unendliche weiten (das All)
A record-breaking number of dead, rapidly spinning stars has been found in a crowded star cluster near the centre of the Milky Way, reveals a new study. The cluster includes some of the most exotic examples of these stars known and is likely to harbour even stranger characters.
Astronomers have discovered 21 new pulsars - small, dense stellar corpses that emit radio beams as they spin. The pulsars were found in a cluster of 10 billion-year-old stars called Terzan 5, which lies 28,000 light-years away near the centre of the galaxy. Terzan 5 was already known to contain three other pulsars, bringing its new total to 24. That tops the previous record holder, a nearby star cluster called 47 Tucanae that hosts 22 pulsars.
Scott Ransom, an astronomer at the National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville, Virginia, US, and colleagues used the 100-metre Green Bank Telescope in West Virginia to find the pulsars. That telescope is up to 20 times as sensitive as the 64-metre Parkes Radio Telescope in Australia that was used to find the pulsars in 47 Tucanae.
All of the new finds rotate hundreds of times faster than most of the 1500 known pulsars, which spin about once a second. These "millisecond" pulsars whip around so quickly because they are thought to have stripped mass - and angular momentum - from companion stars at some point in their histories.
Extreme objects
Terzan 5 boasts such a wealth of these fast pulsars because it contains many stars that are tightly packed toward its centre, says Ransom. As such "globular" clusters - named for their spherical shape - age, massive stars tend to sink toward their cores. There, they are forced to interact with other stars in an environment teeming with up to 10,000 stars per cubic light year.
This overcrowding can cause the pulsars to lose or swap their partners in complex interactions that can produce "truly exotic objects", says Ransom.
Terzan 5 already includes extreme objects. About 80 pulsars are known in 24 globular clusters, and Terzan 5 houses the four fastest-rotating, with its fastest spinning at 600 times per second. And the cluster harbours two pulsars that are more massive than the previous record holder, which weighed in at 1.68 times the mass of the Sun. A collision between a red giant star and a neutron star might have created at least one of the heavyweights, which each contain about twice the Sun's mass, says Ransom.
The very existence of such massive pulsars allows astronomers to rule out certain combinations of the pulsars' composition, such as a star covered with a shell of neutrons and filled with a soup of subatomic particles called quarks.
Binary system
"Hopefully we'll be able to rule out other models as well," says David Kaplan, a collaborator at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, US.
Terzan 5 may yet hide even stranger secrets, says Ransom. Thirteen of its new pulsars are in "binary" systems with other stars, and more are likely to be found. Some binaries might even include pulsar-black hole duos or pairs of millisecond pulsars.
But detecting the signal from an orbiting binary system can be difficult, necessitating a lot of supercomputing time. "These really are needles in a haystack," says Ransom. He presented the new discovery on Wednesday at a meeting of the American Astronomical Society in San Diego, California, and published his study concurrently in Science.
Q: http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn6880
Rekordbrechende Anzahl von schnelldrehenden Pulsaren bei Milchstraßenzentrum
In einem Haufen zehn Milliarden Jahre alter Sterne nahe des Milchstraßenzentrums, genannt Terzan 5, wurden 21 neue Pulsare gefunden, von denen der schnellste 600 mal in der Sekunde rotiert.
Die Massierung dieser Sterne auf sehr kleinem Raum - bis zu 10.000 pro Kubiklichtjahr - kann durch die komplexen Interaktionen zu sehr exotischen Objekten führen, so finden sich hier auch die zwei größten bekannten Pulsare.
Die Existenz dieser Sterne erlaubt es Astronomen mehr über die Zusammensetzung herauszufinden. Man vermutet noch weitere Entdeckungen in Terzan 5, wie möglicherweise pulsierende Duos von schwarzen Löchern.
Gr.
Die europäische Mission zum Saturnmond Titan ist erfolgreich verlaufen. Das Esa-Kontrollzentrum in Darmstadt hat erste wissenschaftliche Daten über den Saturnmond von der Sonde "Huygens" empfangen. In der Nacht sollen Schwarz-Weiß-Bilder vorliegen.
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 ESA"Huygens" auf Titan (Zeichnung): Bilderbuchlandung für die Esa |
Nach den ersten Erkenntnissen hat die Sonde mehr als drei Stunden überlebt. Neben Fotos lieferte sie auch Geräusche vom Titan sowie Analyse-Ergebnisse von der Zusammensetzung seiner Atmosphäre und Klimadaten. Rund 500 Megabyte an Informationen sendete sie zur amerikanischen Raumsonde "Cassini", mit der sie ins All geflogen war. Nachdem "Huygens" seinen Forschungsflug beendet hatte, schickte "Cassini" die Daten zur Erde. Um die 1,2 Milliarden Kilometer zu überbrücken, werden 67 Minuten benötigt. Insgesamt wird die Daten-Übertragung rund vier Stunden dauern. Erste Schwarz-Weiß-Bilder und konkrete Auswertungen werden in der Nacht erwartet.
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Die Wissenschaftler zeigten sich von der offenbar perfekten Landung überwältigt: "Das ist ein riesiger Schritt vorwärts", sagte David Southwood, Wissenschaftsdirektor der Esa. "Ich glaube nicht, dass irgendjemand in diesem Raum noch einmal die Gelegenheit haben wird, so eine Landung mitzuerleben", meinte er auf der Pressekonferenz in Darmstadt. "Wir werden in den nächsten Stunden hart arbeiten, um die Daten auszuwerten."
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| NASA/ JPL/ University of ArizonaSaturnmond Titan: "Das ist ein riesiger Schritt vorwärts" |
Nach Angaben von "Huygens"-Wissenschaftler Jean-Pierre Lebreton hat die Kontrollstation Signale auf zwei parallelen Kanälen erhalten. "Alle Instrumente funktionieren - das können wir sagen." Die Daten seien jedoch noch nicht auswertbar. Die Sonde habe auch länger gefunkt als angenommen.
Der Saturn-Mond Titan versteckt seine Oberfläche unter einem undurchdringlichen orangefarbenen Smog. Diesen Wolkenvorhang hat die Raumsonde "Huygens" nun erstmals durchdrungen. Astronomen erwarten einen Blick in die Vergangenheit unseres Planeten, denn vieles weist darauf hin, dass die Erde in ihren jungen Jahren dem heutigen Titan ähnelte.
15 January 2005
Audio data collected by the Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI), which includes an acoustic sensor, during Huygens' descent, 14 January 2005.
1. Speeding through Titan's haze
This recording is a laboratory reconstruction of the sounds heard by Huygens' microphones. Several sound samples, taken at different times during the descent, are here combined together and give a realistic reproduction of what a traveller on board Huygens would have heard during one minute of the descent through Titan's atmosphere.
File 1 : acoustic during descent
http://esamultimedia.esa.int/images/huygens_alien_winds_descent.mp3
2. Radar echos from Titan's surface
This recording was produced by converting into audible sounds some of the radar echoes received by Huygens during the last few kilometres of its descent onto Titan. As the probe approaches the ground, both the pitch and intensity increase. Scientists will use intensity of the echoes to speculate about the nature of the surface.
File 2 : radar conversion
http://esamultimedia.esa.int/images/..._alien_winds_descent_radar.mp3
Die größte Explosion im Kosmos
von Rainer Kayser
7. Januar 2005
Auf die Spuren der gewaltigsten Explosion, die je im Kosmos stattgefunden hat, sind jetzt amerikanische Astronomen gestoßen. Die von einem supermassereichen Schwarzen Loch ausgelöste Explosion hat Gasmassen, die dem 1.000 Milliardenfachen der Sonnenmasse entsprechen, mehrere Millionen Lichtjahre weit ins All geschleudert.
 Diese Chandra-Aufnahme zeigt die Hohlräume im heißen, Röntgenstrahlen aussendenden Gas des Galaxienhaufens MS 0735.6+7421. Sie stammen vermutlich von gewaltigen kosmischen Jets und haben einen Durchmesser von jeweils 600.000 Lichtjahren. Foto: NASA / CXC / Ohio U. /B.McNamara [Großansicht] |
"Der Umfang, die Größe dieser Explosion hat mich geradezu vom Stuhl gerissen", gesteht Brian McNamara von der Ohio University, einer der an den Beobachtungen beteiligten Forscher. Das Team um McNamara hatte mit dem amerikanischen Satelliten Chandra die Röntgenstrahlung des Galaxienhaufens MS 0735.6+7421 untersucht. Dabei stießen die Astronomen auf gewaltige Hohlräume im intergalaktischen Gas, die vom Mittelpunkt der großen Zentralgalaxie des Haufens ausgehen.
Dort befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch, das offenbar über einen Zeitraum von 100 Millionen Jahren gewaltige Materiemengen verschlungen hat. "Ich war geschockt als ich herausfand, dass das Schwarze Loch insgesamt 300 Millionen Sonnenmassen verschlungen hat", erzählt McNamara. Die Forscher wissen bislang nicht, wo diese enormen Gasmengen hergekommen sind. Ein Teil der auf das Schwarze Loch einströmenden Materie ist in Form gebündelter Materiestrahlen ("Jets") wieder ins All hinaus katapultiert worden und hat dabei die von McNamara und seinen Kollegen entdeckten Hohlräume in das intergalaktische Gas gerissen.
Nach Ansicht von McNamara zeigen die Beobachtungen, dass supermassereiche Schwarze Löcher einen bislang unterschätzten Einfluss auf die Entwicklung des Universums besitzen. Das Schwarze Loch selbst ist nicht größer als unser Sonnensystem, aber seine Auswirkungen sind in einem Bereich zu spüren, der 600 mal so groß ist wie unsere ganze Milchstraße.
http://www.astronews.com/news/artikel/2005/01/0501-005.shtml
Weitere Bilder und Infos:
http://chandra.harvard.edu/photo/2005/ms0735/
Gruß
Nowonder
kam gerade im Nordwestradio
Explosion hinterlässt 1.200.000 Lichtjahre großen Korridor der Verwüstung. Wie viele sind gestorben?
Liebe Ökos, wenn wir alle Gut-Menschen gewesen wären, hätte es dann die Hypernova nicht gegeben? ...Sind Sie sicher, daß Ihre Initiativen im Kosmos wohlwollend aufgenommen werden? Mit wem verhandeln Sie da drüben, daß – klatsch – plötzlich sind Mrd. bevölkerte Planeten pulverisiert? Es zeigt sich also, daß Sie als Grüne nichts zu sagen haben.
Nowonder
Übrigens, auf´m Mars hamse nen Meteoriten gefunden.
Siehe Spiegel online.
Willi
Mosaik aus drei Bildern von Titan: Metahn-Regen trifft auf Hügel von Wassereis
Eine knappe Woche lang haben die Wissenschaftler im Akkord gearbeitet, um erste Schlüsse aus den riesigen Datenmengen der Esa-Sonde "Huygens" zu ziehen. Drei Stunden und 44 Minuten lang hat das Landegerät am vergangenen Wochenende Daten aus der Atmosphäre und von der Oberfläche des Saturnmonds Titan zur Erde gefunkt.
Die Messungen haben frühere Spekulationen auf spektakuläre Art bestätigt. "Wir haben zahlreiche Anzeichen für Flüssigkeit gefunden", sagte Martin Tomasko von der University of Arizona in Tucson. Die Kanäle, die sich auf den Fotos der Sonde durch helle Hügelketten winden, wertet Tomasko als "Beweis für Regen" - Regen aus Methangas, das in der auf Titan herrschenden Kälte von minus 170 bis 180 Grad zu Flüssigkeit kondensiert.
Das auf den Bildern erkennbare dunkle Material, das sich am Grund der Kanäle und auf weiten Ebenen sammelt, sei organisch. "Die Hügel bestehen dagegen aus Wassereis", erklärte Tomasko, der für die Sinkflug-Kamera und das Spektral-Radiometer an Bord von "Huygens" verantwortlich ist. "Niederschlag, Erosion und mechanischer Abrieb ähneln den Vorgängen, die auch die Erde formen. Allerdings sind auf Titan exotische Stoffe im Spiel."
"Vulkane" spucken Eis und Ammoniak
Sogar Anzeichen für eine Art von Vulkanismus haben die Wissenschaftler entdeckt. Allerdings dringt keine Lava an die Oberfläche des Titan, sondern eine Mischung aus Wassereis und Ammoniak.
Anzeichen für Flüsse, Seen oder gar Meere aus Methan habe man nicht gefunden. Offenbar versinke das flüssige Gas kurz nach den Niederschlägen im Boden, der eine sandige Konsistenz besitze. Dennoch spiele das Methan eine wichtige Rolle auf Titan. "Es ist dort ähnlich bedeutsam wie das Wasser für die Erde", sagte "Huygens"-Missionsmanager Jean-Pierre Lebreton. "Es hat nicht geregnet, als 'Huygens' gelandet ist, aber wahrscheinlich schon wieder am Tag darauf."
"Wir haben hier eine brennbare Welt"
Lebreton hatte zudem eine gute Nachricht parat: Ein Großteil der Daten, die durch den Ausfall eines der beiden Sendekanäle von "Huygens" verloren gegangen waren, könnte rekonstruiert werden. Mit Hilfe von Radioteleskopen auf der Erde sei die Rettung von bis zu 90 Prozent der verloren geglaubten Daten, etwa über die Windverhältnisse in der Titan-Atmosphäre, möglich.
Die Messungen während des Sinkflugs durch die Titan-Gashülle haben auch betätigt, dass der Saturnmond neben der Erde der einzige Himmelskörper in unserem Sonnensystem ist, dessen Gashülle vor allem aus Stickstoff besteht. Auch Spuren des Edelgases Argon seien nachgewiesen worden, sagte US-Forscher Toby Owen vom Institute for Astronomy in Honolulu.
Sauerstoff existiert auf Titan nur gebunden in gefrorenem Wasser, nicht aber als Gas in der Atmosphäre. "Eigentlich ist das ganz gut so", meint Owen. "Denn sonst wäre Titan längst explodiert. Wir haben hier eine brennbare Welt."
Bleibt die Frage, wie der Saturnmond duftet. "Es würde dort nach klarer, sehr kalter Bergluft riechen", sagte Owen. "Vorausgesetzt, Menschen könnten eine Atmosphäre aus Stickstoff und Methan atmen."
Der Saturn hat Wissenschaftler einmal mehr überrascht: Bei Beobachtungen im Infrarot-Bereich stellte sich heraus, dass der Ringplanet eine warme Mütze trägt. Die erwärmten Atmosphärenschichten hängen exakt über dem Südpol.
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| NASA/ JPLSaturn: Der warme Südpol ist bei der Infrarot-Aufnahme der Troposphäre gut zu sehen |
30 Breitengrade nördlich des Südpols macht die Temperatur in der oberen Atmosphäre einen deutlichen Sprung, wie Astronomen jetzt mit Hilfe des Keck-Teleskops auf Hawaii herausgefunden haben. Der Grund ist eine warme Verwirbelung. In ihrem Zentrum, direkt über dem Pol, gibt es noch einmal einen abrupten Temperaturanstieg.
Allerdings finden diese Sprünge nicht in mollig warmen Bereichen statt. Mit dem Beginn des Wirbels steigt die Temperatur von minus 127 auf minus 123 Grad Celsius, am Pol ist noch einmal ein Grad wärmer. Auch in der tieferen Schicht der Troposphäre sind die Sprünge nachweisbar, fallen aber nicht so deutlich aus.
Seit 15 Jahren Sommer am Südpol
"In der Erdatmosphäre gibt es nichts, was man mit dieser Wärmekappe vergleichen könnte", sagt Glenn Orton vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa in Pasadena. Die Forscher haben den Saturn im infraroten Spektralbereich beobachtet und dabei den Wärmeabstrahlungen von Methan und Wasserstoff besondere Beachtung geschenkt.
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| NASA/ JPLWärmekappe: Links ist die Troposphäre, rechts die höhere Stratosphäre zu sehen |
Bislang hatte man nicht geglaubt, dass die Sonne das Wetter auf dem Saturn beeinflussen könnte, denn immerhin ist der Planet mit 1,4 Milliarden Kilometern rund neun Mal so weit von ihr entfernt wie die Erde. Ebenfalls verwunderlich ist die Stabilität des Wirbels: "Wir sehen seit zwei Jahren Hinweise auf ihn in unseren Daten", so Orton. Die Jetstreams auf der Erde seien in ihren Strömungsmustern viel unbeständiger.
Cassini soll zum Nordpol
Ortons Interesse richtet sich nun auf die entgegengesetzte Seite des Saturns, den Nordpol. Doch dabei gibt es ein Problem: "Die offensichtliche Frage ist, ob Saturns Nordpol abnormal kalt ist und ob sich dort ein kalter polarer Wirbel gebildet hat. Das können wir aber von der Erde aus nicht sehen."
Nasa-Experten arbeiten deshalb daran, die Raumsonde "Cassini", die derzeit den Saturn umkreist und Infrarot-Sensoren an Bord hat, auf den Nordpol auszurichten. "Die Instrumente von 'Cassini' werden in einer einzigartigen Position sein, um diese Beobachtungen durchzuführen", sagt Orton. Auch am Südpol soll die Sonde vorbeifliegen. Im März erhoffen sich die Wissenschaftler von der Raumsonde neue Daten über die Saturn-Pole.
2008 ist nun endgültig Schluss für Hubble. Das Teleskop soll dann "kontrolliert zur Erde stürzen"
Das Weltraumteleskop Hubble hat spektakuläre Einsichten in die Tiefen des Universums geliefert. Warum die Nasa ihr wartungsbedürftiges Kronjuwel nicht retten will hat einen ganz profanen Grund.
Die US-Weltraumbehörde Nasa wird ihr alterndes Weltraumteleskop Hubble trotz aller Proteste nicht retten. Zwar wird der am Montag in Washington vorgelegte Haushalt der Nasa für das Jahr 2006 um 2,4 Prozent auf rund 16,6 Milliarden Dollar (12,92 Milliarden Euro) erhöht, aber die auf eine Milliarde Dollar geschätzten Ausgaben für eine Rettungsmission sind darin nicht enthalten.
Die Nasa rechnet damit, dass das fast 15 Jahre alte "Kronjuwel der Astronomie" noch bis zum Jahr 2008 arbeiten kann; vielleicht auch noch länger. Danach soll es mit Hilfe eines Roboters aus der Umlaufbahn gebracht und kontrolliert auf der Erde abstürzen.
Bereits Nachfolgerteleskop in Planung
Experten hatten dagegen vorgeschlagen, die defekten Bauteile entweder mit Hilfe eines Roboters oder der Besatzung eines Shuttle zu reparieren. Ursprünglich war für dieses Jahr ein Wartungsflug mit einer Raumfähre zu dem Observatorium vorgesehen. Dabei sollten die Batterien gewechselt und die Gyroskope ausgetauscht werden. Mit diesen Kreiselkompassen kann Hubble in einer Höhe von 600 Kilometern über der Erde ausgerichtet und gesteuert werden.
Die Nasa hat nach den Angaben von Direktor Sean OKeefe mit knapp einer halben Milliarde Dollar mehr für das Haushaltsjahr gerechnet. Die Schwerpunkte sollen nach seinen Worten auf die Umsetzung der Weltraumvision von US-Präsident George W. Bush gelegt werden. Danach sollen bis spätestens 2014 wieder Astronauten auf den Mond geschickt werden, um dort eine ständige Station einzurichten. Diese soll ab 2020 auch als Zwischenstation für später geplante bemannte Missionen zum Mars und darüber hinaus dienen. Bis 2008 soll außerdem eine neue Generation von Raumfahrzeugen entwickelt werden.
Im Haushalt sind Mittel für den Bau eines Nachfolgers von Hubble vorgesehen. Das geplante neue "James Webb Space Telescope" (JWST) soll 2006 begonnen werden. Der Start des leistungsfähigen Infrator-Observatorium ist für 2011 vorgesehen.
DPA
Q: http://www.stern.de/wissenschaft/kosmos/index.html?id=536266&nv=hp_rt
Gr.
Der Stoffwechsel schwarzer Löcher
Quasare speisen schwarze Löcher mit Energie und steuern dadurch die Aktivitäten und das Wachstum der kosmischen Staubsauger und der sie beherbergenden Galaxien.
Schon länger gibt es in der Astrophysik Theorien, die davon ausgehen, dass supermassive schwarze Löcher die Struktur unseres Universums nachhaltig prägen. Jüngste Forschungen haben gezeigt, dass solche Monster sehr große Bereiche von Galaxien durch ihre gigantische Ausbrüche beeinflussen, indem sie zum Beispiel ihre Umgebung nachhaltig aufheizen (![[local]](https://a.onvista.de/anonymize/http://www.heise.de/tp/r4/icons/inline/tplink.gif){kind=icon}
Der große Knall).
Schwarze Löcher wachsen, indem sie Materie verschlingen, die ihnen zu nahe kommt. Bei ihren Mahlzeiten setzen sie ungeheure Mengen an Energie frei, gewaltige Blitze im Röntgen- und Gammalicht werden dabei sichtbar. Erst kürzlich konnte mithilfe des Weltraumteleskops Chandra nachgewiesen werden, dass das gigantische Monster in der Mitte der Milchstrasse (Sensation in der Milchstraße) nicht allein ist, sondern von 10.000 oder mehr kleineren Verwandten umschwärmt (![[extern]](https://a.onvista.de/anonymize/http://www.heise.de/tp/r4/icons/inline/extlink.gif){kind=icon}
Chandra Finds Evidence for Swarm of Black Holes Near the Galactic Center).
 |  | Phasen der Verschmelzung zweier Galaxien mit zentralen Schwarzen Löchern. Von oben nach unten zeigen die Bilder der Sequenz das Gas zweier kollidierender Spiralgalaxien. Nach der ersten Begegnung entfernen sich diese zunächst wieder, um dann bei einer zweiten Begegnung und anschließenden Verschmelzung zusammenzufallen. Die Schwerkraft treibt dabei Gas ins Zentrum der Galaxienkerne und führt zur Bildung ausgedehnter Gezeitenarme. In der Quasar-Phase gewinnen die Schwarzen Löcher stark an Masse. Diese Phase dauert bis zu 100 Millionen Jahre und setzt genügend Energie frei, um das Gas aufzuheizen und in den Raum zu schleudern. Zurück bleibt eine elliptische Galaxie (deren Sterne nicht gezeigt sind), die kaum noch Gas enthält und in deren Zentrum die beiden Schwarzen Löcher verschmolzen sind. Der gesamte Prozess der Galaxienverschmelzung dauert etwa 2 Milliarden Jahre und kann in einem Film betrachtet werden. (Bild: Max-Planck-Institut für Astrophysik) |
In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichten Tiziana Di Matteo und Volker Springel vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching sowie Lars Hernquist von der Harvard University in Cambridge über ihre Simulationen zum Zusammenhang zwischen Quasaren, Schwarzen Löchern und der Entwicklung von Galaxien.
Kinderstube des Universums
In der Frühphase des Universums besaßen viele Galaxien extrem leuchtkräftige Kerne, so genannte Quasare (quasi-stellare Radioquellen). Quasare sind Relikte aus der Urzeit des Universums, ein Blick auf sie bedeutet einen Blick weit zurück in die kosmische Vergangenheit.
Seit längerem wird vermutet, dass supermassive schwarze Löcher die Quasare anheizen, sie sozusagen füttern (Geburtsschrei früher Sterne). Beobachtungen zeigten, dass die Masse der Schwarzen Löcher in enger Beziehung zur Geschwindigkeitsverteilung der Sterne in der kugelförmigen Zentralregion der jeweiligen Wirtsgalaxie steht. Das legte nahe, dass der Entstehungsprozess beider kosmischer Objekte eng miteinander verbunden ist.
Das Team um Di Matteo generierte komplexe Computersimulationen, um die Sternentstehung und das Wachstum von Schwarzen Löchern in kollidierenden Galaxien nachzustellen. Wenn Galaxien ineinander krachen und miteinander verschmelzen, dann verändern sie ihre Gestalt, aus Spiralgalaxien entwickelten sich elliptische Galaxien. In ihren Simulationen konnten die Astrophysiker jetzt nachweisen, dass die Aktivitäten eines Schwarzen Lochs große Auswirkungen auf die jeweilige Wirtsgalaxie hat, da es die Entstehung von Sternen während der Galaxienverschmelzung beeinflusst und durch das Aufheizen des Gases einer späteren Sternentstehung entgegenwirkt.
Die neuen, elliptischen Galaxien sind verhältnismäßig arm an Gas und es formen sich in ihnen kaum noch Sterne; ihre Sternpopulationen altern in der Folge schnell und entwickeln jene roten Spektralfarben, wie man sie in vielen massereichen elliptischen Galaxien heute beobachten kann. Ohne den Einfluss der Schwarzen Löcher konnte man die Farben dieser "toten" elliptischen Galaxien bisher nicht befriedigend erklären. Die Autoren schreiben:
Wir stellten fest, dass zusätzlich zur Folge der Sternenbildung die Verschmelzung zu einem starken Zustrom führt, der das supermassive schwarze Loch mit Gas versorgt und dabei den Quasar mit Energie versorgt. Die Energie, die der Quasar verströmt, reicht aus, um sowohl für Sternenentstehung als auch das Wachstum des schwarzen Loches zu sorgen.
Stärker als die Sonne
Vom Mond reflektiert: Die Gamma- und Röntgenstrahlen des Neutronensterns SGR 1806-20
Der Neutronenstern in 50.000 Lichtjahren Entfernung hat in einer Zehntelsekunde mehr Energie freigesetzt als die Sonne in 100.000 Jahren. Ende Dezember traf die Wellenflut die Erde.
Die Erde ist am 27. Dezember 2004 um 22.30 Uhr von einem gewaltigen Gamma- und Röntgenstrahlenausbruch getroffen worden. Ihren Ursprung hatte diese Strahlung in einem Neutronenstern in etwa 50.000 Lichtjahren Entfernung, wie am Freitag mehrere Forschungsorganisationen auf der Welt mitteilten. Die Wellenfront war dabei intensiver als der stärkste jemals gemessene Strahlungsausbruch unserer Sonne, berichteten Astrophysiker am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching.
Das Ereignis wurde von Radioteleskopen auf der ganzen Welt und Satelliten im All beobachtet. Forscher in Australien berichteten, diese Riesenexplosion des Neutronensterns SGR 1806-20 habe ihn für eine Zehntelsekunde heller als den Vollmond gemacht. Er sei damit das hellste Objekt außerhalb unseres Sonnensystems, das je ermittelt worden sei. Die Strahlung beeinträchtigte kurzzeitig auch die obere Schicht der Erdatmosphäre, berichtete die US-Raumfahrtbehörde Nasa. Der Neutronenstern, der wegen seiner besonderen Eigenschaften auch als Magnetar bezeichnet werde, habe in einer Zehntelsekunde mehr Energie freigesetzt als die Sonne in 100.000 Jahren.
Bryan Gaensler vom Harvard-Smithsonian Zentrum für Astrophysik, der die Forschungen am australischen Radioteleskop CSIRO leitete, erklärte, so ein Ereignis gebe es nur einmal in hundert oder tausend Jahren. "Wäre das zehn Lichtjahre von uns entfernt passiert, dann hätte es die Atmosphäre schwer beschädigt und möglicherweise zu einem Massensterben geführt. Glücklicherweise gibt es keine Neutronensterne in unserer Nähe." Der nächste bekannte Neutronenstern, 1E 2259+586, ist rund 13.000 Lichtjahre entfernt.
Unter den bekannten Millionen von Neutronensternen sind nur zwölf Magnetare. Neutronensterne sind eingestürzte Sonnen, die eine ungeheuer starke magnetische Strahlung, aber nur einen Durchmesser von rund 25 Kilometern haben.
Q: http://www.stern.de/wissenschaft/kosmos/index.html?id=536757&nv=sb
Gr. schönen Sonntag noch!
Geheimsache Mars
Von Ulf von Rauchhaupt
Plausibelste Erklärung für dieses Phänomen: Zerbrochenes Packeis
27. Februar 2005 Unter Grundlagenforschern funktioniert Geheimniskrämerei oft nicht besonders gut. Jedenfalls nicht unter Marsforschern. So sollten die Bilder, die in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung abgebildet sind, eigentlich alle bis zum 17. März unter Verschluß bleiben.
Dann erst wollten die drei Forscherteams, die sie aus Daten der „High Resolution Stereo Camera” (HRSC) an Bord der europäischen Sonde „Mars Express” erstellt haben, sie im britischen Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlichen. Dessen Redaktion aber, wie auch die des amerikanischen Pendants Science, belegt jeden Wissenschaftler mit einem Bannfluch, der vor Abdruck öffentlich über den Inhalt eines Artikels plaudert. Redselige Forscher riskieren, daß ihr fertiger Beitrag wieder aus dem Heft fliegt.
Die Möglichkeit außerirdischen Lebens
Da fließt etwas den Vulkan hinunter - vermutlich ein staubbedeckter Gletscher
Doch was bei wirtschaftlich sensibler Forschung Sinn haben mag, funktionierte hier nicht. Kein Forscher, der eine Entdeckung dieses Kalibers gemacht hat, möchte während der oft monatelangen Begutachtung seines Artikels in Schweigen verharren - schon gar nicht, wenn es um die Möglichkeit außerirdischen Lebens geht.
Um die aber geht es in letzter Zeit eigentlich immer, wenn vom Mars die Rede ist. Daher machten Gerüchte über neue spektakuläre HRSC-Bilder bereits im vergangenen Sommer die Runde. Im Vorfeld der im März stattfindenden Lunar and Planetary Science Conference in Houston drangen handfeste Einzelheiten nach draußen - und auf der vorgestern im holländischen Noordwijk zu Ende gegangenen Mars Express Conference war der Deckel dann nicht mehr zu halten. Anfang der Woche schon wurde ein Bild staubbedeckter Packeisschollen in der Elysium Platinia nahe dem Marsäquator freigegeben, die das Team um den Briten John Murray entdeckt hatte. Und am Freitag ließ auch der Meister persönlich die Katze aus dem Sack: Gerhard Neukum von der FU Berlin, Leiter des HRSC-Teams und damit jener Mann, der unser neues Bild vom Mars geprägt hat, veröffentlichte in Noordwijk seine eigenen neuen Bilder.
Eis und Vulkan
Sie zeigen Eis und Vulkane. Dergleichen ist auf dem Mars an sich nicht ungewöhnlich. Seine vereisten Polkappen sind schon mit irdischen Fernrohren sichtbar, der gewaltige Olympus Mons ist gar der größte Vulkan des Sonnensystems. Allerdings glaubte man vor der „Mars Express”-Mission, er sei schon vor Äonen erloschen. Überhaupt hätten wenige Forscher darauf gewettet, daß es irgendwo unter dem Marsboden noch brodelt. Der Planet ist deutlich kleiner als die Erde und sollte sich schon so weit abgekühlt haben, daß seine Kruste seit mehreren hundert Millionen Jahren nur mehr still vor sich hin erodiert. Der Mars galt tiefengeologisch als mausetot.
Doch diese Theorie bröckelt. Murray interpretiert die Eisschollen als Überbleibsel eines etwa nordseegroßen Meeres, das - der geringen Anzahl von Meteoritenkratern nach zu schließen - vor nur fünf Millionen Jahren zufror. Das verlangt nach einer Wärmequelle, die solche Wassermassen damals noch verflüssigen konnte. Geringe Meteoritenkraterdichten lassen Gerhard Neukum auch darauf schließen, daß Olympus Mons länger aktiv war, als bisher gedacht. Spuren von Wasser, Eis und Lava an seiner steilen Ostflanke könnten 20 Millionen Jahre jung sein, solche an der Westseite sogar nur 2,5 bis 4 Millionen - geologisch gesehen, ein Wimpernschlag und marsgeologisch erst recht.
Tief unten in der Kruste
Aber das ist noch nicht alles. Die vielleicht spektakulärste der bislang bekanntgewordenen Entdeckungen gelang Neukums Gruppe in der Nähe des marsianischen Nordpols. Dort zeigen die HRSC-Bilder mehrere Vulkankegel, die erst recht nicht in das Bild eines erstarrten Mars zu passen scheinen. Für Neukum sehen sie aus wie Vulkane in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, und da es wenig wahrscheinlich sei, daß solche Lavaquellen in einem so frühen Stadium versiegen, glaubt der Berliner Forscher, daß sie heute noch aktiv sind. Ovale Flecken, spekuliert er, könnten von frischer windverwehter Asche herrühren.
Ein vulkanisch aktiver Mars könnte theoretisch Leben tragen - wenn auch nur von Mikroorganismen, die in warmen feuchten Ecken tief unten in der Kruste leben, weitab von der durch UV-Strahlen und oxydierendem Staub steril gehaltenen Oberfläche. In entsprechenden Habitaten auf der Erde wimmelt es jedenfalls nur so von einzelligen Organismen, darunter solchen, die bei ihrem Stoffwechsel Methan freisetzen (siehe „Muntere Mikroben”). Daher stieg der Blutdruck so manchen Wissenschaftlers, als man vor einem Jahr in der Marsatmosphäre Methan entdeckte. Da dieses Gas unter den dortigen Bedingungen keine geologischen Zeiträume übersteht, muß irgend etwas für ständigen Nachschub sorgen. Zwar könnte das Methan auch von einem kürzlich auf den Mars gestürzten Kometen stammen, doch wenn man Vittorio Formisano glaubt, dann hat sich diese Hypothese nun erledigt.
Marsbakterien wären den Forschern lieber
In Noordwijk stellte Formisanos Team neue Spektrometerdaten vom „Mars Express” vor, die ebenfalls schon vorher durchgesickert waren und die das Vorhandensein von Formaldehyd in der Marsatmosphäre belegen. Dieses Gas nun kann auf dem Mars unter dem katalytischen Einfluß von Eisenoxyden aus Methan entstehen, zerfällt dann aber so schnell, daß seine Anwesenheit auf enorme Mengen Methan hinweist - nach Formisanos Meinung auf viel zu viel, um es mit Kometeneinschlägen zu erklären.
Verdichten sich damit die Hinweise auf Leben auf dem Mars? Nicht zwangsläufig: Methan entsteht auch in Vulkanen. Ironischerweise böte also gerade der Nachweis andauernden Vulkanismus (und damit der einzigen möglichen Energiequelle für biologische Aktivität) auch eine schnöde nichtbiologische Erklärung für die Präsenz von Methan. Daß ihnen Marsbakterien lieber wären, geben nicht alle Forscher gerne zu. Auf der Konferenz in Noordwijk veranstaltete Everett Gibson von der Nasa eine Umfrage unter den dort versammelten etwa 250 Marsforschern.
Demnach glauben drei Viertel von ihnen, daß es auf dem Mars vor Jahrmilliarden Leben gegeben haben könnte, als seine Atmosphäre dichter und damit wärmer und feuchter war als heute. Immerhin ein Viertel der Forscher hält es für möglich, daß der rote Planet noch heute belebt ist. Als ein Journalist bei der Pressekonferenz am Freitag die anwesenden Wissenschaftler bat, die Abstimmung zu wiederholen, fragte einer, ob man auch geheim abstimmen dürfe. Aber mit Geheimhaltung ist es hier ja so eine Sache.
Text: Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 27.02.2005, Nr. 8 / Seite 71
Bildmaterial: AP, ESA
Q: http://www.faz.net/s/...F5AAFCC6C49354161F~ATpl~Ecommon~Scontent.html
Gr.
Das entspreche rund 85 100 000 000 000 000 000 000 Kilometern. Das System habe etwa die 1000fache Masse unserer Galaxie, der Milchstraße, sagte Georg Lamer vom Astrophysikalischen Institut Potsdam.
Es sei besonders überraschend, ein so massereiches Objekt im noch jungen Universum zu entdecken, schreibt die Max-Planck-Gesellschaft. Zuvor seien Kosmologen davon ausgegangen, dass sich solch komplexe Strukturen erst wesentlich später gebildet haben. «Durch Einfangen des Lichts des Galaxienhaufens, das seit neun Milliarden Jahren auf dem Weg zu uns ist, sehen wir ein Bild des Universums im Jugendalter, zu einem Zeitpunkt, als es weniger als fünf Milliarden Jahre alt war, also nur etwa ein Drittel des heutigen Alters erreicht hatte», erläuterte Chris Mullis von der University of Michigan.
Lamer und Mullis hatten den Galaxiehaufen namens XMMU J2235.3-2557 zusammen mit Astronomen des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching und der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) erspäht. Das Team hatte Daten des Röntgenobservatoriums XMM-Newton ausgewertet. Die Röntgenstrahlen wurden von bis zu 100 Millionen Grad heißem Gas in dem Galaxiesystem ausgesendet. «Die helle Röntgenquelle weist auf eine hohe Masse hin», erläuterte Lamer. Weiter entfernte Galaxien seien bislang lediglich mit Hilfe von optischen Teleskopen entdeckt worden, so dass deren Masse nicht zu ermitteln sei.
Ziel sei es nun, noch mehrere riesige, ähnlich alte Galaxiehaufen zu finden. «Wenn wir wissen, wie viele es gab, können wir Aussagen zur Massendichte des Universums treffen, und diese ist auch entscheidend für die Zukunft des Universums», sagte Lamer. Momentan nehmen die Astronomen an, dass sich das All immer weiter ausdehnt und dies auch in Zukunft so bleibt. Die Arbeit soll in der kommenden Ausgabe des Fachmagazins «Astrophysical Journal Letters» veröffentlich werden.
Darmstadt (dpa) - Die Kometensonde «Rosetta» stattet der Erde in der Nacht zum Samstag einen Besuch ab. Dabei wird sie sich bis auf 1900 Kilometer nähern. Nach Angaben der Europäischen Raumfahrbehörde ESA ist die Sonde bei klarem Himmel voraussichtlich zwischen 23 Uhr und 23.05 Uhr mit einfachen Ferngläsern über Mitteleuropa zu sehen.
Den geringsten Abstand zur Erde erreiche sie gegen 23.10 Uhr über Mexiko. Sie befinde sich dann westlich des Sterns Orion. Die drei Tonnen schwere Sonde wurde vor rund einem Jahr, am 2. März 2004, zu ihrer zehnjährigen Reise zum Kometen «Tschurjumow- Gerasimenko geschickt. Den notwendigen Schwung dafür hole sie sich bei insgesamt drei Vorbeiflügen an der Erde, erläuterte Paolo Ferri von der europäischen Raumfahrtkontrollstation ESOC in Darmstadt. Sie wird jeweils von der Anziehungskraft der Erde beschleunigt, ohne jedoch darauf zu stürzen.
Der glänzende Kometenjäger wird mit einer Geschwindigkeit von 37 000 Kilometern in der Stunde am Freitag von 20 Uhr an den Himmel vom Südosten nach Südwesten durchqueren. Das Leuchten entsteht durch die Anstrahlung der Sonne insbesondere auf den Kollektoren-Flügeln mit einer Spannweite von 32 Metern.
Weitere Heimatbesuche von «Rosetta» sind im November 2007 und 2009 geplant. Das Treffen mit dem Kometen steht 2014 im Kalender. Dort soll die Sonde den Lander «Philae» absetzen. Von der Kometenforschung erhoffen sich Wissenschaftler Erkenntnisse über die Entstehung des Planetensystems vor 4,6 Milliarden Jahren. Außerdem untersuchen sie, welche Rolle Kometeneinschläge bei den Beginn des Lebens auf der Erde gespielt haben. Die ESA hat einen Fotowettbewerb ausgeschrieben. Der Gewinner wird zum nächsten Satellitenstart in die Darmstädter Kontrollstation eingeladen.
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Gr.
Siebenstündige Radioausstrahlung aus dem Zentrum der Galaxie aufgenommen - Ursache unbekannt
Astronomen haben einen ungewöhnlichen, sehr energiereichen Ausbruch im Bereich von Radiowellen entdeckt, dessen Ursprung wahrscheinlich in der Nähe des Zentrums der Milchstraße liegt.
Im Wissenschaftsmagazin Nature berichten Scott D. Hyman vom Sweet Briar College in Virginia und Kollegen anderer Institute in den USA von der Entdeckung des Objekts mit der Bezeichnung GCRT J1745-3009. Die Signatur dieser energiereichen Radioquelle ist außergewöhnlich und die Wissenschaftler sind überzeugt, dass es sich entweder um eine bisher unbekannte Form, also eine neue Klasse von kosmischem Objekt, handelt oder aber um eine bisher unbekannte Art von Aktivität eines Objekts einer bekannten Klasse. In jedem Fall um etwas völlig Neues.
 | | Abbildung der neuen Quelle, die sich unterhalb eines Rings aus Überresten einer Supernova befindet (Bild: NRL/SBC Galactic Center Radio Group) |
Bislang war es schwierig, kurzlebige Radioausbrüche zu entdecken, da der Himmel nur in kleinen Ausschnitten nach Emissionen im Radiowellenbereich abgesucht wurde. Das Team um Scott Hyman überwachte das Zentrum unserer Galaxis mehrere Jahre lang, dadurch gelang ihnen es, GCRT J1745-3009 aufzuspüren. Hyman feiert seinen wissenschaftlichen Triumph:
Wir haben das große Los gezogen. Eine Abbildung des galaktischen Zentrums, erstellt durch das Erfassen von Radiowellen von einem Meter Wellenlänge, offenbarte multiple Ausbrüche einer Quelle während einer Dauer von 7 Stunden von 30. September bis 1. Oktober 2002 - und zwar fünf Ausbrüche, die sich in beachtlich konstanten Intervallen wiederholten.
Radioquellen sind die großen Unbekannten im All
Zur Überwachung des Himmels nutzten die Astronomen das Radio Teleskop des National Science Foundation's Very Large Array in New Mexico. Der Weitwinkelblick des Very Large Array ermöglichte ein großes Gebiet rund um das Zentrum der Milchstraße zu beobachten. Andere Radioteleskope haben immer nur einen kleinen Ausschnitt im Visier. Kein Wunder also, dass bislang nur relativ wenige Radioquellen bekannt sind. Teammitglied Joseph Lazio vom Naval Research Laboratory (NRL) kommentierte:
Obwohl es bekannt ist, dass es am Himmel sehr viele kurzlebige Objekte gibt, die im Wellenbereich von Röntgen- oder Gammastrahlen emittieren, wurde erstaunlicherweise sehr wenig getan, um nach Ausbrüchen im Radiowellenbereich zu suchen, die für viele astronomische Objekte leichter zu produzieren sind.
Die fünf Ausbrüche von GCRT J1745-3009 waren von gleicher Helligkeit und leuchteten im Abstand von 77 Minuten jeweils 10 Minuten lang. Zwischen dem periodisch wiederkehrenden, energiereichen Aufflackern gab es keinerlei Emissionen.
Wie weit GCRT J1745-3009 wirklich von uns entfernt ist, bleibt unbekannt. Die Radioquelle könnte sich tatsächlich in einer Distanz von 24.000 Lichtjahren nahe dem Zentrum der Milchstraße befinden oder sehr viel näher, wenn eine kosmische Projektion mit im Spiel wäre. Genauen Aufschluss darüber können nur weitere Forschungen bringen.
 | | Abbildung der zentralen Region der Milchstraße im Radiowellenbereich. Der Pfeil zeigt die Position der Überreste der Supernova an, die im oberen Bild heran geholt erscheint. (Bild: NRL/SBC Galactic Center Radio Group) |
Die mysteriöse Radioquelle, die diese kurzlebigen Emissionen verursachte, war vor 2002 nicht aufgefallen. Die Forscher konnten auch auf älteren Aufnahmen, die sie sichteten, keine Spur von ihr entdecken. Es wurde keine begleitende Röntgenstrahlung gefunden, die von der selben Quellen stammt. Co-Autor Paul Ray vom Naval Research Laboratory meint:
Dass keine Röntgenstrahlenemissionen entdeckt wurden, ist verblüffend. Viele Quellen, die temporäre Röntgenstrahlen-Flares emittieren, wie binäre Sternensysteme mit einem Schwarzen Loch, emittieren gleichzeitig auch im Radiowellenbereich.
Die Eigenschaften von GCRT J1745-3009 unterscheiden sich erheblich von den bekannten kurzlebiger Radioquellen. In einem begleitenden News & Views-Artikel in Nature schreiben Shri R. Kulkarni und E. Steri Phinney vom California Institute of Technology in Pasadena
Unserer Meinung nach ist die Behauptung, es handle sich um eine neue Klasse [astronomischer Objekte] plausibel, aber nicht jenseits allen Zweifels.
Eine wichtige Rolle spielt dabei die Feststellung, wie weit GCRT J1745-3009 wirklich von uns entfernt ist. Nach Kulkarni und Phinney könnte es sich zum Beispiel auch um einen ungewöhnlichen Pulsar (der nur sporadisch pulsiert), einen speziellen Braunen Zwerg, ein seltsames binäres Systems oder einem magnetisierten Weißen Zwerg handeln. Auf jeden Fall ist die "Radioastronomie bereit, neue und reizvolle Ausbrüche zu liefern."
Radioastronomen messen erstmals die Bewegungen einer benachbarten Galaxie und bestimmen präzise deren Entfernung
Ein lang gehegter Traum der Radioastronomen ging in Erfüllung. Erstmals konnten sie mit einer Armada von Radioteleskopen die Bewegung einer benachbarten Galaxie am Himmel direkt nachweisen und die Entfernung der Galaxie M33 sehr präzise messen. Die Wissenschaftler berichten in dem gerade erschienenen Beitrag des US-Wissenschaftsmagazin Science The Geometric Distance and Proper Motion of the Triangulum Galaxy (M33) (Vol. 307/2005), dass besagte Messungen dabei helfen könnten, das zukünftige Schicksal unseres eigenen Sternsystems, der Milchstraße, vorherzusagen.
Tagein, tagaus starren die Antennen der weltweit verstreuten Radioteleskope mit scheinbar stoischer Ruhe in den Himmel. In Wirklichkeit aber prasselt auf deren Schüsseln ein pausenloses Funkfeuer variantenreicher Töne nieder.
Wildes Wellenmeer
Wer einmal das nervende stakkatoähnliche Pulsieren eines Neutronensterns oder das Zischen der Gas- und Nebelwolken im Originalton gehört hat, weiß, dass im kosmischen Ozean ein rauer "Wind" weht und im Äther stürmische Wogen den Ton angeben.
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| Galaxie M33 im Sternbild Dreieck. Die Positionen, in denen Wassermaser-Aktivität nachgewiesen wurde, sind markiert. (Bild: Travis Rector (NRAO/AUI/NSF und NOAO/AURA/NSF), David Thilker (NRAO/AUI/NSF), Robert Braun (ASTRON) |
Um aus diesem wilden Wellenmeer die gewünschte Information herauszufischen, brauchen die Radioastronomen nicht nur Geduld, sondern zudem hochwertige Soft- und Hardware - vor allem aber mindestens eine sensible oder gar eine ganze Armada von empfindlichen Antennen. Hierauf konnte jüngst ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Andreas Brunthaler vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie zurückgreifen - mit Erfolg: Denn erstmals gelang es den Forschern, die Bewegung einer vermeintlich statischen, am Himmel fixen fernen Galaxie, im Rahmen präziser Radiobeobachtungen zu messen.
Island Universe Theory
Eigentlich erscheinen aufgrund der riesigen Abstände zwischen den Galaxien deren Bewegungen sehr langsam, gleichsam wie in extremer Zeitlupe. Daher sind ferne Milchstraßensysteme für den Beobachter am Himmel üblicherweise statische Objekte. Die Bewegungen unserer Milchstraße etwa, die selbst zur Lokalen Gruppe, einem kleineren Galaxienhaufen, gehört, wäre aus einer Distanz von mehreren Millionen Lichtjahre kaum auszumachen. Schließlich dauert der galaktische Tanz, den sie mit den Mitgliedern dieser Galaxienfamilie unter dem Einfluss der Gravitation aufführt, mehrere Milliarden Jahre.
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| Dreidimensionale Abbildung der Galaxien in der Lokalen Gruppe sowie der gemessene Geschwindigkeitsvektor von M33. Der Geschwindigkeitsvektor der Andromedagalaxie (M31) zeigt nur die bekannte Bewegung auf die Milchstraße an. (Bild: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF) |
Die Kenntnis, dass Galaxien außerhalb der Milchstraße de facto existieren, ist so alt nicht. Erst 1923 konnte der US-Astronom Edwin Hubble die von Immanuel Kant und Wilhelm Herschel postulierten "Welteninseln" erstmals in Gestalt der Andromeda-Galaxie auflösen und den extragalaktischen Status der vermeintlich nebelartigen Struktur anhand der Cepheiden-Variablen bestätigen sowie dessen Entfernung zur Erde messen. Damit endete nicht nur eine jahrzehntelang währende Diskussion; innerhalb der Kosmologie begann zugleich auch ein neues Zeitalter. Was zuvor reine Spekulation gewesen war, eroberte nun als "Island Universe Theory" die Lehrbücher. Dank der Erkenntnis, dass neben unserer Galaxis in der Weite des kosmischen Wüstenmeers noch unzählige andere galaktische Materieoasen drifteten war nunmehr evident, dass das All viel größer sein musste als bislang angenommen. Auch wenn die Forscher anhand der Verschiebung der Spektrallinien zum Ende des elektromagnetischen Spektrums ("Rotverschiebung") indirekt nachweisen konnten, dass sich alle Galaxien voneinander fortbewegen, war es ihnen bis dato nicht vergönnt, die Bewegung der Materieoasen im Kosmos zueinander direkt zu beobachten. Aber eben genau dies gelang jetzt.
Hohe Messgenauigkeit
Der Schlüssel zum Erfolg war die dreijährige Beobachtung der Bewegung der Wasserdampfwolken in der nahe gelegenen Galaxie M33. Der Wasserdampf verhält sich wie ein natürlicher Laser, der aber Radiowellen aussendet. Das Ergebnis der Messungen: Die Galaxie "tanzt" 100-mal langsamer als von van Maanen behauptet. In den 1920er Jahren hatte der niederländische Astronom Adriaan van Maanen verkündet, die Drehungen und Bewegungen von so genannten Spiralnebeln - wie Galaxien zu jener Zeit noch genannt wurden - gemessen zu haben
"Mehr als 80 Jahre später ist damit der Traum des niederländischen Astronomen Realität geworden - allerdings anders, als er sich das vorgestellt hat", sagt Andreas Brunthaler. Er gehörte der Gruppe ebenso an wie Heino Falcke, der inzwischen als Professor für Astronomie in den Niederlanden lehrt, sowie Christian Henkel, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Weiter im Team waren Mark Reid und Lincoln Greenhill vom Harvard Center for Astrophysics (USA). Die Messungen zeigen, dass die Wasserdampf-Regionen zusammen mit der Galaxie pro Jahr nur um etwa 30 Mikrobogensekunden am Himmel wandern. Die Messgenauigkeit betrug 5 Mikrobogensekunden jährlich. Zum Vergleich: Aus einer Distanz von 500 Kilometern ließe sich damit noch eine Verschiebung von 0,01 Millimeter pro Jahr entdecken. "Mit der von uns erreichten Präzision könnten wir von Bonn aus sehen, wenn sich in Berlin etwas um Haaresbreite bewegt", sagt Heino Falcke, der die Arbeit in Bonn betreute. Für ihre Beobachtung schalteten die Astronomen mit Hilfe der interkontinentalen Radiointerferometrie ("Very Long Baseline Interferometry", VLBI) tausende Kilometer voneinander entfernte Radioteleskope zu einem Riesenteleskop zusammen.
190 Kilometer pro Sekunde
Die Ergebnisse zeigen, dass sich M33 (NGC 598) mit 190 Kilometer pro Sekunde um unsere Milchstraße und in Richtung unserer Schwestergalaxie, dem Andromedanebel, bewegt. Auch wenn M33 auf dieses System zurast, wird sie es knapp verfehlen. Die Forscher hoffen, dass sich mit diesen Resultaten sowohl die Entstehungsgeschichte der Milchstraße als auch deren zukünftige Entwicklung besser verstehen lassen. So wäre es nach derzeitigem Kenntnisstand durchaus möglich, dass die Milchstraße in einigen Milliarden Jahren mit der Andromedagalaxie kollidieren und verschmelzen wird.
Dank ihrer Beobachtungstechnik haben die Wissenschaftler aus den gemessenen Daten aber auch die Entfernung der Galaxie M33 durch einfache geometrische Prinzipien direkt bestimmt und das Universum in unserer Nachbarschaft neu vermessen. Demnach ist M33 etwa 2,4 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Genaue Entfernungsbestimmungen stellen grundsätzlich ein großes Problem in der Astronomie dar. Weil nicht einfach ein Maßband durch das Weltall gelegt werden kann, müssen die Forscher komplizierte Methoden benutzen, die jedoch häufig mit unbekannten Fehlern behaftet sind. Daher ist es wichtig direkte, geometrische Entfernungen zu bestimmen. Diese Messungen dienen dazu, die extragalaktische Entfernungsskala neu zu eichen - und mit jedem weiteren Jahr des Experiments werden die Resultate genauer.
Nachdem der Cassini-Orbiter den Saturnmond Titan intensiv unter die Lupe genommen hat, präsentiert das Team des "Imaging Science Subsystem" (ISS) eine erste Zwischenbilanz, aus der hervorgeht, dass Titan einst ein höchst dynamischer Himmelskörper war
Trotz diverser Fly-by-Flüge einiger Raumsonden und Observationssequenzen erdgebundener und orbitaler Sternwarten verbirgt Titan seine Geheimnisse hinter einer scheinbar undurchdringlichen Dunstglocke aus Methan und anderen Kohlenwasserstoffen. Was darunter ist, bleibt nebulos. Im Juli, Oktober und Dezember des letzten Jahres wagte der Saturn-Orbiter Cassini - damals noch mit dem inzwischen erfolgreich auf Titan niedergegangenen Huygens-Lander im Schlepptau - einen Blick hinter die graue Kulisse. Während mehrerer Vorbeiflüge schoss die Sonde mit der ISS-Kamera aussagekräftige Bilder, deren Auswertung noch lange nicht abgeschlossen ist. Jetzt veröffentlichte das ISS-Team in Nature die ersten wissenschaftlich ausgewerteten Daten. Alles in allem deuten sie auf einen bizarren Mond hin, der einst sehr aktiv und dynamisch war. Dank der Vorbeiflüge konnte Cassini dem Mond noch weitere, höchst interessante Geheimnisse entlocken, wie die Forscher berichten…
Ein dichter, orange-brauner, höchst bizarr geformter Wolkenteppich schleppt sich scheinbar mühsam in einer Höhe von 400 Kilometern über die Oberfläche des Saturnmondes Titan hinweg. Vereinzelte Wolken sind hier selten. Der Dunst aus Stickstoff, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen, der das wahre Antlitz des "mystischen" Gebildes seit jeher vollkommen bedeckt, ist sehr dick. Wie es unterhalb dieses trüben Schleiers aussieht und woraus die Oberfläche sowie die Atmosphäre des größten Begleiters des Saturn im Einzelnen besteht, konnten bislang selbst fantasievolle Astronomen bestenfalls nur erahnen.
 | | Der Südpol des Titan. Cassini passierte diese Region am 2. Juli 2004 das erste Mal - in einer Distanz von 339.000 Kilometer. (Bild: NASA/JPL/Space Science Institute) |
Jetzt aber hat das "Darunter" an Konturen gewonnen - zum einen dank der Huygens-Landesonde, die am 14. Januar dieses Jahres auf dem Saturnmond aufsetzte und zum anderen im Zuge der Fly-by-Flüge der NASA-ESA-Tandemsonde Cassini/Huygens, die, um für die Saturn-Orbits genug Schwung zu bekommen, innerhalb von vier Jahren insgesamt 45 Swing-By-Manöver an Titan durchführen muss. Es bleibt also genug Zeit für die Sonde, Titan näher unter die Lupe zu nehmen. Genau dies tat sie im letzten Jahr mit Bravour.
Vorhang dreimal zur Seite geschoben
Insgesamt dreimal schob sie den trägen Vorhang des Saturnsatelliten zur Seite. Das erste Mal erhaschte sie am 2. Juli 2004 aus einer Entfernung von 339.000 Kilometern einen flüchtigen Blick auf die Südpolpassage des Mondes und erkannte dabei erstmals geologische Strukturen. Die aussagekräftigsten Daten jedoch sammelte der Orbiter bei seinem Vorbeiflug am 26. Oktober 2004, als er sich dem Titan erstmals bis auf 1200 Kilometer näherte und die äußere Atmosphäre des Mondes förmlich ankratzte.
Während das Raumgefährt mit einer Geschwindigkeit von zirka sechs Kilometer pro Sekunde über die dichte Wolkenhülle des Titan hinwegflog, führten die Cassini-Instrumente zahlreiche wissenschaftliche Experimente durch und schossen nebenher auch etliche Fotos von der fernen Welt. Die letzten (in dem "Nature"-Artikel berücksichtigten) Fotos stammen von dem Vorüberflug am 13. Dezember 2004 (Distanz: 2358 km). Wie substantiell und informationsreich diese Vorbeiflüge waren, dokumentieren zahlreiche beeindruckende Bilder, welche das hochsensible sonneneigene "Imaging Science Subsystem" (ISS), sozusagen die wissenschaftliche Kamera des Cassini-Orbiters, aufnahm.
Kurzer Exkurs: Das ISS
Das ISS-Kamerasystem des JPL ist aus einer Weitwinkelkamera (ISS-WAC) und einer Kamera mit Teleobjektiv (ISS-NAC) zusammengesetzt. Die NAC liefert aus einer Entfernung von 10.000 Kilometer Distanz Bilder mit einer räumlichen Auflösung von 60 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Ein wesentliches Ziel ist die Erforschung der Oberflächenstruktur, der Morphologie und der geologischen Entwicklung der Saturnmonde. Bei den Saturnringen interessiert die Wissenschaftler besonders die Dicke der Ringe sowie die Größe, Zusammensetzung und physikalische Natur der Ringpartikel. Die Schwarzweiß- und Farbbilder, die es liefert, bilden die Datengrundlage für die meisten geologischen Interpretationen der Oberfläche der Monde.
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| Eine gewaltige, ringförmige Struktur mit einem Außendurchmesser von etwa 440 Kilometer ist auf diesem Bild zu erkennen, das am 15. Februar 2005 vom Cassini-Radar aus einer Distanz von 1577 Kilometern aufgenommen wurde. Die Krater-Theorie im "Nature", die sich auf das Datenmaterial vom letzten Jahr bezieht, scheint sich zu bestätigen. (Bild: ESA) |
Beide Kameras sind mit einer großen Anzahl verschiedener Spektralfilter ausgestattet, die in zwei Filterrädern angeordnet sind, welche nach dem Vorbild der Wide Field Camera des Hubble Teleskops konstruiert wurden. Insgesamt deckt das System bei den Aufnahmen das elektromagnetische Spektrum von 2000 Angström bis 1,1 Mikrometer Wellenlänge ab.
Während ihrer unregelmäßigen achtmonatigen Observation des Saturnmondes hat die ISS 30 Prozent der Titan-Oberfläche aufgenommen und dabei sogar geologische Strukturen ausgemacht, die in natura eine Größe von einem bis 10 Kilometer haben.
Himmelskörper mit lebhafter Geschichte
Was von den nunmehr ausgewerteten Fotos zu halten ist und wie diese in den Informationskontext einzuordnen sind, ist in dem heute erschienenen zehnseitigen "Nature"-Fachbeitrag "New views of Titan" (10. März 2005, Vol. 434, Nr. 7030, S. 159-168) en detail nachzulesen. Diesen hat die NASA-Forscherin Carolyn C. Porco verfasst. Basierend auf den Anmerkungen und Daten von 36 Forschern aus elf verschiedenen Instituten, die pro forma allesamt als Mitautoren aufgeführt sind, legt die Physikerin des "Cassini Imaging Central Laboratory for Operations" (CICLOPS) des Space Science Institutes in Boulder (Colorado) die erste offizielle Zwischenbilanz vor. Und sie liest sich gut, weil die Daten aussagekräftig sind - zumindest für Insider. Schließlich zeichnen doch die ausgewerteten Bits und Bytes ein Bild, das einen Himmelskörper mit einer dynamischen Atmosphäre zeigt, der auf eine lebhafte Geschichte zurückblicken kann. Denn im Verlauf seiner Geschichte war die Oberfläche des Mondes gewaltigen, erdähnlichen geologischen Prozessen unterworfen, die starke Veränderungen bewirkten.
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| Saturnmond Titan - aufgenommen am 10. Dezember 2004 während der letzten Annäherung im letzten Jahr. Die Skalierung beträgt bei diesem Bild 10,4 km pro Pixel. (Bild: NASA/JPL/Space Science Institute) |
Diese Dynamik spiegelt sich in den ISS-Aufnahmen deutlich wider: "Die Bilder zeigen komplizierte Strukturen auf der Oberfläche, die auf Windeinwirkung, tektonische Prozesse und Flussläufe hinweisen. Sie zeigen auch einige kreisartige Formen, die Einschlagskrater sein könnten", schreibt Dr. Porco und weist zugleich darauf hin, dass bis auf den heutigen Tag noch keine direkten Anzeichen für Flüssigkeiten auf Titan gefunden wurden. "We have not directly detected liquids on the surface to date". Gleichwohl detektierten die Forscher während der achtmonatigen Observation des Titan eine geologische Struktur, die einem irdischen Fluss ähnelt. Ob in dem 1500 langen schmalen Gebilde wirklich flüssiges Methan eingebettet ist, und ob die dunklen und kurvenartig sowie geradlinig geformten Muster, welche die ISS auf der Oberfläche des Trabanten fotografierte, Kanäle sind, bleibt reine Spekulation, wie die Forscher betonen.
Bislang drei Wolkenarten entdeckt
Immerhin bestätigte sich, dass auch auf Titan (wie auf Mars) die photochemische Lebenszeit des in der Titan-Atmosphäre en masse vorhandenen Methans begrenzt ist. Deshalb muss, wie die Exo-Geologen vermuten, Methan irgendwo unterhalb der Titan-Oberfläche ständig nachproduziert werden. Aber wie und wo es sich genau generiert, ist bisher völlig unklar. Klarheit herrscht dagegen in einem anderen Punkt: Nicht Methan, sondern Stickstoff ist das häufigste in der Atmosphäre des Mondes anzutreffende Gas, wobei sich hier noch eine reiche Vielfalt von (anderen) Kohlenwasserstoffen tummelt.
Es kristallisierte sich auch heraus, dass in der Atmosphäre von Titan drei verschiedene Wolkenarten heimisch sind. Der dort am häufigsten anzutreffende Typ besteht aus kleineren, hellen Methan-Wolken mit geringem Umfang, die vornehmlich über dem Südpol des Mondes treiben. In dieser Region fanden die Forscher auch eine weitere Wolkenart. Bei ihr handelt es sich um konvektive Wolken von mittlerer Größe, die weitaus dünner sind und nur für einige Stunden existieren.
Wir haben unter Anwendung einer digitalen Observationstechnik bis jetzt die Bewegungen von 12 unauffälligen mittelgroßen Wolken und polaren Nebelstrukturen verfolgt. Dabei stellten wir fest, dass sich 10 der 12 Wolken in Richtung Osten bewegten, die anderen beiden verharrten regungslos für einige Stunden.
Superrotation der "Luftmassen"
Aus diesem Verhalten folgern die Cassini-Experten, dass die Troposphäre schneller um Titan getrieben wird, als der Mond sich um seine eigene Achse dreht. "Die Troposphäre hat eine Superrotation; sie bewegt sich also schneller um den Titan als die Oberfläche. Genauer gesagt sind es die 'Luftmassen' in der Troposphäre, die den Mond schneller umkreisen als dieser rotiert", bestätigt der "Nature"-Mitautor Tilmann Denk vom Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität in Berlin den Sachverhalt in einem Telefoninterview.
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| Auf diesen sechs vergrößerten Bildausschnitten, die während des Cassini-Vorbeifluges im Oktober und Dezember aufgenommen wurden, sind nach Ansicht der Forscher verschiedene geologische Prozesse zu sehen, die auch auf Mutter Erde stattfinden. Nähere Erläuterungen zu diesem Bild finden sich auf der Cassini-Huygens-Website der NASA (Bild: NASA) |
Während der Wind sich in der unteren Atmosphäre in einer Höhe von acht Kilometern mit einer Geschwindigkeit von fünf bis sechs Metern in der Sekunde bewegt, geht es in der Troposphäre des Saturntrabanten indes stürmisch zu. Hier flitzten die "Luftmassen" mit einem Tempo von sage und schreibe 34 Metern in der Sekunde.
Die dritte Wolkenklasse besteht aus sehr großen, dünnen, nebelartigen Gebilden, die sich zudem streifenartig ausdehnen. Von ihnen entdeckten die Forscher bislang elf. Nicht minder interessant ist das Vorhandensein einer losgelösten, in einer Höhe von 500 Kilometern hängenden nebelartigen Struktur, die 150 bis 200 Kilometer höher schwebt, welche die Voyager-Sonde 2 1981 entdeckt und gemessen hat.
Einige alte Daten bestätigten sich
Andererseits untermauern die Cassini-Daten, die von der Muttersonde bis zur DSN-Empfangsstation der NASA in Madrid eine Stunde und 14 Minuten unterwegs waren, jene Beobachtungen, die während des Voyager-Vorbeiflugs und früherer Teleskop-Observationen gelangen. So konnte der emsige Roboter bestätigen, dass die Oberflächentemperatur Titans mit durchschnittlich minus 180 Grad Celsius die Anwesenheit von flüssigem Wasser unmöglich macht. Dies gilt ebenso für die Entstehung nichtphotochemischer Reaktionen, die biologische Aktivität hervorbringen könnte.
Immerhin erlauben die Druckverhältnisse auf Titan, die sich auf 1,5 bar belaufen, die Anwesenheit von flüssigem Methan und anderen Kohlenwasserstoffen. Daneben lösten die Instrumente einzelne Strukturen auf Titan auf, wie etwa die 1.500 Kilometer Durchmesser große kreisrunde Region in der Nähe des Äquators (330 Grad West, 11 Grad Süd), bei der es sich wahrscheinlich um einen Krater handelt, der durch eine gewaltige Kollision von Titan mit einem anderen Objekt erzeugt wurde. Näher spezifizieren konnten die Astronomen auch einige breite und mehrere hundert Kilometer lange Strukturen und größere zusammenhängende Areale. Dank der Reflexion der Oberfläche bei einer Infrarotwellenlänge von 2,0 Mikrometer scheint sicher, dass es sich bei den dunkleren Gebieten um eisreiche Regionen handelt, wobei die helleren Stellen weniger Eis und somit noch andere Materialien enthalten.
"Cassini"-Sonde findet Wasser in der Atmosphäre
Eine Atmosphäre aus geladenen Wassermolekülen umgibt den Saturnmond Enceladus. Das zeigen neue Daten der Sonde "Cassini". Wissenschaftler sind verblüfft, denn eigentlich ist die Gravitation von Enceladus viel zu schwach, um eine Atmosphäre festzuhalten.
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| NASA/ JPL/ SSISaturn-Mond Enceladus: Atmosphäre aus Wassermolekülen |
Wegen der schwachen Gravitation des Himmelskörpers vermuten die Forscher eine permanente Gasquelle auf der Oberfläche des Mondes. Das Gas könnte aus Vulkanausbrüchen oder Geysiren stammen, spekulieren die beteiligten amerikanischen, britischen und deutschen Forscher in einer Mitteilung der US-Weltraumbehörde Nasa.
In den vergangenen vier Wochen flog die Raumsonde "Cassini" am Mond Enceladus zweimal in Abständen von 1200 und 500 Kilometern vorbei. Mit einem Magnetometer untersuchten die Forscher, wie der Mond das Magnetfeld des Saturns beeinflusst. Dabei entdeckten sie charakteristische Veränderungen im Magnetfeld, wie sie durch geladene Teilchen entstehen. Die Teilchen werden durch das Magnetfeld abgelenkt und folgen den Magnetfeldlinien spiralförmig. Die resultierenden Schwingungen im Magnetfeld konnten die Forscher auf geladene Wassermoleküle zurückführen.
Neben dem Mond Titan ist Enceladus der zweite Saturnmond mit einer Atmosphäre. Er besteht überwiegend aus Eis und reflektiert dadurch 90 Prozent der auftreffenden Sonnenstrahlen. Im Sonnensystem ist er damit der Himmelskörper mit der höchsten Reflektivität.
Vulkane, die auf Enceladus vermutet werden, kennen Wissenschaftler bislang vom Jupitermond Io und vom Neptunmond Triton. "Vielleicht ist der Saturnmond Enceladus der kleine Cousin des Jupitermondes Io", meint Fritz Neubauer von der Universität zu Köln. Neubauer gehört dem Forscherteam an, das die Magnetometerdaten auswertet.