Astronomie.de - Aktuelles aus der Astronomie

Schwarzes Loch mit Superwind

Thu, 23 Feb 2012 00:00:00 +0100

Das Schwarze Loch IGR J17091 stellt einen neuen Rekord auf: Es bl�st Materie mit einer Geschwindigkeit von 32 Millionen Kilometern pro Stunde ins All hinaus. Das zeigen Beobachtungen mit dem R�ntgensatelliten Chandra. Es ist die bislang h�chste Geschwindigkeit f�r einen �Wind", der von einem sternengro�en Schwarzen Loch ausgeht. Bislang kannten die Astronomen solche hohen Windgeschwindigkeiten nur von supermassiven Schwarzen L�chern in Galaxienzentren. Die Forscher, die im Fachblatt �Astrophysical Journal Letters" �ber die Entdeckung des Rekordwinds berichten, vermuten, dass starke Magnetfelder den Gasstrom antreiben.
�Es ist �berraschend, dass dieses kleine Schwarze Loch derart hohe Windgeschwindigkeiten erzeugen kann, die wir sonst nur bei gigantischen Schwarzen L�chern sehen", erl�utert Jon Miller von der University of Michigan, einer der beteiligten Wissenschaftler. IGR J17091 ist der �berrest eines kollabierten Sterns. Solche stellaren Schwarzen L�cher besitzen typischerweise die f�nf- bis zehnfache Masse unserer Sonne. Die Giganten in den Zentren von Galaxien dagegen enthalten die millionen- oder gar milliardenfache Masse der Sonne.
Eine weitere �berraschung f�r die Astronomen ist, dass das Schwarze Loch IGR J17091 mit seinem Wind mehr Masse ins All hinaus bl�st, als es verschlingt. �Die allgemeine Auffassung ist, dass Schwarze L�cher alle Materie aufsaugen, die in ihre N�he kommt", sagt Ashley King, ebenfalls von der University of Michigan und Erstautorin der Studie. �Doch IGR J17091 bl�st 95 Prozent der einfallenden Materie wieder ins All hinaus."
IGR J17091 ist 28.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Das Schwarze Loch bildet mit einem sonnen�hnlichen Stern ein Doppelsystem. Mit seiner starken Anziehungskraft entrei�t das Schwarze Loch dem Stern Materie, die sich zun�chst in einer so genannten Akkretionsscheibe ansammelt. Fr�here Beobachtungen hatten gezeigt, dass IGR J17091 Materie in zwei stark geb�ndelte Strahlen auswirft. Diese so genannten Jets waren bei der Beobachtung des rasanten Winds jedoch nicht mehr vorhanden. Die Astronomen vermuten daher, dass das Schwarze Loch gesteuert von seinem starken Magnetfeld abwechselnd die geb�ndelte Materiestrahlen und den starken Wind erzeugt. Quelle: http://xxx.uni-augsburg.de/abs/1112.3648

Mond: Dehnungsrisse trotz Schrumpfung

Tue, 21 Feb 2012 21:47:00 +0100

Auf der Mondoberfl�che gibt es zahlreiche Dehnungsrisse � geologische Gr�ben -, obwohl der Erdtrabant langsam schrumpft. Das zeigen Aufnahmen der amerikanische Sonde �Lunar Reconnaissance Orbiter�, die ein Forscherteam im Fachblatt �Nature Geoscience� pr�sentiert. Die Gr�ben sind bis zu 1,8 Kilometern lang und bis zu 500 Meter breit. Da sie kaum von Kratern unterbrochen werden, m�ssen sie geologisch jung sein. Die Wissenschaftler sch�tzen ihr Alter auf maximal 50 Millionen Jahre. �Aber sie k�nnen ebenso gut erst zehn Millionen oder eine Million Jahre alt sein�, sagt Thomas Watters von der Smithsonian Institution in Washington, ein Mitglied des Forscherteams. �Vielleicht sind sie sogar vor 40 Jahren entstanden. Das Verbl�ffende f�r uns ist, dass der Mond offenbar noch in j�ngster Zeit geologisch aktiv ist.� Verbl�ffend f�r die Wissenschaftler ist au�erdem, dass der Mond �berhaupt Dehnungsrisse zeigt. �Wir denken, dass sich der Mond in einem Zustand der Kontraktion befindet, da sich sein hei�es Inneres langsam abk�hlt�, so Watters. �Die Gr�ben zeigen uns nun, dass es in einigen Gebieten Kr�fte gibt, die dieser Schrumpfung entgegen wirken.� �ber die gesamte Mondoberfl�che verstreute Falten best�tigen das Bild des schrumpfenden Erdtrabanten. Aus der Gr��e der Falten ergibt sich, dass der Mond seit seiner Entstehung um etwa 200 Meter geschrumpft ist. In den bisherigen Modellen der Mondentwicklung unterbindet dieser Schrumpfungsprozess die Bildung von geologischen Gr�ben. Diese Modelle allerdings gehen davon aus, dass der Erdtrabant bei seiner Entstehung vollkommen geschmolzen war. Nach der heute von den Wissenschaftlern favorisierten Theorie hat sich der Mond vor vier Milliarden Jahren aus den Tr�mmern der Kollision eines marsgro�en Himmelsk�rpers mit der jungen Erde gebildet. Die Entdeckung der Dehnungsrisse spricht nun nach Ansicht von Watters und seinen Kollegen daf�r, dass nur der �u�ere Teil des jungen Mondes aus fl�ssigem Magma bestanden hat, w�hrend der innere Teil bereits fest war. Quelle: http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo1387.html

Schwarzes Loch �berlebt Tod einer Galaxie

Thu, 16 Feb 2012 13:35:00 +0100

Das bislang einzige bekannte Schwarzes Loch mittlerer Gr��e ist von einer gro�en Ansammlung junger Sterne umgeben. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Weltraumteleskop Hubble. Das sei ein Indiz daf�r, dass sich das Schwarze Loch urspr�nglich im Zentrum einer kleinen Galaxien befunden habe, so die Astronomen im Fachblatt �Astrophysical Journal Letters". Die Zwerggalaxie sei vermutlich von einem gr��eren Sternsystem zerrissen und verschluckt worden, aber das Schwarze Loch habe diese Katastrophe �berlebt.

�Wir k�nnen hier erstmalig die Umgebung des mittelgewichtigen Schwarzen Lochs beobachten", erkl�rt Mathieu Servillat vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts. �Und das liefert uns Hinweise auf seine Herkunft und Entstehung." Gemeinsam mit seinen Kollegen hat Servillat das 290 Millionen Lichtjahre entfernte Schwarze Loch ESO 243-49 HLX-1 beobachtet, das eine Masse von 20.000 Sonnen besitzt und sich in der Nachbarschaft einer gr��eren Galaxie befindet.

Astronomen kennen einerseits stellare Schwarze L�cher, �berreste explodierter Sterne mit der mehrfachen Masse der Sonne. Und andererseits supermassive Schwarze L�cher mit der millionen- oder gar milliardenfachen Sonnenmasse in den Zentren von Galaxien. Noch gibt es keine befriedigende Erkl�rung daf�r, wie diese Monster-L�cher entstanden sind. Eine Theorie besagt, dass sie aus der Verschmelzung mittelgewichtiger Schwarzer L�cher mit der 10.000- bis 100.000-fachen Sonnenmasse hervorgegangen sind. ESO 243-49 HLX-1 ist das bislang einzige bekannte Schwarze Loch in diesem Massenbereich.

Die Beobachtungen von Servillat und seinen Kollegen zeigen nun, dass dieses Schwarze Loch von rund einer Million �berwiegend jungen Sternen umgeben ist. Der Sternhaufen hat einen Durchmesser von rund 250 Lichtjahren und die Forscher sch�tzen das Alter der Stern auf 200 Millionen Jahre. Das ist astronomisch gesehen nicht mehr als ein Augenblick. Die einzige plausible Erkl�rung ist nach Ansicht des Teams, dass vor 200 Millionen Jahren eine Zwerggalaxie von dem benachbarten gro�en Sternsystem verschlungen worden ist. Das Schwarze Loch im Kern dieser Zwerggalaxie hat die Katastrophe �berlebt und die gro�e Galaxie wieder verlassen. Die Sterne sind bei der Kollision der beiden Galaxien aus Gas in der Umgebung des Schwarzen Lochs entstanden. �ber das weitere Schicksal des Schwarzen Lochs herrscht noch Unklarheit. M�glicherweise f�llt es auf einer Spiralbahn in die gro�e Galaxie hinein und verschmilzt in mehreren 100 Millionen Jahren mit dem supermassiven Schwarzen Loch ihrem Zentrum. Quelle: http://iopscience.iop.org/2041-8205/747/1/L13/

Venus dreht sich ungleichm��ig

Mon, 13 Feb 2012 17:50:00 +0100

Berge und T�ler auf der Venus sind nicht mehr dort, wo die Forscher sie erwartet haben: Von 2006 bis 2008 durchgef�hrte Messungen der europ�ischen Raumsonde Venus Express zeigen eine Verschiebung von Oberfl�chenstrukturen um bis zu 20 Kilometern gegen�ber Karten, die auf Beobachtungen der amerikanischen Sonde Magellan aus den Jahren 1990 bis 1992 basieren. Das zeigt die Analyse der Venus Express-Daten durch ein europ�isches Forscherteam. Demnach muss die Rotationsperiode der Venus im Verlauf von 16 Jahren um 6,5 Minuten zugenommen haben.

�Als die beiden Karten nicht zusammenpassten, dachte ich zun�chst, dass ich einen Fehler bei den Berechnungen gemacht habe", erkl�rt Nils M�ller vom Institut f�r Planetenforschung des Deutschen Zentrums f�r Luft- und Raumfahrt (DLR), einer der beteiligten Planetenforscher. �Denn die Messungen von Magellan sind sehr genau. Aber wir haben jede denkbare Fehlerquelle �berpr�ft." Eine derart starke Zunahme der Tagesl�nge in einem astronomisch gesehen kurzen Zeitraum ist ungew�hnlich und bislang haben die Wissenschaftler keine Erkl�rung f�r das Ph�nomen.

Die Rotationsdauer der Erde schwankt durch Winde und Gezweiten um etwa eine Millisekunde im Verlauf eines Jahres. Die Venus besitzt eine erheblich dichtere Atmosph�re � der Luftdruck am Boden ist 90-mal gr��er als auf der Erde. Deshalb k�nnte der Einfluss atmosph�rischer Str�mungen auf die Drehung der Venus st�rker sein. Doch solche kurzfristigen Schwankungen sollten sich im Verlauf von Jahren ausgleichen und nicht akkumulieren. Neuere Atmosph�renmodelle deuten allerdings darauf hin, dass die Venus jahrzehntelange Wetterzyklen besitzen k�nnte � die dann m�glicherweise auch die Rotation auf der Zeitskala von Jahrzehnten beeinflussen. Ein andere m�glicher Erkl�rungsansatz w�re ein Austausch von Drehimpuls zwischen Erde und Venus, wenn beide Planeten sich auf ihren Bahnen nahe kommen.

Weitere Untersuchungen seien n�tig, um die Entwicklung der Venusrotation zu beobachten und der Ursache der Ver�nderung auf die Spur zu kommen, so die Wissenschaftler. Sie weisen auch darauf hin, dass eine genaue Kenntnis der Drehung des Planeten � und damit der Position von Oberfl�chenstrukturen � f�r k�nftige Landungen von Sonden auf der Venus wichtig sind. Quelle: http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2011.09.026

Kannibalismus unter Zwerggalaxien

Fri, 10 Feb 2012 20:40:00 +0100

Gro�e Galaxien wachsen, indem sie kleinere Sternsysteme schlucken. Dieser kosmische Kannibalismus sorgt aber auch f�r das Wachstum der kleineren Sternsysteme. Das zeigen Beobachtungen von zwei internationalen Forscherteams. Die Astronomen haben erstmals beobachtet, wie eine Zwerggalaxie ein noch kleineres Milchstra�ensystem verschlingt. Die Wissenschaftler berichten in den Fachbl�ttern �Nature" und �Astrophysical Journal Letters" �ber ihre Untersuchungen.

�Eine Reihe von Modellen sagen vorher, dass Zwerge andere Zwerge verschlingen sollten. Jetzt haben wir solch eine Mahlzeit erstmals direkt beobachten k�nnen und so ein wichtiges Puzzlest�ck der Galaxienentwicklung gefunden", sagt David Mart�nez-Delgado vom Max-Planck-Institut f�r Astronomie in Heidelberg, der eines der beiden Teams leitet. �Au�erdem ist uns NGC 4449 mit einer Entfernung von 12 Millionen Lichtjahren relativ nahe. Das zeigt, dass solche Prozesse auch im heutigen Universum noch eine Rolle spielen. Sie m�ssen ber�cksichtigt werden, um unsere kosmische Nachbarschaft zu verstehen."

NGC 4449 ist eine nur schwach leuchtende Zwerggalaxie im Sternbild Jagdhunde. Schon 2007 hatten Astronomen einen verd�chtigen Strom von Sternen in der Umgebung dieses Systems aufgesp�rt. Die Beobachtungen von Mart�nez-Delgado und seinen Kollegen, sowie einem zweiten Team um Michael Rich von der University of California in Los Angeles zeigen nun, dass es sich bei dieser Sternenansammlung ebenfalls um eine Zwerggalaxie handelt, die allerdings noch kleiner als NGC 4449 ist. Das nun NGC 4449B getaufte Objekt zeigt eine auff�llig gest�rte Struktur. Das werten die Himmelsforscher als Indiz daf�r, dass das kleinere System schon einmal nahe an dem gr��eren vorbei gezogen ist und nun kurz davor steht, von NGC 4449 endg�ltig verschluckt zu werden. Wobei �kurz davor" astronomisch gesehen immer noch einen Zeitraum von mehreren hundert Millionen Jahren umfasst.

Massenabsch�tzungen der Astronomen f�r NGC 4449B deuten darauf hin, dass die Miniatur-Milchstra�e betr�chtliche Mengen an Dunkler Materie enth�lt. Diese geheimnisvolle Substanz sendet selbst kein Licht aus und macht sich nur durch ihre Schwerkraft bemerkbar. Galaxien, die sehr viel Dunkle Materie enthalten und nur wenige leuchtende Sterne, sind nur schwer zu beobachten. Andererseits k�nnen sie aber bei einer Verschmelzung trotzdem einen signifikanten Einfluss auf Form, Gr��e und Dynamik der gr��eren Galaxie aus�ben. Die Zwergenmahlzeit von NGC 4449 k�nnte nach Ansicht von Martinez-Delgado ein Beispiel f�r eine solche �versteckten Verschmelzung" sein. Quellen:
http://arxiv.org/abs/1112.2154
http://www.nature.com/nature/journal/v482/n7384/full/nature10837.html

Erste Karte eines Exoplaneten

Fri, 10 Feb 2012 20:33:00 +0100

Amerikanischen Astronomen ist es erstmals gelungen, ein zweidimensionales Bild eines Planeten zu erhalten, der einen anderen Stern umkreist. Es handelt sich nicht um ein Foto, sondern um eine aus gemessenen Helligkeitsvariationen errechnete Karte. Da die Messungen im infraroten Strahlungsbereich erfolgt sind, gibt die Karte die Temperaturverteilung auf dem Planeten wieder. Sie zeigt einen �hot spot", eine hei�e Region auf dem �quator des Himmelsk�rpers, berichten die Forscher im Fachblatt �Astrophysical Journal Letters".

�Eine der gr��ten Herausforderungen bei der Untersuchung extrasolarer Planeten ist, dass wir die Oberfl�chen dieser Himmelsk�rper nicht durch direkte Beobachtungen aufl�sen k�nnen", schreiben Carl Majeau, Eric Agol und Nicolas Cowan von der University of Washington in Seattle. Doch es gibt eine L�sung f�r das Dilemma, die in der Astronomie bereits in verschiedenen anderen Situationen zur Anwendung kommt. Zieht n�mlich ein Himmelsk�rper hinter einem anderen vor�ber, so lassen sich aus der Lichtkurve beim Verschwinden und beim Auftauchen Informationen �ber die zweidimensionale Helligkeitsverteilung auf dem bedeckten Objekt gewinnen.

Majeau, Agol und Cowan wenden dieses Bedeckungs-Verfahren auf den Planeten HD 189733b an, der einen unserer Sonne �hnelnden Stern umkreist, der rund 63 Lichtjahre von uns entfernt ist. Der Exoplanet ist ein so genannter �hei�er Jupiter", ein Gasriese, der den Stern auf einer extrem engen Umlaufbahn umkreist � er braucht nur 2,2 Tage f�r einen Umlauf. Der Orbit des Planeten liegt dabei gerade so, dass der Planet von der Erde aus gesehen regelm��ig vor und hinter dem Stern vor�berzieht. Damit konnten die Forscher das Bedeckungs-Verfahren auf HD 189733b anwenden. Die enge Umlaufbahn bietet zudem einen weiteren Vorteil: Die Astronomen k�nnen davon ausgehen, dass der Planet gebunden rotiert, seinem Stern also stets die gleiche Seite zeigt. Somit k�nnen die Wissenschaftler problemlos Daten mehrerer Bedeckungen des Planeten addieren.

Die von den drei Astronomen mit dem Bedeckungs-Verfahren erstellte Karte zeigt, dass der hei�este Punkt auf der Oberfl�che des Planeten nicht exakt dem Stern zugewandt ist, sondern auf dem �quator um knapp 22 Grad nach Osten verschoben ist. Das Forscherteam deutet diese Verschiebung als Indiz f�r starke Winde in der Atmosph�re des gro�en Gasplaneten. Quelle: http://xxx.uni-augsburg.de/abs/1202.1883

Kosmisches Ping-Pong: Doppelsterne k�nnen Planeten tauschen

Thu, 09 Feb 2012 00:00:00 +0100

Planetensysteme sind unmittelbar nach ihrer Entstehung alles andere als stabil: Enge Begegnungen der Himmelsk�rper k�nnen einzelne Planeten aus dem System herauswerfen. Bei Doppelsternen k�nnen Planeten in dieser chaotischen Entwicklungsphase zwischen den beiden Sternen hin- und herwandern. Das zeigen Computersimulationen eines Forscher-Duos aus Gro�britannien. Die beiden Wissenschaftler berichten im Fachblatt �Monthly Notices of the Royal Astronomical Society� �ber die Ergebnisse ihrer Rechnungen.

�Planetensysteme findet man nicht nur bei einzelnen Sternen, sondern auch bei Doppelsternen unterschiedlichster Art�, schreiben Nickolas Moeckel und Dimitri Veras von der University of Cambridge. Rund die H�lfte aller sonnen�hnlichen Sterne sind Mitglied in einem Doppel- oder Mehrfachsystem. Wenn die Abst�nde der Sterne in einem solchen System deutlich gr��er sind als das Zehnfache der Entfernung Erde-Sonne, dann sollte die Planetenentstehung bei ihnen nahezu unabh�ngig wie bei einem Einzelstern verlaufen. �Und damit ist die B�hne bereitet f�r ein potenzielles Wechselspiel zwischen stellarer und planetarischer Dynamik�, so Moeckel und Veras.

Die beiden Forscher haben deshalb die dynamische Entwicklung von Planetensystemen um Sterne in Doppelsystemen mit Abst�nden von 100 bis 1000 Astronomischen Einheiten simuliert. Eine Astronomische Einheit entspricht dem mittleren Abstand der Erde von der Sonne. Die meisten Planeten � 70 bis 85 Prozent -, die durch eine enge Begegnung aus der Umlaufbahn um einen solchen Stern herausgeschleudert werden, geraten in den gravitativen Einflussbereich des anderen Sterns des Systems, so das Ergebnis. In Abh�ngigkeit von der genauen Geometrie des Systems beginnen 45 bis 75 Prozent der zun�chst herausgeworfen Planeten damit, zwischen beiden Sternen hin- und her zu pendeln.

Insgesamt ist eine solche Situation aber weiterhin instabil. Die Simulationen zeigen, dass ein pendelnder Planet im Mittel nach 10.000 Jahren das Doppelsystem vollst�ndig verl�sst. Die Verteilung der Auswurfzeiten ist allerdings extrem breit � in Einzelf�llen kann das kosmische Ping-Pong auch �ber eine Million Jahre andauern. �Sehr selten kann ein Planet auch dauerhaft in eine Umlaufbahn um seinen urspr�nglichen Zentralstern zur�ckkehren�, sagt Moeckel. �In diesem Fall geht das aber auf Kosten eines anderen Planeten des Systems, der dann herausgeschleudert wird.�

Quelle: http://xxx.uni-augsburg.de/abs/1201.6582

Mars: Ein gro�er Ozean und eine extreme Trockenperiode

Wed, 08 Feb 2012 22:51:00 +0100

Radarmessungen der europ�ischen Raumsonde Mars Express zeigen �ber 80 Meter tiefe Sedimentablagerungen auf der Nordhalbkugel des Mars � der bislang �berzeugendste Beweis f�r die Existenz eines gro�en Ozeans in der Fr�hzeit unseres Nachbarplaneten. Die genaue Untersuchung des Marsbodens in der n�rdlichen Polarregion durch die amerikanische Sonde Phoenix deutet dagegen darauf hin, dass die Oberfl�che des Roten Planeten maximal 5000 Jahre lang offenem Wasser ausgesetzt war. Die im Fachblatt �Geophysical Research Letters� von zwei Wissenschaftlerteams ver�ffentlichten Forschungsergebnisse geben wenig Hoffnung, dass auf dem Mars Leben entstanden sein k�nnte.

Mit seiner Radaranlage MARSIS kann Mars Express 60 bis 80 Meter tief unter die Oberfl�che des Planeten schauen. Bis in diese Tiefe hinein haben J�r�mie Mouginot vom Institut de Plan�tologie et d'Astrophysique de Grenoble und seine Kollegen Hinweise auf Sedimentablagerungen und Eis gefunden � und zwar genau innerhalb von Strukturen auf der Marsoberfl�che, die den K�stenlinien eines ausgetrockneten Ozeans �hneln. Der Ozean ist vermutlich vor etwa drei Milliarden Jahren entstanden, als tief im Boden verborgenes Eis nach dem Einschlag eines gr��eren Asteroiden geschmolzen ist. Innerhalb von weniger als einer Million Jahren ist der Ozean wieder verschwunden � das Wasser ist zum Teil gefroren, zum Teil als Dampf ins Weltall entwichen. �Ich glaube nicht, dass der Ozean lange genug existiert hat, um die Entstehung von Leben zu erm�glichen�, so Mouginot.

Die Untersuchung des Bodens in der n�rdlichen Arktis des Roten Planeten durch Tom Pike vom Imperial College London und seinem Team liefert sogar ein noch pessimistischeres Bild des fr�hen Mars-Klimas. Die mineralogische Zusammensetzung des Bodens zeige, so die Forscher, dass auf dem Nachbarplaneten seit mehreren hundert Millionen Jahren eine extreme Trockenheit herrsche. Und selbst unter g�nstigsten Bedingungen k�nne der Marsboden maximal 5000 Jahre dem Einfluss von fl�ssigem Wasser ausgesetzt gewesen sein. Fr�here Untersuchungen hatten gezeigt, dass der Marsboden �ber die gesamte Oberfl�che des Planeten weitgehend homogen ist. Deshalb ziehen Pike und seine Kollegen aus ihren Daten den Schluss, dass es insgesamt f�r einen zu kurzen Zeitraum fl�ssiges Wasser auf dem Mars gegeben hat, um Leben zu erm�glichen.

Doch 5000 Jahre sind ein zu kurzer Zeitraum, um den Ozean auf der n�rdlichen Hemisph�re verschwinden zu lassen. Dieser Widerspruch kann nur durch weitere Forschungen aufgel�st werden. Zudem gibt es zahlreiche Indizien daf�r, dass es vor vier Milliarden Jahren eine Epoche mit w�rmerem, feuchterem Klima auf dem Mars gab. Wenn in jener Zeit Leben auf dem Roten Planeten entstanden ist, k�nnte es tief im Marsboden bis heute �berdauert haben. Um solche Lebensformen nachzuweisen, m�sste allerdings wesentlich tiefer in die Kruste des Roten Planeten gebohrt werden als es mit heutigen Raumsonden m�glich ist.

Quellen: http://www.agu.org/pubs/crossref/2012/2011GL050286.shtml; http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL049896.shtml

Magnetfeldbremse l�sst Pulsare alt aussehen

Thu, 02 Feb 2012 23:15:00 +0100

Millisekunden-Pulsare � rasant rotierende Neutronensterne � stellen die Astronomen vor ein kurioses R�tsel: Einige von ihnen scheinen �lter zu sein als der Kosmos. Ein deutscher Forscher hat nun eine L�sung f�r dieses R�tsel gefunden. Seine Computersimulationen der Entwicklung von Millisekunden-Pulsaren zeigen, dass in einer entscheidenden Phase das Zusammenspiel von einstr�mender Materie und starkem Magnetfeld zu einer kr�ftigen Abbremsung der Himmelsobjekte f�hrt. Die so verlangsamte Rotation t�uscht dann ein hohes Alter der Neutronensterne vor.

Wenn ein Stern seinen nuklearen Brennstoff verbraucht hat, bricht sein Inneres zusammen und ein Neutronenstern entsteht � ein nur etwa 20 Kilometer gro�es, extrem dichtes Objekt. Ein w�rfelzuckergro�es St�ck seiner ultrakompakten Materie w�rde auf der Erde mehrere hundert Millionen Tonnen wiegen. Neutronensterne besitzen extrem starke Magnetfelder, die wie bei der Erde zwei Pole besitzen. �hnlich wie ein Leuchtturm sendet ein Pulsar entlang seiner Magnetfeldachse Strahlung aus. �berstreicht diese Strahlung die Erde, so nehmen die Astronomen sie als periodische Pulse wahr � daher der Name �Pulsar" f�r einen solchen Neutronenstern.

Von besonderem Interesse f�r Astronomen sind Pulsare mit einer Periode von Millisekunden � sie wirbeln mehrere hundert Mal pro Sekunde um ihre eigene Achse. Zu dieser hohen Rotationsgeschwindigkeit kommt es, weil Materie von einem zweiten Stern auf den Neutronenstern einstr�mt und so dessen Drehung beschleunigt. Endet der Materiezustrom, so nimmt die Rotationsgeschwindigkeit langsam wieder ab. Es gibt jedoch eine Reihe von Millisekunden-Pulsaren, die so langsam rotieren, dass der Materiezustrom bei ihnen schon vor einer Zeit aufgeh�rt haben m�sste, die gr��er ist als das Alter des Kosmos von 13,7 Milliarden Jahren.

Thomas Tauris vom Max-Planck-Institut f�r Radioastronomie in Bonn hat nun die entscheidende Entwicklungsphase von Millisekunden-Pulsaren � das Ende des Materiezustroms � im Computer simuliert. Dabei zeigte sich ein unerwartetes Ph�nomen: Beim langsamen Versiegen des Materiezustroms weitet sich das Magnetfeld des Neutronensterns aus. Schlie�lich dreht sich das Magnetfeld in seinen �u�eren Bereichen schneller, als das von au�en einfallende Gas. Die Folge: Das Gas wird vom Magnetfeld nach au�en geschleudert und bremst dadurch die Rotation des Pulsars ab. Die Rechnungen von Tauris zeigen, dass Millisekunden-Pulsare in dieser Phase rund 50 Prozent ihrer Rotationsenergie verlieren k�nnen. Damit l�st sich das Altersr�tsel: Bei den bisherigen Altersbestimmungen gingen die Astronomen von einer langsamen Abbremsung der Rotation aus, die einzig auf die Emission von Strahlung zur�ckgef�hrt wurde. Quelle: http://www.sciencemag.org/content/335/6068/561.abstract

Vorhersage von Super-Vulkanausbr�chen

Thu, 02 Feb 2012 20:51:00 +0100

Super-Vulkanausbr�che wie die Eruption von Santorin im Jahr 1600 v. Chr. k�ndigen sich im Verlauf von Jahrzehnten an. Das zeigt die Untersuchung von Kristallen im vulkanischen Gestein der griechischen Insel durch ein Forscherteam aus Frankreich und der Schweiz. Das Magma-Reservoir hat sich im Verlauf von weniger als einem Jahrhundert vor der Eruption aufgef�llt. Noch in den letzten Monaten vor dem Ausbruch fanden auff�llige Durchmischungsprozesse in dem Reservoir statt, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt �Nature".

Im Gegensatz zu normalen Vulkanen hinterlassen Supervulkane auf Grund der Gr��e ihrer Magmakammer bei Ausbr�chen keine Vulkankegel, sondern riesige Einbruchskessel, so genannte Calderen. �Calderabildende vulkanische Eruptionen sind seltene Ereignisse mit gro�er Wirkung, bei denen innerhalb von Stunden bis Tagen einige zehn bis hin zu Tausenden von Kubikkilometern an Magma explosionsartig ausgeworfen werden", schreiben� Timothy Druitt von der Universit� Blaise Pascal im franz�sischen Clermont-Ferrand und seine Kollegen. Aufgrund ihrer Seltenheit konnte bislang keine derartige Katastrophe im Vorfeld untersucht und vermessen werden � entsprechend gering sind die Kenntnisse der Geologen �ber m�gliche Fr�hwarnzeichen.

Druitt und seine Kollegen pr�sentieren nun Ergebnisse, die f�r ein Fr�hwarnsystem bei noch aktiven Supervulkanen wie etwa der Yellowstone Caldera in den USA von Nutzen sein k�nnten. Die Forscher haben Kristalle untersucht, die in das Lavagestein von Santorin eingebettet sind. Aus der Struktur und dem chemischen Aufbau der Kristalle k�nnen die Geologen Informationen �ber die Prozesse in der Magmakammer vor dem Ausbruch ableiten. Bei dem bislang letzten Ausbruch, der nach einer 18.000 Jahre w�hrenden Ruhephase stattfand, hat der Vulkan 40 bis 60 Kubikmeter an Lava ausgeworfen.

Die Ver�nderungen vor dem Ausbruch sind zur �berraschung der Forscher trotz der langen Ruhezeit des Vulkans auf geologisch extrem kurzen Zeitr�umen abgelaufen. Die Analyse der Kristalle zeigt, dass sich die Magmakammer unter der Santorin-Caldera erst innerhalb von hundert Jahren vor der Eruption wieder aufgef�llt hat. Der Magma-Zustrom in dieser Zeit betrug �ber 0,05 Kubikkilometer pro Jahr, das ist mehr als das 50-fache des langfristigen Mittelwerts.� Innerhalb von wenigen Monaten kam es dann zu einer Durchmischung von unterschiedlichen Magma-Arten, die schlie�lich in die gewaltige Eruption m�ndete. Da die Ver�nderungen im Magmareservoir eines Supervulkans im Vergleich zu den langen Ruhezeiten kurzfristig ablaufen, besteht die Chance, sie beispielsweise durch die Messung von Bodendeformationen im Bereich der Caldera zu erfassen und so eine fr�hzeitige Warnung vor einem anstehenden Ausbruch zu erhalten. Quelle: www.nature.com/doifinder/10.1038/nature10706

Tod eines Planeten

Tue, 31 Jan 2012 17:08:00 +0100

440 Lichtjahre von der Erde entfernt hat sich eine kosmische Katastrophe zugetragen: Ein alternder Stern hat einen Planeten zerrissen. Beobachtungen mit mehreren Gro�teleskopen auf der Erde und im Weltall haben nun neue Informationen �ber den zerfallenen Himmelsk�rper geliefert: Er war mindestens so gro� wie der Zwergplanet Ceres in unserem Sonnensystem und hat in seiner Zusammensetzung der Erde ge�hnelt. Das berichtet ein Team kanadischer und US-amerikanischer Forscher im Fachblatt �Astrophysical Journal". �Unsere detaillierte Analyse, die Daten von sieben verschiedenen Teleskopen ber�cksichtigt, zeigt eindeutig, dass der Stern J0738+1835 gro�e Mengen an felsiger, erd�hnlicher Materie aufnimmt", schreiben Patrick Dufour von der Universit� de Montr�al und seine Kollegen. Diese Materie stamme von einem durch Gezeitenkr�fte zerrissenen Himmelsk�rper, dessen �berreste jetzt in einer Tr�mmerscheibe um den Stern kreisen. J0738+1835 ist eine Wei�er Zwerg, das Endstadium eines urspr�nglich der Sonne �hnelnden Sterns, der seinen nuklearen Energievorrat verbraucht hat. Die Atmosph�re von J0738+1835 ist extrem �schmutzig", sie enth�lt viele schwere Elemente, die von au�en auf den Stern gefallen sein m�ssen. Dufour und seine Kollegen konnten mit ihren Beobachtungen insgesamt 14 Elemente schwerer als Helium in der Atmosph�re des Wei�en Zwergs nachweisen und auch ihre relativen H�ufigkeiten messen. Aus den Daten ziehen die Astronomen den Schluss, dass der zerfallene Planet einen Durchmesser von mindestens tausend Kilometern hatte und zu weniger als einem Prozent aus Eis bestand. Das deutet darauf hin, dass er innerhalb der �Schneegrenze" entstanden ist, die in unserem Sonnensystem zwischen Mars und dem Asteroideng�rtel verl�uft. Es hat sich also offenbar um einen erd�hnlichen Himmelsk�rper gehandelt. Es gibt aber auch Unterschiede zur Erde: Einige Elemente wie Silizium und Aluminium treten in signifikant geringerer Konzentration auf. Dabei handelt es sich um Stoffe, die sich typischerweise in der Kruste eines Planeten ablagern. Dufour und seine Kollegen spekulieren daher, ein starker Sternwind k�nnte die Planetenkruste abgetragen haben, als J0738+1835 die Entwicklungsphase eines Roten Riesensterns durchlaufen hat. Quelle: http://arxiv.org/abs/1201.6252

Polarstern verliert Masse

Mon, 30 Jan 2012 17:12:00 +0100

Der Polarstern verliert jedes Jahr etwa das �quivalent einer Erdmasse an Materie. Darauf deutet eine von einem deutsch-amerikanischen Forscherteam durchgef�hrte Analyse historischer Beobachtungsdaten in Kombination mit modernen Messungen hin. Die einen Zeitraum von �ber 160 Jahre �berspannenden Daten zeigen, dass sich die Pulsationsperiode des ver�nderlichen Sterns durch den Massenverlust langsam �ndert. Die Astronomen pr�sentieren ihre Forschungsergebnisse im Fachblatt �Astrophysical Journal".

�Die beobachtete Rate der Perioden�nderung stimmt � wenn man alle Quellen ber�cksichtigt � nicht mit den Vorhersagen von Entwicklungsmodellen f�r den Stern �berein", schreiben Hilding Neilson vom Argelander Institut f�r Astronomie in Bonn und seine Kollegen, �es sei denn, man geht von einem signifikanten Massenverlust aus." Die Helligkeit des Polarsterns schwankt mit einer Periode von rund vier Tagen. Schon fr�here Untersuchungen hatten gezeigt, dass sich diese Periode um vier bis f�nf Sekunden pro Jahr verl�ngert.

Neilson und seine Kollegen � darunter auch ein Hobby-Astronom � haben die verf�gbaren Daten nun um eigene Beobachtungen aus den letzten zehn Jahren erg�nzt und finden damit eine Zunahme der Periode des Polarsterns um 4,47 Sekunden pro Jahr � die bislang genaueste Bestimmung dieser �nderung. Der Polarstern ist ein so genannter Cepheiden-Stern, ein Stern der sich in einer instabilen Phase am Ende seines Lebens befindet und deshalb pulsiert. In dieser Entwicklungsphase ist eine �nderung der Pulsationsperiode normal, aber die beobachtete �nderung passt nicht zu den Vorhersagen theoretischer Modelle f�r das Cepheiden-Stadium.

Das beste Modell f�r den Polarstern liefert eine Perioden�nderung von einer Sekunde pro Jahr. Diese Vorhersage l�sst sich nur dann mit den Beobachtungen in Einklang bringen, so Neilson und seine Kollegen, wenn man davon ausgeht, dass der Stern bei jeder Pulsation Gas ins All abst��t. Insgesamt sollte der Polarstern auf diese Weise rund eine Erdmasse an Materie verlieren. Das klingt viel, ist aber weniger als ein Millionstel der Masse des Sterns. Die Analyse zeigt, so betonen die Forscher, dass ein Massenverlust einen wichtigen Einfluss auf die Entwicklung von Cepheiden-Sternen haben kann. Cepheiden haben in der Astronomie eine gro�e Bedeutung: Sie dienen als �Standardkerzen" bei der Vermessung der Kosmos. Deshalb ist es f�r die Himmelsforscher wichtig, die Physik dieser ver�nderlichen Sterne genau zu verstehen. Quelle: http://arxiv.org/abs/1201.0761

Mond-Dynamo lief l�nger als gedacht

Sun, 29 Jan 2012 09:20:00 +0100

Der Mond besa� deutlich l�nger ein globales Magnetfeld als bislang vermutet. Noch vor 3,7 Milliarden Jahren � 800 Millionen Jahre nach seiner Entstehung � hatte der Erdtrabant ein �hnlich starkes Magnetfeld wie die Erde heute. Das zeigt die Untersuchung von Mondgestein, das 1969 von den Astronauten der Apollo 11-Mission zur Erde gebracht worden war, durch ein amerikanisches Forscherteam. Vermutlich sei der Mond-Dynamo durch die Schwerkraft der nahen Erde in Schwung gehalten worden, so die Wissenschaftler im Fachblatt �Science".

Die Ergebnisse �sind ein Hinweis auf einen grundlegend neuen Weg, Magnetfelder in einem Himmelsk�rper zu produzieren, auf eine neue Energiequelle", erkl�rt Benjamin Weiss vom Massachusetts Institute of Technology, der Leiter des Teams. Normalerweise f�hrt die Abk�hlung eines Himmelsk�rpers zu Bewegungen im fl�ssigen, aus leitf�higem Material bestehenden Kern und induziert so elektrische Str�me, die wiederum das Magnetfeld produzieren. Modellrechnungen zeigen jedoch, dass ein auf Abk�hlung basierender Dynamo-Effekt maximal 300 Millionen Jahre andauern k�nnte, dann w�re der Erdtrabant im Inneren v�llig erkaltet und damit auch das Magnetfeld erloschen

Der von Weiss und seinen Kollegen untersuchte Gesteinsbrocken wurde vor 3,7 Milliarden Jahren durch den Einschlag eines Meteoriten an die Oberfl�che des Mondes bef�rdert und ist dort �ber einen Zeitraum von rund zwei Wochen abgek�hlt. Dabei hat sich das damals herrschende Magnetfeld in das Gestein eingepr�gt. Die Untersuchungen der Forscher zeigen weiterhin, dass das Gestein seither nicht noch einmal erhitzt wurde, so dass sich das aufgezeichnete Magnetfeld erhalten hat. �Es war 3,7 Milliarden Jahre in der Tiefk�hltruhe, praktisch ungest�rt", so Weiss.

Bleibt die Frage, was den Dynamo im Inneren des Mondes so lange angetrieben hat. Die Erde besitzt immer noch ein Magnetfeld, weil der Zerfall radioaktiver Elemente das Erdinnere aufheizt und so die Bewegungen im Erdkern aufrecht erh�lt. Eine solche Energiequelle steht jedoch im Inneren des Mondes aufgrund seiner anderen chemischen Zusammensetzung nicht zur Verf�gung. Als Erkl�rung bietet sich die Schwerkraft der Erde an: Vor 3,7 Milliarden Jahren stand der Mond der Erde noch erheblich n�her als heute. Starke Gezeitenkr�fte k�nnten deshalb das Innere des Mondes kr�ftig �durchgeknetet" und so die f�r den Dynamo-Effekt n�tige Bewegung in Gang gehalten haben. Quelle: http://www.sciencemag.org/content/335/6067/453

Kalte Ionen h�llen die Erde ein

Wed, 25 Jan 2012 17:50:00 +0100

Die Atmosph�re der Erde gibt pro Sekunde rund ein Kilogramm kalter Ionen � also elektrisch geladener Atome � an das Weltall ab. Diese Ionen h�llen die Erde bis zu einer Entfernung von hunderttausend Kilometern ein und beeinflussen das Weltraumwetter. Das zeigen Messungen eines Satelliten der Europ�ischen Weltraumbeh�rde Esa, �ber die ein Forscher-Duo aus Schweden im Fachblatt �Geophysical Research Letters" berichtet. Die Entdeckung kann auch neue Erkenntnisse dar�ber liefern, warum beispielsweise der Planet Mars seine Atmosph�re nahezu vollst�ndig verloren hat.

�Je mehr wir nach kalten Ionen Ausschau halten, desto mehr finden wir", sagt Mats Andre vom Schwedischen Institut f�r Weltraumforschung in Uppsala. �Wir wussten bislang nicht, wie viel davon es dort drau�en gibt � es ist erheblich mehr als erwartet." Die von Andre und seinem Kollegen Christopher Cully nachgewiesenen Ionen stammen aus der oberen Atmosph�re der Erde. Dort entrei�t von der Sonne kommende energiereiche Strahlung Molek�len und Atomen Elektronen. Die elektrisch geladenen Atome str�men dann ins All ab. �Kalt" ist dabei ein relativer Begriff: Die Ionen besitzen immer noch eine Temperatur von rund 500.000 Grad. Aber damit sind sie erheblich k�lter � oder energie�rmer � als von der Sonne stammende Ionen.

Andre und Cully haben die niederenergetischen Ionen durch Zufall entdeckt. Die Forscher arbeiteten mit einem Instrument an Bord eines Satelliten des europ�isch-amerikanischen Cluster-Projekts, das mit vier baugleichen Raumfahrzeugen das Magnetfeld der Erde untersucht. Das von den beiden Forschern verwendete Ger�t misst das elektrische Feld im Weltall, lieferte jedoch v�llig unverst�ndliche Daten. �Es sah ziemlich h�sslich aus. Wir haben versucht herauszufinden, was mit dem Instrument falsch war", so der Wissenschaftler. �Dann haben wir begriffen, dass es v�llig in Ordnung ist." Ganz unerwartet waren die beiden Forscher auf die kalten Ionen gesto�en, die das elektrische Feld um den Satelliten ver�ndert und so die zun�chst unverst�ndlichen Messdaten verursacht haben.

Die Entdeckung liefert den Forschern erstmals einen direkten Einblick in das Abstr�men ionisierter Atome aus der Erdatmosph�re. Andre und Cully betonen, dass sich daraus auch R�ckschl�sse auf �hnliche Prozesse bei anderen Himmelsk�rpern ziehen lassen k�nnten. So helfen die Ergebnisse m�glicherweise dabei, die Frage zu beantworten, warum der Planet Mars seine einst dichte Atmosph�re verloren hat. Au�erdem erhoffen sich die Forscher durch ihre Messungen eine Verbesserung der Vorhersage des Weltraumwetters. Denn die kalten Ionen beeinflussen die Wechselwirkung von Sonnenst�rmen mit dem Magnetfeld der Erde. Sonnenst�rme k�nnen Kommunikations- und Energieversorgungsnetze st�ren, die Gesundheit von Astronauten im All gef�hrden und Satelliten zerst�ren. Ohne eine genaue Kenntnis der Verteilung der kalten Ionen sei eine verl�ssliche Vorhersage des Weltraumwetters nicht m�glich, so die Wissenschaftler. Quelle: http://www.agu.org/pubs/crossref/pip/2011GL050242.shtml

Wie aus Staub Planeten entstehen

Mon, 23 Jan 2012 17:00:00 +0100

In der rotierenden Gas- und Staubscheibe um einen jungen Sterngeht es turbulent zu: Staubk�rnchen sto�en zusammen, kleben aneinanderund zertr�mmern sich bei weiteren Kollisionen wieder. Laborexperimenteund Computersimulationen liefern nun neue Erkenntnisse dar�ber, wieaus diesen chaotischen Prozessen erste Planetenembryos entstehenk�nnen: Zentimetergro�e Gesteinsbrocken agieren als Saatk�rner, dieden Sternenstaub aufsammeln und so langsam zu hundert Meter gro�enPlaneten-Bausteinen anwachsen. Das berichtet ein Forscherteam ausDeutschland in einem online ver�ffentlichten Forschungsbericht. Astronomen haben heute eine gute Vorstellung davon, wie Planetenentstehen: In der rotierenden Gas- und Staubwolke um einen jungenStern backen winzige Staubk�rnchen zu immer gr��eren Partikelnzusammen und formen so erste Gesteinsbrocken, die wiederum zuPlanetenembryos anwachsen. Doch ausgerechnet der erste Schritt diesesProzesses ist bislang ungekl�rt. Denn die Staubk�rnchen backen nichteinfach zusammen - wenn sie mit hoher Geschwindigkeit kollidieren,dann prallen sie entweder aneinander ab oder sie zertr�mmern sichgegenseitig. Fredrik Windmark vom Max-Planck-Institut f�r Astronomie in Heidelbergund seine Kollegen haben nun die Ergebnisse neuer Laborexperimente�ber Staubkollisionen in ihre Computersimulationen der ersten Phaseder Planetenentstehung eingebaut. Es zeigte sich, dass sich durchZusammenst��e von Staubk�rnern tats�chlich keine Partikel gr��er alsein Millimeter bilden k�nnen. Als die Forscher jedoch k�nstlich einekleine Anzahl von ein Zentimeter gro�en Partikeln in das Szenarioeinf�gten, kam der Prozess wieder in Schwung: Die kleinenStaubteilchen lagerten sich an die "Saatk�rner" an und lie�en diese imVerlauf von einer Million Jahren zu einer Population von hundert Metergro�en Planetenembryos anwachsen. Die Untersuchung von Windmark und seinen Kollegen zeigt au�erdem, dassdas zun�chst als st�rend angesehene Wachstumslimit von einemMillimeter eine �berraschend positive Rolle bei der Entstehung derPlanetenembryos spielt. Gr��ere Staubk�rner n�mlich f�hren zuErosionsprozessen, die gr��ere Partikel verkleinern statt sieanwachsen zu lassen. Die Entstehung von Planetenembryos funktioniertalso �ber die Kombination eines Wachstumslimits f�r Staubk�rnchen miteinem Anlagerungsprozess des Staubes an gr��ere Saatk�rner. Bleibtnat�rlich die Frage, woher diese Saatk�rner stammen - hier sindweitere Forschungen n�tig. Quelle: http://arxiv.org/abs/1201.4282

Schmutziger Schnee an den Mondpolen

Fri, 20 Jan 2012 17:08:00 +0100

An den Polen des Mondes gibt es Regionen, die nie vom Licht der Sonne getroffen werden. Dort ist die Oberfl�che stark por�s und enth�lt einen signifikanten Anteil an gefrorenem Wasser. Das zeigen Messungen der amerikanischen Sonde �Lunar Reconnaissance Orbiter" LRO, die seit Juni 2009 den Erdtrabanten umkreist. Die an der LRO-Mission beteiligten Forscher berichten im Fachblatt �Journal of Geophysical Research" �ber ihre Beobachtungen.

An den Polen des Mondes steigt die Sonne nie h�her als anderthalb Grad �ber den Horizont. Dadurch liegt der Boden vieler Krater dauerhaft im Schatten. Dort k�nnte sich, so vermuten die Wissenschaftler seit langem, im Verlauf von Jahrmilliarden gefrorenes Wasser angesammelt haben. Hinweise auf Wasseransammlungen an den Mondpolen hatten bereits fr�here Sonden geliefert. Doch eine direkte Beobachtung ist schwierig, da die ewig im Schatten liegenden Regionen naturgem�� kein Sonnenlicht reflektieren.

�Statt Sonnenlicht zu messen, dass direkt von den Kratern reflektiert wird, haben wir einen indirekten Weg gew�hlt", erl�utert Kurt Retherford vom Southwest Research Institute in San Antonio, ein ma�geblich an der LRO-Mission beteiligter Forscher. �Das von uns genutzte Licht stammt von Wasserstoff-Atomen, die im ganzen Sonnensystem verteilt sind." Die Wasserstoff-Atome werden von der Sonnenstrahlung angeregt und senden dann selbst Strahlung in einem eng begrenzten Wellenl�ngen-Intervall aus, der so genannten Lyman-Alpha-Linie.

Im Rahmen des �Lyman Alpha Mapping Projects" (LAMP), eines speziellen Detektors an Bord des LRO, haben Retherford und seine Kollegen die von der Mondoberfl�che reflektierte Lyman-Alpha-Strahlung untersucht. Die Messdaten zeigen, dass die im ewigen Dunkel liegenden Regionen deutlich weniger Lyman-Alpha-Strahlung reflektieren, als die in der Sonne liegenden Gebiete. Die beste Erkl�rung daf�r sei, so die Forscher, dass die Oberfl�che dort stark por�s ist � Retherford und seine Kollegen sprechen von einer Porosit�t von 70 Prozent. Das bedeutet, das Material an der Oberfl�che besteht zu 70 Prozent aus Hohlr�umen. �Es ist ein puderiges mehlartiges Material", so Retherford. Die Daten zeigen au�erdem, dass dieses Material etwa zwei Prozent gefrorenes Wasser enth�lt � es ist also eine Art sehr schmutziger Schnee. Quelle: http://www.agu.org/pubs/crossref/2012/2011JE003913.shtml

Planck-Satellit vollendet Kartierung des Urknalls

Wed, 18 Jan 2012 19:47:00 +0100

Mission erfolgreich beendet: Am vergangenen Wochenende hat das Hochfrequenz-Instrument an Bord des europ�ischen Astronomie-Satelliten Planck seine Arbeit eingestellt, nachdem planm��ig das als K�hlmittel verwendete fl�ssige Helium verbraucht war. Planck erstellt die bislang genaueste Karte der kosmischen Hintergrundstrahlung, des Strahlungsechos des Urknalls vor 13,7 Milliarden Jahren. Die Astronomen hoffen auf neue Erkenntnisse �ber die Fr�hzeit und die Entstehung des Universums.

�Wir haben bessere Daten erhalten, als wir von der Mission erwartet haben", sagt Jean-Loup Puget von der Universit� Paris Sud in Orsay, der Chef-Wissenschaftler des Hochfrequenz-Instruments der Planck-Mission. Das im Mai 2009 gestartete Observatorium sollte urspr�nglich den ganzen Himmel zweimal erfassen. Doch Planck hat 30 Monate fehlerlos gearbeitet und sogar f�nf komplette Scans des Himmels geschafft. Ein zweites Ger�t an Bord von Planck, das Niederfrequenz-Instrument, kann noch mehrere Monate weiter Messungen durchf�hren, die zur Kalibrierung der Hochfrequenzdaten n�tzlich sind und so die Qualit�t der Ergebnisse weiter verbessern.

400.000 Jahre nach dem Urknall hatte sich der Kosmos auf 4000 Grad abgek�hlt und wurde schlagartig f�r elektromagnetische Strahlung durchsichtig. Die Expansion des Weltalls hat die damals freigesetzte Strahlung im Verlauf von Jahrmilliarden auf heute 2,7 Grad �ber dem absoluten Nullpunkt abgek�hlt. Winzige Temperaturschwankungen in dieser Hintergrundstrahlung liefern den Astronomen Auskunft �ber die Entstehung der ersten Strukturen im Universum, �ber den Materie- und Energiegehalt des Kosmos und �ber den genauen Ablauf des Urknalls. Die Forscher hoffen, dass die von Planck gelieferte Karte der Hintergrundstrahlung mindestens dreimal genauer ist als die bislang besten Daten, die der amerikanische Satellit WMAP von 2001 bis 2010 zur Erde gefunkt hat.

Nun m�ssen die an der Mission beteiligten Forscher m�hsam alle St�rungen � wie etwa die Vordergrundstrahlung der Milchstra�e - aus den Daten eliminieren. Mindestens ein Jahr wird die Auswertung der Daten dauern, sch�tzt Puget. Von den Astrophysikern in aller Welt werden die Ergebnisse sehns�chtig erwartet, denn noch gibt es zahlreiche konkurrierende Theorien �ber den Ursprung des Kosmos. �Plancks Daten werden ganze Familien dieser Modelle aus dem Rennen werfen", so Puget, �wir wissen nur noch nicht, welche." Quelle: http://www.esa.int/esaCP/SEMXWNMXDXG_index_0.html

Deutsches Satelliten-Duo liefert bestes 3D-Modell der Erde

Tue, 17 Jan 2012 19:46:00 +0100

Anderthalb Jahre nach seinem Start hat der deutsche Erdbeobachtungssatellit TanDEM-X zusammen mit seinem Zwilling TerraSAR-X die Landfl�chen der Erde zum ersten Mal komplett abgebildet. Aus den Satellitendaten entsteht das weltweit erste einheitliche, hochpr�zise und digitale H�henmodell der irdischen Landfl�chen in drei Dimensionen. Mit ihren Radarantennen sollen die beiden Erdbeobachtungssatelliten die Landoberfl�che der Erde bis 2013 mehrfach mit einem Aufl�sungsverm�gen von einem Meter abtasten. Die Wissenschaftler erwarten insgesamt eine Datenmenge von 2,5 Millionen Milliarden Byte.

"Die Erzeugung genauer H�hendaten erfordert eine pr�zise Abstimmung der beiden Satelliten aufeinander", erkl�rt Gerhard Krieger vom Deutschen Zentrum f�r Luft- und Raumfahrt (DLR), der leitende Systemingenieur der TanDEM-X-Mission. Seit einem Jahr bewegen sich TanDEM-X und TerraSAR-X nur wenige hundert Meter voneinander entfernt in enger Formation im All, wobei ihr Abstand zentimetergenau kontrolliert werden muss. TerraSAR-X war bereits im Juni 2007 gestartet, sein Zwilling TanDEM-X folgte drei Jahre sp�ter. Im Tandemflug liefern die beiden Satelliten Radarbilder von zwei unterschiedlichen Punkten, die sich � wie beim r�umlichen Sehen mit zwei Augen � zu einem dreidimensionalen Bild zusammenf�gen lassen.

Die Genauigkeit der H�henmessungen h�ngt dabei davon ab, wie gut der Boden die Radarpulse reflektiert, die von den Satelliten ausgesendet und wieder empfangen werden. W�stengebiete sind beispielsweise schwieriger zu erfassen, da dort das Signal im wahrsten Sinne des Wortes "versandet". Auch Gebiete mit dichter Vegetation, zum Beispiel Regenw�lder, erfordern zus�tzliche Aufnahmen mit speziell angepasstem Satellitenabstand.

Neben der Erstellung der ersten einheitlichen, hochgenauen H�henkarte der gesamten Erdoberfl�che k�nnen die Satellitendaten auch f�r Fragen der Landschaftsnutzung und Vegetation, der Hydrologie, Geologie oder auch Glaziologie genutzt werden. TanDEM-X und TerraSAR-X liefern Informationen zur Schneeh�he oder zur Ver�nderung der Eismassen an den Polen, geologische Karten aus Vulkanregionen und Erdbebengebieten. Selbst die Geschwindigkeit von Schiffen oder Fahrzeugen im Stra�enverkehr und Ver�nderungen in der Natur und auf landwirtschaftlichen Nutzfl�chen k�nnen von den Satelliten erfasst werden. Die Daten stehen �ber Astrium Geoinformation Services auch kommerziellen Nutzern zur Verf�gung. Quelle: http://www.dlr.de/dlr/de/desktopdefault.aspx/tabid-10376/684_read-2451/

Astronomen beobachten zerfallenden Planeten

Mon, 16 Jan 2012 20:57:00 +0100

1500 Lichtjahre von der Erde entfernt verdampft ein kleiner Planet in der hei�en Strahlung seines Sterns. Das zeigen Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Kepler. Der merkur�hnliche Himmelsk�rper umkreist des Stern KIC 12557548 in einem Abstand von etwa zwei Millionen Kilometer � das ist ein Drei�igstel der mittleren Entfernung Merkurs von der Sonne. In der intensiven Strahlung des Sterns hat der Planet eine Lebensdauer von rund 200 Millionen Jahren, schreibt ein internationales Forscherteam online in der wissenschaftlichen Datenbank arXiv.

Das im M�rz 2009 gestartete Satelliten-Observatorium �berwacht die Helligkeit von 156.000 Sternen in einer kleinen Region in den Sternbildern Schwan und Leier, die etwa ein Vierhundertstel des gesamten Himmels ausmacht. Wenn ein Planet von der Erde aus gesehen zuf�llig vor seinem Stern vor�berzieht, dann schw�cht er dessen Helligkeit geringf�gig ab. Eine periodische Wiederholung solcher Bedeckungen ist also ein Indiz f�r die Existenz eines Planeten. Bislang hat Kepler mehr als 2300 Planeten-Kandidaten bei anderen Sternen aufgesp�rt, darunter auch den Begleiter von KIC 12557548.

Doch die von Kepler gemessene Lichtkurve des Sterns verbl�ffte die Forscher. Die Bedeckungen �kehren periodisch alle 15,685 Stunden wieder, aber sie variieren in ihrer Tiefe zwischen maximal 1,2 Prozent und minimal 0,2 Prozent", schreiben Saul Rappaport vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge und seine Kollegen. Normalerweise k�nnen die Astronomen aus der St�rke der Lichtabschw�chung bei der Bedeckung sofort die Gr��e des Planeten bestimmen � und nat�rlich sollte diese Gr��e sich nicht von Umlauf zu Umlauf ver�ndern. Rappaport und sein Team ziehen aus den Beobachtungen deshalb den Schluss, dass der Planet von einer ver�nderlichen Wolke aus Gas und Staub umgeben ist.

KIC 12557548 ist ein Stern, der nicht viel kleiner ist als unsere Sonne. Seine Strahlung heizt den Planeten auf rund 1800 Grad Celsius auf � eine Temperatur, bei der das Gestein auf der Oberfl�che verdampft. Der aufsteigende Dampf rei�t Staubpartikel mit und str�mt ins Weltall ab. Pappaport und seine Kollegen sch�tzen, dass der Planet ein Zehntel der Erdmasse besitzt � damit ist seine Schwerkraft zu gering, um das Abstr�men von Gas und Staub aufzuhalten. Wie die Forscher weiter berichten, zeigen die Lichtkurven der Bedeckungen eine leichte Asymmetrie. Die Astronomen deuten dies als Indiz f�r einen langgestreckten Schweif aus abstr�mendem Gas und Staub, den der Planet kometengleich hinter sich her zieht. Quelle: http://xxx.uni-augsburg.de/abs/1201.2662

Astronomen finden bislang kleinstes Planetensystem

Thu, 12 Jan 2012 20:55:00 +0100

Vor gerade einmal drei Wochen verk�ndeten Astronomen die Entdeckung der ersten erdgro�en Planeten bei anderen Sternen. Jetzt ist dieser Rekord bereits geknackt: Beobachtungen mit dem Satelliten-Observatorium Kepler zeigen drei Planeten, die deutlich kleiner sind als unsere Heimatwelt. Die drei Exoplaneten kreisen auf engen Bahnen um einen Zwergstern � das ganze System �hnele eher Jupiter und seinen Monden als dem Sonnensystem, so die Entdecker im Fachblatt �Astrophysical Journal".

�Es ist das kleinste Planetensystem, das wir bislang gefunden haben", erkl�rt John Johnson vom Exoplanet Science Institute der Nasa, der Leiter des Entdecker-Teams. Die drei neu entdeckten Planeten umkreisen den rund 125 Lichtjahre entfernten Stern KOI-961, einen roten Zwergstern, der nur etwa ein Sechstel so gro� ist wie unsere Sonne. Die Planeten sind 0,78-, 0,73- und 0,57-mal so gro� wie die Erde und ihre Umlaufzeiten um KOI-961 betragen weniger als zwei Tage. Auf diesen engen Bahnen ist die Oberfl�chentemperatur zu hoch, um die Existenz von fl�ssigem Wasser und Leben zu erm�glichen.

Doch die Forscher betonen, dass es sich um die ersten felsigen Planeten handele, die um einen Roten Zwerg entdeckt wurden � die Wahrscheinlichkeit sei gro�, dass es viele �hnliche Planeten in den lebensfreundlichen Zonen solcher Zwergsterne g�be. �Acht von zehn Sternen in der Milchstra�e sind Rote Zwerge", so Johnson, �das steigert die Chancen, dass es au�erirdisches Leben gibt � das ist das ultimative Ergebnis unserer Forschung. Wenn diese Planeten so h�ufig sind, wie es scheint, dann wimmelt es in der Galaxis von kleinen, lebensfreundlichen Planeten um leuchtschwache Rote Zwerge."

Das im M�rz 2009 gestartete Weltraumteleskop Kepler �berwacht 156.000 Sterne auf winzige Helligkeitsschwankungen. Periodische �nderungen der Sternhelligkeit k�nnen die Anwesenheit eines Planeten verraten, wenn dieser auf seiner Bahn von der Erde aus gesehen regelm��ig vor dem Stern vor�berzieht. Aus der St�rke der Helligkeits�nderung k�nnen die Astronomen dann unmittelbar die Gr��e des Planeten bestimmen. Bislang hat Kepler �ber 2300 Planeten-Kandidaten bei anderen Sternen aufgesp�rt. Quelle: http://arxiv.org/abs/1201.2189

Alle Sterne haben Planeten

Wed, 11 Jan 2012 22:10:00 +0100

�ber 700 Planeten bei anderen Sternen haben die Astronomen in den vergangenen 16 Jahren aufgesp�rt. Doch bislang blieb die Frage offen, wie h�ufig Sterne von Planeten umkreist werden. Nach sechs Jahren intensiver �berwachung von mehreren Millionen Sternen pr�sentiert ein internationales Forscherteam nun die Antwort: Im Mittel besitzt jeder Stern in der Milchstra�e mindestens einen Planeten. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt �Nature" �ber ihre Beobachtungen.

�Unsere Daten zeigen, dass es in der Milchstra�e mehr Planeten gibt als Sterne", erl�utert Arnaud Cassan vom Institut d'Astrophysique de Paris, einer der beteiligten Astronomen. �Au�erdem haben wir herausgefunden, dass leichtere Planeten, wie Super-Erden oder k�hle Neptuns, h�ufiger vorkommen als schwere." Bei den bislang entdeckten Exoplaneten gibt es eher ein �bergewicht massereicher Riesenplaneten, aber das liege an einem Auswahleffekt der verwendeten Methoden, so Cassan.

Denn die meisten der Exoplaneten haben sich entweder verraten, weil sie mit ihrer Schwerkraft an ihrem Zentralstern zerren und ihn so zum Torkeln bringen, oder weil sie von der Erde aus gesehen regelm��ig vor dem Stern vor�berziehen und dabei seine Helligkeit geringf�gig abschw�chen. Beide Verfahren pr�ferieren naturgem�� gro�e Planeten auf engen Umlaufbahnen und liefern dadurch ein verzerrtes Bild der H�ufigkeit von Planeten.

Die Untersuchung von Cassan und seinen Kollegen basiert auf einer anderen Methode, auf dem so genannten Mikro-Gravitationslinseneffekt. Dabei registrieren die Forscher die Lichtablenkung im Schwerefeld von Sternen und Planeten � sie f�hrt dazu, dass die Helligkeit von im Hintergrund eines Planetensystems liegenden Sternen charakteristische Schwankungen zeigt. Diese Methode erlaubt den Nachweis von Planeten �ber einen weiten Bereich von Massen und Bahndurchmessern.

Die statistische Analyse von �ber den Zeitraum von 2002 bis 2007 gesammelten Lichtkurven von mehreren Millionen Sternen zeigt, dass 62 Prozent der Sterne eine Super-Erde mit der f�nf- bis zehnfachen Masse der Erde und 52 Prozent der Sterne einen k�hlen neptun�hnlichen Planeten mit der 10- bis 30-fachen Erdmasse besitzen. Jupiter�hnliche Planeten kommen mit 17 Prozent deutlich seltener vor. Die Daten lassen vermuten, so die Forscher, dass erd�hnliche Planeten sogar noch h�ufiger sind als Super-Erden. �Fr�her haben wir gedacht, die Erde sei einzigartig in der Milchstra�e", so Daniel Kubas, ein weiteres Mitglied des Teams. �Doch es scheint Milliarden von Planeten mit Massen �hnlich der Erde zu geben, die Sterne in der Galaxis umkreisen." Quelle: http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nature10684

Erstmals fotografiert: Das kosmische Netz der Dunklen Materie

Tue, 10 Jan 2012 00:00:00 +0100

(RK) Die Dunkle Materie � der geheimnisvolle Hauptbestandteil des Universums � bildet genau wie die sichtbare Materie ein kosmisches Netz aus Filamenten und Knoten. Das zeigt die Analyse von zehn Millionen verzerrten Galaxienbildern, die ein internationales Forscherteam am Montag auf einer Fachtagung in Austin im US-Bundesstaat Texas vorgestellt hat. Computersimulationen der kosmischen Entwicklung hatten bereits eine solche Verteilung der Dunklen Materie vermuten lassen.

�Wir freuen uns, dass unsere Ergebnisse diese Erwartungen so gut best�tigen", sagt der Leiter des Projekts, Ludovic Van Waerbeke von der University of British Columbia in Vancouver, Kanada. F�nf Jahre lang hat eine Spezialkamera am Canada-France-Hawaii-Telescope Galaxien in Entfernungen von bis zu sechs Milliarden Lichtjahren aufgenommen. Van Waerbeke und seine Kollegen haben diese Daten nun akribisch ausgewertet, um eine Karte der gro�r�umigen Verteilung der Dunklen Materie zu erstellen.

Rund 80 Prozent der Materie im Kosmos ist unsichtbar � sie sendet keine Strahlung aus und tritt nur �ber ihre Anziehungskraft in Erscheinung. Es ist die Schwerkraft dieser Dunklen Materie, deren Zusammensetzung immer noch ein gro�es R�tsel f�r die Forscher ist, die Galaxien und Galaxienhaufen zusammenh�lt. Unsichtbare Materie abzubilden klingt zun�chst paradox � doch es ist wiederum die Schwerkraft, die die Dunkle Materie verr�t. Ihre Schwerkraft n�mlich verbiegt die Lichtstrahlen ferne Galaxien und verzerrt so deren Aussehen. Aus diesen Verzerrungen k�nnen die Forscher daher R�ckschl�sse auf die Verteilung der mysteri�sen Substanz ziehen.

Computersimulationen der kosmischen Evolution zeigen, dass sich Galaxien und Galaxienhaufen dort bilden, wo auch die Dichte der Dunklen Materie am gr��ten ist. Die netzartige Verteilung der sichtbaren Materie folgt daher der Verteilung der Dunklen Materie. Mit dem Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey (CFHTLenS) ist es Van Waerbeke und seinen Kollegen erstmals gelungen, das Netz der Dunklen Materie sichtbar zu machen. �Unsere Karte der Dunklen Materie ist hundertmal gr��er als alle bisherigen Karten", so der Forscher. Jetzt wollen die Wissenschaftler das Verfahren auf Daten des Very Large Telescopes der Europ�ischen S�dsternwarte ESO anwenden und damit die Karte der Dunklen Materie nochmals um das Zehnfache erweitern. Die Astrophysiker hoffen, auf diese Weise auch Informationen �ber den physikalischen Aufbau der Dunklen Materie zu erhalten. Quelle: http://www.cfhtlens.org/

Sternhaufen M67 ist nicht der Geburtsort der Sonne

Sat, 07 Jan 2012 11:10:00 +0100

Der 2700 Lichtjahre entfernte Sternhaufen M67 gilt unter Astronomen seit einigen Jahren als m�glicher Geburtsort unserer Sonne. Detaillierte Computersimulationen der Bahnbewegungen zeigen nun jedoch, dass unser Zentralgestirn nicht gemeinsam mit M67 entstanden sein kann. Das berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt Astronomical Journal. Die Suche nach dem Geburtsort der Sonne geht also weiter.

�Unsere dynamische Ergebnisse demonstrieren �berzeugend, dass M67 nicht der Geburtshaufen unseres Sonnensystems sein kann", schreiben Barbara Pichardo von der Universidad Nacional Aut�noma de M�xico und ihre Kollegen.�Die Wissenschaftler haben 350.000 Simulationen der Umlaufbewegungen der Sonne und des Sternhaufens um das Zentrum der Milchstra�e bis zu 4,57 Milliarden Jahre in die Vergangenheit - also bis zur Geburt der Sonne - durchgerechnet und nach engen Begegnungen zwischen beiden gesucht. Bei allen derartigen Passagen, so fanden sie heraus, hat sich die Sonne mit einer Geschwindigkeit von �ber 20 Kilometern pro Sekunde gegen�ber M67 bewegt. Wenn die Sonne jedoch durch enge Begegnungen mit anderen Sternen mit so hoher Geschwindigkeit aus dem Haufen herausgeworfen worden w�re, h�tte diese Wechselwirkung eine protoplanetarische Gas- und Staubscheibe oder ein bereits entstandenes Planetensystem zerst�rt.

Das Alter von M67 liegt zwischen 3,5 und 5 Milliarden Jahren � in guter �bereinstimmung mit dem Alter der Sonne von etwa 4,6 Milliarden Jahren. Auch die chemische Zusammensetzung der Sonne und der Sterne in dem Haufen stimmen hervorragend �berein. Au�erdem �berschneiden sich die Umlaufbahnen des Sternhaufens und der Sonne. Und schlie�lich: Numerische Simulationen zeigen, dass M67 seit seiner Entstehung rund 80 Prozent seiner Sterne durch enge Begegnungen verloren hat. Bei all diesen Indizien lag die Vermutung nahe, dass auch die Sonne einst ein Mitglied des Sternhaufens war. Doch diese Hypothese muss nach den Simulationen von Pichardo und ihrem Team nun wohl zu den Akten gelegt werden. Quelle: http://xxx.uni-augsburg.de/abs/1201.0987

Saturnmond Titan ist energetisch im Gleichgewicht

Thu, 05 Jan 2012 22:49:00 +0100

Titan, der gr��te Mond des Planeten Saturn, besitzt eine ausgeglichene Energiebilanz. Er strahlt ebenso viel Energie als infrarote W�rmestrahlung ab, wie ihm durch die Sonnenstrahlung zuflie�en. Das zeigen Messungen aus den Jahren 2004 bis 2010, die amerikanische Forscher im Fachblatt �Geophysical Research Letters" pr�sentieren. Die genaue Kenntnis der Energiebilanz ist f�r die Wissenschaftler eine wichtige Grundlage f�r die Entwicklung von Wetter- und Klimamodellen f�r einen Himmelsk�rper.

�Das globale Energiebudget von Planeten und Monden ist ein kritischer Faktor, der die �nderung des Klimas auf diesen Objekten beeinflusst", schreiben Liming Li von der University of Houston und seine Kollegen. Das Team hat unter anderem Messungen mit einem speziellen Infrarot-Spektrometer an Bord der amerikanischen Raumsonde Cassini ausgewertet. Cassini umkreist seit 2004 den Saturn und fliegt regelm��ig nahe an Titan und anderen Monden des Planeten vor�ber.

Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosph�re - und der einzige Himmelsk�rper mit einem �hnlichen Fl�ssigkeitskreislauf wie auf der Erde. Allerdings �bernimmt auf Titan aufgrund der niedrigen Temperaturen von im Mittel minus 180 Grad Celsius fl�ssiges Methan die Rolle von Wasser. Es gibt auf dem Saturnmond Niederschl�ge, Flussl�ufe und gro�e Seen. Die Messungen von Li und seinen Kollegen sind ein wichtiges Indiz daf�r, dass diese Bedingungen auf Titan nicht nur vor�bergehender Natur, sondern langfristig stabil sind.

Nicht alle Himmelsk�rper im Sonnensystem sind wie Titan und auch die Erde im energetischen Gleichgewicht. So strahlen Jupiter, Saturn und Neptun signifikant mehr Energie ab, als sie von der Sonne empfangen. Diese Himmelsk�rper m�ssen also eine innere Energiequelle besitzen. Eine m�gliche Erkl�rung f�r den Energie�berschuss w�re ein langsames Schrumpfen dieser Planeten. So k�nnte beispielsweise eine j�hrliche Schrumpfung um drei Zentimeter die zus�tzlich abgestrahlte Energie Jupiters liefern. Quelle: http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL050053.shtml

Saturnmond Enceladus t�uscht langsamere Rotation des Planeten vor

Wed, 04 Jan 2012 01:29:00 +0100

Langwellige Radiostrahlung vom Planeten Saturn stellt die Astronomen seit langen vor ein R�tsel: Sie variiert ungef�hr, aber nicht exakt mit der Rotationsdauer des Himmelsk�rpers. Ein Team schwedischer und amerikanischer Forscher hat nun eine m�gliche Erkl�rung f�r das Ph�nomen gefunden: Staub und elektrische geladene Teilchen vom Saturnmond Enceladus treten mit der Magnetosph�re des Planeten in Wechselwirkung und modulieren dadurch die Radiostrahlung.

Die so genannte Kilometerstrahlung hat ihren Ursprung in den Polarlichtern �ber den Polen des Planeten. Da Saturn keine feste Oberfl�che besitzt, haben die Astronomen die Modulation der Kilometerstrahlung zur genauen Bestimmung seiner Eigendrehung genutzt. Messungen durch die Raumsonden Voyager 1 und 2 Anfang der 1980er Jahren ergaben eine Periode von 10 Stunden und 39 Minuten. Ein Vierteljahrhundert sp�ter lieferten die Sonden Galileo und Cassini zur �berraschung der Wissenschaftler jedoch einen deutlich anderen Wert, n�mlich 10 Stunden und 45 Minuten.

Damit war klar, dass die Periode der Kilometerstrahlung nicht exakt mit der Rotation des Saturns �bereinstimmen kann, denn so schnell kann sich die Drehung eines Planeten nicht verlangsamen. Tats�chlich lieferte 2007 eine genaue Untersuchung der Schwerkraft mithilfe von Cassini einen Wert von 10 Stunden und 32 Minuten f�r die Eigendrehung Saturns. Warum die Modulation der Kilometerstrahlung davon abweicht und obendrein ver�nderlich ist, blieb bislang ein Mysterium.

Michiko Morooka vom Schwedischen Institut f�r Weltraumphysik in Uppsala und ihre Kollegen pr�sentieren nun eine m�gliche Erkl�rung f�r das R�tsel. Die Wissenschaftler haben mit einem Spezialinstrument an Bord von Cassini die Umgebung der Umlaufbahn des Saturnmonds Enceladus untersucht. Der mit einem Durchmesser von 500 Kilometern� sechstgr��te Mond Saturns ist geologisch aktiv und st��t Eispartikel und Wasserdampf ins All aus. Die Messungen von Morooka und ihrem Team zeigen, dass sich aus dem ausgesto�enen Material ein staubiges Plasma bildet, das die Magnetosph�re Saturns beeinflusst. Diese Wechselwirkung, so die Forscher, k�nnte auch zur beobachteten Modulation der Kilometerstrahlung f�hren. Quelle: http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011JA017038.shtml

Zwillingssonden erreichen den Mond

Thu, 29 Dec 2011 23:25:00 +0100

Gleich zwei amerikanische Raumsonden erreichen zum Jahreswechsel nach einer fast viermonatigen Reise den Mond. Die Zwillingssonden der GRAIL-Mission sollen das Schwerefeld des Erdtrabanten mit hoher Genauigkeit vermessen und so einen Blick in das Innere des Himmelsk�rpers erlauben. Aus den Informationen �ber den inneren Aufbau des Mondes erhoffen sich die Forscher neue Erkenntnisse �ber seine Entstehung und Entwicklung.

�Diese Mission wird die Lehrb�cher �ber die Entwicklung des Mondes umschreiben�, sagt Maria Zuber vom Massachusetts Institute of Technology, Chefwissenschaftlerin des GRAIL-Projekts. �Die beiden Raumfahrzeuge haben w�hrend des Fluges so gut funktioniert, dass wir einen kompletten Test aller wissenschaftlichen Instrumente durchf�hren konnten. Ihre Leistung entsprich vollst�ndig den wissenschaftlichen Anforderungen.�

GRAIL steht f�r Gravity Recovery and Interior Laboratory, auf Deutsch etwa: Labor zur Untersuchung der Schwerkraft und des inneren Aufbaus. Die Sonden sollen den Erdtrabanten 90 Tage lang in 55 Kilometern H�he und in einem Abstand von etwa 200 Kilometern als Tandem umkreisen. Mithilfe von Mikrowellen wird der Abstand der beiden Sonden st�ndig mit hoher Genauigkeit �berwacht. Diese Technik erlaubt es, das Schwerefeld des Mondes pr�zise zu vermessen. So lassen sich nicht nur Abweichungen von der exakten Kugelform, sondern auch die Verteilung der Massen im Inneren bestimmen. Auf diese Weise erhalten die Forscher genaue Informationen �ber den inneren Aufbau des Erdbegleiters. Bislang ist beispielsweise unklar, wie gro� der eisenhaltige Kern des Mondes ist. Die Forscher erhoffen sich auch eine Antwort auf die Frage, warum die Kruste des Mondes auf der erdabgewandten Seite mit 150 Kilometern etwa doppelt so dick ist wie auf der erdzugewandten Seite.

Die GRAIL-Sonden sind nicht auf dem direkten Weg zum Mond geflogen, sondern auf einer langgestreckten, Treibstoff sparenden Bahn. GRAIL-A schwenkt am 31. Dezember um 22.21 Uhr, GRAIL-B am 1. Januar um 23.05 Uhr Mitteleurop�ischer Zeit in eine Umlaufbahn ein, die nahezu exakt �ber die Pole des Mondes f�hrt. Die Man�ver dauern jeweils rund 40 Minuten und �ndern die Geschwindigkeiten der Raumfahrzeuge um 691 Kilometer pro Stunde.
Quelle: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2011/dec/HQ_11-426_GRAIL_Highlights.html

Astro-Software archiviert antike B�cher

Wed, 28 Dec 2011 10:58:00 +0100

Antike B�cher und Handschriften dauerhaft f�r die Nachwelt erhalten � vor diesem Problem steht die Vatikanische Apostolische Bibliothek. Ein Bildbearbeitungs- und Archivierungsprogramm aus der Astronomie soll nun dabei helfen, die wertvollen Manuskripte auch f�r k�nftige Generationen zug�nglich zu machen. In einem Pilotprojekt scannen Vatikan-Bibliothekare und Astrophysiker der Europ�ischen Weltraumbeh�rde Esa einen Teil der umfangreichen Best�nde der Bibliothek des Heiligen Stuhls ein.

In den 1970er Jahren entwickelten Wissenschaftler der Nasa und der Esa gemeinsam FITS, das �flexible image transportation format", auf Deutsch: flexibles Transport-Format f�r Bilder. Urspr�nglich f�r die Radioastronomie konzipiert, findet FITS heute in allen Bereichen der Himmelskunde Verwendung. �Alle Arten von Daten, die in der Astronomie anfallen, passen in dieses Format", erkl�rt Pedro Osuna, der Leiter der wissenschaftlichen Archive der Esa.

Eines der gro�en Probleme bei der digitalen Archivierung von Bildern und Daten ist die schnelle Ver�nderung der Standards: Schon nach wenigen Jahren k�nnen alte Daten von neuen Programmen h�ufig nicht mehr verarbeitet werden. FITS wurde von Anfang an so konzipiert, dass dieses Problem nicht auftritt. �Ein Programm, das heutige FITS-Daten lesen kann, kann auch welche von vor zwanzig Jahren lesen", so Osuna. �FITS ist grunds�tzlich r�ckw�rtskompatibel."

Diese Eigenschaft macht FITS auch zur idealen L�sung f�r die Bibliothek des Vatikans. Die Bibliothek enth�lt rund zwei Millionen B�cher und Manuskripte, darunter �ber 150.000 Handschriften-B�nde aus der Zeit vor der Erfindung der Druckerpresse � einige dieser Schriften sind bis zu 1800 Jahre alt. Quelle: http://www.esa.int/esaCP/SEM01RAX9WG_index_0.html

Komplexe Molek�le f�rben Pluto rot

Tue, 27 Dec 2011 12:10:00 +0100

Die Oberfl�che des Zwergplaneten Pluto ist m�glicherwiese von Kohlenwasserstoffen und Nitrilen bedeckt. Darauf deuten Beobachtungen eines amerikanischen Forscherteams mit dem Weltraumteleskop Hubble hin. Die Messungen zeigen starke Absorptionen im ultravioletten Strahlungsbereich, die typisch f�r solche komplexen Molek�le sind. Die Substanzen k�nnten auch die zunehmende rote Verf�rbung des Himmelsk�rpers erkl�ren, schreiben die Astronomen im Fachblatt �Astrophysical Journal".

Pluto ist gegenw�rtig 32-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde. Urspr�nglich als neunter Planet des Sonnensystems gez�hlt, wurde der Himmelsk�rper nach der Entdeckung mehrerer �hnlicher Objekte am Rand des Sonnensystems 2006 der neu geschaffenen Klasse der Zwergplaneten zugeordnet. Die Oberfl�che Plutos ist von gefrorenem Methan, Kohlenmonoxid und Stickstoff bedeckt.

Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass diese Stoffe unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung und hochenergetischer Teilchen aus dem Weltall chemisch miteinander reagieren und komplexere Molek�le bilden k�nnen. Alan Stern vom Southwest Research Institute in Boulder im US-Bundesstaat Colorado und seine Kollegen haben nun den fernen Himmelsk�rper erstmals mit einem hochempfindlichen UV-Spektrographen an Bord des Hubble Space Telescopes beobachtet, um nach Spuren solcher Substanzen zu suchen.

Die Wissenschaftler fanden tats�chlich signifikante Absorptionen im mittleren Ultraviolettbereich, wie sie f�r Kohlenwasserstoffe und Nitrilen typisch sind. Beobachtungen in den vergangenen Jahren hatten gezeigt, dass Pluto sich langsam r�tlich verf�rbt. Stern und seine Kollegen vermuten nun, dass die Kohlenwasserstoffe f�r die r�tliche Farbe verantwortlich sind. M�glicherweise handelt es sich um jahreszeitliche Ver�nderungen. Pluto hat 1989 den sonnenn�chsten Punkt seiner Bahn passiert und entfernt sich nun bis 2113 immer weiter von der Sonne. Quelle: http://iopscience.iop.org/1538-3881/143/1/22/

L�st Jupiters Kern sich auf?

Mon, 26 Dec 2011 23:35:00 +0100

Der felsige Kern Jupiters l�st sich m�glicherweise langsam auf und reichert die Atmosph�re des gr��ten Planeten unseres Sonnensystems so mit schweren Elementen an. Das zeigen Berechnungen eines amerikanischen Forscher-Duos. Das Szenario liefert auch eine Erkl�rung daf�r, warum Jupiters Kern kleiner ist als der Saturns � Simulationen der Planetenentstehung lassen das Gegenteil erwarten. Die beiden Wissenschaftler pr�sentieren ihre Theorie online in der wissenschaftlichen Datenbank arXiv.

�Gasriesen entstehen nach heutigen Erkenntnissen durch die Ansammlung von Wasserstoff und Helium um einen urspr�nglichen Kern aus Gestein und Eis", schreiben Hugh Wilson und Burkhard Militzer von der University of California in Berkeley. Wenn die Kerne mehr als die zehnfache Erdmasse erreicht haben beginnen sie mit ihrer Gravitation das Gas aus ihrer Umgebung anzuziehen. So haben Jupiter und Saturn ihre ausgedehnten Atmosph�ren aus Wasserstoff und Helium erhalten. Messungen von Raumsonden deuten jedoch darauf hin, dass der Kern Jupiters weniger als die zehnfache Erdmasse auf die Waage bringt � w�hrend der Kern des kleineren Saturn das 15- bis 30-fache der Erdmasse enth�lt. Au�erdem enth�lt die Atmosph�re Jupiters deutlich mehr schwere Elemente als die Sonne, deren Zusammensetzung die des urspr�nglichen Gases im jungen Sonnensystem widerspiegelt.

Die Berechnungen von Wilson und Militzer zeigen nun eine L�sung f�r beide R�tsel auf. Als repr�sentatives Beispiel f�r die Materie im Kern des Planeten w�hlten die beiden Forscher Magnesiumoxid, einen wichtigen Bestandteil von Gesteinen. Im Inneren von Jupiter herrschen physikalisch extreme Bedingungen: Bei einer Temperatur von 20.000 Grad Celsius ist der Druck rund 40 Millionen Mal h�her als der irdische Luftdruck. Derartige Bedingungen, unter denen sich Wasserstoff wie eine Fl�ssigkeit verh�lt, lassen sich bislang im Labor nicht realisieren. Wilson und Militzer mussten daher komplexe quantenmechanische Rechnungen durchf�hren, um das Verhalten von Magnesiumoxid in dieser Situation zu analysieren.

Die Berechnungen zeigen, dass sich Magnesiumoxid bei einem derart hohen Druck bei Temperaturen oberhalb von 10.000 Grad Celsius in fl�ssigem Wasserstoff aufl�st. �Das f�hrt zu einer erheblichen Umverteilung des felsigen Materials in Jupiter und auch in gro�en Exoplaneten", so Wilson und Militzer. Da Saturn kleiner ist als Jupiter sind die Bedingungen in seinem Inneren nicht extrem genug, um zu einer Aufl�sung des Kerns zu f�hren. Die beiden Wissenschaftler sehen die Chance, dass spektroskopische Untersuchungen der Atmosph�ren von gro�en Gasplaneten bei anderen Sternen schon bald eine �berpr�fung ihres Szenarios der Kernaufl�sung erm�glichen. Quelle: http://arxiv.org/abs/1111.6309

Ger�stete Planeten

Fri, 23 Dec 2011 00:00:00 +0100

Der 3800 Lichtjahre entfernte Stern KOI 55 wird m�glicherweise von zwei erdgro�en Planeten auf extrem engen Umlaufbahnen umkreist. Das behauptet ein internationales Forscherteam auf Basis von Messungen des Satellitenteleskops Kepler. Die Entdeckung w�re ungew�hnlich, denn KOI 55 ist ein so genannter hei�er Unterzwerg, ein Stern am Ende seines Lebens der bereits die aufgebl�hte Riesenphase hinter sich gebracht. Diese Riesenphase sollten Planeten auf engen Bahnen nach vorherrschender Meinung der Himmelsforscher nicht �berleben � entsprechend umstritten ist die Entdeckung.

�Wenn unsere Sonne sich zu einem Roten Riesen aufbl�ht, dann verschlingt sie die Erde", erkl�rt Elizabeth Green vom Steward Observatory der University of Arizona. �Nur Planeten mit erheblich gr��eren Massen, wie Jupiter oder Saturn, k�nnen diese Phase m�glicherweise �berleben." Green und ihre Kollegen vermuten daher, dass zwei gro�e Planeten sich dem alternden Stern auf Spiralbahnen gen�hert haben. In der Riesenphase des Sterns haben die Planten dann ihre ausgedehnten Atmosph�ren verloren, �brig geblieben sind nur ihre kleinen, kompakten Kerne. Zugleich haben die Planeten, so die These von Green und ihrem Team, auch die Entwicklung des Sterns beeinflusst.

Denn normalerweise wird ein Stern �hnlich unserer Sonne nach Durchlaufen des Riesen-Stadiums zu einem Wei�en Zwerg. Bei einigen Sternen scheint die Entwicklung aus bislang unbekannten Gr�nden jedoch anders zu verlaufen � sie werden zu einem hei�en Unterzwerg. Diese Sterne haben ihre �u�eren Schichten fr�h verloren und dort konnte deshalb keine weitere Fusion von Wasserstoff von Helium stattfinden. Planeten auf engen Umlaufbahnen, die im Riesenstadium innerhalb der Sternatmosph�re verlaufen, k�nnten zu einem solchen Verlust der �u�eren Sternschichten f�hren.

Green und ihre Kollegen haben bei KOI 55 eine Vielzahl von Helligkeits�nderungen gefunden. Die meisten davon lassen sich durch Schwingungen erkl�ren, die f�r Unterzwerge typisch sind. F�r zwei Oszillationen mit Perioden von 5,8 und 8,2 Stunden finden die Forscher jedoch keine derartige Erkl�rung. Sie sehen in den Schwankungen daher das von den Planeten reflektierte Sternenlicht, das in seiner St�rke im Rhythmus der Umlaufbahn schwankt. Andere Astronomen halten diese Interpretation und die daraus abgeleiteten Folgerungen f�r gewagt. So weist Eliza Kempton von der University of California in Santa Cruz darauf hin, dass Green und ihre Kollegen keine verl�sslichen Aussagen �ber die Gr��e der vermeintlichen Planeten machen k�nnen. Es k�nnte sich demnach auch, so Kempton, um Riesenplaneten handeln, die erst in der Sp�tphase des Sterns aus der abgesto�enen H�lle entstanden sind. Weitere, genauere Beobachtungen sind also n�tig, um die Behauptungen von Green und ihrem Team zu untermauern oder zu widerlegen. Quelle: http://www.nature.com/nature/journal/v480/n7378/full/nature10631.html

Erstmals erdgro�e Exoplaneten entdeckt

Thu, 22 Dec 2011 00:00:00 +0100

Der 950 Lichtjahre entfernte Stern Kepler-20 besitzt einen Planeten, der nahezu exakt erdgro� ist, sowie einen weiteren Begleiter, der sogar kleiner ist als die Erde. Das zeigen Beobachtungen mit dem amerikanischen Satellitenteleskop Kepler, �ber die ein internationales Forscherteam berichtet. Einer der Planeten k�nnte eine dichte Atmosph�re aus Wasserdampf besitzen, schreiben die Wissenschaftler in der Online-Ausgabe des Fachblatts �Nature".

Die beiden neu entdeckten Planeten Kepler-20e und Kepler-20f haben den 1,03-fachen bzw. 0,87-fachen Radius der Erde, so Francois Fressin vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge und seine Kollegen. Die Himmelsk�rper umkreisen ihren Stern auf sehr engen Umlaufbahnen: Ein Jahr dauert bei ihnen lediglich 6,1 bzw. 19,6 irdische Tage. Kepler-20 ist ein sonnen�hnlicher Stern, seine Leuchtkraft ist nur geringf�gig schw�cher als die der Sonne.

Aufgrund der engen Umlaufbahnen herrschen auf den Oberfl�chen der beiden Planeten vermutlich hohe Temperaturen von 770 bzw. 430 Grad Celsius. Aufgrund theoretischer �berlegungen gehen Fressin und seine Kollegen davon aus, dass die beiden erdgro�en Exoplaneten auch in ihrem Aufbau der Erde �hneln, also einen Eisenkern und einen felsigen Mantel besitzen. Bei der Temperatur des �u�eren der beiden Planeten sehen die Wissenschaftler die M�glichkeit, dass er eine dichte Atmosph�re aus Wasserdampf entwickelt hat.

Kepler �berwacht 156.000 Sterne auf winzige Helligkeitsschwankungen. Periodische �nderungen der Sternhelligkeit k�nnen die Anwesenheit eines Planeten verraten, wenn dieser auf seiner Bahn von der Erde aus gesehen regelm��ig vor dem Stern vor�berzieht. Aus der St�rke der Helligkeits�nderung k�nnen die Astronomen dann unmittelbar die Gr��e des Planeten bestimmen. Bei Kepler-20 waren bereits zuvor drei gr��ere Planeten bekannt � insgesamt besitzt der Stern also mindestens f�nf Begleiter. Quelle: http://www.nature.com/nature/journal/vnfv/ncurrent/full/nature10780.html

"Herzschlag" verr�t kleinstes Schwarzes Loch

Tue, 20 Dec 2011 23:23:00 +0100

Die R�ntgenquelle IRG J17091-3624 ist vermutlich das bislang kleinste bekannte Schwarze Loch. Darauf deuten Messungen des amerikanischen Spezial-Satelliten RXTE hin. Die R�ntgenstrahlung des Objekts zeigt schnelle, von den Astronomen als "Herzschlag" bezeichnete Variationen, die am besten zu einer Masse des Schwarzen Lochs von weniger� als drei Sonnenmassen passen. �ber die Messungen des Herzschlags von IRG J17091-3624 und die Interpretation dieser Daten berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Astrophysical Journal Letters".

Meist sorgen supermassive Schwarze L�cher f�r Schlagzeilen - Giganten mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse der Sonne in den Zentren von Galaxien. IRG J17091-3624 ist nun das genaue Gegenteil, ein so genanntes stellares Schwarzes Loch - hervorgegangen aus einem sterbenden, kollabierenden Stern - am unteren Ende der Massenskala f�r die exotischen Himmelsobjekte. Das Schwarze Loch ist offenbar Mitglied in einem Doppel-System und saugt Materie von seinem Begleiter ab, einem normalen Stern.

Diese Materie f�llt nicht direkt in das Schwarze Loch, sondern bildet zun�chst eine rasch rotierende Scheibe um die Schwerkraft-Falle. Instabilit�ten am inneren Rand der Scheibe f�hren dann zum Einfall von Materie und zur Freisetzung hochenergetischer R�ntgenstrahlung. Bislang kannten die Astronomen lediglich ein stellares Schwarzes Loch mit einer stark flackernden R�ntgenstrahlung: GRS 1915+105 mit einer Masse von 14 Sonnen, rund 40.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Herzschlag von IRG J17091-3624 ist jedoch etwa 20-mal schneller als bei GRS 1915+105.

"So, wie der Herzschlag einer Maus schneller ist als der eines Elefanten, so h�ngt auch der Herzschlag eines Schwarzen Lochs von seiner Masse ab", erkl�rt Diego Altamirano von der Universit�t Amsterdam, ein an den RXTE-Messungen beteiligter Astrophysiker. Zusammen mit seinen Kollegen hat er Beobachtungsdaten des RXTE-Satelliten aus einem Zeitraum von sechs Monaten ausgewertet, um die beiden Schwarzen L�cher miteinander zu vergleichen. Quelle: http://iopscience.iop.org/2041-8205/742/2/L17/

Der Mond hat eine Ionosph�re

Tue, 20 Dec 2011 00:00:00 +0100

Eine Welt f�rmlich ohne Atmosph�re besitzt dennoch eine Ionosph�re. Seit nunmehr Jahrzehnten schon steht diese Feststellung ohne befriedigende Begr�ndung fast schon im wahrsten Wortsinne im Raum. Die Idee eines atmosph�renlosen K�rpers mit gleichzeitiger Ionosph�re ergibt zun�chst einmal auch gar keinen Sinn. Und dennoch, der Erdmond verf�gt �ber so eine Schicht, in der sich vornehmlich Ionen und freie Elektronen befinden. Die Ionosph�re der Erde entsteht durch solare Strahlungseinfl�sse, sowohl in elektromagnetischer Form, was insbesondere auf Ultraviolett- und R�ntgenstrahlung zutrifft, als auch als Teilchenstrahlung, was haupts�chlich Elektronen und Protonen betrifft. Durch ihren Einfluss werden Elektronen im Bereich der Meso- bzw. Thermopause von den dortigen Atomen gel�st. Es entstehen so positive Ionen und freie Elektronen, was zu einem elektrisch leitenden Bereich der Atmosph�re f�hrt. Beim Erdmond indes m�ssen alternative Umst�nde die Ausbildung einer beobachtbaren Ionosph�re erm�glichen, denn er verf�gt �ber keine Atmosph�re im klassischen Sinne. Seine Exosph�re erh�lt er durch kleinere Mengen Gas, das sich durch radioaktiven Zerfall bildet und aus dem Mondinneren ausgast. Zweite Quelle sind die Atome, die der Sonnenwind von der Oberfl�che sprengt. Die Mond-Ionosph�re hingegen verdankt ihre Existenz dem reichlich vorhandenen Regolith. Kleine Regolithpartikel umschwirren st�ndig in gro�en Mengen den Mond und sind so unter anderem auch der solaren UV-Strahlung ausgesetzt. Ultraviolettes Licht l�dt den Mondstaub zehnmal st�rker auf als bislang vermutet worden war. Und, ebenfalls anders als spekuliert, entwickeln �gro�e� Teilchen mit einem Durchmesser von ein bis zwei Mikrometern eine st�rkere Ladung als kleine, etwa 0,5�m gro�e Partikel. Dar�ber hinaus wird der Mondstaub durch die elektromagnetische Strahlung ionisiert. Dieses Zusammenspiel l�sst die Ionosph�re des Mondes auch ohne gleichzeitige Anwesenheit eine Atmosph�re entstehen. Inwieweit der abgeschw�chte Sonnenwind in einem solaren Minimum weiterhin die Bildung einer Mondionosph�re zul�sst, ist unbekannt. Insofern nimmt der Erdmond nach jetzigem Wissen eine Sonderstellung ein. Denn es ist kein weiterer Himmelsk�rper bekannt, bei dessen Ionosph�re physikalisch verwitterte Lockersedimente einen Gro�teil der Rolle des Atmosph�rengases �bernehmen. Lars-C. Depka In Kooperation mit der Zeitschrift Interstellarum - Die Zeitschrift f�r den Amateur-Astronomen � Abonnieren Sie jetzt den Newsletter von Interstellarum mit den neusten Nachrichten aus dem Bereich Astronomie und Raumfahrt unter http://www.oculum.de/newsletter/astro/100/40/5/145.tr4xs.asp

Festmahl f�r das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstra�e

Thu, 15 Dec 2011 23:29:00 +0100

Eine Gaswolke mit der dreifachen Masse der Erde n�hert sich mit hoher Geschwindigkeit dem supermassiven Schwarzen Loch Sagittarius A* im galaktischen Zentrum. Das zeigen jahrelange Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Very Large Telescope VLT der Europ�ischen S�dsternwarte ESO in Chile.� Schon jetzt zieht die gewaltige Anziehungskraft des Schwarzen Lochs die Wolke auseinander, berichten die Astronomen im Fachblatt "Nature".

Regelm��ige Aufnahmen mit dem VLT zeigen, wie sich die Gaswolke auf einer langgestreckten Ellipsenbahn dem Schwarzen Loch n�hert. In den vergangenen sieben Jahren hat sich die Geschwindigkeit der Wolke dabei nahezu verdoppelt, derzeit liegt sie bei 8 Millionen Kilometern pro Stunde. Mitte 2013 wird die Wolke den so genannten Ereignishorizont des Schwarzen Lochs in einem Abstand von nur 40 Milliarden Kilometern passieren - astronomisch gesehen ein Katzensprung.

"Nur zwei Sterne sind dem schwarzen Loch seit dem Beginn unserer Beobachtungen im Jahr 1992 so nahe gekommen", erl�utert Stefan Gillessen vom Max-Planck-Institut f�r extraterrestrische Physik in Garching, einer der beteiligten Forscher. "Im Unterschied zu diesen Sternen - die bei den Vorbeifl�gen keinen Schaden genommen haben - wird die Gaswolke komplett zerrissen werden, wenn die Gezeitenkr�fte rund um das Schwarze Loch an ihr zerren." Die Anziehungskraft ist auf der dem Schwarzen Loch zugewandten Seite der Gaswolke erheblich st�rker als auf der dem Schwarzen Loch abgewandten Seite. Diesen Unterschied bezeichnen die Astrophysiker als Gezeitenkraft, da ein �hnlicher Effekt der Mond-Anziehungskraft die Gezeiten der irdischen Ozeane verursacht. Im galaktischen Zentrum ist die Wirkung weitaus dramatischer: Die Gaswolke zerrei�t und ihre �berreste fallen in das Schwarze Loch hinein.

Bei der Ann�herung an das Schwarze Loch heizt sich das Gas, so erwarten die Astronomen, auf mehrere Millionen Grad auf. Das f�hrt dann zu einer deutlich erh�hten Strahlung im R�ntgenbereich. "Detaillierte Beobachtungen der Strahlung aus dem galaktischen Zentrum geben uns in den n�chsten Jahren die einmalige Gelegenheit, in Echtzeit zu verfolgen, wie das supermassereiche Schwarze Loch Materie schluckt", so Gillessen.

Mit einer Entfernung von rund 26.000 Lichtjahren ist Sagittarius A* das einzige supermassive Schwarze Loch, dessen Entfernung klein genug ist, um derartige Detailstudien zu erm�glichen. Jahrelange Beobachtungen der Sternbahnen rund um das Gravitationsmonster haben ergeben, dass es ungef�hr 4,3 Millionen Sonnenmassen besitzt. Die meiste Zeit verh�lt es sich still und zeigt nur gelegentlich kleine Strahlungsausbr�che. Zwar kann aus Schwarzen L�chern keine Strahlung entkommen - daher ihr Name -, aber einfallende Materie heizt sich auf, sendet dann Strahlung aus und verr�t so die Existenz der dunklen Schwerkraft-Monster. Quelle: www.nature.com/doifinder/10.1038/nature10652

Sternexplosion: Weder Riese noch Zwerg

Thu, 15 Dec 2011 23:27:00 +0100

Eine am 24. August am Himmel aufgeleuchtete Supernova hat den Astronomen neue Erkenntnisse �ber die Vorg�ngersterne dieser Sternexplosionen geliefert. Dank eines automatischen �berwachungsprogramms konnten die Forscher die Supernova bereits elf Stunden nach ihrem Aufleuchten beobachten - ein neuer Rekord. Au�erdem fand die Explosion in einer Entfernung von "nur" 21 Millionen Lichtjahren statt und konnte deshalb besonders gut untersucht werden. Wie zwei internationale Forscherteams im Fachblatt "Nature" berichten, handelt es sich bei der Supernova um einen explodierten Wei�en Zwergstern, der mit gr��ter Wahrscheinlichkeit von einem normalen Stern umkreist wurde.

Die Supernova vom 24. August ist vom Typ Ia. Solche Sternexplosionen sind f�r die Astronomen von besonderer Bedeutung, da sie bei der Vermessung des Kosmos als so genannte Standardkerzen dienen: Sie besitzen eine einheitliche Charakteristik, aus der sich die Entfernung der Explosion bestimmen l�sst. Trotz dieser wichtigen Rolle gibt es bislang keine vollst�ndige Theorie der Explosionen. Klar ist lediglich, dass bei Supernovae des Typs Ia ein Wei�er Zwerg explodiert, der Mitglied in einem Doppelsternsystem ist. Ob der zweite Stern aber ein Roter Riese, ein normaler Stern oder ebenfalls ein Wei�er Zwerg ist, war bislang v�llig unklar.

Nun k�nnen die Astronomen jedoch mit Sicherheit ausschlie�en, dass es sich um einen Roten Riesenstern handelt. "Wenn es dort einen Riesenstern in einer engen Umlaufbahn gegeben h�tte, dann h�tten wir eine Art Feuerwerk sehen m�ssen, als die Tr�mmer der Supernova auf ihn geprallt sind", so Daniel Kasen, ein an den Beobachtungen beteiligter Astrophysiker von der University of California in Berkeley. "Aber wir haben keine solchen Blitze beobachtet und daraus k�nnen wir schlie�en, dass der Begleiter nicht viel gr��er sein kann als unsere Sonne."

Auch einen Wei�en Zwergstern als Begleiter glauben die Forscher ausschlie�en zu k�nnen - allerdings auf Basis theoretischer �berlegungen, die noch nicht hieb- und stichfest sind. Wenn diese �berlegungen korrekt sind, bliebe lediglich ein normaler Stern �hnlich unserer Sonne als Begleiter des explodierten Wei�en Zwergs �brig. Allerdings gelten diese Schlussfolgerungen streng genommen nur f�r die Supernova vom 24. August. Ob sie sich auf alle Sternexplosionen des Typs Ia verallgemeinern lassen, k�nnen nur weitere Beobachtungen zeigen, m�glichst an noch n�her gelegenen Supernovae. Doch explodierende Sterne sind seltene Ph�nomene, in einer typischen Galaxie wie unserer Milchstra�e gibt es etwa eine Supernova in zweihundert Jahren. Es kann also einige Jahrzehnte dauern, bis die Astronomen wieder die Gelegenheit haben, eine Supernova in unserer kosmischen Nachbarschaft zu beobachten Quelle: http://dx.doi.org/10.1038/nature10646