Thema: Von Galilei über Hubble zu Herschel und weiter

[SiLæncer]

Nur wenige Tage nach dem Ausfall der Hauptkamera des Weltraumteleskops Hubble ist es der US-Weltraumbehörde NASA gelungen, alle technischen Probleme wieder zu beheben. Nach Angaben des Goddart-Raumfahrtzentrum in Greenbelt bei Baltimore haben die NASA-Ingenieure ein Ersatzstromsystem für die Kamera geschaltet.

Die "Advanced Camera for Surveys" (ACS) hatte sich Ende Juni automatisch in einen Sleep-Modus versetzt, nachdem die Stromspannung nicht mehr ausreichte. In der Zwischenzeit wurde die wissenschaftliche Arbeit mit den anderen Kameras und Instrumenten des Satelliten fortgeführt. Am Sonntag soll nun die Hauptkamera, die aus drei elektronischen Kameras sowie einer Reihe von Filtern besteht, wieder den Betrieb aufnehmen und weiterhin Erkenntnisse über die Frühzeit des Universums liefern.

Quelle : www.heise.de

[dancingman]

Nur so nebenbei:

Stromspannung

Was ist das denn für ein Wort? Das habe ich ja noch nie gesehen. Der Redakteur wollte wohl mal ein neues Wort benutzen... hihihi

Ciaoi

[Dragonix]

ich hät jetzt eigentlich gedacht, dass es das wort wirklich gibt, des soll halt sagen, dass zu wenig volt rüberkommen...
oder?

[Jürgen]

Wenn sie's nicht wissen, sollen sie doch wie jeder normale Mensch schlicht von zuwenig "Saft" reden...
Den Begriff nimmt niemand übel.

Letztlich benötigt jedes Gerät genug Leistung, ob nun die vorhandene Spannung schon im Leerlauf zu niedrig war oder erst durch die Belastung mit dem Stromfluss des Geräts absackte, ob eine (falsche) Strombegrenzung der Spannungsquelle oder zu hohe Stromaufnahme des Geräts Ursache des Versagens war, wollte vermutlich niemand den Journalisten und damit der Öffentlichkeit mitteilen, denn beiden hätte diese Detail-Information vermutlich wenig genützt.
Die Zeiten, wo technische Details ausführlich und wahrheitsgemäss öffentlich durchgekaut wurden, sind sicher mindestens seit Apollo 13 vorbei.

Und auch mir als Techniker kann's schliesslich egal sein, denn ohne umfangreiche Einblicke in die Architektur der Systeme kann ich mit derartigen Informationen auch nichts anfangen.

[SiLæncer]

Warum es nachts nicht hell wird - Anmerkungen zum "Olbers'schen Paradoxon"

In fast jedem Buch über Kosmologie wird das "Olbers'sche Paradoxon" meist als Einleitung zur kosmischen Expansion bzw. der Urknallthese benutzt; oft muss es dabei als Beweis herhalten, dass die Welt einen Anfang hatte. War dieses Paradoxon in den 70er und 80er Jahren mehrfach Gegenstand zahlreicher Diskussionen, so wird heute hierüber in den Medien vergleichsweise selten berichtet. Eigentlich schade, denn spannend ist die etwas naiv wirkende Frage schon, warum es nachts überhaupt dunkel wird.

Der ganze Artikel

Quelle : www.heise.de

[Jürgen]

Alle Zuschauer von Alpha Centauri werden dieses Thema schon kennen.

Allerdings zwingt sich mir eine Frage auf, die ich trotz aller Mühen und einiger Semester Astronomie bislang nicht klären konnte:

Wenn das Universum wirklich etwa 16 Milliarden Jahre alt sein sollte, wie kann es dann sein, dass wir ausgerechnet heute Licht von Objekten sehen können, die mindestens dreizehn Milliarden Lichtjahre entfernt sind / waren?
Weder wir selbst, noch diese, bewegen sich anscheinend mit Geschwindigkeiten ganz in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit.

Falls die Annahme richtig wäre, dass im Urknall das ganze Universum in einem Punkt konzentriert war,  müsste dieser Punkt irgendwo zu finden sein (und sei es sogar, überall rund um uns herum). Damit könnte ich noch leben (obwohl wir uns dann in diesem Sinne auch jetzt noch räumlich innerhalb dieses "Ortes" befinden müssten). Aber wenn das damals ausgestrahlte Licht nicht ungewöhnlicherweise enorme Umwege zurückgelegt hat, wie kann es dann sein, dass es, damals dort ausgestrahlt, uns jetzt hier erreicht? Wir selbst müssten uns dann ja (auch) mit konstant fast genau (halber?) Lichtgeschwindigkeit von dem Punkt entfernt haben und dies auch immer noch tun...
Kommt mir bitte nicht mit c + c = c, denn um +/- 50% geht's dabei garnicht.

Entweder war das Universum schon vor 13 Milliarden Jahren mindestens 26 Milliarden Lichtjahre im Durchmesser, denn dann kann uns auch heute aus allen Richtungen Licht aus der Zeit erreichen, oder das ganze Urknall-Modell krankt an der irrigen Anahme der Linearität und Konstanz des vierdimensionalen Raums.

Ich denke, wenn der Urknall stattgefunden hat, verursachte der eine gewaltige Stoss- bzw. Gravitationswelle, die quasi eine gigantische Raumkrümmung erzeugt haben muss, hart am Rande der Umfaltung. Und dieser Effekt müsste heute noch bestehen, wo auch immer. Also sozusagen wir und alles innerhalb einer Hohlkugel aus Energie bzw. Raumkrümmung. Von innen betrachtet unendlich, von aussen, sofern denkbar, möglicherweise ein winziger Punkt oder gar nur ein Loch...
Das lässt weiter spekulieren, innen = aussen

Was solls, ich denke, sowohl Raum als auch Zeit müssten sich in dem Masstab als nichtlinear darstellen, mit fernab grundsätzlich unbestimmbarem Zusammenhang.
Die postulierte Allgemeingültigkeit unseres beobachtbaren Raum-Zeit-Zusammenhangs sehe ich insofern auch nur als Hypothese an. Denn was schert sich das Universum um unsere Gedanken...

Kurzum, wir kommen ohne weitere eindeutige Daten keinen Schritt weiter, und zwar seit langem.

Zumindest wäre es vollkommen falsch und unwissenschaftlich, aus einem menschgemachten Modell auf weitere Aspekte der Realität schliessen zu wollen. Schlicht unlogisch, mehrere Hypothesen miteinander zu verknüpfen, um eine weiterte daraus zu konstruieren....

Die nächtliche Dunkelheit lässt sich auf verschiedene ander Arten erklären, z.B. mit doch irgendwie endlicher Lebensdauer von Photonen. Warum in aller Welt sollten die, erst ab einem bestimmten Zeitpunkt existierend, ansonsten nach  Einstein konsequent zeitlos sein? Quantenmechanisch gesehen, gibt es keine vernünftigen Grund, warum auch ein Photon nicht irgendwann scheinbar grundlos fluktuieren und sich z.B. spontan in "leuchtende" oder "dunkle" Materie oder andere Quanten umwandeln sollte.
Divergenz wäre auch eine Idee, insbesondere in gekrümmtem Raum.
Oder minimale de-Broglie-Strahlung relativistischer Masse.
Oder Absorptions-Verluste durch schwarze Löcher oder doch an der wohl "massig" vorhandenen aber nicht genauer bekannten dark matter...
Oder ist ebendiese erwartete "grosse" Hintergrundhelligkeit doch in Wirklichkeit nur die kosmische Hintergrundstrahlung, die dann eben nicht vom Urknall-Ereignis stammen müsste?

Wenn man nichts wirklich weiss, aber die Berechtigung seiner Forschung darlegen muss, wird man "natürlich" immer Wege finden, plausibel zu argumentieren, die eigene Theorie sei die einzig logische / realistische / wahre...

Das Ergebnis ist 42.

Beam me up Mr. Scott, there's no intelligent life on this planet...

[SiLæncer]

Unsere Nachbargalaxie M33 ist 15 Prozent weiter von uns entfernt als bislang angenommen, behaupten Astrophysiker. Auch die kosmische Hubble-Konstante stimme nicht, denn das gesamte Universum sei größer als bisher gedacht - und zwei Milliarden Jahre älter.

Wer kann sich dieses Alter schon vorstellen: 13,7 Milliarden Jahre? So alt ist das Universum. Zumindest nahm man das bislang an. Einige Astrophysiker stellen diese Zahl aber gerade in Frage: Das Universum könnte bereits zwei Milliarden Jahre länger existieren.

Ein internationales Forscher-Team wollte eine neuartige Methode ausprobieren, mit der sich bestimmen lässt, wie weit eine Galaxie von der Erde entfernt ist. M33, eine unserer Nachbargalaxien, diente ihnen dabei als Untersuchungsgegenstand. Die Messungen des Astrophysikers Kris Stanek von der Ohio State University und seiner Kollegen ergaben: 15 Prozent weiter als bislang angenommen ist M33 entfernt.

Eigentlich wollten die Forscher ja bloß eine Methode entwickeln, mit der man die Entfernung einer Galaxie zur Erde "direkt" bestimmen kann. Das ist ihnen offenbar gelungen: Das neue Verfahren enthielte wesentlich weniger Zwischenschritte als sonst und es ließen sich Unsicherheiten und Rundungsfehler verringern, schreiben die Forscher in der frei zugänglichen Online- Vorabpublikation der Fachzeitschrift "The Astrophysical Journal".

Helligkeit eines Doppelsterns lässt Universum altern

Dafür hätten sie zehn Jahre lang an der Methode gefeilt und sie ausprobiert. In einer ersten Phase hätten Astrophysiker das hellste beobachtbare System für ihren Test ausgewählt: einen Doppelstern in unserer Nachbargalaxie M33, die auch als Dreiecks- oder Triangulumnebel bezeichnet wird. In der zweiten Phase wurde dieser Doppelstern dann spektroskopisch analysiert.

Dabei verglichen die Forscher auch die beobachtete Helligkeit des Doppelsterns mit seiner tatsächlichen Leuchtkraft, die sie anhand der Sternmasse ermittelten. Mit dieser Differenz ließ sich dann auch die Entfernung zur Erde berechnen. So haben die Astrophysiker ihrer Ansicht nach festgestellt: M33 ist drei Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und nicht 2,6 Millionen, wie bisher gemessen und berechnet.

Wenn aber diese Distanz 15 Prozent größer ist, dann sind es möglicherweise die Entfernungen zu anderen Galaxien auch. Die Konsequenz: Das Alter des Universums müsste um dieselbe Größenordnung korrigiert werden - und damit wäre auch der Wert der Hubble-Konstante um 15 Prozent geringer als bislang angenommen.

Hubble-Konstante sorgt für Aufregung

Die Konstante gehört zu den wichtigsten Naturkonstanten für Astro-Wissenschaftler. Sie beschreibt das Verhältnis zwischen der Rotverschiebung und den Entfernungen von Galaxien, das sich aus der Expansion des Universums ergibt. Deswegen war die Aufregung groß, als bekannt wurde, der Wert der Hubble-Konstante müsse nach unten korrigiert werden. Von großen Auswirkungen auf Modelle, wie sich unser Kosmos entwickelt hat, wurde gemutmaßt.

"15 Prozent weniger, das ist nicht dramatisch", beruhigt indes Gerhard Börner, Kosmologe am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching. Solch eine Abweichung liege gerade noch in dem Fehlerbereich, den Experten anerkennen, sagte er zu SPIEGEL ONLINE.

Die Ergebnisse reichten auch nicht aus, um die Hubble-Konstante wirklich zu verändern, sagte der Wissenschaftler. "Der Ansatz mit den sich verdunkelnden Doppelsternen ist eine interessante Methode, aber das Ganze ist doch theoretischer als es zunächst den Anschein hat."

Forscherkollegen loben und kritisieren

Auch andere Kollegen betrachten Staneks Ergebnisse durchaus skeptisch. Die Arbeit sei zwar stichhaltig, aber zwei einander umkreisende Sterne in einer Galaxie würden nicht ausreichen, um die bisherige Altersangabe zu ändern, sagte Wendy Freedman, Kosmologin an den Carnegie-Observatorien in Pasadena (US-Bundesstaat Kalifornien).

Und der Astrophysiker Edward Guinan, der den Weg für die nun weiterentwickelte Technik bereitet hat, meint: "Die Methode ist gut, die Forschungsgruppe ist gut, und sie haben gute Arbeit geleistet." Allerdings würde sich das ausgewählte Doppelsternsystem für theoretische Modelle nicht eignen. Der Astrophysiker glaubt, dass die Galaxie M33 "doch nicht so weit entfernt ist" und man die Zahl für die Entfernung bald wieder nach unten korrigieren werde.

Norbert Przybilla vom Astronomischen Institut der Universität Erlangen-Nürnberg war an der Arbeit beteiligt und von diesen Kritiken zunächst überrascht. "In unserer Publikation schreiben wir ausdrücklich, dass dies ein Test der neuen Methode war und dass sich Durchschnittssterne gar nicht beobachten ließen", sagte Przybilla zu SPIEGEL ONLINE.

Man hätte gerne weniger helle Sterne beobachtet, aber selbst mit dem Zehn-Meter-Spiegelteleskop im Keck-Observatorium auf Hawaii, das zu den größten auf der Welt gehört, hätte man das nicht geschafft. "Das Doppelsternsystem war einfach am besten geeignet", so Przybilla. In ihrer Publikation räumen die Wissenschaftler zudem eine Fehlerquote von sechs Prozent für ihre Berechnungen ein.

"Die Messung muss an einem ganzen Sample von Objekten bestätigt werden. In dem Sinne haben Freedman und Guinan einen berechtigten Ansatzpunkt für ihre Kritik", sagte der deutsche Astrophysiker Przybilla.

Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Der Orion-Nebel ist eines der hellsten Objekte am Nachthimmel - und zugleich eines der am intensivsten erforschten. Dennoch schlummern in seinem Inneren noch immer Geheimnisse. Eine spektakuläre Aufnahme des Spitzer-Teleskops hat jetzt einige davon gelüftet.

Astronomen beobachten seit Jahrhunderten die Wolken des Orion-Nebels, des hellsten diffusen Nebels am Nachthimmel. Eine neue Aufnahme des Spitzer-Weltraumteleskops zeigt jetzt in enormem Detailreichtum die turbulenten Staubwolken, in denen zahlreiche neue Sterne entstehen. Manche sind ihrerseits von Staubscheiben umgeben, aus denen eines Tages Planeten hervorgehen könnten.

Fast 2300 dieser protoplanetaren Scheiben hat das Spitzer-Teleskop jetzt mit seiner Infrarotkamera im Orion-Nebel gefunden. Die Scheiben sind zu klein, um von Teleskopen abgebildet zu werden, die im Bereich des sichtbaren Lichts arbeiten. Das Spitzer-Observatorium aber kann die Infrarotstrahlung des warmen Staubs auffangen. "Das ist die umfassendste Zählung junger Sterne mit Staubscheiben im Orion-Wolkenkomplex", sagte Thomas Megeath von der University of Toledo (US-Bundesstaat Ohio). Er verglich die Orion-Sternenfabrik mit einer irdischen Landschaft: "Wir wollen wissen, wie viele potentielle Sonnensysteme in Großstädten, wie viele in Kleinstädten und wie viele auf dem Land entstehen."

Die Auswertung der Spitzer-Bilder habe jetzt ergeben, dass 60 Prozent der Staubscheiben-Sterne in kosmischen Großstädten liegen - in Haufen von Hunderten junger Sterne. 15 Prozent befänden sich in kleinen Gemeinschaften, während immerhin jeder vierte Stern ein Einzelgänger sei. Zuvor hätten Wissenschaftler angenommen, dass bis zu 90 Prozent der jungen Sterne in dicht bevölkerten Regionen zuhause sind.

"Das Orion-Bild zeigt, dass viele Sterne auch isoliert oder in kleinen Gruppen entstehen", sagte John Stauffer vom California Institute of Technology in Pasadena. "Diese neuen Daten könnten uns helfen zu bestimmen, in welcher Umgebung unsere Sonne entstanden ist." Die Nasa bietet auch eine 6,8 Megabyte große hochauflösende Version des Bildes zum Download an ( http://ipac.jpl.nasa.gov/media_images/ssc2006-16a1.jpg  ).

Bisher wissen Forscher nicht, ob unser Zentralgestirn, das mit seinen rund 4,6 Milliarden Jahren ein Stern mittleren Alters ist, in einer kosmischen Metropole oder in einem Dorf entstanden ist - auch wenn die meisten Experten das Großstadt-Szenario befürworten. Junge Sterne entfernen sich mit der Zeit von ihren Brüdern und Schwestern, so dass ihre Geburtsstätte meist nur schwer zu orten ist.

Megeath und seine Kollegen schätzen, dass 60 bis 70 Prozent der Sterne im Orion-Komplex, zu dem auch der berühmte Nebel gehört, protoplanetare Staubscheiben besitzen. "Die interessante Frage lautet, warum es nicht 100 Prozent sind", sagt Megeath. Möglicherweise würden die neuen Daten zu einer Antwort führen.

Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Die wissenschaftliche Suche nach außerirdischen intelligenten Kulturen hat soeben erst begonnen

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) ist heute als weltweit vernetztes Unternehmen zu einer festen Institution avanciert. Die Suche nach intelligenten Zivilisationen jenseits unseres Sonnensystems ist salonfähig geworden und hat gemessen an astronomischen Zeiträumen noch nicht einmal richtig begonnen. SETI befindet sich noch in der Lernphase und übt zugleich den Umbruch. Mögen sich die Skeptiker nach 45 Jahren bestätigt fühlen, da noch kein interplanetares Kosmogramm vorliegt - die Optimisten haben indes die Nase vorn. Denn die Zeit ist ihr Verbündeter.

Der ganze Artikel

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Das Hubble-Teleskop hat einige der ältesten und düstersten Sterne der Milchstraße entdeckt. Astronomen mussten das Weltraumteleskop bis an die Grenzen seiner technischen Möglichkeiten bringen: Die Sterne glimmen etwa so schwach wie eine Kerze auf dem Mond.

Einst waren sie Giganten unter den Sternen. Vor zehn Milliarden Jahren haben die Riesen sich selbst entleibt. Jetzt gelten sie als die ältesten und zugleich lichtschwächsten Sterne, die Wissenschaftler je entdeckt haben.

Sternhaufen NGC 6397: Der Ausschnitt rechts unten zeigt den lichtschwächsten Roten Zwerg, der Ausschnitt rechts oben einen der düsteren Weißen Zwerge

"Dieses Projekt ging an die Grenzen dessen, was selbst das Hubble-Teleskop leisten kann", sagte Jay Anderson, einer der Forscher, die die Ergebnisse der Himmelsbeobachtung jetzt im Fachblatt "Science" vorgestellt haben. "Diese Sterne kann man nicht mit einer einzelnen Aufnahme entdecken. Man muss eine Vielzahl von Bildern kombinieren, um sie zu finden." Die Astronomen haben die Kameras des Hubble-Weltraumteleskops insgesamt mehr als 75 Stunden auf das gleiche Fleckchen Nachthimmel gerichtet und 378 überlappende Bilder erhalten. Die europäische Raumfahrtagentur Esa bietet eine hochauflösende Version des Fotos mit Zoom- Funktion an.

Das Zielgebiet umfasste etwa ein Hundertstel eines Kugelsternhaufens mit der Bezeichnung NGC 6397, einer Gruppe von Sternen, die in der Frühzeit der Milchstraße entstanden sind. Kugelsternhaufen sind Zusammenballungen Tausender Sterne. Die jetzige Entdeckung eines ganzen Spektrums unterschiedlicher Sterne verspricht nach Meinung der Wissenschaftler neue Erkenntnisse über das Alter, die Ursprünge und die Entwicklung des Haufens.

NGC 6397 ist einer der Sternhaufen, die der Erde am nächsten liegen. Dennoch ist er rund 8500 Lichtjahre entfernt. Die Beobachtung der uralten Sterne sei etwa so schwierig gewesen wie die Entdeckung einer Geburtstagskerze auf dem Mond, schreibt das Team um Harvey Richer von der kanadischen University of British Columbia. Die Analyse der sogenannten Weißen Zwerge habe ergeben, dass ihre Temperatur so gering ist, dass in der Atmosphäre ein chemischer Wandel stattfindet. Er lasse die Sterne bläulich statt rötlich schimmern. Dieses Phänomen sei bereits vorhergesagt, aber nie zuvor beobachtet worden.

Die Weißen Zwerge sind Überreste großer Sterne, denen der Treibstoff für das nukleare Feuer in ihrem Innern ausgegangen ist. Nach dem Abstoßen ihrer Hülle blieb der heiße Kern der Giganten zurück, der aufgrund seiner Masse stabil genug war, um nicht zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch zusammenzustürzen.

Wissenschaftler haben Weiße Zwerge unter anderem dazu benutzt, das Alter des Universums zu bestimmen. Die Winzlinge kühlen mit einer kalkulierbaren Geschwindigkeit ab: Je kühler ein Weißer Zwerg ist, desto älter ist er. Mit dieser Methode haben Richer und seine Kollegen das Alter von NGC 6397 auf rund zwölf Milliarden Jahre berechnet. Damit wäre der Sternhaufen nur rund 1,7 Milliarden Jahre jünger als das Universum selbst. Allerdings haben Forscher jüngst Daten vorgelegt, denen zufolge das All auch schon knapp 16 Milliarden Jahre alt sein könnte.

Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Dunkle Materie macht rund ein Fünftel des Universums aus, vier Mal mehr als normale Materie. Doch die geheimnisvolle Substanz war nur in Theorien greifbar - bis jetzt. Erstmals haben Forscher einen direkten Beweis für die Existenz dunkler Materie gefunden.

Spähen Himmelsforscher durch eine Teleskop, sehen sie vor allem eines: Normale Materie, die aus den bekannten Atomen besteht. Doch seit den dreißiger Jahren ist bekannt, dass das bei weitem nicht alles sein kann. Denn würde das Universum nur aus der sichtbaren Materie bestehen, könnte es in seiner jetzigen Form nicht existieren. Galaxien etwa würden schlicht auseinanderfliegen, weil die Anziehungskraft der Sterne nicht ausreichen würde, die schnell rotierenden Gebilde zusammenzuhalten.

Die sicht- und messbare Materie ist aktuellen Theorien zufolge nur die Schaumkrone auf einer viel größeren, mysteriösen Melange: dunkler Energie, die rund 75 Prozent des Universums ausmacht, und dunkler Materie, deren Anteil bei 20 Prozent der Gesamtmasse des Alls liegt. Nur der kleine Rest von rund fünf Prozent besteht demnach aus normaler Materie.

Es sei eine "etwas peinliche Situation" für Astronomen, wenn man für die Erklärung der Vorgänge im Universum eine geheimnisvolle Substanz benötige, die noch niemand direkt beobachtet habe, findet Douglas Clowe von der University of Arizona. Jetzt hat der US-Forscher gemeinsam mit Kollegen den seiner Meinung nach ersten direkten Beweis für die Existenz dunkler Materie vorgestellt.

Auseinandergerissen in gewaltiger Kollision

Die Beobachtungen der Wissenschaftler zufolge wurden normale und dunkle Materie bei der gigantischen Kollision zweier großer Galaxienhaufen auseinandergerissen - "das ist nach dem Urknall das energiereichste kosmische Ereignis", sagte Teammitglied Maxim Markevitch vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge.

In Galaxienhaufen kommt die normale Materie vor allem in der Form von Sternen und heißem Gas vor. Sie wird von einer weit größeren Masse aus dunkler Materie im Innern des Galaxienhaufens festgehalten. Ohne die Gravitation dieser unsichtbaren Substanz würden die schnell dahinrasenden Galaxien im Nu eigene Wege gehen.

Das Forscherteam hat mehr als 100 Stunden lang mit dem Chandra-Weltraumteleskop den Galaxienhaufen 1E0657-56 beobachtet. Er ist auch als "Bullet Cluster" bekannt, da er eine markante Wolke beinhaltet, die aus Hunderte Millionen Grad heißem Gas besteht und an eine Gewehrkugel erinnert. Die Röntgenbilder des Chandra-Teleskops zeigen den Forschern zufolge, dass die Form durch einen Wind verursacht wird, der durch die Hochgeschwindigkeits-Kollision eines kleineren mit dem größeren Galaxienhaufen entstanden ist.

Gas wird abgebremst, dunkle Materie nicht

Gleichzeitig benutzten die Wissenschaftler mehrere optische Teleskope, darunter das Hubble-Weltraumteleskop, um die Verteilung der Masse in den beiden Haufen zu bestimmen. Dies gelang mit Hilfe des sogenannten Gravitationslinsen-Effekts: Die Schwerkraft eines Himmelskörpers verzerrt das Licht von dahinter liegenden Objekten. Steht der Beobachter im richtigen Abstand zu beiden, wirkt das Objekt im Vordergrund wie eine Linse - ein Effekt, der von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt wurde.

Das bei der Kollision der beiden Galaxienhaufen aufgewirbelte heiße Gas wurde den Forschern zufolge durch eine Kraft ähnlich dem Luftwiderstand abgebremst. Die dunkle Materie in beiden Haufen sei jedoch nicht aufgehalten worden, da sie - abgesehen von der gegenseitigen Anziehung - keine Wechselwirkung mit dem Gas eingehe (siehe Fotostrecke). Deshalb, so die Wissenschaftler, seien dunkle und sichtbare Materie bei der Kollision auseinandergerissen worden.

"Das ist der erste direkte Beweis, dass dunkle Materie existieren muss", sagte Clowe. Es gibt zwar alternative Theorien, denen zufolge die Schwerkraft auf kosmische Entfernungen stärker wirkt als auf kleine Distanzen, und die deshalb ohne dunkle Materie auskommen. Doch diese Rechenmodelle könnten die Vorgänge im "Bullet Cluster" nicht erklären, meinen Clowe und seine Kollegen. "Wenn das heiße Gas die massereichste Komponente der Galaxienhaufen wäre, wie es die alternativen Theorien vorsehen, würden wir die Trennung von dunkler und normaler Materie nicht sehen."

Bestätigung von Einsteins und Newtons Theorien

Vorher hätten alle kosmologischen Modelle auf einer Annahme basiert, die nicht beweisbar gewesen sei: dass die Schwerkraft sich in kosmischen Maßstäben genauso verhält wie auf der Erde. Der größte Maßstab zur Messung der Gravitation sei derzeit unser Sonnensystem. "Die Galaxienhaufen, die wir beobachtet haben, sind eine Milliarde Mal größer", erklärt Clowe. Dennoch habe sich die Schwerkraft so verhalten, wie Einstein und Newton es vorhergesagt hätten.

Unabhängige Forscher betonten die Bedeutung der Studie, auch wenn sie sich vom Ergebnis wenig überrascht zeigten. Thomas Janka vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching sprach von einem "sehr wichtigen Resultat". Nun sei offenbar bewiesen, dass es eine dunkle Materie "in der Tat geben muss" und keine neue Gravitationstheorie notwendig sei, um ihre Wirkung zu erklären.

Allerdings würden solche Theorien - etwa die der "Modified Newtonian Dynamics" - von den meisten seriösen Forschern ohnehin "als sehr gewagte und extreme Möglichkeit betrachtet", betonte Janka gegenüber SPIEGEL ONLINE. Denn die bisherige, experimentell gut bestätigte Gravitationstheorie aufzugeben, "erscheint sehr viel radikaler, als an die Existenz dunkler Materieteilchen zu glauben, für die es aus der Teilchenphysik zahlreiche Vorschläge und theoretische Konzepte gibt".

Auch Hermann Nicolai, Direktor des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik, sieht Newtons und Einsteins Theorien durch die Arbeit der US-Forscher erwartungsgemäß gestärkt. Die eigentliche Frage über die dunkle Materie sei jedoch weiterhin offen: "Woraus sie besteht, bleibt das große Rätsel", so Nicolai.

Denn direkt beobachten können Wissenschaftler die geheimnisvolle Substanz noch immer nicht. Lediglich Hinweise auf einige physikalische Eckdaten der dunklen Materie wurden bisher gefunden. Clowe aber, dessen Team seine Ergebnisse demnächst im Fachblatt "Astrophysical Journal Letters" veröffentlichen will, ist optimistisch: "Wir haben das Schlupfloch bei der Gravitation geschlossen, und wir sind kürzer denn je davor, diese unsichtbare Materie zu sehen."

Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Chandra bestätigt aktuellen Wert der Hubble-Konstante

NASA-Weltraumteleskop Chandra bestätigt aktuellen Wert der Hubble-Konstante

Die isotrope Fluchtbewegung der Galaxien manifestiert sich am deutlichsten in der so genannten Rotverschiebung, bei der das von fernen Galaxien zu uns kommende Licht infolge der Raumausdehnung auseinander gezogen wird. Kehrt man diese Bewegung im Gedankenexperiment um und lässt das Universum fiktiv kollabieren, endet alles in der Ur-Singularität aller Singularitäten: dem Urknall. Seitdem er die Welt in die Welt setzte, expandiert dieselbige mit einer Geschwindigkeit, über deren genauen Wert Kosmologen bis heute streiten. Jetzt haben NASA-Forscher mit dem Röntgenobservatorium Chandra – erstmals unabhängig von bisherigen Messmethoden – den alten Wert der so genannten Hubble-Konstante bestätigen können.

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Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Das "Hubble"-Weltraumteleskop hat spektakuläre Bilder der jüngsten Sternenleiche unserer Galaxie geschossen. Die Aufnahmen zeigen die Supernova Cassiopeia A in atemberaubenden Details.

Der Stern ist erst vor einem winzigen Augenblick gestorben - zumindest nach kosmischen Maßstäben. Etwa 325 bis 340 Jahre sind vergangen, seit das Licht der Supernova namens Cassiopeia A die Erde erreicht hat. Ein Stern hatte den Brennstoff in seinem Innern verbraucht und war unter seiner eigenen Schwerkraft zusammengebrochen. In einer gigantischen Explosion schleuderte er seine Hülle ins All.

Solche Supernovae können für einen kurzen Moment eine gesamte Galaxie überstrahlen. Cassiopeia A ist die jüngste bekannte Sternenexplosion in der Milchstraße - auch wenn sie von der Erde möglicherweise nicht zu beobachten war, da keine Aufzeichnung über das kolossale Himmelsereignis bekannt ist.

Moderne Astronomen aber verdanken der Supernova, die 10.000 bis 11.000 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt, spektakuläre Bilder. Das "Hubble"-Weltraumteleskop hat jetzt erneut ein detailreiches Foto von Cassiopeia A aufgenommen. Es zeigt, dass auch mehr als drei Jahrhunderte nach der Explosion noch längst keine Ruhe auf dem kosmischen Friedhof eingekehrt ist.

Das aus 18 Einzelaufnahmen zusammengesetzte Bild zeigt Cassiopeia A als ausgefransten Ring hell leuchtender Gas- und Staubmassen, die bei der Explosion mit ungeheurer Wucht in den Weltraum geschleudert wurden. Manche Trümmer rasen nach Angaben der Nasa noch immer mit bis zu 50 Millionen Kilometern pro Stunde ins All.

Die riesigen Trümmerwirbel glühen von der Hitze der Schockwelle, die dem abgestoßenen Sternenmaterial folgte und es durcheinanderwirbelte. Die bunten Farben der Gasfetzen deuten auf unterschiedliche chemische Zusammensetzungen hin: Grüne Bereiche sind reich an Sauerstoff, rote und violette Stellen enthalten große Mengen an Schwefel, blaue bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Stickstoff. Die europäische Raumfahrtbehörde Esa bietet auf ihrer Internetseite das neue Bild der Supernova mit Zoom- Funktion an.

Erst im vergangenen Jahr hatten Infrarotbilder des "Spitzer"-Weltraumteleskops gezeigt, dass der Sternenrest im Zentrum von Cassiopeia A, der Kern des früheren Sterns, alles andere als tot ist. Forscher fanden Anzeichen für einen Energieausbruch, der offenbar erst 50 Jahre zurücklag.

Supernovae, mit denen massereiche Sterne ihre Existenz beenden, sind die Hauptquelle für alle chemischen Elemente im Universum, die komplexer sind als Sauerstoff und erst unter den extremen Bedingungen einer Supernova entstehen. Auch die Erde und ihre Bewohner bestehen aus diesem Material.

Bilder : http://www.spacetelescope.org/images/html/zoomable/heic0609a.html

Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Es lieferte Bilder von Sternen, Galaxien und Nebel in bislang unbekannter Schärfe. Das Weltraumteleskop "Hubble" verschaffte Laien und Astronomen einen enormen Erkenntnisschub. Aber jetzt, nach 16 Jahren im All, ist das Superauge altersschwach. Ein Rückblick auf die spektakulärsten Beobachtungen.

Kaum ein anderes Fernrohr hat unser Wissen vom Kosmos so entscheidend beeinflusst wie das Weltraumteleskop "Hubble". Das heißt aber nicht, dass damit besonders viele Entdeckungen gelungen wären. Bedeutsam ist das Gerät eher dadurch geworden, dass es im Zusammenspiel mit anderen Satelliten und irdischen Teleskopen betrieben wird.

Erkennen Astronomen mit diesen Instrumenten Hinweise auf besonders interessante Objekte oder Ereignisse, wird das Weltraumteleskop benutzt, um Bilder in einer Schärfe zu liefern, die schon oft vage Spekulationen in überzeugende Beweise verwandelt haben - und Theoretiker dazu zwangen, ihre Aussagen vom Universum und den darin befindlichen Objekten nachzubessern.

Im April dieses Jahres war das Teleskop bereits 16 Jahre in der Erdumlaufbahn. In dieser Zeit hat es nicht nur das Weltbild der Astronomen revolutioniert, sondern auch unzählige Laien für die Wunder des Kosmos begeistert. Leider ist das Weltraumteleskop mittlerweile eher wegen seiner unsicheren Zukunft im Gespräch, doch das aus gutem Grund: Ohne eine weitere Reparatur würde das Teleskop womöglich bereits 2008 seinen Betrieb einstellen müssen. Während die Nasa darum kämpft, erneut regelmäßige Flüge mit dem Spaceshuttle durchzuführen, verschlechtert sich "Hubbles" Zustand von Tag zu Tag.

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Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Die Reste der Explosion rasen viel schneller durchs All, als bislang gedacht. Daher müssen Astronomen die Supernova, die einen unserer Nachbarsterne zerriss, kräftig umdatieren: Der neue Todeszeitpunkt fällt zusammen mit einer der ersten Supernova-Aufzeichnungen der Geschichte.

Es war ein lange währender Blitz am Firmament: Im Jahr 185 unserer Zeitrechnung leuchtete ein Licht im Sternbild Zentaur plötzlich grell auf. Unbeweglich und sehr hell funkelte es; erst allmählich erlosch es, nach nicht weniger als acht Monaten. So haben es die Schriftgelehrte aus dem Reich der Mitte für die Nachwelt festgehalten.

Die Beobachtung der Supernova, die Himmelsforscher im alten China vor fast 2000 Jahren dokumentierten, können heutige Astronomen nun mit jener Sternenleiche in Verbindung bringen, die den Namen RCW 86 trägt.

Es handelt sich dabei um die Reste einer Supernova - jenem Ereignis am Ende eines Sternenlebens. Kurz bevor einem großen Stern der Treibstoff ausgeht, dehnt er sich stark aus, schließlich kommt es zu einer gewaltigen Explosion. Dabei wird der Himmelskörper bis auf mehrere Millionen Grad erhitzt - und schließlich vernichtet. Während dieser Supernova steigt die Leuchtkraft des Himmelskörpers für einige Zeit so sehr an, dass er sogar heller strahlen kann als eine ganze Galaxie. Zurück bleibt ein Haufen aus Sternentrümmern, die in den Weltraum geschleudert werden und sich ringförmig ausbreiten.

Dass auch den Stern, der RCW 86 einmal war, ein solches Schicksal ereilt hat, wissen Astronomen bereits länger. Die Beobachtung fiel ihnen leicht, denn in diesem Fall fand das Ereignis in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, statt. Ein ziemlich seltenes Ereignis in unserer Nachbarschaft, zumindest nach menschlichen Zeitmaßstäben: Seit Jahrhunderten wurde hier keine Sternenexplosion mehr beobachtet.

Und bislang glaubten die Forscher auch, dass der Ursprungsstern des Trümmerhaufens RCW 86 vor 10.000 Jahren explodiert ist. Offenbar handelt es sich aber um eben jene Supernova, die die Chinesen vor fast 2000 Jahren verfolgt hatten - eine der frühesten Sternenexplosionen überhaupt, die Menschen nachweislich verfolgt und aufgezeichnet haben. Das schließen Astronomen aus neuen Beobachtungen mit Hilfe zweier Satelliten-Röntgenteleskope, die für die Raumfahrtbehörden Nasa und die Esa durchs All schweben. Die Explosion müsse um 8000 Jahre umdatiert werden, berichtet die internationale Forschergruppe um den Astronomen Jacco Vink von der Universität Utrecht in der Fachzeitschrift "Astrophysical Journal Letters".

Mit Hilfe des Nasa-Satelliten "Chandra" und des Esa-Weltraumobservatoriums "XMM-Newton" konnten die Forscher die Sternentrümmer genauer untersuchen. Vor allem wollten sie herausfinden, wie schnell sich die Schockwelle seit dem großen Knall bewegt und wie weit sie sich ausgedehnt hat. Damit konnten die Astronomen genau berechnen, wann die Supernova stattgefunden hat - vor nicht ganz 2000 Jahren. Dieser Zeitpunkt stimmt mit den historischen Beobachtungen aus China überein.

Warum es zu dem Datierungsfehler kam? Die Explosionsgeschwindigkeit sei bislang falsch eingeschätzt worden, schreibt Vink. Die neuen - exakteren - Messungen hätten ergeben, dass sich die Sternenreste viel schneller im All ausgebreitet haben und weiter ausbreiten als angenommen. Deswegen könnte jene Supernova, von nur die Trümmer RCW 86 übrig blieben, nicht so weit zurückliegen, wie bislang vermutet worden war.

Quelle und Bilder : http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltraum/0,1518,437952,00.html