Hubble Space Telescope im Februar 1997

Das Hubble Space Telescope ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und ESA. Es wurde 1990 in eine Umlaufbahn in Höhe von 590 km gebracht und wird (aufgrund der letzten Servicemision vor einigen Tagen) noch bis mindestens 2014 in Betrieb bleiben. Aufgrund seiner Bahnneigung (28,45°) ist es von Mitteleuropa aus leider nicht zu sehen.

Der Vorteil von Weltraumteleskopen gegenüber den hier auf der Erde existierenden ist, dass es keine atmosphärischen Störungen gibt. So wird von der Atmosphäre das Ultraviolette und Infrarote Spektrum zum Teil ausgefiltert. Auch Störungen durch Luftbewegungen erschweren die Beobachtungen auf der Erde.

Technische Daten
Das HST ist zylinderförmig und hat eine Länge von 13,1 Meter mit einem Durchmesser von 4,3 Meter. Es wiegt 11,6 Tonnen. Der Durchmesser des Hauptspiegels beträgt 2,4 Meter, wodurch eine effektive Brennweite von 57,6 Metern erreicht wird. Solarzellen sichern die Stromversorgung von 2800 Watt.
6 Gyroskope dienen der Lageregelung. Daneben dienen 3 Sternensensoren (Fine Guidance Sensors FGS) der Ausrichtung. Das Teleskop wurde so konstruiert, dass Reparaturen sowie das Einsetzen neuer Gräte durch bemannte Servicemissionen möglich ist.

Aufbau des Hubble Teleskops - Bild: Andrew Buck (Quelle: Wikimedia Commons)

Das HST kann 5 wissenschaftliche Instrumente aufnhemen und verfügt derzeit über folgende:

Wide Field Camera 3

• Wide Field / Planetary Camera 2 (WFPC-2) – bestehend aus 4 800×800 Pixel CCD-Sensoren (nun durch WFC-3 ersetzt)
• Wide Field Camera 3 (WFC-3) – bestehend aus 2 2048×2048 Pixel CCD-Sensoren
• Near Infrared Camera and Multiobject Spectrometer (NICMOS) – mit Kameras und Spektrometer für den nahen Infrarot-Bereich
• Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) – Ein Spektrograph, der während der letzten Servicemission repariert wurde. Ob er nun wieder funktioniert ist noch nicht klar.
• Advanced Camera for Surveys (ACS) – das meistgenutzte Instrument
• Cosmic Origins Spectrograph (COS) – Ein Spektrograph, der das Licht im ultravioletten Bereich analysieren kann und STIS ergänzen soll.

Probleme und Servicemissionen
Durch eine Abweichung des Spiegels von 2,5µm zum Rand hin lieferte das Teleskop bis 1993 nur sehr unscharfe Bilder. Ein neues Spiegelsystem (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement COSTAR) konnte diesen Fehler jedoch ausgleichen.

2 Aufnahmen der Galaxie M100 links ohne und rechts mit COSTAR

Dieses System wurde auf der ersten Wartungsmission im Dezember 1993 eingebaut. Auch die WPFC-2 wurde auf dieser Mission installiert.

Danach gab es noch 4 weitere Servicemissionen, von denen die letzte am 11. Mai 2009 startete. In dieser Mission wurden die Batterien und Gyroskope gewechselt sowie neue Instrumente angebracht. Dabei wurde COSTAR durch den Spektographen COS ersetzt, da nun alle Geräte selbstständig den Spiegelfehler korrigieren können. In dieser Mission wurde die WPFC-2 durch die WFC-3 ersetzt. Auch STIS wurde repariert, hat sich beim Funktionstest jedoch in einen Wartungsmodus geschaltet weil die Temperatur zu stark abgesunken ist. Ein weiterer Test soll folgen.

Bilder
Das Hubble-Teleskop hat eine Reihe beeindruckender Bilder geschossen. Viele Bilder von Nebeln in Star Trek sind nicht am Computer generiert sondern stammen von Hubble. Nebel finde ich persönlich auch am schönsten anzuschauen.

Die wohl bekanntesten Bilder, die Hubble je erstellt hat sind wohl das Hubble Deep Field und Das Hublle Ultra Deep Field. Das sind die tefsten Bilder unseres Universums, die je aufgenommen wurden. Das Hubble Deep Field wurde innerhalb von 10 Tagen im Dezember 1995 aufgenommen. Dafür hat ein Wissenschaftler seine gesammte zur Verfügung stehende Zeit zur Benutzung des Teleskops auf dieses Bild verwendet.

Hubble Deep Field mit eingezeichneten Sensoren

Es ist ein winziger Ausschnitt in der Nähe des großen Bärens, welches von jedem Punkt in der Umlaufbahn von Hubble gesehen werden konnte. Die 342 Einzelbilder wurden mit jedem Sensor der WPFC-2 aufgenommen. Die Belichtungszeit betrug insgesammt ca. 100 Stunden. Dieses Bild wurde sehr populär in der gesammten Astonomischen gemeinschaft. Es beinhaltet über 3000 klar erkennbare Galaxien. Über 400 wissenschaftliche Artikel wurden über dieses Bild und dessen Interpretation geschrieben.
Die ca 2 MB große Datei des ca. 3000×3000 Pixel Bildes kann in den Wikimedia-Commons heruntergeladen werden. (Ob es noch eine größere Version gibt weis ich nicht, ich habe keine gefunden.)

Aufgrund der großen Bedeutung des Deep Fields wurde neben dem Hubble Deep Field South (welches mit der WPFC-2 eine von der Südhalbkugel der Erde sichtbare Region abbildet) das Hubble Ultra Deep Field von September 2003 bis Januar 2004 generiert. Dieses wurde mit den beiden Instrumenten ACS (ingesammt 11,3 Tage Belichtungszeit) und NICMOS (insgesammt 4,5 Tage Belichtungszeit) aufgenommen. Es ist das tiefste Bild des Universums was im sichtbaren Bereich je geschossen wurde.
Auch dieses 6000×6000 Pixel große Bild von ca. 20 MB gibt es in den Wikimedia-Commons

Neben den Deep Fields hat das Hubble Teleskop viele wunderschöne Aufnahmen von Nebeln und Galaxien geschossen. Davon möchte ich hier die schönsten und bekanntesten zeigen.

Der Krebsnebel M1 im Sternbild Stier

Planetarische Nebel haben nichts mit Planeten zu tun. Sie sind Überreste von Supernova-Explosionen.

Orionnebel M42 im Sternbild Orion

Wenn ein Stern ab einer gewissen Größe seinen gesammten Wasserstoff zu Helium fusioniert hat und dieses weiter die ganze Reihe der Elemente durch bis Eisen, explodiert er als Supernova und zurück bleibt ein weißer Zwerg. Zwischenzeitlich werden die Hüllen aus Gas ins All geschleudert, die diese wunderschönen Nebel bilden. Auf einigen der Bilder kann man die weißen Zwerge noch sehen (vor allem im Katzenaugen-Nebel).

Der Orionnebel kann schon mit einem einfachen Fernglas ausgemacht werden. er Befindet sich etwas unterhalb des Schwerts des Orions.

Katzenaugen-Nebel NGC 6543 im Sternbild Drache

Pferdekopfnebel B 33 im Sternbild Orion

Der Krebsnebel kann leider nur mit einem Teleskop beobachtet werden.

Meine Lieblingsnebel sind der Katzenaugen-Nebel sowie der Eskimonebel. Aber ich finde fast alle Nebel wunderschön und faszinierend. Der Carinanebel sowie der Orionnebel sind Emissionsnebel während der Pferdekopfnebel eine Dunkelwolke ist. Alle anderen hier gezeigten Nebel sind planetarische Nebel.

Eskimonebel NGC 2392 im Sternbild Zwillinge

Helixnebel NGC 7293 im Sternbild Wassermann

eta Carinae-Nebel NGC 3372 im Sternbild Kiel des Schiffs

Antennen-Galaxien im Sternbild Rabe

Viele Galaxien wurden früher auch als Nebel bezeichnet (z.B. Andromedanebel – eigentlich Andromeda-Galaxie),

Blackeyegalaxy M64 im Sternbild Haar der Berenike

da sie mit damaligen Fernrohren nicht von Nebeln zu unterschieden waren. Es gab nur “neblige Objekte”. Während planetarische Nebel überreste von Sternen sind, sind Galaxien Sternhaufen wie unsere Milchstraße. Besonders Spektakulär ist es, wenn 2 Galaxien zusammentreffen und ihre gewaltigen Massen wechselwirken, wie es bei den Antennen-Galaxien der Fall ist.

Warped Galaxy ESO 510 G13

Alle Bilder in diesem Artikel sind (wenn nicht anders angegeben) von der NASA und somit Public Domain. Natürlich kann man auch auf die Bilder klicken um sie größer angezeigt zu bekommen. Trotzdem haben die meisten Bilder hier nicht die volle Auflösung. Aber ich denke es reicht um sich die Objekte einmal anzuschauen. Für Bilder mit höherer Auflösung am besten mal in den Wikimedia-Commons gucken. Ansonsten gibt es bei http://heritage.stsci.edu eine Sammlung aufbereiteter Hubble Bilder.

Weitere Weltraumteleskope

Grafik des Herschel-Weltraumteleskops

• Das Herschel-Teleskop für Infrarot aufnahmen (ESA)
• Das Planck-Weltraumteleskop für Mikrowellenstrahlung (ESA)
• Das Kepler Teleskop für Infrarot und sichtbares Licht (NASA)

Als Nachfolger des HST gilt das James Webb Space Telescope, welches von der NASA für 2013 geplant ist.
Auf Wikipedia gibt es eine Übersicht über die meisten Weltraumteleskope.
[UPATE]Das Spitzer-Weltraumteleskop hat diesen Monat sein Kühlmittel aufgebraucht und somit seine Hauptmission abgeschlossen.[/UPDATE]

Links

• Wikipedia Artikel zum HST: http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Weltraumteleskop
• Wikipedia Artikel zur letzten Servicemission: http://de.wikipedia.org/wiki/STS-125
• Offizielle NASA Seite zum HST: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/index.html
• Offizielle ESA Seite zum HST: http://www.spacetelescope.org
• Wikipedia Artikel zum Hubble Deep Field: http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble_Deep_Field

Zusätzlich ist eine Wettervorhersage vorhanden, die jedoch nur anhand der Wetterdaten mittels eines Modells berechnet und nicht von einem Meteorologen geprüft wird. Auch Fernsehprogramme, Regionale Veranstaltunen und andere Informationen können angezeigt werden.

Auf der Website angekommen klickt man am besten zuerst auf “Start”, wo man seine Position auf einer GoogleMaps-Karte auswählen kann und weitere Angaben machen kann. Diese können auch gespeichert werden. Man kann sich sogar mehrere Profile für verschiedene Standorte einrichten.

Nun kann man den Kalender aufrufen, wo man angeben kann, was man alles angezeigt bekommen möchte und für welchen Zeitraum. Sehr schön finde ich auch die Tageszusammenfassung “Heute am Himmel”, die über die wichtigsten Ereignisse wie Planetensichtbarkeiten, Mondphasen, aktuelle Begebenheiten und ähnliches informiert. Hat man seine Wahl getroffen, klickt man auf “Go” um die Ergebnisse angezeigt zu bekommen. Diese sind Chronologisch sortiert und enthalten alle wichtigen Informationen wie Helligkeit des Objekts, Lage und oft viele weitere Details.
Man kann sich die Termine sogar zu iCal exportieren lassen (allerdings können das recht schnell sehr viele werden).

Ganz oben rechts auf der Kalenderseite sieht man eine Miniaturansicht des Wetters mit einer kleinen Weltkugel. Klickt man auf das Wetter, so gelangt man auf die Wetterseite für seinen Ort. Dort werden die nächsten günstigen Tage für die Beobachtung des Himmels aufgelistet jeweils mit Zeitangabe (ab wann oder bis wann die Sicht gut ist). Darunter sieht man ein Satellitenbild der Region, welches jedoch meist recht alt ist. Besser ist stattdessen Sat24 zu nutzen (dazu habe ich im Artikel Iridium Flares bereits etwas geschrieben). Das Meteogramm ganz unten enthält Daten für die nächsten 7 Tage zu Temperatur, Niederschlag, Windgeschwindigkeit, Seeing, Transparenz und Wolkendecke. Allerdings sollte man sich auf die Wettervorhersage nicht zu sehr verlassen (obwohl das ja für jede Wettervorhersage gilt).

Zusätzlich gibt es noch ein “Space Weather” und sehr viele Informationen rund um das Thema Astronomie.

Das einzige was CalSky meiner Meinung nach fehlt ist ein Filter nach der (scheinbaren) Helligkeit von Objekten beim Astro-Kalender. Ich würde mir wünschen, dass man einstellen kann ab welcher Helligkeit Objekte angezeigt werden. Dies ist nur ganz grob durch die Einstellung der Astronomischen Erfahrung unter “Start” möglich (wobei dies eigentlich nur die zur Auswahl stehenden Objekte einschränkt).

Es gibt viele interessante Objekte am Himmel, die sich teils schon mit bloßem Auge oder einem Feldstecher beobachten lassen. CalSky bietet eine sehr gute Vorbereitung für Beobachtungsnächte und man sollte sich am besten eine ausgedruckte Liste mitnehmen. Wer einen Laptop hat, kann sich die HTML-Seite einfach abspeichern. Dann ist es auch nicht verkehrt direkt noch Stellarium darauf zu installieren, das hilft oft beim finden der Objekte.
Aber auch um nur ganz kurz ein Ereignis wie z.B. einen Iridium Flare oder die ISS zu sehen ist CalSky perfekt zum Planen geeignet.

Iridium-Satelliten sind Teil eines Kommunikationsnetzwerks. Im Februar diesen Jahres ist einer der Satelliten mit einem russischen Satelliten kollidiert, was wohl der erste Zusammenstoß zweier Satelliten im Weltall war.

Bei einem Iridium Flare wird das Sonnenlicht an den Antennen Reflektiert, die ca. 188×86 cm groß sind. Dies erzeugt einen über 100 km breiten Lichtstreifen, der mit fast 30.000 km/h über die Erde rast. Diesen kann man von der Erde als sich bewegenden Lichtpunkt beobachten, der langsam heller wird und – nachdem er sein Maximum erreicht hat – wieder dunkler wird.

Die Bahndaten und somit auch die Iridium Flares lassen sich sehr genau berechnen. Auf Heavens Above (englisch) oder CalSky kann man sich die nächsten Iridium Flares mit Zeitpunkt, Himmelsrichtung und scheinbarer Helligkeit für seinen Standort ausrechnen lassen. Im Schnitt kann man pro Nacht 3 recht helle Flares sehen und einmal die Woche sogar einen, der auch bei Tageslicht zu sehen ist.

Wenn man einen Iridium Flare beochachten möchte sollte man sich überlegen, in welche Richtung man in etwa schauen muss und dann ca. 2 Minuten vorher vor die Türe gehen und in die entsprechende Richtung schauen. Wenn der Flare nicht zum erwarteten Zeitpunkt kommt sollte man ruhig noch eine Minute länger warten. Ich empfehle für die ersten Beobachtungen Flares mit mindestens -3 mag, so dass sie sich deutlich von den Sternen absetzen.

Nicht vergessen auf das Wetter zu achten, da bei einem wolkenbedecktem Himmel natürlich nichts zu sehen ist. Wer zu faul ist aus dem Fenster zu schaun, dem kann ich Sat24 wärmstens empfehlen. Dort gibt es ziemlich aktuelle Satelitenbilder, die alle 15 Minuten aktualisiert werden. Auch ein Infrarot-Modus kann aktiviert werden, der praktisch ist, wenn es schon dunkel ist.

Verfügbar ist es für Windows, Mac und Linux.

Mit diesem Programm kann man mit beliebiger Geschwindigkeit quasi zu jedem beliebigen Stern bzw. zu jeder Galaxie “fliegen”.

Aber auch kleine Objekte, wie die MIR oder ISS sowie Kometen kann man sich ansehen.
Man kann sich quasi beliebig durch den Raum bewegen. Es gibt einen Katalog mit allen Objekten in unserem Sonnensystem sowie einen Sternenkatalog, womit man direkt zu den Objekten fliegen kann.

Selbst die NASA und ESA benutzen dieses Programm zu Demonstrationszwecken.

Einige Features von Celestia:

• Aufnahmen von Reisen
• Anzeige der Namen aller Objekte
• Anzeige von Umlaufbahnen und Sternzeichen
• Anzeige von Infos (z.B. Entfernung, Temperatur…) von Objekten
• Das Bild kann geteilt werden um mehrere Objekte gleichzeitig beobachten zu können
• Die Zeit kann beliebig manipuliert werden (beschleunigt, verlangsamt… auf einen speziellen Zeitpunkt gesetzt)

Darüber hinaus gibt es über 10GB an Erweiterungen wie Texturen, weitere Objekte (Sterne/Galaxien) oder sogar ganze Universen wie z.B. das StarTrek Universum.
Es gibt jede Menge Touren und Missionen durch unser Sonnensystem.

Links:
http://www.celestia.info/ – deutsche Homepage
http://de.wikipedia.org/wiki/Celestia – Wikipedia Artikel
http://www.celestia.info/addons.html – deutsche Erweiterungen
http://www.celestiamotherlode.net/ – Über 10 GB an Erweiterungen (Seite auf Englisch, Erweiterungen in verschiedenen Sprachen)

Hier noch ein kleines Video, welches ich zu Celestia gefunden habe (auf Youtube gibts noch mehr):

Click here to view the embedded video.

Da 2009 das Jahr der Astronomie ist, werde ich versuchen jeden Monat einen Artikel über Astronomie zu schreiben. Im Januar gabs zwar keinen, dafür aber am 25. Dezember den Artikel über Stellarium. Im Februar schrieb ich über Alpha Centauri.

Prof. Dr. Harald Lesch erklärt in jeder Folge dieser Sendung etwas aus der Astronomie (physikalische Gesetze, Planeten, …). Dabei achtet er darauf möglichst keine Formeln zu verwenden und alles auch für den Laien verständlich zu machen. Doch auch für Schüler und sogar teilweise für Studenten sind interessante Folgen zu finden, die einige physikalische Gesetze und Begriffe sehr verständlich erklären. Bisher gibt es 217 Folgen (die ich fast alle gesehen habe ).

Die Videos können auf der entsprechenden BR-alpha Seite kostenlos mit einem JavaScript-Player angesehen werden (früher waren nur RealTime-Videos verfügbar, so dass man diesen immer installiert haben musste).

Leider werden seit 2007 bisher keine weiteren Folgen mehr produziert. Auf der offiziellen Homepage steht jedochfolgender Hinweis:

Zur Zeit können auf Grund der Arbeitsbelastung von Prof. Harald Lesch keine neuen alpha-Centauri-Sendungen produziert werden. BR-alpha steht aber mit Prof. Lesch weiter in Kontakt.

Man könnte also davon ausgehen, dass irgendwann vielleicht neue produziert werden.

Ich kann die Sendung nur empfehlen, falls ein wenig Interesse für das Thema Astronomie besteht.

Eine schöne Übersicht mit Links zu jeder Folge  gibt es auf dem Wikipedia-Artikel von alpha-Centauri

Die opensource Software läuft unter Windows, Linux und MacOSX.
Man kann es mit Celestia, Home Planet, KStars oder Planetarium 1900 – 2100 vergleichen.

Es wird ein fotorealistischer Himmel mit über 600.000 Sternen gerendert, in den man sehr weit herein zoomen kann.
Die Position der Sterne werden in Echtzeit angepasst, wobei man Ort und Zeit frei wählen kann und auch die Zeit schneller laufen lassen kann.

Man kann die Atmospäre, Nebel, den Boden sowie die Sternbilder (die auf verschiedene Weise angezeigt werden können) an- und ausschalten.
Die Planeten unseres Sonnensystems kann man recht nah heran zoomen, aber auch Nebel und Sternhaufen kann man sich ansehen.

Noch ein paar Eigenschaften:

• Man kann Aufnahmen machen und diese später wieder abspielen
• Sonnen- und Mondfinsternis kann simuliert werden
• Eigene Objekte und Scripte können eingefügt werden
• Zusätzliche Sternenkataloge zum installieren von über 120 Millionen Sternen
• Sternschnuppenhäufigkeit ist einstellbar

(und noch einiges mehr)

Auf der offiziellen HP gibt es neben dem Benutzerhandbuch auch ein Wiki mit Schnellstartanleitung, FAQ und Scripten.
Es gibt auch ein Forum (in englisch) auf der Sourceforge Projektseite

Quelle Wikipedia ( http://de.wikipedia.org/wiki/Stellarium )

Ein recht interessantes Programm um den Himmel zu erkunden. Vor allem um mit dem Fernglas oder einem Teleskop erste Erfahrungen zu sammeln.

Hier ein Video, welches das Programm in Aktion zeigt: (Bei Youtube gibts noch mehr)

Click here to view the embedded video.

Hier noch einige Links:

• http://www.stellarium.org/ – offizielle Homepage (englisch)
• http://www.stellarium.org/de/ – deutsche Version der offiziellen Homepage
• http://de.wikipedia.org/wiki/Stellarium – Wikipedia Artikel zu Stellarium
• http://sourceforge.net/forum/forum.php?forum_id=278769 – englisches Forum auf Sourceforge

Frohe Weihnachten und einen guten Rutsch ins neue Jahr