KOSMOpod - Spektrum der Wissenschaft
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Inhalt inhalt 36 28 ESA/DLR/FU Berlin/Gerhard Neukum Die Zukunft ist Licht – Aber Teuer Mehr als zweitausend Astronomen traten auf einer Tagung zum Wettkampf um die besten Instrumente und Ideen an. TITELTHEMA Leben auf dem MarS? Bei der Suche nach Leben auf dem roten Nachbarn folgte der Euphorie oft schnell die Ernüchterung. Sind die bisherigen Strategien richtig? Lesen Sie eine aktuelle Bewertung der Fakten. GMTO/Todd Mason Im Bild 14 Explosives Herz und zarte Filamente Nachrichten 16 • Ein neuer Zwergplanet und Plutoid: (136472) Makemake • Ultrakompakte Galaxien im frühen Universum entdeckt 17 • Neues von Merkur • Stellarer Kannibalismus 18 • Kurz & bündig • Astronomen entdecken eine der wohl jüngsten Galaxien 19 • Corto findet ungewöhnlichen Exoplaneten • Wenig organische Moleküle im Außenbereich von Messier 101 Kurzberichte 20 M-Stern und Brauner Zwerg – ein seltenes Paar 21 AKTUELLES AM HIMMEL Welt DER WISSENSCHAFT Blick in die Forschung Teleskope 70 Monatsthema: Galaxien 67 Feldstechertipp: 28 Die Zukunft ist licht – aber teuer Wie Großteleskope im Kopf entstehen Von Dietrich Lemke Der Himmel im Überblick 72 Abend- und Morgenhimmel 36 Leben auf dem Mars? 75 Astronomische Ereignisse Wie Forscher nach Spuren suchen Von Gerda Horneck Das Sonnensystem 76 Der Lauf des Mondes Raumfahrt Die Planeten 77 Zwergplaneten 46 50 Jahre NASA 78 Planetoiden • Meteore Wie die Erkundung von Mond und Planeten begann Von Harro Zimmer 79 Kometen Objekte des Monats 80 Der Sternhimmel Astrophysik 62 Das untere Ende 82 Karolines Sternhaufen NGC 7789 der Hauptreihe Wie Sterne ein energiearmes Dasein fristen Von Ansgar Reiners Hoher Besuch beim Exzellenzcluster Universe Messier 34: Ein offener Sternhaufen Titelthema – AstroBiologie am Herbsthimmel und der Planetarische Nebel NGC 40 84 Die Galaxie NGC 247 im Sternbild Walfisch 22 Supernova »in flagranti« erwischt! 24 Wie drei Galaxien miteinander verschmelzen 25 Ein Quasar unter der Lupe 3 RUBRIKEN Editorial 10 Leserbriefe 6 Oktober 2008 123 Wer war’s?, Kreuzworträtsel 124 Lösungen: Zum Nachdenken, 12 Leser fragen, Experten antworten 12 Zum Nachdenken – Lichtechos 127 Impressum, Kleinan­zeigen Wer war’s?, Kreuzworträtsel 118 Termine 128 Autoren, Astromarkt 120 Neu erschienen 130 Vor­schau Sterne und Weltraum 46 50 Jahre NASA NASA/Don Davis Missionen zu Mond, Mars und Venus bildeten frühe Meilensteine in der reichen Geschichte der US-amerikanischen Weltraumorganisation. Astronomie und Praxis Beobachtungen 86 Die Kometen des Jahres 2007 Von Andreas Kammerer und Michael Möller Orte Des Wissens 102 Von der Marsbeobachtung zur Röntgenastronomie Von Volker Witt Gabriele und Jörg Ackermann Teleskope 96 Klein, stark, weiß Von Bernd Weisheit 110 Finsternisse im August Wunder des Weltalls 110 Leserbilder zur Sonnen- und Mondfinsternis Leser in Europa und Asien hielten die totale Sonnenfinsternis vom 1. August und die partielle Mondfinsternis vom 16./17. August im Bild fest. Astroszene 118 • Himmelsschauspiel des hohen Nordens As tro • Astromarkt und Regionaltagung Pr of es sio na l Volker Witt in Durmersheim u. v. m. das sind unsere Coverthemen Unser Projekt »Wissenschaft in die Schulen!« Zum Nachdenken www.astronomie-heute.de 102 96 Sternwarte Mailand Klein, stark, weiSS Die Geschichte der Forschungsstätte Der kompakte Refraktor ED-102 von Astro Professional verspricht eine hohe Abbildungsleistung bei kurzer Baulänge. Wir haben uns das Gerät genauer angesehen. reicht von den Marsbeobachtungen Schiaparellis bis zur modernen Röntgenastronomie. Juli 2008 7 empfehlungen der Redaktion Inhalt Titelthema: Leben auf Dem Mars? (S. 36 – 44) Reise zu Sonne, Mond und Planeten Erdgebundene Großteleskope und Weltraumteleskope senden uns eine Flut detaillierter Informationen aus dem fernen Kosmos. Doch auch unsere unmittelbare himmlische Nachbarschaft birgt noch manche Überraschung. Die Glanzpunkte der wissenschaftlichen Raumfahrt präsentiert Ihnen das Online-Dossier »Raumfahrt« von »spektrumdirekt.de«, der Wissenschaftszeitung im Internet. www.spektrumdirekt.de/artikel/903767 ESA spektrumdirekt.de KOSMOpod ASTRONOMIE & PHYSIK ASTRONOMIE & PHYSIK ÄLTESTE STERNE Auf der Spur der Sterngreise Sie sind fast so alt wie das Universum selbst. Die ersten Sterne im Kosmos sind Zeugen einer Epoche, in der die ersten schweren Elemente synthetisiert wurden und sich die Bedingungen für alle späteren Sterngenerationen für immer veränderten. Erst jetzt lüften Astrophysiker ihre Geheimnisse. Von Anna Frebel In Kürze Bei ihrer Suche nach immer älteren Sternen in der Milchstraße werden stellare Archäologen immer häufiger fündig. Die aktuellen Rekordhalter entstanden innerhalb der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall. Als Zeitzeugen des Übergangs vom »dunklen Zeitalter« zum Universum, wie wir es heute kennen, helfen sie uns, die Entstehung von Elementen, Sternen und selbst ganzer Galaxien besser zu verstehen. Weil sich mit ihrer Hilfe untere Grenzen für das Alter des Kosmos festlegen lassen, profitiert auch die Near-FieldKosmologie von der Entdeckung der Sterngreise. D er Hauch von Ewigkeit, den wir beim Blick in den sternübersäten Nachthimmel zu spüren glauben, ist eine gelungene Täuschung. Es gab eine Zeit, in der noch kein Stern am Himmel stand und das Universum gänzlich dunkel war. Nur allmählich, beginnend etwa einige 100 Millionen Jahre nach dem Urknall, formten sich erste Sonnen, die ihr strahlendes Licht durchs All schickten. Und erst nach einer Milliarde Jahre bildeten sich die ersten größeren Sternsysteme, die Vorläufer heutiger Galaxien. In jener Epoche entstand das Universum, so wie wir es heute kennen, und genau darum ist diese frühe Zeit so wichtig. Glücklicherweise werden wir mittlerweile immer öfter fündig, wenn wir nach den ältesten Sternen des Kosmos suchen. Immer besser verstehen wir daher deren Entstehungsgeschichte und damit auch die der Galaxien. Die stellare Archäologie leistet aber noch mehr: Indem wir die Entstehungszeit der ältesten Sterne bestimmen, können wir sogar Untergrenzen für das Alter des Universums festlegen und weitere kosmologische Fragen beantworten. Als sich die ersten Sterne aus verklumpenden Gaswolken bildeten, bestand die Materie im Universum nur aus Wasserstoff und Helium sowie aus Spuren von Lithium. Wegen ihrer, wie theoretische Überlegungen zeigten, enorm großen Massen waren Dichte und Temperatur im Inneren dieser Sterne besonders hoch. Das führte dazu, dass der stellare Brennstoff, der sie mittels Kernfusion zum Leuchten brachte, extrem schnell aufgebraucht wurde und diese Sonnen bereits nach wenigen Millionen Jahren als Supernovae explodierten. Diese äußerst energiereichen Ereignisse läuteten die Geburtsstunde der »Metalle« ein. Dabei wurden nämlich erstmals auch schwerere Elemente synthetisiert und in das bis dahin »unverschmutzte« Gas des Universums hinausgeschleudert. Mit dem Begriff Metalle bezeichnen wir im Astronomenjargon alle Elemente, die schwerer sind als die leichtesten Atome Wasserstoff und Helium. Die ersten Anreicherungen der kosmischen Materie veränderten die Entstehungsbedingungen für alle weiteren Sterngenerationen, von nun bildeten sich neue Sterne aus dem Auf der Suche nach den ältesten Sternen des Universums durchforsten stellare Archäologen die Milchstraße – und werden dank ausgeklügelter Verfahren immer häufiger fündig. für immer chemisch veränderten interstellaren Medium. Die ersten solcher mit Metallen angereicherten Sterne bezeichnen die Astrophysiker heute als Population II. Sie bewegen sich überwiegend im galaktischen Halo, einer Art kugelförmiger Atmosphäre aus Gas, Dunkler Materie und relativ wenigen Sternen rund um unsere Milchstraße. Die galaktische Scheibe hingegen birgt die viel später entstandenen, also jüngeren Sterne der Population I, zu denen etwa unsere Sonne gehört. Wie tief in die Vergangenheit können wir zurückblicken? Den mit Abstand wichtigsten Hinweis auf das Alter eines Sterns liefert uns die Häufigkeit von Metallen in seiner Atmosphäre. Astronomen hatten erstmals um das Jahr 1940 vermutet, dass manche Sterne geringere Mengen an Metallen enthalten könnten als der Referenzstern der Astronomie, unsere Sonne. Zunächst wurden ihre Ergebnisse zwar ungenauen Analysemethoden zugeschrieben, weitere Beobachtungen bestätigten sie jedoch. Anfang der 1950er Jahre stießen die Forscher in Sternspektren dann immer häufiger auf ungewöhnlich schwache Absorptionslinien von Metallen. Die Stärke dieser Linien ist ein Maß dafür, wie häufig die jeweiligen Elemente in den Sternatmosphären vorkommen. Solche metallarmen Sterne entstanden in einer Zeit, in der Metalle im Kosmos noch selten waren, seine chemische Evolution also noch in den Kinderschuhen steckte. Gehen stellare Archäologen auf die Suche nach alten Sternen, versuchen sie daher, anhand der spektralen Absorptionslinien deren Metallizität zu bestimmen: Welche Metalle kommen darin mit welcher Häufigkeit vor? Insbesondere die Häufigkeit von Eisen (Ferrum, Fe) ist ein guter Indikator für die Metallizität, beide Angaben werden oft sogar synonym gebraucht (siehe Kasten rechts). Je niedriger der Wert, desto älter ist das Himmelsobjekt in der Regel. Wie aber steht es um die Existenz von Sternen aus dem ganz frühen Universum – gibt es sie möglicherweise immer noch? In den 1980er Jahren schlugen Astronomen erstmals die Existenz einer dritten Population vor, zu der nur die allerersten Sterne des frühen Universums gehören sollten. Sie nahmen dabei an, dass die Metallizitäten dieser Sterne kleiner als minus 3 sein würden, dass ihr Eisen- ELEMENTAR I Als Kürzel für den Vergleich stellarer Elementhäufigkeiten hat sich fachlich eine Klammernotation eingebürgert: [A/B] = log (N /N ) – log (N /N ) . Dabei wird, vereinfacht gesagt, die Anzahl der Atome eines Elements A in der Atmosphäre eines Sterns (abgekürzt durch N ) ins Verhältnis zur Anzahl der Atome des Elements B (N ) im selben Stern gesetzt und das Ergebnis auf die entsprechenden Werte in der Sonnenatmosphäre bezogen. Üblicherweise wird für die Bestimmung der Metallizität eines Sterns – also der Häufigkeit, mit der Metalle darin vorkommen – aus den Messungen von Eisen (Fe) und Wasserstoff (H) der Wert [Fe/H] ermittelt. Er gilt als guter Indikator für die Metallizität. 24 Spektrum Dossier 5/08 MEIN TELESKOP Der größte Feldstecher der Welt • Neutrinojagd am Südpol • Beschleunigerring LHC • Die ersten Millionstel Sekunden • 5 Ziele für die Raumfahrt • Der nächste Flug zum Mond 25 Das untere Ende Der Hauptreihe (S. 62 – 68) Online Auf der Spur der Sterngreise Neues aus der Forschung, Beobachtungstipps und Nachrichten aus der Astroszene bietet Ihnen der kostenlose Podcast der Zeitschrift »Sterne und Weltraum«. Wo immer Sie sich befinden und wann immer Sie es wünschen begleitet Sie KOSMOpod mit Astronomie zum Hören. www.kosmopod.de Newsletter Kennen Sie schon unseren AstronomieNewsletter? Jeden Freitag erhalten Sie podcastlogo.lemotox.de Die ersten Sterne sind fast so alt wie das Universum selbst. Sie sind Zeugen einer Epoche, in der die ersten schweren Elemente synthetisiert wurden und sich die Bedingungen für alle späteren Sterngenerationen für immer veränderten. Im September-Heft von »Spektrum der Wissenschaft« lesen Sie, was die Astrophysiker über die stellaren Urahnen in Erfahrung bringen konnten. www.spektrum.de/artikel/962041 Astronomische Instrumente (S. 28 – 35) KOSMOpod Zeitalter der Entdeckungsmaschinen Die Grenzen des Universums ausloten und die Struktur der Materie entschlüsseln: Diesen Zielen widmen sich Kosmologen, Astronomen und Teilchenphysiker mit Hingabe und immer besseren Aussichten auf Erfolg. Ihr Optimismus beruht zu großen Teilen auf neuen technischen Wunderwerken. Das Sonderheft von »Spektrum der Wissenschaft« stellt Ihnen die derzeit neuesten HightechTeleskope und Teilchenbeschleuniger vor. www.spektrumverlag.de/ artikel/963624 eine Zusammenstellung der aktuellen Online-Meldungen aus Forschung und Astro­szene. Kostenfreie Registrierung: kosmopod.de spektrumverlag.de www.astronomie-heute.de/newsletter 8 Oktober 2008 Sterne und Weltraum astronomie-heute.de Sterne und weltraum ONLINE Mit astronomischen Instrumenten verhält es sich ein bisschen wie mit Fahrzeugen: Je nachdem, wo Sie unterwegs sind und was Sie hauptsächlich erleben möchten, gibt es mehr oder weniger geeignete Typen. In der Rubrik »Basiswissen« auf unserer Webseite erfahren Sie, wie Sie das Gerät finden, das am besten zu Ihnen passt. www.astronomie-heute.de/basiswissen Joachim Biefang, Rafael Benner Und welches Teleskop ist Ihr Typ? Heller Wahnsinn Andreas Hänel NASA/spektrumdirekt Als »Lichtverschmutzung 2.0« bezeichnen Beobachter die durch neue künstliche Beleuchtungstechniken zu erwartende Aufhellung des Nachthimmels. Auf unserer Blogseite »KOSMOlogs« erfahren Sie, welche Beeinträchtigungen zukünftig drohen und was Sie dagegen unternehmen können. Informieren Sie sich und diskutieren Sie mit! www.kosmologs.de Der Sternenhimmel im Jahreslauf kosmologs.de www.astronomie-heute.de Von Jahreszeit zu Jahreszeit ändert sich der Anblick des Nachthimmels, und unablässig wandern die Planeten vor dem Hintergrund der Fixsterne weiter. Unsere Sternguckexperten halten Sie über aktuelle Himmelsereignisse auf dem Laufenden. Lesen Sie auf monatlich der Webseite von »spektrumdirekt.de«, was am gestirnten Nachthimmel passiert! www.spektrumdirekt.de/sternenhimmel August 2008 9
