiert. Kurz vorher gelang den Fotografen der Sternwarte noch dieses Foto

Orionnebel

Trifft die Explosionswolke einer Supernova (siehe das Bild des Cirrusnebels) auf eine große Gaswolke, so wird diese zusammengedrückt. Dadurch entstehen in der Wolke neue Sterne. Das Wasserstoff-Gas des Nebels zieht sich schließlich unter seiner eigenen Schwerkraft zusammen. Im Inneren wird es immer heißer, bis schließlich die Kernfusion (die Verschmelzung von Wasserstoff-Atomen zu Helium) einsetzt: ein neuer Stern ist geboren.

Der uns nächste dieser Gasnebel in unserer Milchstraße, der hier auf der Aufnahme zu sehen ist, befindet sich im Sternbild Orion. Er ist bereits mit bloßem Auge oder einem kleinen Fernglas zu sehen. In den Fernrohren der Sternwarte bietet er im Winter einen prächtigen Anblick.

Offener Sternhaufen M 45 (Plejaden)

Der prominenteste und hellste Sternhaufen, den man am Sternhimmel in Diedorf sehen kann, ist auf der Aufnahme hier gezeigt. Er trägt den Namen „Plejaden“, „Siebengestirn“ oder auch seine Katalogbezeichnung Messier 45. Oftmals wird er von Besuchern mit dem Sternbild Kleiner Wagen verwechselt, da seine Sterne tatsächlich die Form eines kleinen Wagens bilden.

Die Plejaden bestehen aus mehreren Hundert Sternen. Die meisten dieser Sterne sind sehr heiß und besitzen eine blaue Farbe. Mit ihrer intensiven Strahlung beleuchten sie die Gasreste, aus denen sie vor etwa 10 Millionen Jahren entstanden sind, und die die Sterne quasi wie Windeln noch umgeben. Die Nebel reflektieren das blaue Licht der in ihnen liegenden Sterne, was auf der Aufnahme sehr gut zu erkennen ist.

M 45 ist ein typisches Objekt des Winter-Sternhimmels. Er liegt im Sternbild Stier, und ist bereits im Feldstecher ein prächtiges Objekt.

Offener Sternhaufen NGC 2516

Im Gegensatz zu den Kugelsternhaufen sind die Offenen Sternhaufen meistens sehr junge Objekte, die sich aus einer Gaswolke von einigen Millionen Jahren gebildet haben. Auch besitzen sie deutlich weniger Sterne. Im Falle des hier gezeigten NGC 2516 sind es etwa 80 Sterne, die in einer Entfernung von 1.300 Lichtjahren von uns sind.

Am Sternhimmel ist der Haufen recht groß. Sein scheinbarer Durchmesser ist etwa so groß wie der des Vollmondes. Deswegen ist NGC 2516 bereits im Feldstecher ein hübscher Anblick. Aber wie bei Omega Centauri ist er ein Objekt des südlichen Sternhimmels und von Diedorf aus leider nicht sichtbar. Die hier gezeigte Aufnahme entstand daher auf einer Sternwarte in Namibia.

Supernova in NGC 1097

Wie beim Cirrus-Nebel beschrieben, beenden massereiche Sterne ihr Leben in einer gewaltigen Explosion, einer so genannten Supernova. Jedes Jahr werden Tausende dieser Explosionen in weit entfernten Galaxien beobachtet. Selten ereignen sich solche Explosionen in unserer näheren Umgebung.

Im Jahr 2023 hatten wir Glück: in der nur 45 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 1097 ereignete sich eine solche Explosion. Auf der Aufnahme rechts vom September 2023 ist die Explosion markiert. Auf der linken Aufnahme einen Monat zuvor fehlt sie hingegen.

Mitglieder der Sternwarte haben bei dieser Supernova mit Helligkeitsmessungen für die Forschung einen kleinen Beitrag liefern können. Denn NGC 1097 ist ebenfalls ein Südsternhimmel-Objekt, sodass nur wenige Beobachter und Sternwarten dieses Objekt sehen konnten.

Helixnebel in Hubble-Palette

Eine weitere Möglichkeit, wie ein Stern sein Leben beendet, ist auf der Aufnahme des Helixnebels zu sehen.

Sterne mit etwa der Masse unserer Sonnen können nicht in einer Supernova-Explosion wie oben beim Cirrusnebel explodieren. Das Abstoßen der äußeren Hüllen des Sterns geht dennoch vonstatten, jedoch viel „gemächlicher“ als in einer Explosion. Das Gas bildet eine Wolke um seinen Stern, die sich immer weiter ausdehnt. Nach ein paar Tausend Jahren ist das Gas dann so weit verdünnt, dass der Nebel sich auflöst.

Aufgrund ihres Aussehens im Fernrohr nannten die Astronomen diese Gasnebel „Planetarische Nebel“, weil ihr Bild im Fernrohr sie an den einer kleinen Planetenscheibe erinnerte. Tatsächlich haben sie nichts mit Planeten zu tun.

Die hier gezeigte Aufnahme gibt nicht die echten Farben des Nebels wieder. Bei der Bearbeitung wurden hier Falschfarben verwendet, um schwache  Details des Nebels besser sichtbar zu machen.

Cirrusnebel

Große, massereiche Stern verbrauchen ihren Brennstoff, aus dem sie ihre Energie beziehen, viel schneller als unsere Sonne. Während wir seit fast 5 Milliarden Jahren Wärme und Licht von ihr beziehen (und dies noch weitere 5 Milliarden Jahre tun wir), geht einem Stern mit der mehrfachen Masse unserer Sonne bereits nach wenigen 10 Millionen Jahren die Energie aus. Er kollabiert dann innerhalb weniger Sekunden in katastrophaler Weise, und explodiert anschließend in einer gewaltigen Supernova-Explosion. Eine solche Explosion ist auf einer Aufnahme weiter rechts oben zu sehen.

Nach der Explosion verteilen sich die äußeren Schichten des Sterns mit großer Geschwindigkeit im Weltall. Die hier gezeigte Aufnahme des Cirrusnebels zeigt diese Gasschwaden, bestehend vor allem aus Wasserstoff, die sich seit etwa 8.000 Jahren auseinander bewegen. Trotz dieser langen Zeit bewegen sie sich immer noch mit etwa 100 Metern pro Sekunde weg vom Explosionsort und vermischen sich weiter mit dem interstellaren Gas der Milchstraße.

Kugelsternhaufen NGC 5139 (Omega Centauri)

In einer Wolke, die sich weit draußen um die Milchstraße zieht, befinden sich sehr alte und große Objekte: die Kugelsternhaufen. Der hellste dieser Haufen ist hier abgebildet. Er trägt die Katalogbezeichnung NGC 5139. Da er auch mit bloßem Auge zu sehen ist, wurde er früher für einen Stern gehalten, und bekam die Bezeichnung w (sprich: Omega) Centauri.

Kugelsternhaufen bildeten sich bereits zusammen mit der Milchstraße. Sie sind also in der Regel mindestens 10 Milliarden Jahre alt, und somit doppelt so alt wie unser Sonnensystem. In ihnen finden sich 100.000 oder mehr Sterne zu einer Kugelform zusammen. Bei Omega Centauri sind es sogar etwa eine Million Sterne. Im Zentrum des Kugelsternhaufens stehen die Sterne viel dichter als in der Umgebung unserer Sonne. Ein hypothetischer Planet um einen Stern im Zentrum von Omega Centauri kennt daher keine Nacht: der Sternhimmel dürfte dort mit Tausenden sehr hellen Sternen überzogen sein.

Leider ist Omega Centauri nicht von Diedorf aus zu sehen: er befindet sich am Südsternhimmel. Jedoch haben Mitglieder der Sternwarte ihn bereits von Südspanien aus beobachten können.

Andromedanebel

Auch wenn das hier gezeigte Objekt den Namen „Andromedanebel“ trägt, handelt es sich nicht um einen Gasnebel wie beim vorher gezeigten Orionnebel. Vielmehr sehen wir hier eine Galaxie aus etwa 200 Milliarden Sterne, ähnlich wie unsere Milchstraße.

Der Andromedanebel ist aus Sicht der Astronomen unsere unmittelbare kosmische Nachbarschaft. Seine Entfernung zu uns beträgt nur 2,2 Millionen Lichtjahre. Dies und seine Größe haben zur Folge, dass er sogar mit bloßem Auge sichtbar ist. Jedoch muss man wissen, wo man hinschauen muss – hierzu fragen Sie am besten die Mitarbeiter der Sternwarte.

Neben dem großen Andromedanebel sind zwei kleinere diffuse ovale und kreisrunde

Objekte dicht an der Galaxie zu sehen. Dies sind Begleitgalaxien des Andromedanebels, für deren Beobachtung man jedoch ein Fernrohr benötigt.

M 51 (Whirlpool-Galaxie)

Ein besonders schönes Exemplar einer Spiralgalaxie ist die hier abgebildete Whirlpool-Galaxie M 51. Sie steht im Sternbild Jagdhunde, gar nicht weit von der Spitze der Deichsel des Großen Wagens.

Im Vergleich zur vorherigen Aufnahme des Virgo-Galaxienhaufens ist M 51 deutlich näher gelegen. Die Entfernung dieser Galaxie zu uns beträgt etwa 24 Millionen Lichtjahre. Wir sehen dabei direkt von oben auf die Galaxie drauf. Neben den Spiralarmen sind in diesen eine ganze Reihe von kleinen roten Fleckchen zu erkennen. Dies sind Gasnebel, wie wir sie als Sternentstehungsgebiete auch in unserer Milchstraße kennen. Die Vielzahl dieser Nebel zeigt, dass M 51 eine sehr aktive Galaxie mit einer hohen Sternentstehungsrate ist. Dies kommt nicht von ungefähr, denn M 51 steht nicht für sich alleine im Weltall. Dicht an ihr dran (im Bild links der Hauptgalaxie) befindet sich eine kleinere Begleitgalaxie. Diese zieht seit einigen Millionen Jahren an M 51 vorbei. Durch ihre gegenseitige Schwerkraft bringen sich die beiden Galaxien gehörig durcheinander. Sterne werden aus den Galaxien herausgerissen und sammeln sich zu Wolken (z. B. als diffuser Schimmer oberhalb der Begleitgalaxie zu sehen). Und die in den Galaxien vorhandenen Gaswolken werden zusammengedrückt, wodurch die Sternentstehung angefacht wird.

Virgo-Galaxienhaufen

Noch weiter entfernt als der Andromedanebel ist der Galaxienhaufen im Sternbild Jungfrau, von dem hier ein kleiner Ausschnitt zu sehen ist. Seine Entfernung zu uns beträgt etwa 60 Millionen Lichtjahre. Das Licht, das wir also von diesem Galaxienhaufen sehen, wurde vor 60 Millionen Jahren ausgesandt, also zu einem Zeitpunkt kurz nach dem Aussterben der Dinosaurier.

Galaxien stehen praktisch nie alleine im Universum. Vielmehr bilden sie kleinere Gruppen, die sich dann zu Galaxienhaufen zusammenballen. Im Falle des Virgo-Haufens dürfte dieser aus mehreren Tausend Galaxien bestehen, von denen einige Dutzend auf der Aufnahme hier zu sehen sind. Für ihre Beobachtung benötigt man auf alle Fälle ein Teleskop.