Thema: Von Galilei über Hubble zu Herschel und weiter

[SiLæncer]

Mit dem Herschel-Weltraumteleskop wurde die Entstehung des Wassers erforscht

Mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Herschel der ESA wurde herausgefunden, dass Sternenlicht die "Schlüsselzutat" für die Entstehung von Wasser im Weltall ist. Dies zumindest ist die einzige Erklärung dafür, dass ein sterbender Stern von einer gigantischen Wolke heißen Wasserdampfs umgeben ist.

Als Astronomen im Jahre 2001 unerwartet eine Wolke heißen Wasserdampfes um den alten Stern IRC+10216 herum entdeckten, begannen sie sofort mit der Suche nach dessen Quelle. Sterne wie IRC+10216 sind als Kohlenstoff-Sterne  bekannt und bei solchen hat man bislang kein Wasser vermutet. Anfänglich nahmen die Forscher daher an, die Hitze des Sterns müsse Kometen oder sogar Zwergplaneten in der näheren Umgebung verdampft haben, wobei das Wasser einstanden sein könnte.

Infrarot-Aufnahme von RC+10216 mit der ihn umgebenden Wasserwolke. Bild: ESA/PACS/SPIRE/MESS Consortia

Jetzt hat der Einsatz von "PACS" und "SPIRE", zweier Instrumente im Herschel-Teleskop, jedoch ergeben, dass es sich bei jener geheimen Zutat der Wasserentstehung um ultraviolettes Licht handelt – eben weil das entdeckten Wasser zu heiß ist, als dass es von der Zerstörung eisiger Körper wie den ursprünglich angenommenen stammen kann.

"Das zeigt, wie verbesserte Messinstrumente unser Bild von einem Problem grundsätzlich verändern können", so Leen Decin von der Katholischen Universität Leuven (Belgien), die Autorin eines Artikels über die Entdeckung. Mittels der ausgezeichneten Empfindlichkeit von Herschels Instrumenten hat sich nämlich messen lassen, dass das Wasser bei IRC+10216 Temperaturen zwischen -200 und +800 °C hat – woraus sich schließen lässt, dass es in einer Nähe zum Stern entstanden sein muss in der Kometen nicht mehr stabil existieren können.

IRC+10216 ist ein Roter Riese mit einer Größe von Hunderten Sonnen, jedoch nur wenigen Sonnenmassen. In unserem Sonnensystem würde er bis über die Marsbahn hinaus reichen. Er befindet sich 500 Lichtjahre entfernt und ist nur schwer anhand seines sichtbaren Lichtes zu orten. Im infraroten Bereich gehört er jedoch zu den hellsten Objekten. Diese relative Unsichtbarkeit gründet sich auf der großen Menge Staub, die den Stern umhüllt, das meiste des sichtbaren Lichtes absorbiert und als infrarotes Licht emittiert. In dieser Staubhülle ist das Wasser entdeckt worden – aber wie ist es dort hingelangt?

Weltraumteleskop Hershel. Bild: ESA (Ilustration: AOES Medialab, Hintergrundbid: NASA/ ESA/ STScI)

Der entscheidende Hinweise wurde von Hershel gefunden. Vorherige Beobachtungen hatte bereits eine "klumpige" Struktur in der Staubhülle um IRC+10216 gezeigt. Die Entdeckung des Wassers durch Hershel hat die Astronomen dann zu der Überzeugung gebracht, dass ultraviolettes Licht von den umgebenden Sternen tief in die Hülle zwischen diese Klumpen gelangen kann, wo es Moleküle wie Siliziumoxid und Kohlenmonoxid aufbricht. Dabei entsteht freier Sauerstoff, der sich mit Wasserstoff zu Wasserstoffoxid verbindet – eben: Wasser.

"Die ist der einzige Mechanismus, der die Temperatur des Wassers sinnvoll erklären kann", so Decin. Je näher beim Stern das Wasser gebildet wird, desto heißer ist es. Decin und ihre Kollegen wollen die Untersuchung nun auf andere Kohlenstoff-Sterne ausweiten: "Wir sind ziemlich sicher, das Hershel ganz ähnliche Bedingungen bei solchen Sternen finden wird".

Auf der Erde sind Wasser und Kohlenstoffverbindungen die Schlüsselzutaten für organisches Leben. Jetzt, dank Herschel, wissen wir, dass beiden in der Nähe von IRC+10216 vorkommt und dass das ultraviolette Licht umliegender Sterne eine Basiszutat zur Entstehung von Wasser ist.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

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Der Jupiter erscheint demnächst während seiner größten Erdannäherung besonders hell

Bei einem Blick an den Nachthimmel im September - so denn keine Wolken im Weg sind - erscheint ein "Stern" am Osthorizont besonders hell. Sogar wesentlich heller als die meisten anderen leuchtstarken Objekte am Nachthimmel.

Es ist allerdings kein Stern, sondern der Planet Jupiter, der derzeit durch besondere Helligkeit auffällt. "Jupiter leuchtet immer sehr hell, aber wenn man diesen Monat den Eindruck hat, er sei noch heller als sonst, liegt man richtig", sagt Robert Naeye, der Herausgeber des "Telescope"-Magazins. "Jupiter hat seine diesjährig größte Annäherung an die Erde - und die ist sogar näher als alle zwischen 1963 und 2022."

Ein genauerer Blick nach oben könnten sich also auch ohne Sternenkarte  lohnen. Besonders heute, am 22. September. Dann ist der Gasriese nämlich mit 592 Millionen Kilometern entfernt. In dieser ungefähren Distanz bleibt er während der gesamten zweiten Septemberhälfte. Der nächste Punkt seines letzten Transfers im August 2009 war 2 Prozent weiter entfernt. Daraus resultierte eine achtprozentig geringere Leuchtstärke. Im kommenden Jahr wird er etwa 1 Prozent weiter entfernt an der Erde vorüberziehen.

Hinzu kommt, dass der Jupiter zusätzliche 4 Prozent heller leuchtet als gewöhnlich, weil einer seiner braunen Wolkengürtel verschwunden ist. Seit etwa einem Jahr wird der große Süd-Äquator-Ring, der schon mit kleinen Teleskopen gut zu erkennen ist, von einer Schicht weißer Ammoniak-Wolken verdeckt.

Zeitgleich mit dem Transfer befindet sich der dritte Gasriese unseres Sonnensystems, der Uranus, optisch hinter dem Jupiter und wird also von ihm verdeckt. Uranus ist fünf mal weiter von der Erde entfernt als Jupiter und erscheint 3000 mal blasser als dieser. Daher ist er nahezu unsichtbar für das bloße Auge. Mit Hilfe von Fernglas oder Teleskop wird er jedoch sichtbar, und ist am 24. September noch in etwa 1 Grad Entfernung zum Jupiter gut lokalisierbar.

Uranus, 2003 aufgenommen - hier mit Ringen und Monden. Bild: NASA/ESA und Erich Karkoschka, University of Arizona

Am anderen Ende der Helligkeitsskala des Nachthimmels befindet sich der Erdmond, der die astronomische Bühne als Vollmond etwa zur selben Zeit betritt. Er überstrahlt dergestalt den Jupiter vom Abend des 22. bis zum 23. September. Es gibt allerdings noch ein paar Zusammentreffen.

Sternenkarte September 2010. Bild: Astronomische Arbeitsgruppe Laufen e.V

Jupiter und Uranus befinden sich nahe einer Stelle am Himmel, die als Frühlings- oder Widderpunkt  bekannt ist. Dort überquert die Sonne den Himmelsäquator am ersten Frühlingstag (der nördlichen Erdhemisphäre). Zusätzlich findet dies alles um ein Datum herum statt, an dem der Herbst auf der Nordhalbkugel der Erde beginnt: am 22. September (exakt um 23:09 Uhr, EDT). Und was bedeuten all diese "Zusammenkünfte"?

"Natürlich überhaupt nichts", so Alan MacRobert, Herausgeber des Magazins "Sky & Telecope". "Die Leute vergessen, dass ständig irgendwelche Dinge am Himmel passieren. Ein bestimmtes Arrangement von Himmelskörpern oder Zeitpunkten könnte für Jahrhunderte einzigartig bleiben. Irgend etwas ist also immer los ... genießen Sie die Show!"

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

Astronomen gelang ein Blick mehr als 13 Milliarden Jahre zurück in die kosmische Vergangenheit

Einmal mehr macht das Weltraumteleskop Hubble in Kooperation mit dem auf der Erde stehenden Riesenteleskop der ESO (Europäischen Südsternwarte) einen spektakulären Durchbruch möglich: Die Entdeckung der ältesten je gesichteten Galaxie! Nur 600 Millionen Jahre nach dem Urknall bahnte sich ihr Licht schon durch den Wasserstoffnebel des frühen Universums.

Im Anfang war das Nichts. Alles begann vor ungefähr 13,7 Milliarden Jahren mit dem BigBang, dem mächtigen Urknall, aus dem heraus sich das Universum selbst entfaltete und ausdehnte (vgl. Das Universum braucht keinen Gott).

Galaxien während des Zeitalters der Reionisierung im frühen Universum, Bild: ESO/M. Alvarez, R. Kaehler, T. Abel

Zuerst gab es nur einen ionisierten Feuerball und dann herrschte Dunkelheit, das Licht konnte sich erst nach und nach seinen Weg bahnen. Im Dunklen Zeitalter, wie Astronomen es nennen, kühlte der Weltraum sich ab, es formte sich die erste Materie, die ersten Atome entstanden, die erste Strahlung, die uns bis heute als kosmische Hintergrundstrahlung erreicht. Elektronen und Protonen verbanden sich zu Wasserstoff – alles war zunächst ein dunkles und kaltes Gas, das selbst die ersten Sterne noch umhüllte, die sich durch Verdichtung der Urmaterie allmählich zusammenballten. Ihr Licht, eine intensive ultraviolette Strahlung, lichtete nach und nach den dichten, alles einhüllenden Wasserstoffnebel, machte ihn durch die Aufspaltung der Atome in Elektronen und Protonen zunehmend durchsichtig. Nur zögerlich ward Licht im All.

Die Phase der Lichtwerdung bezeichnen die Wissenschaftler als Epoche der Reionisierung, sie dauerte etwa von 300 Millionen bis eine Milliarde Jahre nach dem Urknall.


Wie genau die Prozesse der Entstehung der ersten Galaxien in dieser Ära abliefen, verstehen die Kosmologen noch nicht vollständig (vgl. [extern] Simulationen der Reionisation von Marcelo Alvarez). Aber jetzt gelang einem europäischen Astronomenteam ein Blick auf eine Galaxie aus dieser kosmischen Urzeit (Video einer Simulation).

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature veröffentlichen Matthew Lehnert vom Observatoire de Paris in Meudon und Kollegen von weiteren französischen und britischen Instituten ihre Aufsehen erregende Entdeckung unter dem Titel Spectroscopic confirmation of a galaxy at redshift z58.6 - und bei ESO frei zugänglich. Nie zuvor ist eine so weit entfernte und damit derartig alte Galaxie von menschlichen Augen erspäht worden.

Modell der Evolution des Universums, Bild: ESA

Die Entdeckung gelang Dank den großartigen Teleskopen, die den Astronomen heute zur Verfügung stehen. Vergangenes Jahr machte die im Frühjahr installierte Wide Field Camera des Weltraumteleskops Hubble mehrere Aufnahmen von heißen Kandidaten für die Auszeichnung als älteste bekannte Galaxie. Aber eben nur Kandidaten, denn der Nachweis der tatsächlichen Distanz dieser extrem alten kosmischen Strukturen zur Erde ist alles anders als einfach. Dazu bedarf es einer genauen spektroskopische Untersuchung – eine Möglichkeit, die sich mit dem Very Large Telescope der ESO bot.

Nach der Veröffentlichung der Galaxienkandidaten aus den Hubble-Beobachtungen machten wir eine kurze Abschätzung, ob es überhaupt möglich sein würde, sie näher zu untersuchen. Wir waren sofort wie elektrisiert, denn wir fanden heraus, dass mit dem gewaltigen Lichtsammelvermögen des VLT in Kombination mit der Empfindlichkeit des Infrarotspektrografen SINFONI bei einer außergewöhnlich langen Belichtungszeit tatsächlich eine Entfernungsbestimmung dieser extrem schwachen Galaxien möglich sein sollte.
Matthew Lehnert

SINFONI (Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) ermöglicht die Untersuchung ausgedehnter Objekte im Nahinfrarotbereich. Die Spektroskopie erlaubte die Zerlegung des Lichts von UDFy-38135539 in seine Spektralfarben, und so konnten die Forschern gezielt nach dem "chemischen Fingerabdruck" der Emission von Wasserstoff suchen.

Hubble-Aufnahme der neu entdeckten Rekord-Galaxie UDFy-38135539, Bild: NASA, ESA, G. Illingworth (UCO/Lick Observatory and University of California, Santa Cruz) and the HUDF09 Team

Das Beobachten der frühesten Galaxien ist aufwändig und kompliziert, denn ihr schwaches Licht erreicht uns nach der langen Zeit seiner Reise durch das ständig expandierende Universum nur als schwaches Leuchten im infraroten Bereich des Spektrums. Die ständige Ausdehnung des Alls führt zu diesem Effekt, der sogenannten Rotverschiebung.

Das Team um Matthew Lehnert pickte sich aus den Hubble-Aufnahmen die Galaxie mit der schönen Bezeichnung UDFy-38135539 heraus und beobachtete sie 16 Stunden durch das VLT. Ihre Auswertung der Daten ergab nach zwei Monaten, dass sie "zweifelsfrei das extrem schwache Leuchten von Wasserstoff bei einer Rotverschiebung von 8,6 beobachtet hatten". Koautorin Nicole Nesvadba vom Institut d'Astrophysique Spatiale in Paris ist begeistert:

Die Rotverschiebung einer so weit entfernten Galaxie zu messen, ist schon für sich genommen eine sehr aufregende Sache, aber noch viel wichtiger sind die astrophysikalischen Schlussfolgerungen: Zum ersten Mal können wir sicher sein, eine der Galaxien beobachtet zu haben, die dazu beigetragen hat, den Nebel im frühen Universum zu lichten.
Nicole Nesvadba

Illustration einer jungen Galaxie, die Gas aus ihrer Umgebung einsammelt, Bild: ESO/L. Calçada

Eine Rotverschiebung von 8,6 bedeutet, dass diese Galaxie bereits leuchtete, als das Universum gerade mal 600 Millionen Jahre alt war.

Vor einem Jahr hatte ein Gamma-Blitz Schlagzeilen gemacht, der eine Rotverschiebung von 6,2 aufwies und dadurch sofort zum Rekordhalter wurde. Gammastrahlenausbrüche gehören allerdings zu den gewaltigen Energiestößen, die das Universum kennt. Das erhöht ihre Chance, aufgespürt zu werden, natürlich um ein Vielfaches. Der Blitz wurde 630 Millionen Jahre nach dem Urknall von einem Stern ausgestoßen und blieb bis jetzt das am weitesten entfernte Objekt, das jemals im Weltraum entdeckt wurde.

UDFy-38135539 hat ihm nun den Rang abgelaufen. Matthew Lehnert bringt es auf den Punkt: "Mit dem Very Large Telescope der ESO konnten wir eine Galaxie, die bereits vorher mit dem Hubble-Weltraumteleskop entdeckt wurde, als das am weitesten entfernte Objekt im uns bekannten Universum identifizieren."

Allerdings ist Galaxie UDFy-38135539 trotz ihrer wahrscheinlich einer Milliarde Sterne selbst so leuchtschwach, dass es den Astronomen unmöglich scheint, dass ihr Licht allein fähig gewesen sein soll, die dichten Wasserstoffnebel des frühen Universums zu durchdringen. Koautor Mark Swinbank von University of Durham erläutert:

Es muss also andere, vermutlich schwächere und weniger massereiche Begleitergalaxien von UDFy-38135539 geben, die ebenfalls dazu beigetragen haben, den Raum um UDFy-38135539 transparent zu machen. Ohne diese Unterstützung wäre das Licht der Galaxie im umgebenden Wasserstoffnebel gefangen geblieben, und ganz egal wie intensiv es ursprünglich gewesen wäre, wir hätten es nicht beobachten können.
Mark Swinbank

Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass mit der kommenden Generation von Teleskopen wie dem European Extremely Large Telescope der ESO oder dem James Webb Space Telescope der NASA noch viele spektakuläre Einblicke in die Kinderstube der Universums möglich sein werden.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

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Kosmische Begegnung der seltenen Art: Am 4. November soll die NASA-Sonde "Deep Impact" in nur 700 Kilometern Entfernung am Kometen "Hartley 2" vorbeifliegen. Ziel der Mission ist es, Aufschlüsse über die Beschaffenheit des Schweifstern-Kerns und über die Ursprünge des Sonnensystems zu gewinnen.

"Wir sind alle sehr aufgeregt", sagte Projektmanager Tim Larson am Dienstag. Es sei erst das fünfte Mal, dass eine Raumsonde nahe genug an einen Schweifstern herankomme, um Bilder vom Kern zu schießen, hieß es. "Hartley 2" sei mit knapp einem Kilometer Größe recht klein, aber sehr aktiv.

Die Forscher hatte bereits Anfang September während des Anflugs auf den 1986 entdeckten Kometen damit begonnen, Aufnahmen von ihm zu sammeln - am Ende sollen es mehr als 64.000 Bilder werden. Insgesamt gut elf Wochen lang soll die Sonde den Schweifstern genau unter die Lupe nehmen, laut US-Weltraumbehörde die beste, dauerhafte Betrachtung eines Kometen, die es je gegeben habe.

Zum Einsatz kommen zwei Teleskope mit digitalen Farbkameras und ein Infrarot- Spektrometer, um den staubigen, eisigen Kometen zu beäugen. Die Begegnung wird in rasendem Tempo stattfinden: "Deep Impact" soll am 4. November gegen 15.00 Uhr MEZ (07.00 Uhr US-Pazifik-Zeit) mit mehr als 43.000 Kilometern pro Stunde an dem Kometen vorbeiflitzen.

Nach dem Rendezvous sammele die Sonde noch rund drei Wochen weiter Daten. "Deep Impact" hatte bereits vor fünf Jahren für Schlagzeilen gesorgt: Damals war von der Sonde aus ein Projektil auf den Kometen "Tempel 1" geschossen worden. So wollten Forscher Erkenntnisse über das Innenleben des Stern gewinnen.

Nach der Mission sei das "Mutterschiff" noch "in guter Form gewesen", sagte Larson. Deshalb habe man einen neuen Auftrag für die Sonde ersonnen. Weil Kometen viel Zeit abseits der Sonne verbringen, ist ihre Zusammensetzung laut NASA durch die Kälte noch recht unverändert - eine Fundgrube für Wissenschaftler. "Kometen sind Überbleibsel von der Konstruktionsphase unseres Sonnensystems", erläutert Forscher Sebastien Besse. "Diese Vorbeiflüge helfen uns zu verstehen, was vor viereinhalb Milliarden Jahren geschah", meint Lori Feaga, Wissenschaftlerin bei der Deep Impact/EPOXI-Mission.

Quelle : SAT + KABEL

[SiLæncer]

Da ist viel Raum für mögliches Leben in den Weiten des Weltraums, denn es gibt viel mehr Planeten, als bislang angenommen

Die Suche nach Expoplaneten läuft extrem erfolgreich. Jetzt haben sich Astronomen in der ganz engen Umgebung von sonnenähnlichen Sternen genau umgesehen. Eine extrem heiße Region, die bislang eher als Wüste galt. Erstaunlicherweise tummeln sich dort aber jede Menge Planeten, vor allem viele kleinere. Nach den Hochrechnungen der Wissenschaftler bedeuten diese neuen Erkenntnisse, dass wahrscheinlich um ungefähr 23 Prozent der unserer Sonne ähnlichen Sterne erdähnliche Planeten kreisen.

Seit jeher späht der Mensch in den Himmel, fasziniert vom Licht der Sterne. Dass viele dieser Lichtpunkte stellare Feuerbälle wie unsere Sonne sind, ist seit Jahrhunderten bekannt, aber die um die fernen Sterne kreisenden extrasolaren Planeten verbargen sich lange vor den menschlichen Augen. Da sie dunkel sind, blieben sie bis in die 1990er Jahre unsichtbar.

Illustration eines extrasolaren Planeten, Bild: NASA/JPL

Erst 1995 entdeckten Michel Mayor und Didier Queloz von der Universität Genf den ersten Exoplaneten im Sonnensystem 51 Pegasi. Seither geht es Schlag auf Schlag, aktuell listet der Katalog der Exoplaneten 493 Planeten auf, die um Sonnen in anderen Systemen wandern.

Anfangs gelang es den Astronomen nur, riesige Begleiter von Sternen aufzuspüren, Gaskugeln wie Jupiter (oder noch wesentlich größere). Erst durch verfeinerte und neue Methoden konnten sie in den letzten Jahren aber immer mehr kleine Planeten nachweisen, darunter 2009 auch den kleinsten und sehr felsigen – aber leider extrem heißen – CoRot b.

Alle warten auf die Nachricht, dass endlich der erste bewohnbare Planet irgendwo im Weltraum aus der Dunkelheit auftaucht. Ein fester Himmelskörper mit einem passenden Abstand zu seiner Sonne, die das Vorkommen von flüssigem Wasser auf der Oberfläche ermöglicht. Nicht zu heiß, nicht zu kalt. Kurz: Eine zweite Erde mit der Potenz für Leben.

Nach der spektakulär angekündigten Entdeckung des ersten potenziell Kandidaten Ende September, gibt es inzwischen starke Zweifel, ob Gliese 581 g (es handelt sich um den sechsten Planeten rund um den roten Zwergstern Gliese, 20 Jahre Lichtjahre von der Erde entfernt) tatsächlich existiert. Einer Forschergruppe, die sich seit Jahren mit dem System beschäftigt, hält die Entdeckung schlicht für einen [extern] Messfehler. In Sonnensystemen mit mehreren Planeten ist es besonders schwierig, die Signaldaten genau den einzelnen Begleitern zuzuordnen.

Illustration eines erdähnlichen Planeten – hier Gliese 581 g, dessen Existenz inzwischen bezweifelt wird, Bild: NASA/ Lynette Cook

Viele Systeme wie das unsere im All

Unser Sonnensystem, gelegen auf einem der äußeren Arme unserer Galaxie, der Milchstrasse, ist nach den neuesten Forschungsergebnissen vielleicht doch durchschnittlicher, als bisher bekannt. Um ein Zentralgestirn, dessen Art im Universum durchaus gewöhnlich ist, laufen acht Planeten auf Umlaufbahnen: Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.Pluto wurde nach längerer Diskussion vor einigen Jahren zum Zwergplaneten degradiert.

Unser Sonnensystem, Bild: The International Astronomical Union/Martin Kornmesser/DLR

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science berichten Andrew Howard von der University of California in Berkeley und Kollegen von anderen Institutionen in den USA und Japan über ihre Langzeitbeobachtung des Lichts von 166 Sternen.

Die Astronomen suchten sich im Umkreis von bis zu 80 Lichtjahren von der Erde entfernt Sterne, die der Sonne ziemlich ähnlich sind. In der stellaren Klassifizierung sind das die gelben G-Sterne und die etwas kleineren orange bis roten K-Zwerge (vgl. [extern] Hertzsprung-Russell-Diagramm). Das Team um Howard nahm fünf Jahre lang mit dem [extern] W.M. Keck Observatorium auf Hawaii diese Sterne ins Visier, um mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode ihren Begleitern auf die Spur zu kommen.

Das ist bis heute der am häufigsten genutzte wissenschaftliche Weg, um die Anzahl, Masse und den Abstand zur Sonne der unsichtbaren Himmelskörper zu bestimmen. Durch die Schwerkraft der Planeten "wackelt" oder "eiert" der Stern ganz leicht. Diese winzigen Bewegungen können gesehen werden und erlauben mit heutiger Technik den Nachweis von entsprechend großen, bzw. sehr nahen Planeten, die ein Zittern ihres Sterns in der Größenordnung von einem Meter pro Sekunde verursachen.

So konnten die Astronomen Gasriesen mit bis zu drei Mal der Masse von Jupiter, oder sehr viel kleinere Objekte wie die so genannten Super-Erden (mit drei bis zu zehn Mal der Masse der Erde und damit die kleinsten bislang nachweisbaren) in einem Abstand von bis zu einem Viertel Astronomische Einheit (AE = der mittlere Abstand zwischen Erde und Sonne, entspricht 150 Millionen Kilometern) von dem jeweiligen Zentralgestirn ausfindig machen. Von 166 beobachteten Sternen haben 22 derartige Planeten, zusammen insgesamt 33. Zwölf weitere Planeten konnten in der Studie nicht lückenlos nachgewiesen werden, es wäre aber möglich, dass innerhalb dieses Zensus sogar insgesamt 45 Planeten um 32 Sterne laufen.

Je kleiner, desto häufiger

Nach statistischen Bereinigungen berechneten die Forscher, dass 1,6 Prozent der in den Fokus genommenen Sonnen von Gasplaneten wie Jupiter umkreist werden, 6,5 von mittleren Exemplaren mit zehn bis fünfzehn Erdmassen (ungefähr wie Neptun oder Uranus), aber fast 12 Prozent von sehr viel kleineren Begleitern, sprich Super-Erden. Falls dieser Trend (je kleiner, desto mehr) sich bestätigt, dann müssten 23 Prozent dieser Sterne planetare Gefährten in der Größe der Erde haben. Andrew Howard fasst zusammen:

Wir haben Planeten mit verschiedenen Massen untersucht – als würden wir Felsblöcke, Gesteinsbrocken und Kiesel in einem Canyon zählen – und wir fanden mehr Felsblöcke als Brocken, und mehr Brocken als Kiesel. Mit unserer Technologie auf der Erdoberfläche können wir die Sandkörner, die Planeten in der Größe der Erde, noch nicht sehen, aber wir können ihre Anzahl abschätzen. Planeten in Erdgröße sind unserer Galaxis wie Sandkörner an einem Strand – sie sind überall.

Grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilung der Planeten, Bild: NASA/JPL & Caltech/UC Berkeley

Die neuen Ergebnisse stellen zudem die gängigen Modelle zur Entstehung von Sonnensystem in Frage. Denn eigentlich sollte sich in diesem Abstand von ein Viertel AE rund um einen Stern weitgehend Wüste befinden. Schon andere extrasolare Planeten hatten ähnliche, bislang unbeantwortete Fragen aufgeworfen.

Die Astrophysiker werden ihre Theorien in Frage stellen müssen, zumal bald wohl sehr viel mehr Exoplaneten bekannt sein werden. Die Forscher setzen große Hoffnungen speziell auf die Kepler-Mission, ein Weltraumteleskop, das sich 2009 auf die Suche nach bewohnbaren Welten gemacht hat.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

In zehn Jahren geht das Superteleskop "Square Kilometre Array" (SKA) in Betrieb und könnte auch nach intelligenten Radiosignalen fahnden

Das SKA-Kürzel markiert seit 1998 das ambitionierteste internationale Großprojekt in der Geschichte der Radioastronomie. Einmal einsatzbereit wird das SKA zum Radioteleskop des 21. Jahrhunderts avancieren. Leistungsstark wie keines zuvor, wird es kosmische Geheimnisse lösen, neue Objekte und Phänomene im All lokalisieren und registrieren – und vielleicht auch irgendwann außerirdische Funksignale aufschnappen.

Wenn der Kern der SKA-Anlage, die ein Quadratkilometer große Sammel- und Antennenfläche, in zehn bis fünfzehn Jahren seinen regulären Betrieb aufnimmt und einige Jahre später alle Antenneneinheiten des SKA funktionsbereit sind, steht den Radioastronomen ein High-Tech-Teleskoppark zur Verfügung, der in puncto Sensibilität die besten Anlagen um das Hundertfache toppen wird. Dann werden Astronomen in der Lage sein, den Himmel im Radiobereich zehntausendfach schneller abzusuchen als bisher.

Das SKA kann verschiedene Ausschnitte des Himmels gleichzeitig observieren. Bild: SKA

Alle Himmelsrichtungen im Fokus

Nicht minder beeindruckend ist der Frequenzbereich, den das SKA abdecken soll: Er erstreckt sich von 100 Megahertz (drei Meter Wellenlänge) bis 25 Gigahertz (1,2 Zentimeter). Herausragend sind auch die Flexibilität und der Empfangsradius der Anlage. Während andere Radioteleskope, ob einzeln oder im Verbund agierend, bei Frequenzen unterhalb von 1,4 GHz nur ein eingeschränktes "Sichtfeld" haben, kann das SKA in diesem Bereich in vier Himmelsrichtungen gleichzeitig schauen. Das spart nicht nur Zeit und Geld, sondern erweitert das Beobachtungsspektrum auf geradezu bahnbrechende Weise, können doch so gleich mehrere Beobachter das SKA simultan als Vierfachteleskop nutzen. Hinzu kommt eine fantastische Winkelauflösung, die bei 1,4 GHz (21 Zentimeter) einen Wert ergeben konnte, der besser als 0,02 Bogensekunden ist. Dank all dieser Qualitäten wird das SKA für SETI immer mehr zum Objekt der Begierde.

Antenneneinheiten des SKA Low-Band. Bild: SKA

3000 Kilometer Durchmesser

Weil mit einem einzigen Antennendesign nur ein kleinerer Frequenzbereich analysiert werden kann, operiert das SKA mit drei verschiedenen Antennentypen: dem SKA Low-Band, dem SKA Mid-Band und mit Parabolantennen.

Antenneneinheiten des SKA Low-Band aus der Vogelperspektive. Bild: SKA

Um eine optimale Winkelauflösung zu erreichen, pulsieren im Herzen der SKA-Anlage die verschiedenen Phased-Array-Komponenten SKA Low und SKA Mid. Diese fest auf dem Boden montierten Felder aus einfachen phasengesteuerten Antennen bilden den Kern des SKA-Areal, das einen Durchmesser von fünf Kilometern aufweist. Beim SKA Low-Array kommen phasengesteuerte, einfache Dipolantennen zum Einsatz, die den Frequenzbereich von 70 MHz bis 200 MHz abdecken. Vorgesehen ist, dass diese Elemente in Gruppen zu 90 auf einer Fläche mit einem Durchmesser von 100 Meter aufgestellt werden.

Das SKA Mid-Array besteht aus phasengesteuerten Antennen, die den in kreisförmigen Gruppen mit einem Durchmesser von 60 Meter aufgestellt werden und einen Frequenzbereich von 200 MHz bis 500 MHz abtasten sollen.

Äußerlich haben die Antenneneinheiten SKA Low-Band und das SKA Mid-Band mit den altbewährten Schüsseln in Green Bank, Arecibo oder Effelsberg nichts mehr gemein. So wirken die Antennenfelder des SKA Mid (siehe Foto) wie nebeneinandergestellte Nagelbretter von Fakiren. Bild: SKA

Die meisten Antennen stellt das Dish Array, das mehrere tausend Parabolschüssel für die Frequenzen von 500 MHz bis 10 GHz umfasst. Während die Hälfte aller Schüsseln im Zentrum des Areals weilt, erstrecken sich besagte Parabolantennen vom Zentrum weg – entlang einer fünfarmigen Spirale. 3000 Kilometer vom SKA-Herz entfernt wachen die Außenposten. Hier stehen weitere klassisch geformte Parabolantennen mit einem Durchmesser von 10 bis 15 Metern. Sie bilden die äußere Phalanx. Die Abstände der inneren Stationen nehmen jeweils um einen festen Faktor zu (logarithmische Anordnung); damit wird eine optimale Abbildung ausgedehnter Radioquellen bei zugleich hoher Winkelauflösung erreicht.

Die Parabolantennen folgen in puncto Design dem Allen Telescope Array (ATA). Mehrere Tausend SKA-Schüsseln sind für die Anlage vorgesehen. Bild: SKA

Die phasengesteuerten Elemente des SKA, die sich ideal für den Bereich unterhalb von 300 Megahertz eignen, bilden eine perfekte Ergänzung zu den mit Radiokameras (FPAs) bestückten Parabolschüsseln, die Frequenzen bis drei Gigahertz aufzeichnen. Dank einer Kombination beider Systeme erhalten die Forscher sowohl Informationen aus dem niederfrequenten (Phased Arrays) als auch aus dem hochfrequenten (Parabolspiegel) radioastronomischen Kosmos.

Ausschnitt der Region in der westaustralischen Wüste. Hier, in der Nähe von Boolardy, könnte dereinst die SKA-Anlage Wurzeln schlagen. Bild: SKA

Australien/Neuseeland oder Südafrika?

Derweil werkeln knapp 40 Institute aus 19 Ländern an dem SKA-Projekt. Seit 2007 sind in der westaustralischen Wüste beim Murchison Radio Astronomy Observatory in der Nähe von Boolardy und in Südafrika auf dem Karoo Antenna Array in der Provinz Northern Cape (zirka 75 km nordwestlich von Carnarvon) die ersten Antennen zu Testzwecken montiert und einsatzbereit.

Bekäme Australien den Zuschlag, würden die SKA-Macher an jedem der roten Punkte eine Antennenstation stationieren. Für Neuseeland wären zwei vorgesehen. Bild: SKA

In welches Land die Reise der anderen Schüsseln und Antennen später gehen soll, ist noch völlig offen. Dabei müsste spätestens in diesem Jahr die Entscheidung fallen, da bereits für 2012 der Baubeginn anberaumt ist.

So in etwa könnte eines Tages ein Teil der SKA-Phalanx in Gestalt von Parabolantennen aussehen. Bild: SKA South Africa

Beide Länder stehen in einem konstruktiven Wettbewerb zueinander und hoffen jeweils, den Zuschlag zu erhalten. Wer immer auch das Rennen macht – sowohl das australische als auch das südafrikanische Konzept entsprechen dem gewünschten Profil und können radioruhige Zonen mit einem mindestens 100 Kilometer großen Radius vorweisen, in denen das SKA später einmal ungestört operieren kann. Sie eignen sich auch als Region der ersten Wahl, weil dort die Ionosphäre für niedrige und die Atmosphäre für hohe Radiofrequenzen durchlässig genug und überdies die beste Sicht auf das galaktische Zentrum gewährleistet ist.

Die vorgesehene SKA-Anordnung. Bild: SKA

Immense Geld- und Datenprobleme

Wie sooft entpuppt sich aber weder die Wahl des Ortes noch das technische Equipment als größtes Hindernis. Nein, es sind die veranschlagten immensen Gesamtkosten von mindestens 1,5 Milliarden Euro, die erfahrungsgemäß im Zuge der Inflation und anderer nicht abwägbarer Risiken sicherlich noch steigen werden. Obendrein wäre noch eine wichtige bürokratische Hürde zu meistern: Bevor die Teleskope überhaupt Wurzeln zu schlagen bereit sind, muss gesetzlich geregelt sein, dass das SKA für einen Zeitraum von 50 Jahren vor Störsignalen geschützt wird. Probleme bereiten könnte auch die überschwappende immense Datenflut, zumal die heutige Breitband-Glasfaserkabel-Technik noch nicht so ausgereift ist, die erforderliche Kapazität von 100 Gigabit pro Sekunde aufzubringen.

Selbst die vorgesehene zentrale Recheneinheit ist noch nicht so weit, zehn bis 1000 Peta-Flops, sprich 10¹⁶ bis 10¹⁷ Rechenoperationen pro Sekunde, zu bewältigen. Die SKA-Verantwortlichen bauen und hoffen in dieser Hinsicht auf das Mooresche Gesetz.

Wenn all diese Nüsse geknackt sind und das Square Kilometre Array endlich Konturen gewonnen hat, wird den Astronomen ein einzigartiges Instrument zur Verfügung stehen, mit dem sie der Natur der Dunklen Materie und Energie, dem Ursprung des kosmischen Magnetismus auf den Grund gehen und Gravitationswellen nachweisen sowie Fragen der Grundlagenphysik und Teilchenphysik beantworten können.

Das SKA soll nach den ersten Strukturen im Universum suchen […] und die Allgemeine Relativitätstheorie mit bislang unerreichter Präzision testen.
Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR)

Selbst die Wahrscheinlichkeit, dass das SKA einen um ein Schwarzes Loch kreisenden Pulsar auf frischer Tat ertappt (was bislang noch nicht gelungen ist), ist sehr hoch. Dank der Sensibilität seiner Teleskope in der 21-cm Wasserstofflinie vermag das SKA sogar Milliarden von Galaxien bis zur Grenze des sichtbaren Universums und vielleicht sogar die ersten Sterne abzubilden.

Die Karoo-Region. Sollte Südafrika den Zuschlag erhalten, wird hier in zehn bis fünfzehn Jahren das Herz des SKA pulsieren. Bild: SKA

SETI steht in der Startlöchern

Natürlich ruft das fast schon zum Wunderteleskop verklärte Meisterwerk der Technik auch die SETI-Anhänger auf den Plan. Immerhin konnten sie mit der Anlage den von ihnen bevorzugten Radiobereich von einem bis zehn GHz mit ungewohnter Genauigkeit belauschen. Prof. Rainer Beck vom MPIfR in Bonn in Bonn, der an den Vorbereitungen für das SKA beteiligt ist, verkennt die Chancen nicht, die das SKA-Großprojekt SETI eröffnen könnte.

Das SKA wird außerdem nach technischen Radiosignalen suchen. Flughafen-Radar könnte noch bis 100 Lichtjahre und Mobilfunkstationen mit einem Megawatt Leistung noch bis in drei Lichtjahre Entfernung nachgewiesen werden. Mit einer in Zukunft zehnfach verbesserten Empfindlichkeit würde das SKA sogar Fernsehsender, wie die heute auf der Erde üblichen bis in 1000 Lichtjahren Entfernung nachweisen können.
Rainer Beck

Bislang konnten die SETI-Forscher mit ihrem zur Verfügung stehenden Equipment (von einigen Ausnahmen abgesehen) vornehmlich nur in einem Radius bis zu 1000 Lichtjahre operieren und folglich zirka maximal eine Million Sterne belauschen. Mit dem SKA jedoch ließe sich die Reichweite gleich verzehnfachen; auf einen Schlag rückten 100 Millionen Sterne in den Fokus.

Der Chefastronom Seth Shostak vom SETI-Institut in Kalifornien verweist auf den Umstand, dass das SKA zwar nicht allein für das Anliegen von SETI konstruiert werde, sich aber dennoch für die Jagd nach außerirdischen Funksignalen bestens eigne, zumal der Frequenzbereich der neuen Anlage doppelt so groß sei wie der des ATA. Mit dem SKA könne SETI den Himmel jedenfalls mit bislang noch nicht dagewesener Empfindlichkeit und Präzision abtasten.

Es kann Emissionen von einer ähnlich großen sendenden Antenne aufschnappen, die 1000 Lichtjahre entfernt ist, sofern die fremden Geschöpfe in der Lage sind, eine geringe Sendeleistung von fünf Kilowatt aufzubringen (was der einer kleinen AM-Radiostation entspräche).
Seth Shostak

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

Fotoshooting im All: Die Nasa-Sonde "Deep Impact" ist in wenigen hundert Kilometern Entfernung am Kometen "Hartley 2" vorbeigeflogen - und hat atemberaubende Bilder geschossen. Forscher versprechen sich neue Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems.

Fotostrecke

Auf diesen Moment haben Wissenschaftler fünf Jahre lang gewartet: Die US-Raumsonde "Deep Impact" ist am Kometen "Hartley 2" vorbeigeflogen und hat beeindruckende Bilder zur Erde gefunkt. Mit rund 44.000 Kilometern pro Stunde ist die Sonde durch die Gas- und Staubwolke des erdnussförmigen Schweifsterns geschossen und näherte sich ihm bis auf 700 Kilometer. "Wir werden Bilder einer Welt betrachten können, die wir nie zuvor gesehen haben", sagte Jessica Sunshine von der University of Maryland. Derzeit werden die Wissenschaftler der US-Weltraumbehörde Nasa die Fotos aus.

Mit einer Breite von rund 1,2 Kilometern ist "Hartley 2" der kleinste Komet, von dem bislang Nahaufnahmen gemacht worden sind. Er hatte die Astronomen kürzlich mit einem Ausbruch von giftigem Zyanid-Gas verblüfft. Dabei war nicht das Zyanid selbst die Überraschung, sondern seine Reinheit. Normalerweise schleudern Kometen bei Gasausbrüchen auch Staubteilchen ins All, doch bei "Hartley 2" konnten die Forscher keine nachweisen. Mit Hilfe der Bilder hofft die Nasa, das Rätsel um den fehlenden Staub nun lösen zu können.

Botschafter aus der Frühzeit des Sonnensystems

Kometen gehören zu den kleinsten Objekten im Sonnensystem. Sie bestehen aus einer Mischung von Eis, Staub und Gestein. Das Eis enthält nicht nur gefrorenes Wasser, sondern unter anderem auch Kohlendioxid (Trockeneis), Methan und Ammoniak. Viele Kometen bewegen sich auf stark elliptischen Bahnen durch das Sonnensystem: Sie tauchen aus den Randbezirken auf und kommen der Sonne sehr nahe, wobei sie antauen und der oft spektakuläre Schweif entsteht. Interessant sind Kometen vor allem deshalb, weil sie Material aus der Frühzeit des Sonnensystems enthalten und die Wissenschaftler sich davon Informationen zur Entstehung der Planeten erhoffen.

"Hartley 2", der derzeit 21 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist, war nicht der erste Komet im Visier einer Raumsonde. Der erste hautnahe Vorbeiflug an einem Kometen gelang 1985 der Nasa-Sonde ICE, das Ziel war damals der Komet "Giacobini-Zinner". 1986 flogen gleich mehrere Raumsonden zum Halleyschen Kometen: Neben ICE waren dies russische Wega- Sonden, zwei japanische Flugkörper und die europäische Sonde "Giotto".

Zuletzt hatte sich die europäische Raumsonde "Rosetta" bis auf etwa 3200 Kilometer dem Asteroiden "Lutetia" genähert. "Deep Impact" hatte zuvor bereits den Kometen "Tempel 1" besucht und mit einem mehrere hundert Kilogramm schweren Projektil beschossen. Anschließend wurde die Mission unter dem Namen "Epoxi" zum Kometen "Hartley 2" verlängert. Die Kosten der 2005 gestarteten Sonde gibt die Nasa mit 267 Millionen Dollar an, die Verlängerung der Mission kostet 42 Millionen Dollar (30 Millionen Euro).

Der nächste große Termin in der Kometenforschung steht bereits fest: "Rosetta" soll 2014 ein Landemodul auf dem Kometen "Tschurjumow-Gerassimenko" aussetzen. Es wäre das erste Mal in der Raumfahrtgeschichte, dass eine solche Aktion gelingt.

Quelle : www.spiegel.de

[SiLæncer]

Die Universität Berkeley hat in einem Newsletter an die SETI@home -Mitglieder mitgeteilt, dass das Projekt für längere Zeit – voraussichtlich für einenMonat – nicht erreichbar sein wird. Grund: Man müsse die Datenbankserver auswechseln, die mittlerweile nicht mehr zuverlässig genug arbeiten. Der Backup-Server verfüge zudem nicht über ausreichende Kapazität, um die Suche nach Außerirdischen alleine am Laufen zu halten.

Zwei aus Spenden finanzierte Server sind bestellt: einer wird der neue BOINC -Datenbankserver und der andere der neue Wissenschaftsdatenbankserver. Mit den beiden Geräten soll es möglich sein, deutlich mehr Arbeit an die Teilnehmer zu vergeben. Während der Ausfallzeit verteilt das Projekt keine neue Aufgaben; alle ausstehenden Ergebnisse lassen sich jedoch weiterhin hochladen. Website und Foren sollen die meiste Zeit weiterlaufen.

Während des Umbaus bietet es sich an, ein Ausweichprojekt einzurichten. Es wird immer dann gerechnet, wenn das SETI nicht erreichbar ist oder keine Arbeit hat. Als Ausweichmöglichkeiten empfiehlt SETI die folgenden BOINC-Projekte: Rosetta@home , Einstein@home, World Community Grid , QMC@HOME und POEM@HOME . Wem das nicht reicht, der findet weitere Projekte im SETI-Wiki, inklusive Installationsanleitung .

Quelle : http://www.heise.de/newsticker/meldung/Ein-Monat-Downtime-bei-SETI-home-1131688.html

[SiLæncer]

Das kosmologische Big-Bang-Modell ist und bleibt erste Wahl, um den Beginn des Universums zu verklären

Der Big Bang ist der Vater aller Dinge – ob diese materieller oder immaterieller, organischer oder anorganischer Natur, ob sie extrem klein, groß oder komplex sein mögen. Von allen kosmologischen Modellen, die den Beginn bzw. die Anfangsphase oder Vor-Urknallphase des Universums zu erklären versuchen, kann das klassische Urknall-Modell nach wie vor als einzige Theorie mit einer stringenten Indizienkette aufwarten, die sich sehen lassen kann, gleichwohl aber nicht garantieren kann, dass der Urknall jemals stattgefunden hat.

Das Nichts. Kein Leben. Kein Raum. Keine Zeit. Keine Ausdehnung. Kein Inhalt. Höhe, Länge, Breite und Volumen waren nicht existent. Kein Zeitpfeil flog, keine Uhr tickte. Nichts explodierte zu irgendeinem Zeitpunkt an einem bestimmten Ort. Nichts strahlte oder blitzte, nichts knallte vor zirka 13,7 Milliarden. Nur ein unendlich kleiner, unendlich dichter, unendlich heißer Punkt erfüllte das Nichts mit nicht näher definierbaren Teilchen und Kräften.

Grandioses Schauspiel Als vor Urzeiten unsere Welt sozusagen ihr Licht erblickte, gab es weder eine Mutter-Welt noch schwirrten irgendwelche Lichtphotonen durch die blutjunge Weltgeschichte. Und doch war am Anfang nicht das absolute Nichts. Irgendwer oder irgendetwas befreite das Nichts am Beginn allen materiellen Seins aus seiner Nichtigkeit. Wer oder was dabei als Regisseur agierte, das Theater baute, die Requisiten besorgte und die Bühne zuschauergerecht platzierte, auf der auch unsere Spezies seit zwei Millionen Jahren ihr Gastspiel zelebriert, steht noch nicht einmal in den Sternen, die als Folge des sogenannten Urknalls die samtene Schwärze des Alls ein wenig mit Licht beleben.

Schließlich könnte es genauso gut sein, dass alles seine Existenz dem Zufall verdankt, dass das Universum in der Tat quasi aus "Nichts" zu sich selbst fand. Sicher ist nur, dass der Urknall als denkbar gewaltigste Ouvertüre des ersten kosmischen Aktes ein grandioses Schauspiel eröffnete, dessen Schlussakt bestenfalls sein Schöpfer kennt – oder keiner kennt (weil es keine Schöpfung gab).

Kosmische Zeitenwende

Wäre es Ihnen beispielsweise vergönnt gewesen, vor 13,7 Milliarden Jahren jenseits von Zeit und Raum einen Sitzplatz zu ergattern, um diese erste Szene des ersten Aktes in natura zu bestaunen, wären Ihre fünf Sinne aufs Äußerste gefordert gewesen. Schließlich ging und verging damals alles sehr schnell – extrem schnell. Ein Beobachter hätte sich den Augenblick eines kurzen Augenzwinkerns nicht leisten dürfen, verrichtete doch der Urknall sein kreatives Werk binnen des Mikrobruchteils eines Wimpernschlags.

Wie extrem kurz die Aufbauphasen der Welt waren, führt uns die sogenannte Planck-Zeit drastisch vor Augen. Sie bildet die absolute Grenze der klassischen Beschreibung von Raum und Zeit und definiert den frühestmöglich denkbaren Zustand der Welt, wie er 10^-43 Sekunden nach dem Urknall gewesen ist. Wer noch tiefer in die Vergangenheit des Urknalls eintauchen will, dem stellen sich die Gesetze der Physik entgegen. Die Planck-Zeit war der Beginn der Zeit, der "Zeitpunkt", an dem gewissermaßen der Zeitpfeil abgeschossen wurde. Sie ist auch heute noch das kürzeste messbare Zeitintervall. Mit anderen Worten: Nicht mit dem Urknall trat die Zeit in die Welt, sondern erst 0,00000000000000000000000000000000000000000001 Sekunden "danach". Dem Zeitpfeil blieb also nicht viel Zeit, von der Singularität des Urknalls Abschied zu nehmen. Angesichts von Temperaturen von mehr als 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Grad Celsius, die während der ersten Millisekunde vorherrschten, verwundert es nicht, dass der Zeitpfeil schnell das Weite suchte. Das Gleiche galt für die Loslösung des Raumes aus der Urknall-Singularität. Sie vollzog sich fast zeitgleich mit dem Jungfernflug des Zeitpfeils.

Singuläre Urknall-Singularität

Letzten Endes war der Urknall eine Premiere ohne Generalprobe, die kein Zuschauer sehen und beklatschen, kein Auditorium hören, kein Kunstkenner kritisieren und kein Chronist protokollieren konnte. Schließlich setzte sich der Big Bang völlig unspektakulär, vollkommen geräuschlos und absolut lichtfrei in Szene. Als er in die Welt trat, um dieselbe zu formen, gab es kein Davor, weil vor der Zeit keine Zeit, vor dem Raum keine Räumlichkeit existierte. Nein, Zeit und Raum waren vor 13,7 Milliarden Jahren noch in einem undefinierbaren, unermesslich kleinen punktartigen Etwas von unvorstellbar hoher Energiedichte und Temperatur gefangen: der Anfangssingularität. Das punktartige Gebilde war unmessbar klein, grenzenlos heiß, unendlich massereich und stand außerhalb des Jenseits und Diesseits – im Niemandsland zwischen Metaphysik und Physik. Zwar war die Singularität mitnichten in der Raumzeit eingebettet, trotzdem war sie das Herz des Urknalls. Mit ihr begann das All zu pulsieren.

Das Problem, mit dem Urknall-Experten heute jedoch hadern, ähnelt dem Schicksal frustrierter Archäologen, die ein riesiges antikes Mosaikbild zusammenzusetzen versuchen, ohne dabei von dem Gesamtbild Kenntnis zu haben, geschweige denn das Gros der Mosaiksteine zu besitzen oder deren potenzielle Fundorte zu kennen. Ja, es sieht danach aus, als hätte der Urknall all seine Geheimnisse mit in die Inflationsphase genommen. Wer etwas über den Beginn der Welt wissen will, muss den Nachhall, das Echo des Urknalls – sprich die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung – wie ein Chirurg sezieren und wie ein Detektiv unter die Lupe nehmen, wohl wissend, dass die kosmologische Standardtheorie über den Beginn der Welt nichts vom Anfang der Welt erzählt, sondern bestenfalls etwas von den Nachwirkungen einer "Explosion", die noch nicht einmal etwas mit einer klassischen Explosion gemein hatte, ja, für sich gesehen noch nicht einmal ein Ereignis "guthin" war.

Gesetz der Expansion

Als Edwin Hubble 1923 mit seinem 100-Zoll-Teleskop auf dem Mount Wilson erstmals den extragalaktischen Status der Andromeda-Galaxie anhand der Cepheiden-Variablen bestätigte sowie deren Entfernung maß, endete nicht nur eine jahrzehntelang währende Diskussion; innerhalb der Kosmologie begann zugleich auch ein neues Zeitalter. 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. Mithilfe seines leistungsstarken Teleskops und mittels der Spektralanalyse des einfallenden Lichts der weit entfernten "Welteninseln" beobachtete Hubble 1929 eine Verschiebung der Spektrallinien zum roten Ende des elektromagnetischen Spektrums, also zu den größeren Wellenlängen hin.

Edwin Hubble. Bild: NASA

Diese Rotverschiebung deutete Hubble als Doppler-Effekt, was wiederum nur einen Schluss zuließ: Die anvisierten Galaxien bewegen sich von der Erde fort, wobei nach der heute korrekten Sichtweise der ART nicht die Milchstraßen auseinanderdriften, sondern vielmehr der Raum selbst expandiert – gleich einem Luftballon. Mit welcher Geschwindigkeit sich dieser Prozess vollzieht, beschreibt das Hubble'sche Expansionsgesetz, demzufolge die Fluchtgeschwindigkeit v und die Entfernung d eines astronomischen Objekts durch die empirische Beziehung v = H_od miteinander verknüpft sind, wobei der exakte Zahlenwert der so genannten Hubble-Konstante H_o, der für die Berechnung der Fluchtgeschwindigkeit zentral ist, bis heute strittig ist. Er bewegt sich zwischen 55 und 90 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec.

Wenig später (1931) publizierten Albert Einstein und de Sitter das einfachste Weltmodell: Der Weltraum expandiert ewig, der Raum ist euklidisch und das Weltalter umgekehrt proportional zur Hubble-Konstante. Aus all dem ergab sich zwangsläufig die Überlegung, dass, wenn dieser Prozess umgekehrt, also die Expansionsbewegung gewissermaßen zurückgerechnet wird, man unweigerlich an einem Punkt anlangen müsse, in dem Materie, Raum und Zeit einst vereinigt gewesen, aus dem sie gewissermaßen zugleich in einer gigantischen "Explosion" entsprungen sein mussten.

Das Hauptziel der Planck-Mission ist, die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung mit einer Winkelauflösung von 5 bis 10 Bogenminuten und einer Empfindlichkeit von einem Millionstel Grad abzubilden. Hier der erste "Zwischenstand" nach einjähriger Vermessung. Bild: ESA, HFI, LFI

Omnipräsente Hintergrundstrahlung

Neben der Rotverschiebung hat sich vor allem die Mikrowellen-Hintergrundstrahlung als das zweite Standbein der Urknall-Theorie etabliert. Sie entstand 380.000 Jahre nach dem Big Bang, als die Ursuppe im Zuge der Abkühlung des Universums nur noch eine Temperatur von etwa 2700 Grad Celsius hatte und Protonen und Elektronen zu den ersten Atomen (griech. atomos = das Unteilbare) zusammenfanden, die ihrerseits das erste Licht generierten. Charakteristisch für das kosmo-archaische Echo des Urknalls ist seine extrem kurzwellige Strahlung im Mikrowellenbereich. Sie liegt etwa bei 2,72 Kelvin (minus 270,43 Grad Celsius), weshalb sie in der Physik auch als 3-K-Strahlung Bekanntheit erlangt hat. Einer der Ersten, der die Bedeutung dieses fossilen Lichts ansatzweise erkannte, war der russisch-amerikanische Physiker George A. Gamow (1904–1968), der bereits 1946 die Theorie des "heißen" Anfangs" postulierte. Hierunter stellte sich Gamow einen zu Neutronen zusammengequetschten Wasserstoffklumpen vor, der sich langsam wie ein Luftballon aufblähte.

Während der Abkühlung sei dann eine Urstrahlung übrig geblieben, die allgegenwärtig gewesen sei und sich aufgrund der schnellen Ausdehnung des Universums auf eine Temperatur von ungefähr fünf Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt hätte. Die erste praktische Probe aufs Exempel machte indes Robert Dicke von der Universität Princeton in New Jersey. Ausgehend von der Prämisse, dass die vermutete Hintergrundstrahlung immer noch nachweisbar sein müsse, suchten Dicke und sein Team mithilfe einer selbst konstruierten Apparatur gezielt nach Strahlungsquellen im All, die kühler als minus 253,15 Grad Celsius waren – ohne Erfolg. In den Genuss, das kosmische Rauschkonzert des zweiten Aktes der Urknall-Ouvertüre erstmals in natura zu hören, kamen währenddem zwei Nicht-Kosmologen: Arno A. Penzias und Robert W. Wilson von den amerikanischen Bell Telephone Laboratories (New Jersey). Mit der 6,60 Meter langen Hornantenne von Holmdel wurden sie im Jahr 1964 "Ohrenzeugen" einer anhaltenden Mikrowellenstrahlung (auf einer Wellenlänge von 7,35 Zentimetern), die aus allen Himmelsrichtungen in der gleichen Intensität und der gleichen Temperatur von minus 270,15 Grad Celsius eintraf. Nachdem alle potenziellen Störquellen ausgeschaltet waren, zeigte sich, dass die detektierte, sehr langwellige und isotrope Radiostrahlung nichts anderes war als ein kosmisches Relikt, sozusagen ein Nachglühen des Urknalls, ein Nachklang der Geburtswehen des Universums, die von allen Seiten kommend permanent auf uns niederprasselt.

Hubble-Astrofoto von der 320 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie NGC 4911. Bild: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Ähnlich Paläontologen, die versteinerte Dinosaurierknochen studieren, um das Leben und Alter urzeitlicher Tiere zu rekonstruieren und zu bestimmen, haben Astronomen die fossile Strahlung einstweilen minutiös durchleuchtet, gemessen und sogar kartografiert. Entscheidenden Anteil hieran hatte die NASA-Forschungssonde COBE (Cosmic Background Explorer), die von 1992 bis 1996 die Hintergrundstrahlung durchleuchtete und dabei Falten im Raum-Zeit-Gewebe des Kosmos in Form von winzigen Schwankungen und minimalen Temperaturunterschieden ausmachte. Ein Phänomen, das Experten Anisotropie nennen und das Schlüsse auf den Urzustand des Alls erlaubt – und vor allem die Richtigkeit des Urknall-Modells stützt. Bestätigung fanden diese Ergebnisse 2003, als die NASA-Sonde WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) die Temperaturunterschiede in der Hintergrundstrahlung bis auf ein Millionstel Grad genau berechnete und eine noch exaktere 360-Grad-Karte der Urzeit unseres Universums erstellte. Es ist das bislang schärfste Bild vom "Feuerballstadium", das zugleich auf farbenfrohe Art visualisiert, wie dieses 380.000 Jahre nach dem Urknall einmal "ausgesehen" hat, als Sterne und Galaxien noch nicht existierten.

Diverse Extras

Gleichzeitig war aber die Entdeckung der Hintergrundstrahlung auch ein entscheidendes Indiz gegen die Steady-State-Theorie, mit der die Astrophysiker Hermann Bondi, Thomas Gold und Fred Hoyle im Jahr 1948 die Fachwelt konfrontierten. Während die Big Bang-Theorie noch um die nötige Aufmerksamkeit und Anerkennung kämpfte, verneinte die von ihnen formulierte Theorie den im Urknall-Modell beschriebenen Beginn der Welt und ging stattdessen von einem unendlichen Universum aus, das ewig währt und für alle Zeiten gleich aussieht und das für jeden Beobachter – egal von welchem Ort er dieses Universum betrachtet – stets den gleichen Anblick der Welt böte.

Natürlich gibt es noch weitere starke Indizien für die Urknalltheorie: So spricht beispielsweise die heutige mittlere Dichte der beobachtbaren, leuchtenden Materie im Kosmos, die sich in Sternen oder im interstellaren Gas und Staub befindet, ganz eindeutig für das Big-Bang-Szenario. Auch ein Anteil an intergalaktischer Materie wäre hier zu berücksichtigen, ferner der Anteil an dunkler Materie (baryonische Materie) in nichtleuchtenden Objekten und nichtbaryonische (exotische Materie).

Das Gleiche gilt für den Anteil der Elemente Helium, Lithium und Deuterium in der Urmaterie vor der Bildung der Sterne. Nicht zuletzt können Astronomen mit der Analyse des radioaktiven Zerfalls in Meteoriten (und auch in Sternatmosphären durch die Beobachtung von Thorium-Linien in Sternspektren), aber auch aus der Entwicklungszeit von Kugelsternhaufen und der Abkühlzeit von Weißen Zwergsternen das Alter der Welt sehr exakt bestimmen. 3,7 Milliarden Jahre nach dem Urknall erhöhen diese Beobachtungen die Wahrscheinlichkeit, dass unser Universum seine Geburtsmikrosekunde vor sage und schreibe 13,7 Milliarden Jahren zelebrierte – an einem Tag, der ein Tag ohne Gestern war.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

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Forscher entdecken den ersten Planeten mit einer Herkunft außerhalb unserer Milchstraße

Der Planet HIP13044b hat offenbar gleich mehrere ungewöhnliche Eigenschaften: Er ist seiner Sonne sehr nah, und er ist mit dieser aus einer Begleitgalaxis unserer Milchstraße eingewandert.

Auf HIP 13044b geht es wohl eher ungemütlich zu. Der Planet, etwas größer als unser Jupiter, umkreist seinen Heimatstern auf einer sehr engen Bahn. Auf bis zu 0,06 Astronomische Einheiten (AU) kommt er der Sternenoberfläche nahe - das ist gerade einmal noch ein Fünftel der kleinsten Sonnenentfernung des Merkur. Auch ist seine Bahn ungewöhnlich stark elliptisch, mit einer Exzentrizität von 0,25 liegt sie noch über der des sonnennächsten Planeten, während die Erde mit einer Exzentrizität von 0,0167 fast eine Kreisbahn beschreibt.

Extragalaktischer Jupiter - künstlerische Vorstellung des Planeten HIP 13044b, der als Begleiter von Stern HIP 13044 von außerhalb unserer Milchstraße stammt (Bild: ESO/L. Calçada)

Gesehen hat HIP13044b noch niemand - seine Entdecker sind ihm mit Hilfe des hochauflösenden Spektrographen FEROS am 2,2-Meter-Teleskop des ESO-Observatoriums La Silla in Chile auf die Spur gekommen. Der Entdeckungsprozess selbst gleicht dem der einigen Hundert anderen Exoplaneten, die mittlerweile in den Fachjournalen gelistet sind. Das heißt, periodische Unregelmäßigkeiten im Spektrum des 2000 Lichtjahre von der Erde entfernten Sterns HIP 13044 haben darauf aufmerksam gemacht, dass dort noch ein unsichtbarer Begleiter im Spiel sein könnte.

Dass dieser Exoplanet es nun sogar in das renommierte Wissenschaftsmagazin Science geschafft hat, liegt an seiner ungewöhnlichen Herkunft, sowohl aus örtlicher als auch aus geschichtlicher Sicht. Sein bis auf das "b" gleichnamiger Stern gehört nämlich zu einer Gruppe, die sich Helmi-Strom nennt - eine Gruppe von Sternen, die ursprünglich zu einer separaten Zwerggalaxis gehört haben muss. Diese könnte vor etwa sechs bis neun Milliarden Jahren einem Fall von galaktischem Kannibalismus zum Opfer gefallen und von den Gezeitenkräften der Milchstraße zerrissen worden sein - ähnlich wie es derzeit den Mitgliedern der Sagittarius-Zwerggalaxie geschieht.

Die Forscher halten es für wenig wahrscheinlich, dass HIP 13044 seinen planetaren Begleiter erst nach dem Einzug in die Milchstraße aufgepickt hat. Das hält allerdings weitere Rätsel bereit, denn es handelt sich hier um einen Stern, dem man aufgrund seiner Eigenschaften eigentlich gar keine Planeten zugetraut hätte. Vor allem die Tatsache, dass sich im Spektrum von HIP 13044 sehr wenig Metalle finden lassen, passt nicht zu den gegenwärtigen Theorien über die Entstehung von Planeten. Bisher gibt es jedenfalls keine Erklärung dafür, wie sich rund um einen solchen Stern Planeten gebildet haben könnten.

Malerische Umgebung - so sieht ein Künstler einen Planeten, der von seinem Stern umhüllt wird (JSW Art 2007)

Und es müssen, wie weitere Daten zeigen, tatsächlich einmal mehrere Planeten gewesen sein. Offenbar hat HIP 13044 in einem früheren Stadium seiner Entwicklung schon einige seiner inneren Planeten geschluckt, als er sich zu einem Roten Riesen aufblähte. Darauf weist die messbare Tatsache hin, dass seine Rotationsgeschwindigkeit für Objekte dieses Typs ungewöhnlich hoch ist. Andere Forscher haben bereits gezeigt, dass es zu einer Erhöhung dieser Rotationsgeschwindigkeit führt, wenn ein Stern Planeten in seine Hülle einschließt.

Spannend dürfte auch das weitere Schicksal unseres extragalaktischen Besuchers sein. Zwar konnte er dem Tod im Sterninneren bisher entfliehen - doch sein Heimatstern ist so alt, dass ihm (in kosmologischen Zeiträumen) bald ein neuer Entwicklungsschritt bevorsteht. Derzeit verbrennt er als Teil des so genannten Horizontalastes im Hertzsprung-Russel-Diagramm in seinem Kern Helium, in der Hülle Wasserstoff. Sobald das Helium im Kern aufgebraucht ist und wenn die Masse des Sterns nicht ausreicht, um Kohlenstoff zu verbrennen, folgt der nächste Schritt - das Helium in der Hülle fusioniert und der Stern dehnt sich (bei schrumpfendem Kern) weiter aus, er wird zu einem Stern auf dem asymptotischen Riesenast. Am Lebensende steht dann ein starker Masseverlust - der Beobachter sieht einen Planetarischen Nebel.

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Welche Gestalt hat das Universum?

Schon Einstein wusste, dass die Geometrie des Raums von seinem Inhalt abhängt. Diese Beziehung gilt auch andersherum: Wenn die Geometrie, die Form, des Universums bekannt ist, können wir auf seinen Inhalt schließen. Beide Fragen gehören in der Kosmologie gerade zu den heißesten Tagesordnungspunkten - noch vor 20 Jahren wären die Antworten darauf ganz anders ausgefallen. Erst genaue Analysen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung gaben schlüssige Hinweise darauf, dass das Universum tatsächlich flach sein könnte.

Dann müsste sich allerdings seine Expansion mit der Zeit verlangsamen, gebremst von der allgegenwärtigen Gravitation. Die direkte Beobachtung sagt jedoch, dass genau das Gegenteil der Fall ist - das Weltall dehnt sich immer schneller aus. Zu erklären war diese Tatsache nur mit einer Größe, die man Dunkle Energie nannte - sie wirkt demnach der Gravitation entgegen.

So verkehrte sich die ältere Annahme, das Universum bestünde vor allem aus Dunkler Materie (deren Existenz man aus Gravitationswirkungen ableitet, die nicht allein von sichtbarer, gewöhnlicher Materie herrühren können) in ihr Gegenteil: Im aktuellen Standard-Modell der Kosmologie nimmt man an, dass der Kosmos nur zu 4 Prozent aus gewöhnlicher Materie besteht, wie wir sie kennen, und auch nur zu 23 Prozent aus Dunkler Materie - aber zu 73 Prozent aus Dunkler Energie.

Jedenfalls heute - zu anderen Zeiten verhielt es sich anders. In der Rekombinationsphase des Universums, etwa rund 377.000 Jahre nach dem Big Bang, bestand der Kosmos aus zehn Prozent Neutrinos, zwölf Prozent Atomen, 15 Prozent Photonen und 63 Prozent Dunkler Materie - von der Dunklen Energie war fast nichts zu spüren. Das weist schon darauf hin, worum es sich bei der seltsamen Dunklen Energie eigentlich handeln könnte: Um die Energie des leeren Raums, Vakuumenergie, von der es so kurz nach dem Urknall einfach noch nicht viel gab.

Zwar hat die Analyse der Hintergrundstrahlung Parameter erbracht, die bis auf zwei Prozent an den für ein flaches Universum nötigen Werten liegen - der endgültige Beweis steht trotzdem noch aus. Da kommt es der Wissenschaftsgemeinde sehr gelegen, dass zwei französische theoretische Physiker eine unabhängige Methode entwickelt haben, auf die Geometrie des Universums zu schließen. Im Wissenschaftsmagazin Nature stellen sie ihr Verfahren vor.

Der Trick der beiden französischen Physiker

Es beruht im Grunde auf zwei beobachtbaren Daten: Der Rotverschiebung eines astronomischen Objekts und des relativen Winkels zwischen zwei Objekten. Kennt man die Geometrie des Raums, in dem sich beide Objekte bewegen, kann man die nicht direkt messbare Position berechnen. Hätte man nun ein Objekt bekannter Form, für das man die Rotverschiebung zweier Punkte messen kann, könnte man daraus exakt die Geometrie des Universums ableiten. So leicht ist es allerdings leider nicht.

Hubble-Image eines Paars von Spiralgalaxien - das Pärchen ist im Sternbild des Drachen zu finden und etwa 350 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Analysiert man die Ausrichtung vieler solcher Galaxienpaare, kann man daraus auf die Geometrie des Universums und die Natur der Dunklen Energie schließen. (Foto: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans)

Wovon wir aber ausgehen können, jedenfalls wenn unsere Modelle stimmen, ist die Homogenität des Universums. Und hier kommt der Trick der beiden französischen Physiker ins Spiel: Man nehme eine größere Anzahl weit entfernter Galaxienpaare - Binärsysteme, die sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt bewegen. Nun müsste die Ausrichtung der beiden Teile des Paars zueinander, geht man von einem homogenen Universum aus, eigentlich rein statistisch verteilt sein, es dürfte keine Vorzugsrichtungen geben.

So braucht man nur noch die tatsächlich gemessene, eben nicht rein statistische Verteilung in ein Modell des Universums zu geben, dass dessen Geometrie berücksichtigt, und so lange an den Parametern herumspielen, bis sich eine korrigierte Gleichverteilung ergibt - und schon hat man die korrekte Form des Universums gefunden.

Ob das Verfahren funktioniert, haben die Franzosen auch gleich ausprobiert: Das Ergebnis - das Universum ist eine Scheibe - passt zum Standardmodell der Kosmologie. Die Forscher zeigen dabei auch, dass die mysteriöse Dunkle Energie wohl eine Art Vakuumenergie sein muss - was sie in direkte Beziehung zu Einsteins kosmologischer Konstante setzt. Interessant ist diese Auflösung aber nicht nur für Kosmologen: Die Gestalt des Universums bestimmt auch sein Ende - wird es sich einfach nur zu Tode expandieren, bis alle Objekte verdampft und vielleicht sogar alle Protonen zerfallen sind, oder wird es gar in einem "Big Rip" durch die Dunkle Energie von der immer weiter beschleunigenden Expansion auseinandergerissen?

Quelle : http://www.heise.de/tp/

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Der britische Physiker und Mathematiker Penrose bezweifelt das Standardmodell des inflationären Universums

Haben Raum und Zeit mit dem Urknall begonnen? Ist unser Universum aus dem Nichts entstanden? Oder gab es etwas davor, das nur jenseits des Horizonts liegt? Vielleicht ist unser Universum ja nur eine Blase in einem anderen Universum, vielleicht gibt es auch unendlich viele Anfänge und Welten?

Das Standardmodell geht vom singulären Ereignis des Urknalls und der danach erfolgenden Expansion oder Inflation des Universums aus. Einen Hinweis darauf liefert auch die Mikrowellen-Hintergrundstrahlung als Relikt des Urknalls, die 380.000 Jahre nach dem Urknall entstanden, als sich das Universum auf 3.700 Grad abgekühlt und die Dichte der Suppe aus Strahlung und Materie abgenommen hatte. Die Mikrowellen-Strahlung hat sich seitdem von etwa 3.000 Kelvin auf jetzt 2,725 Kelvin (-270 C) abgekühlt.

WMAP-Bild der Temperaturunterschiede in 13,7 Milliarden Jahren. Bild: NASA / WMAP Science Team

Vahe Gurzadyan vom Yerevan Physics Institute in Armenien und der bekannte britische Physiker und Mathematiker Richard Penrose haben nun eine Theorie vorgestellt, dass nach den Messungen der WMAP-Sonde (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), bestätigt durch die Ballondaten von BOOMERanG98, Raum und Zeit doch nicht erst mit dem Urknall entstanden sind und das Standardmodell des inflationären Universums möglicherweise nicht gültig sein könnte. Das haben natürlich auch schon andere Wissenschaftler behauptet.

Ein von Penrose und Gurzadyan
herausgehobener Kreis in den WMAP-Daten.

Die beiden Wissenschaftler gehen in ihrem Paper von den konzentrischen Kreisen aus, die sich in den WMAP-Daten der Hintergrundstrahlung beobachten ließen und in denen die Temperatur niedriger sei. Das würde eher darauf hinweisen, dass der Urknall nur einer unter vielen war und dass unser Universum nur ein vorübergehendes Ereignis in einem zyklischen Universum ist, das mit jedem Urknall neu beginnt und möglicherweise endlos neue Universen erzeugt.

Die konzentrischen Kreise sollen uns nämlich die Möglichkeit bieten, hinter den Urknall zu sehen, weil sie durch das Aufeinandertreffen von riesigen Schwarzen Löchern mit Galaxien im Universum vor dem unserem entstanden seien. Für uns würde dies "nicht in der Form von Gravitationswellen, sondern in der von sphärischen, weitgehend isotropen, heftigen Energieausbrüchen in der ursprünglichen Materie des Universums erscheinen, was wir für eine ursprüngliche Form der Dunklen Materie halten." Und weil die konzentrischen Kreise nicht zufällig verteilt sind, würden sie auch der Vorstellung der Inflation widersprechen. Wenn ein erneuter Urknall droht, wird die Entropie nach Gurzadyan und Penrose sehr niedrig. Dann würden nämlich die Schwarzen Löcher allmählich mit der Expansion des Universums verschwinden, wodurch die Entropie sinkt.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

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15 Jahre Jagd nach fremden Planeten: Forschern ist erstmals ein zaghafter Blick in die Gashülle einer Super-Erde gelungen, die eine fremde Sonne umkreist

Wenn das Außenteam von Raumschiff Enterprise auf einem fremden Planeten landet, behalten alle Raumfahrer brav ihren Helm auf - bis der Wissenschaftsoffizier sich mit einem Blick auf den Tricorder überzeugt hat, dass die Atmosphäre des Fremdgestirns auch wirklich atembar ist. Das ergibt natürlich mehr Dramatik (vor allem, wenn sich im Nachhinein zeigt, dass man irgendein fieses, extraterrestrisches Virus übersehen hat, das nun die Gedankenkontrolle übernimmt) als der langsame, geradezu umständliche Weg, den Astrophysiker in der Realität beschreiten.

Umso mehr überrascht, wie viele Details man offenbar auch aus der Ferne erkennen kann - auf den Warp-Antrieb können wir zwar nicht zurückgreifen, wohl aber auf ausgefeilte Beobachtungsmethoden in jedem Bereich des Spektrums. Die Jagd nach erdähnlichen Planeten im Weltraum ist dafür das beste Beispiel - erst vor gut 15 Jahren ging mit 51 Pegasi b das erste Exemplar ins Netz. Als Riesen-Planet vom Hot-Jupiter-Typ war er zwar wohl am einfachsten zu entdecken, doch für die Suche nach Weltraumobjekten mit erdähnlichen, lebensbefördernden Eigenschaften war er noch nicht der richtige Kandidat.

Für die Entdeckung von 51 Pegasi b kam die sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode zum Einsatz. Dabei nutzt man die Tatsache, dass ein System aus Planet und Sonne stets um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreist. Beobachtet man den Stern, erkennt man seine Wankel-Bahn an einer Dopplerverschiebung seines Spektrums: Mal kommt das Gestirn ja auf den Beobachter auf der Erde zu, mal entfernt es sich von ihm. Verblüffend ist allerdings, welche kleine Abweichungen man auf diese Weise schon detektieren kann. Das Verfahren funktioniert natürlich umso besser, je kleiner der Größenunterschied von Stern und Planet ist. Bei Zwergsternen, die relativ eng von Planeten umlaufen werden, kommt man so auch tatsächlich erdähnlichen Welten auf die Spur.

Bei der Konkurrenzmethode hingegen, der Transitmethode, hofft man darauf, einen wichtigen Moment mitzubekommen: Wenn der vermutete Planet sich zwischen seinem Stern und dem Beobachter befindet, sollte es zu einer Abdunklung des Sternenlichts kommen. Die Transitmethode traut die Forschergemeinde derzeit mehr Erfolge insbesondere bei der Entdeckung möglichst kleiner Planeten zu. Voraussetzung ist natürlich, dass wir von der Seite auf die Bahnebene des Planeten schauen - sonst fällt die Bedeckung aus.

Astronomen haben erstmals einen Blick in die Atmosphäre eines Exo-Planeten geworfen (Bild: Paul Kempton)

Relativ selten hat man bisher jedoch Planeten direkt beobachten können, wie es im Jahre 2008 Astronomen bei dem Drei-Planeten-System des Sterns HR 8799 gelang. Hier handelte es sich allerdings um recht große Welten mit mehreren Jupitermassen - die auch auf ein Problem der Planetenjagd aufmerksam machen: Man kann sich bei sehr großen Objekten nicht wirklich sicher sein, es mit einem Planeten zu tun zu haben.

Ab 13 Jupitermassen könnte solch ein Objekt in seinem Inneren Deuterium fusionieren und wäre damit ein Brauner Zwergstern. In die Datenbank der [extern] Exo-Planeten, die erst kürzlich die 500. Entdeckung feierte, werden Exo-Objekte bis zu 20 Jupitermassen aufgenommen.

Forschern gelang es, erstmals direkt ein Spektrum aufzufangen

HR 8799 hat Anfang dieses Jahres erneut astrophysikalische Schlagzeilen gemacht: Von einem der Planeten des Systems konnten Forscher erstmals direkt ein Spektrum auffangen. Das Spektrum verrät viel über den Aufbau eines Objekts. Umso spannender ist die Entdeckung, von der nun Astrophysiker in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichten. Ihnen ist es gelungen, einen Blick in die Atmosphäre von GJ 1214 b zu werfen. Dem Planeten mit knapp sieben Erdmassen hatte man schon eine relativ dichte Atmosphäre zugeschrieben.

Doch woraus besteht diese? Offenbar nicht aus Wasserstoff. Eine Wasserstoff-Atmosphäre würde wegen ihrer leichten Bestandteile sehr weit in den Raum reichen, es käme zu vielen Interaktionen mit dem Licht des Sterns - und es müssten sich entsprechende Linien im Spektrum nachweisen lassen. Genau diese Linien fehlen jedoch - und das kann im Umkehrschluss nur heißen, dass GJ 1214 b eine wasserreiche, von Wolkenbildung gekennzeichnete Atmosphäre besitzen muss, die sich wie bei der Erde in der Nähe der Oberfläche konzentriert.

Über die Atembarkeit sagt das zwar noch nichts, aber da GJ 1214 b nur rund 40 Lichtjahre von der Erde entfernt seinen Mutterstern umkreist, könnte man ja auch ohne Warp-Antrieb in nicht allzu ferner Zukunft einen Kontrollflug unternehmen.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

US-Astronomen rechnen hoch, dass im Universum mindestens drei Mal so viele Sterne existieren wie bislang angenommen

Nach der Observation von acht "erdnahen" elliptischen Galaxien entdeckten US-Astronomen erstmals zahlreiche extragalaktische Rote Zwergsterne - wider Erwarten sogar 20 Mal mehr Rote Zwerge. Von diesem Wert und alten empirischen Daten ausgehend, extrapolierten die Wissenschaftler. Ihr Ergebnis: Im Universum stellen Rote Zwergsterne 80 Prozent aller Sterne. Hierdurch erhöht sich die totale Anzahl aller Sterne im Kosmos um das Dreifache. Mehr noch: Die Anzahl erdähnlicher Exoplaneten und die Wahrscheinlichkeit außerirdischen Lebens im All steigt gleichzeitig um den Faktor drei.

Hubble-Ultra-Deep-Field-Aufnahme (HUDF) von 10.000 Galaxien, die knapp 13 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind. Auch in ihnen dürften weitaus mehr Sterne ansässig geworden sein wie bis dato angenommen. Credit: NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team. Bild: ESA.

380.000 Jahre nach dem Urknall (engl. Big Bang) endete die kosmische Tristesse der absoluten Dunkelheit. An einigen Stellen im archaischen Kosmos fingen Teilchen an, sich mit anderen zu dichteren, winzigen Wolken zu formen. Eine völlig neue materielle Qualität eroberte den Kosmos und gewann allmählich die Oberhand. Sonnen entstanden, Sterne entsprangen aus Gaswolken, und gemeinsam begannen sie ihren ewigen Tanz miteinander. Erstmals durchflutete Sternenlicht das All. Rund hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, noch inmitten der Phase der Galaxienentstehung, genoss das Universum das erste Sonnenbad. Die ersten Sterne blühten auf und beleuchteten den jungen Kosmos ...

Die beiden "Domes" des Keck-Observatoriums auf Hawaii (USA). Die berühmte Sternwarte liegt auf dem 4200 Meter hohen schlafenden Vulkan Mauna Kea. Bild: NASA/JPL.

Stellare Ungewissheit und stellare Inflation

Heute, gut 13,7 Milliarden Jahre später, vermag kein irdischer Forscher genau zu berechnen, wie viele Sterne und Galaxien derweil das photonenarme Universum mit Licht durchfluten. Während Pessimisten zirka 100 Milliarden Sterne in unserer Milchstraße und 100 Milliarden weitere "Milchstraßen" im All vermuten, geht die Fraktion der Optimisten von bis zu eine Billion Sterne pro Galaxie und annähernd 500 Milliarden Welteninseln im All aus.

Doch nunmehr sieht es danach aus, als hätten selbst die Optimisten in der Vergangenheit um einige Nuancen zu schwarzmalerisch extrapoliert. Denn wie US-Astrononen im aktuellen Fachmagazin Nature (2. Dezember 2010) berichten, könnten mindestens drei Mal so viele Sterne die samtene Schwärze des Universums erhellen. In vielen der 500 Milliarden Galaxien könnten im Schnitt mehr als drei Billionen Sterne beheimatet sein.

Im Virgo-Galaxienhaufen treiben bis zu 2000 Galaxien. Vier davon observierten Dokkum und sein Team. Bild: Digitized Sky Survey, Palomar Observatory, STScI.

Auf den neu ermittelten optimistischen Wert kam ein US-Astronomenteam unter der Leitung von Pieter van Dokkum, der an der Yale Universität in New Haven (Connecticut) forscht und lehrt. Rote Zwergsterne spielten bei der Studie die Hauptrolle.

20 Mal mehr Rote Zwerge

Im April dieses Jahres nahmen die Forscher einen Tag lang mit dem "Low-Resolution Imaging Spectrometer" (LRIS) des Keck-I-Teleskops auf Hawaii (USA) acht massereiche und relativ erdnahe elliptische Galaxien ins Visier. Dass sich die Forscher strikt auf elliptische Galaxien fokussierten, hängt mit einigen, für die Observation günstigen Eigenschaften dieser Galaxienklasse zusammen. Schließlich emittieren diese eher kugelförmig aufgebauten Materioasen aus dem Zentrum am stärksten. Ferner zeichnen sie sich durch ihr hohes Alter aus und sind im Universum allgegenwärtig. In reichen Galaxienhaufen etwa stellen sie die Hälfte aller Galaxien. Und zu guter Letzt zählen sie kosmosweit zu den größten Galaxien, die bisweilen sogar bis zu eine Billion Sterne besitzen.

Während der Observation der 50 bis 300 Millionen Lichtjahre entfernten acht Galaxien, von denen vier im Virgo- und weitere vier im Coma-Galaxienhaufen untersucht wurden, interessierten sich die Astronomen ausschließlich für die jeweilige galaktische Zentralregion.

Zu ihrer Überraschung lokalisierten sie in den elliptischen Galaxien mit dem Keck-Spektrometer auffallend viele schwache stellare Lichtsignaturen, die von Roten Zwergsternen stammten. Dabei zeigte sich, dass besagte Sterne nur 10 bis 20 Prozent der Sonnenmasse hatten. "Keiner wusste, wie viele Sterne es dort gab", erklärt Pieter van Dokkum von der Yale Universität, der das Projekt leitete. "Verschiedene theoretische Modelle sagten ein sehr breites Spektrum an Möglichkeiten voraus."

Aufnahme des Coma-Clusters. In diesem Galaxienhaufen driften mehr als 1000 Welteninseln. Vier davon observierten Dokkum und sein Team. Bild: NASA, JPL-Caltech, SDSS, Leigh Jenkins, Ann Hornschemeier (Goddard Space Flight Center) et al..

Rote Zwergsterne: Mini-Exkurs

Rote Zwerge sind Hauptreihensterne des Spektraltyps M, weshalb sie auch unter dem Namen M-Zwergsterne firmieren. Ihre Masse variiert zwischen 8 und 57 Prozent der Sonnenmasse. Neben unserer Sonne wurde ein Roter Zwerg seinem Namen zur Ehre gereichen, weist er doch im Schnitt 15 Prozent des Sonnenradius auf. Dieses kleine Handicap gleichen M-Zwergsterne durch ihre stellare Omnipräsenz aus, stellen sich doch 75 Prozent aller Sterne in der Milchstraße. Obendrein werden sie alt, sehr alt, weil sie kalt, licht- und massearm sind. Kosmologen attestieren diesem Sterntyp, der durchschnittlich 50 Mal schwächer als unsere Sonne leuchtet, ein Alter, das meist über 10 Milliarden Jahre liegt. Da sie als kosmische Dauerbrenner ausschließlich im rötlichen Licht und Infrarot auf Sparflamme emittieren, strahlen sie derart schwach, dass Astronomen sie in anderen Galaxien bislang nicht detektieren konnten. Über die genaue Anzahl Roter Zwerge in erdnahen oder fernen Sternoasen konnten sie bis vor kurzem nur mutmaßen.

Infrarot-Aufnahme eines Roten Zwergsterns Bild: NASA.

Gäbe es ein Ranking für die im Produzieren von Sonneneruptionen effektivsten Sterne, gebührte dieser stellaren Sonderklasse fraglos ein Spitzenplatz. Einen Spitzenwert erreicht insbesondere die von ihnen emittierte UV-B- und Röntgenstrahlung. Jeder planetare Begleiter sähe sich - ob dieser massereich oder massearm wäre - nicht nur hoher Hitze und höchst lebensfeindlicher solarer Strahlung gegenüber, sondern würde auch infolge der stellaren starken Gravitation synchron rotieren und somit seiner Sonne immer dieselbe Seite zeigen.

Mutige Extrapolation

Das Fazit, das die Forscher nach der eintägigen Beobachtungssequenz zogen, ist radikal und zeigt das Universum zumindest in numerisch-stellarer Hinsicht von einer neuen Seite. Charlie Conroy vom Harvard-Smithsonian Center für Astrophysics in Cambridge (Massachusetts), der ebenfalls an der Beobachtung teilnahm, bestätigt diesen Sachverhalt gegenüber Telepolis:

Wir stellten fest, dass alle massereichen Galaxien, die wir studierten, annähernd 20 Mal mehr schwachleuchtende Rote Zwerge als die Milchstraße (Galaxis) aufweisen.

Ausgehend von diesem neuen überraschenden Wert, der sich vorerst nur auf die innergalaktische Region beschränkte und basierend auf den gängigen astronomisch-empirischen Daten, rechneten die Forscher den Zuwachs der Sterne in den äußeren Bereichen der Galaxien hoch. Dabei kristallisierte sich heraus, dass auch hier ein 20-facher Zuwachs an kleinen Roten Zwergsternen zu erwarten ist. Damit nicht genug. Die Forscher extrapolierten fleißig weiter und widmeten sich dem bunten Treiben der Sterne im gesamten Universum. Hierzu Charlie Conroy:

Wenn in elliptischen Galaxien im Gegensatz zur Milchstraße 20 Mal mehr Rote Zwerge vorhanden sind, dann müssen hier auch im Gegensatz zur Milchstraße zehn Mal so viele Sterne aller Arten existieren. Wenn wir annehmen, dass ungefähr ein Drittel aller Galaxien massereiche elliptische Galaxien sind, kommen wir auf einen Wert von 10/3. Demnach besitzt das Universum zirka drei Mal mehr Sterne als wir vor kurzem noch dachten.

Dunkle Materie und Exoplaneten

Man gehe für gewöhnlich davon aus, dass andere Galaxien wie unsere aussehen, betont Conroy. Daher habe diese Entdeckung einen nachhaltigen Einfluss auf unser Verständnis für die Entstehung, Evolution und Anordnung von Galaxien.

Die nunmehr vorliegenden Daten könnten aber auch einen Hinweis darauf geben, dass in allen Galaxien weitaus weniger Dunkle Materie enthalten ist, weil es dort weitaus mehr Rote Zwergsterne und somit grundsätzlich mehr stellare Masse gebe, so das Keck-Team.

Mehr Sterne im Universum bedeutet auch, dass die Anzahl planetarer Gasriesen und erdähnlicher Welten desgleichen enorm ansteigt. Bild: NASA/JPL.

Die Erkenntnis, dass drei Mal mehr Sterne im Weltraum existieren und dass davon 80 Prozent Rote Zwergsterne sind, könnte auch die Exoplanetenforschung und Exobiologie beflügeln. Denn dank der neuen stellaren Inflation müsste auch zwangsläufig die Anzahl erdähnlicher Planeten im Universum steigen, vermutet Dokkum. Dies gelte ebenso für alle habitablen Welten mit Lebensformen. Schließlich seien die neu entdeckten extragalaktischen Roten Zwergsterne als typische Vertreter ihrer Klasse mehr als 10 Milliarden Jahre alt und existieren somit lang genug, um Leben hervorgebracht zu haben. Rote Zwergsterne könnten somit eine Schlüsselrolle einnehmen. "Es gibt möglicherweise Billionen von ‚Erden', die um solche Sterne kreisen", so Dokkum. "Dies ist ein Grund dafür, warum sich viele für diesen Sterntyp interessieren."

SETIs neue Lieblinge

Zu den größten Interessenten indes gehören schon seit einigen Jahren die SETI-Enthusiasten, die nach wie vor nach außerirdischen Radio- und Lichtsignalen fahnden. Dass Rote Zwerge als kühlere astrale Vertreter bei ihnen derzeit heiß begehrt sind, resultiert daher, dass Astronomen in deren unmittelbarer Umgebung bislang mehrere Exoplaneten gefunden haben. Allein der erdnahe Rote Zwerg Gliese 581 geriert sich als Paradebeispiel eines M-Zwergsterns wie er leibt und lebt.

Position von Gliese 581 Bild: NASA/JPL.

Immerhin kann der 20,4 Lichtjahre von der Erde entfernte und im Vergleich zu unserer Sonnen 500 Mal schwacher strahlende und nur ein Drittel so massereiche Stern auf einen mindestens fünfplanetaren Anhang verweisen. Selbst erdähnliche Himmelskörper könnten hier weilen (zur Kontroverse um Gliese 581g siehe: Buzz About Gliese 581g: Doubts of Its Existence; Aliens Signals Detected). Kein Wunder also, dass bei SETI inzwischen ein Umdenken stattgefunden hat. Derweil gehen immer mehr ihrer Protagonisten davon aus, dass Planeten, die um Zwergsterne der Kategorie M treiben, durchaus Horte des Lebens sein könnten. Zu dieser Feststellung gelangte zumindest eine interdisziplinäre Forschergruppe in den Jahren 2005 und 2006. Ihr Resümee spricht Bände:

Wir kommen zu dem Schluss, dass M-Zwergsterne in der Tat überlebensfähige Planeten beherbergen, auf denen eine biologische Evolution starten kann. [...] Es macht Sinn, M-Zwergsterne künftig in Programme einzubeziehen, die nach bewohnbaren Welten und Anzeichen von Leben suchen.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

Wie würde Leben auf einem Himmelskörper mit einem Herz aus Diamant aussehen?

Erneut erweist sich ein Exoplanet weit entfernt von der Erde als völlig anders als die Planeten in unserem Sonnensystem. Da kreist ein Kohleplanet extrem eng um seinen Stern, und auf seiner Oberfläche herrscht extreme Hitze. Zum größten Teil besteht er wohl aus Gas, aber er könnte in seinem Innern außer Graphit auch jede Menge Diamanten enthalten.

Erst seit 15 Jahren ist es möglich, Planeten in anderen Sonnensystemen nachzuweisen, und die seither stetig entdeckten Trabanten ferner Sonnen rütteln zunehmend an unseren Vorstellungen von ihrer Entstehung und Beschaffenheit. Erst kürzlich durchstieß die Anzahl der bekannten Exoplaneten die Rekordmarke von 500 (aktuell sind 506 in der Enzyklopädie der extrasolaren Planeten auflistet).

Mitte November spürten die Astronomen den ersten extrasolaren Planeten auf, der mit seinem Stern einst in die Milchstraße einwanderte. Er kreist extrem eng um seine Sonne – ähnlich wie viele andere Exoten, die den Theoretikern noch viele Rätsel aufgeben.

Illustration des Expoplaneten WASP-12b (im Vordergrund) und seines Sterns. Bild: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)

Dasselbe gilt für WASP-12b, der sich nun als Kohle-Gigant erwies. Wozu die Erde ein Jahr braucht, eine Umrundung der Sonne, das erledigt er in gut einem irdischen Tag. Durch seine geringe Distanz von nur 0,023 Astronomischen Einheiten (AE = der mittlere Abstand zwischen Erde und Sonne, entspricht 150 Millionen Kilometern) zu seinem Zentralgestirn gehört er zu den heißesten Kandidaten unter den Exoplaneten. Auf seiner Oberfläche verdampft alles bei einem Temperatur von 2600 Kelvin (rund 2300 Grad Celsius). Das gilt zumindest für die Seite, die er immer seiner Sonne zuwendet, seine andere Seite taucht sich stets in tiefen Schatten.

Entdeckt wurde er 2009 vom europäischen Projekt Super Wide Angle Search for Planets, dem er auch seinen hübschen Namen verdankt. WASP besteht aus zwei Teleskopen auf La Palma und in Südafrika, deren Kamerasysteme automatisch den Nachthimmel absuchen, um die leichten Verdunkelungen aufzuspüren, die Planeten verursachen, wenn sie auf ihrer Umlaufbahn vor ihren Sonnen vorbei passieren, und dabei einen winzigen Schatten werfen, der über das Licht des Sterns wandert. Das nennt sich Transitmethode und lässt Rückschlüsse auf die Größe und Beschaffenheit der weit entfernten, nicht selbst leuchtenden Himmelskörper zu.

WASP-12b ist 1.200 Lichtjahre von uns entfernt und der ferne Gasriese (1,4 Mal die Masse des Jupiters) machte vor einem halben Jahr bereits Schlagzeilen, als bekannt wurde, dass sein Stern ihn langsam verzehrt. Die Schwerkraft dieser Sonne verzerrt ihn in Eiform und zieht ganz langsam das ihm ständig entfleuchtende Gas in ihr Inneres. In etwa zehn Millionen Jahren wird sie ihn komplett verspeist haben. Ähnliche Phänomene waren bereits als Sternenkannibalismus bekannt, aber einen Planeten so verschwinden zu sehen, was den Astronomen neu.

Kohlenstoff und Methan

Aber WASP-12b hat noch mehr Überraschungen zu bieten. In einer aktuellen Vorabveröffentlichung im Internet des Wissenschaftsmagazins Nature berichtet ein Team von Astronomen aus Großbritannien und den USA rund um Nikku Madhusudhan von der Princeton University über ihre Analyse der Zusammensetzung dieses sehr speziellen Exoplaneten.

Die Wissenschaftler nutzten ein Verfahren namens "Sekundäre Eklipse", das den Moment nutzt, wenn ein Planet hinter seinem Zentralstern verschwindet. Dabei wird das Spektrum des Lichts vor uns nach seiner Abwanderung aus dem Gesamtlicht untersucht. Die entsprechende winzige "Verdunkelung" lässt Rückschlüsse auf seine Beschaffenheit zu.

Nikku Madhusudhan und seine Kollegen benutzten das Spitzer Weltraumteleskop, um den Gasriesen erneut genau zu betrachten. Der Vergleich dieser Daten mit den bereits über ihn gesammelten, ergab Verblüffendes: WASP-12b ist eine von Kohle dominierte Welt. Ganz im Gegensatz zur Erde, die reich an Sauerstoff ist und über deutlich weniger Kohle verfügt. Nikku Madhusudhan erklärt:

Dieser Planet macht die erstaunliche Verschiedenheit der Welten da draußen deutlich. Das ist völlig neues Terrain und es wird Forscher motivieren, sich damit zu beschäftigen, wie Planeten aufgebaut sind, die reich an Kohle sind. Sie werden in jeder Hinsicht exotisch sein: in ihrer Entstehung, ihrem Innern und der Atmosphäre. WASP-12b ist ein heißer Planet und wie Jupiter ein Gasriese, aber es könnten sich in einem derartigen Planetensystem auch kleinere Gesteinsplaneten bilden.

Illustration des allmählichen Verschwindens von WASP 12b, den seine Sonne verzehrt. Bild: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

Die Daten der Analyse des Lichts des Planeten auf vier verschiedenen Wellenlängen, speisten ein speziell zu diesem Zweck von Nikku Madhusudhan entwickeltes Simulationsprogramm, das verschiedene Variablen wie Temperaturverteilung und die Streuung vorhandener Moleküle wie Methan, Kohlendioxid, Wasser oder Ammoniak mit einbezieht.

So ergab sich ein Bild des Gasriesen WASP 12b, der nicht das erwartete Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis von 0,5 (doppelt so viel Sauerstoff wie Kohle, wie etwa in unserer Sonne) ergab. Das Team ging davon aus, viel Wasserdampf und wenig Methan zu finden – aber genau das Gegenteil war der Fall: Die Forscher fanden mehr als 100 Mal soviel Methan wie nach den Modellen erwartet und der Verhältniswert von Kohlen- und Sauerstoff lag bei mehr als 1, er könnte sogar bis zu 2 betragen.

Damit ist der Exoplanet ganz anders als die Planeten unseres Sonnensystems. Die Erde besteht hauptsächlich aus Eisen, Sauerstoff und Silizium. Feldspate und Quarz sind die häufigsten Minerale. WASP 12b muss komplett verschieden sein, er könnte in seinem Innern, verhüllt von einem Gasmantel, Graphit, Diamanten oder andere, exotische Formen des Kohlenstoffs verbergen.

In seinem – oder in anderen – Sonnensystemen, könnten auch kühlere, kleinere Gesteinsplaneten existieren. Eine aufregende Idee, denn dort wäre wirklich alles völlig anders. Co-Autor Joseph Harrington von der University of Central Florida findet diese Vorstellung sehr inspirierend:

Eine von Kohlenstoff dominierte terrestrische Welt würde viele reine Kohleminerale haben – wie Diamanten oder Graphit, aber auch Kohleverbindungen wie Teer.

Eine Landschaft aus Diamantgebirgen und Teermeeren – das wird die Fantasie nicht nur von Science Fiction-Liebhabern beflügeln.

Aber da ist noch eine wichtige Frage: "Könnte Leben in einer solchen Umgebung gedeihen, mit wenig Sauerstoff oder Wasser?" Und Joseph Harrington verweist auf die erstaunlichen Erkenntnisse der Exobiologie über die vielen scheinbar lebensfeindlichen Umgebungen auf der Erde, in denen dennoch Leben existiert. Erst letzte Woche hatte die NASA der Öffentlichkeit Bakterien vorgestellt, die sich von Arsen ernähren. Kohlenstoff ist ein wichtiger Baustein des Lebens – wir sind auf ihm basierende Lebewesen. Vielleicht müssen wir das gar nicht in Frage stellen, um völlig anderes Leben zu finden, als wir es bislang kennen.

Auf WASP 12b ist kein Leben möglich, dazu ist der Planet zu heiß und unwirtlich. Aber es könnte weiter entfernt von seinem Zentralstern andere Kohle-Planeten geben, auf denen sich Lebensformen entwickelt haben könnten, die mit sehr wenig Wasser und Sauerstoff auskommen, und dafür umso mehr Methan in ihrer Umwelt goutieren. Wesen, die in einer Welt leben, wo Felsformationen aus Diamant bestehen, Hochzeitsringe dagegen mit extrem seltenen Glasklumpen bestückt werden..

Quelle : http://www.heise.de/tp/