SternentStehung extragalaktisches Feuerwerk

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Astro News
NASA / ESA, Alessandra Aloisi and the Hubble-Collaboration
Sternentstehung Extragalaktisches Feuerwerk
12
H
eiße und massereiche Sonnen sind über das gesamte Sternsystem NGC 4449 verstreut, durchsetzt von staubigen roten Gebieten, in den sich neue Gestirne bilden.
Diese Aufnahme der fast 12,5 Millionen Lichtjahre entfernten Zwerggalaxie gelang
mit dem Weltraumteleskop Hubble. Nur einige Dunkelwolken aus Gas und Staub versperren die Sicht auf das stellare Feuerwerk. Die Sterne in NGC 4449 scheinen sich nicht
in der Zentralregion zu bilden, wie es in den meisten anderen Galaxien zu beobachten
ist. Als Ursache für die ungewöhnlich hohe Sternentstehungsrate in der untersuchten
Zwerg­galaxie vermuten Wissenschaftler das Verschmelzen mit einer kleineren Galaxie.
Auch der gravitative Einfluss eines oder mehrerer Nachbarn könnte der Auslöser gewesen sein. <<
13
Astro News
Illustration: ESO
sternexplosionen Vorläufer einer Supernova ausgemacht
B
eobachtungen einer Supernova vom Typ Ia belegen,
dass sich diese Explo­sionen tatsächlich in engen Doppelsternsystemen ereignen. Ein Weißer
Zwerg zieht Materie von einem
benachbarten Roten Riesen ab
(linkes Bild), bis er beim Überschreiten einer bestimmten
Massegrenze explodiert.
Die Wissenschaftler um Ferdinando Patat von der Europä-
ischen Südsternwarte Eso beobachteten die Supernova SN
2006X mit dem Very Large Telescope in Chile und einem der
Keck-Teleskope auf Hawaii. Innerhalb von vier Monaten untersuchten sie fünfmal die
Strahlung, die das während der
Explosion aus­gestoßene Gas
(rechtes Bild) emittierte.
Darin entdeckten die Forscher erstmals Spuren von gas-
förmiger Materie, die schon
vor dem Ausbruch vorhanden
gewesen sein musste.
Aus deren Expansionsgeschwindigkeit, Dichte und
Ausdehnung folgern die Wissenschaftler, dass sie aus dem
Doppelsternsystem stammt.
Eine Analyse des Spektrums
deutet auf den Sternwind
eines jungen Roten Riesen
hin, der nur etwa fünfzig Jahre
vor der Supernovaexplosion
entwich.
Das Verständnis von TypIa-Supernovae ist wichtig, da
sie sich als kosmologische Entfernungsmesser eignen. Astronomen ist die Leuchtkraft der
Explosion bekannt und so können sie anhand der auf der
Erde gemessenen Helligkeit
auf ihre Entfernung schließen
(AH 9-10/2003, S. 28). <<
Kosmologie Die Zeit vor der Zeit
W
as passierte vor dem Urknall? Mit dieser Frage
beschäftigt sich der Physiker
Martin Bojowald von der Pennsylvania State University. Er ist
ein führender Vertreter der
Schleifen-Quantengravitation –
einer Theorie, der es eines Tages
vielleicht gelingt, die Allgemeine Relativitätstheorie und die
Quantenphysik zu vereinen
und so eine »Theorie von
allem« zu werden.
14
Bojowald berechnete, wie
sich bestimmte Quanteneigenschaften des Kosmos zeitlich
entwickeln. Insbesondere inte­
ressierte ihn dabei, was passiert,
wenn das Universum auf eine
minimale Größe zusammenstürzt und sich anschließend
wieder ausdehnt. Der Physiker
konnte zeigen, dass bei einem
solchen Übergang viele Eigenschaften des Weltalls unwiederbringlich verloren gehen
und es hinterher ausgeschlossen ist, Rückschlüsse auf sie zu
ziehen. Es ist demzufolge unmöglich, die Zeit vor dem Urknall vollständig zu rekonstruieren. »Eine ewige Wiederkehr
des Immergleichen wird durch
die Vergesslichkeit des Kosmos
verhindert«, schreibt Bojowald.
Um die Urknall-Theorie gibt
es zahlreiche Kontroversen
unter Physikern (AH 3/2006, S.
20). Dass es einen Urknall gab,
ist weit gehend anerkannt. Die
Schwierigkeit besteht jedoch
darin, ihn theoretisch zu beschreiben. Den derzeit gängigen Modellen zufolge waren
im Anfangszustand die Temperatur, die Dichte und die Raumkrümmung unendlich hoch.
Das ist physikalisch unmöglich, weswegen die etablierten
Theorien bei der Beschreibung
des Ursprungsmoments ver­
sagen. <<
astronomie heute 09_2007
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Astro News
JAXA, ISAS
Himmelsdurchmusterung Das Firmament im Infrarotlicht
E
uropäische und japanische
Astronomen haben zum
ersten Mal seit zwanzig Jahren
die Wärmestrahlung des gesamten Firmaments kartiert.
Dabei bedienten sie sich des japanischen Satelliten Akari, der
infrarotes Licht aus dem All
mit einem 68-Zentimeter-Spiegelteleskop einfängt. Die neue
Karte ist schärfer als die bislang
beste Karte dieses Typs, die
1984 mit dem Satelliten Iras erstellt wurde.
Himmelsobjekte mit relativ
niedriger Temperatur senden
langwellige Wärmestrahlung
aus, die Gas- und Staubmassen
wesentlich besser durchdringt
als sichtbares Licht. Infrarot­
teleskope wie Akari sind deshalb in der Lage, Protosterne –
zu Sternen kollabierende Gaswolken – oder galaktische
Zentren abzubilden, die bei
sichtbaren Wellenlängen nicht
beobachtet werden können,
weil sie von Staubwolken verhüllt sind.
Die neue, hoch aufgelöste
Infrarotkarte des Nachthimmels wurde aus tausenden Einzelbildern erstellt, die der Satellit von seiner Erdumlaufbahn
aus aufzeichnete. Die Ebene
der Milchstraße erscheint auf
ihr als heller Streifen. Interstellare Gas- und Staubwolken wer-
Der Nachthimmel – aufge-
den hier durch die Strahlung
von Sternen aufgeheizt und
senden infrarotes Licht aus. Die
helle Region in der Bildmitte
zeigt das Zentrum unserer Heimatgalaxie. Rund um die galaktische Scheibe liegen zahlreiche Sternentstehungsgebiete,
die intensive Infrarotstrahlung
aussenden.
Der 2006 gestartete Satellit
Akari soll seinen Dienst im
kommenden September beenden – eine Verlängerung ist allerdings denkbar. Ziel der Mission ist es, die Entstehung und
Evolution von Galaxien, Sternen und Planeten zu erforschen. <<
nommen bei einer Wellenlänge von neun Mikrometern. Die intensive
Infrarotstrahlung, die von
der Milchstraße ausgeht,
lässt sie deutlich hervortreten. Verantwortlich
sind Sternentstehungsgebiete und aufgeheizter
interstellarer Staub.
Erstes Licht Das größte Teleskop der Welt
AH, Oliver Dreissigacker
N
16
ach mehr als sieben
Jahren Bauzeit spähte
das Gran Telescopio Canarias (GTC) am 13. Juli 2007
erstmals in den Nachthimmel über La Palma – vom
2400 Meter hohen Gipfel
Roque de los Muchachos.
Zwar sind erst zwölf der insgesamt 36 Einzelspiegel
montiert, doch schon jetzt
können die Wissenschaftler
erste Tests der adaptiven
Optik durchführen.
Geht alles nach Plan,
wird das 130 Millionen Euro
teure Teleskop im Mai
nächsten Jahres fertiggestellt sein. Mit einem
Durchmesser von fast elf
Metern wird das GTC dann
den ersten Platz in der
Rangliste der größten Einzelteleskope der Welt einnehmen.
Auch wissenschaftlich
wird es im nächsten Jahr in
vollem Umfang nutzbar
sein. Geplant ist zum Beispiel, mit dem GTC das junge Universum zu beobachten und den Ursprung der
Galaxien zu erforschen. <<
astronomie heute 09_2007
Raumanzüge Kleider machen Astronauten
ie klobigen und über hundert Kilogramm schweren Raumanzüge heutiger Tage
könnten bald der Vergangenheit angehören: Wesentlich
leichte-re, hautenge Modelle
sollen den Astronauten mehr
Bewegungsfreiheit erlauben –
zum Beispiel für zukünftige
Missionen zum Mond oder
zum Mars.
Zusammen mit einer Textilfirma entwickelten Forscher
des Massachusetts Institute of
Technology (MIT) den »BioSuit«, der seinen Träger vor Vakuum und Kälte im Weltall
schützen soll. Anders als bei
einem herkömmlichen Anzug,
der den nötigen Überdruck
durch Gas erzeugt, setzt der
neue Weltallanzug dem Körper
mechanischen Druck entgegen.
Das stabile Gerüst des BioSuits
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27.02.2007
10:37
konstruierten
Dava Newman
und ihre Kollegen so, dass es
genau an den Stellen des Körpers liegt, die sich selbst bei Bewegungen kaum regen. Die übrigen Bereiche hielten die Forscher hingegen flexibel, was sie
durch die Kombination verschiedener Textilien wie Nylon
oder Elasthan erreichten. Ein
voll funktionstüchtiger Anzug
könnte bereits in zehn Jahren
zur Verfügung stehen, meinen
die Entwickler.
Trägt ein Astronaut einen gewöhnlichen Raumanzug, muss
er etwa siebzig bis achtzig Prozent seiner Energie aufwenden,
um gegen den steifen Anzug anzuarbeiten. Das wäre in der
Schwerelosigkeit zwar machbar,
erläutern die Wissenschaftler.
Auf Mond oder Mars sei jedoch
eine gewisse Beweglichkeit nötig, da Raumfahrer wegen der
Uhr
Seitelaufen
1
Gravitation
müssen. <<
Eine gute Figur könnten die Astronauten der Zukunft in
diesen Raumanzügen
machen
MIT, Donna Coveney
D
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3–5 | 69126 Heidelberg | Tel 06221 9126-743 | Fax 06221 9126-751
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Der Stern Atair ist
fast eine Million Mal
weiter von uns entfernt als die Sonne –
neue Aufnahmen
zeigen Details seiner
Illustration: Zina Deretsky, NSF
Oberfläche.
Beobachtung Zoom in einen Stern
E
inem Astronomenteam um John Monnier von der University of Michigan gelangen die ersten Bilder eines sonnenähnlichen Sterns, die seine Oberfläche erkennen lässt. Bislang bilden auch die größten
Teleskope die Sterne nur als winzige Lichtpunkte am Himmel ab, die keinerlei Details erkennen lassen. Die Kombination
von vier Infrarotinstrumenten der Georgia
State University ermöglichte nun den
Durchbruch.
Die Teleskope des Chara Interferometric Array vergrößern zusammen so stark
wie ein einzelnes Fernrohr mit einem Spiegel von 265 mal 195 Meter Durchmesser.
Die Auflösung lag bei etwa 0,64 Millibogensekunden – mehr als zehnmal besser
als die des Weltraumteleskops Hubble oder
die der modernsten Einzelteleskope auf
der Erde. Die Bilder zeigen den etwa 17
Lichtjahre entfernten Stern Atair im Sternbild Adler. Sein Durchmesser liegt beim 1,2Fachen der Sonne, doch im Gegensatz zu
ihr benötigt er für eine Rotation um die eigene Achse nur zehn Stunden, während
unser Zentralgestirn über 25 Tage braucht.
Die enorm schnelle Eigendrehung sorgt
für Fliehkräfte, die den Stern zu einem
Oval verformen, das in der Mitte um zwanzig Prozent dicker als an den Polen ist.
Durch den größeren Abstand zum heißen
Zentrum nimmt die Temperatur am Äquator ab. Diese Bereiche erscheinen deshalb
dunkler (Illustration oben). <<
Sonnensystem Eris mächtiger als Pluto
D
er Zwergplanet Eris hat nicht nur einen größeren Umfang als Pluto, sondern auch 27 Prozent mehr Masse. Damit
ist er der größte und massereichste bekannte Zwergplanet im Sonnensystem.
Mike Brown vom California Institute of
Technology in Pasadena und seine Kollegin
Emily Schaller bestimmten die Masse anhand der Umlaufdauer des Eris-Monds
Dysnomia, die sie mit dem Weltraumtele­
skop Hubble und dem Keck-Observatorium auf Hawaii ermittelten. Brown hatte
den Himmelskörper, der zunächst 2003
UB313 hieß, entdeckt.
Abgesehen von den Umlaufbahnen, die
Eris wesentlich weiter von der Sonne weg-
www.astronomie-heute.de
führen als Pluto, gleichen sich die beiden
Zwergplaneten fast wie Zwillinge: Sie verfügen über eine nahezu identische mittlere Dichte von zwei Tonnen pro Kubikmeter. Das ist nur gut ein Drittel der Dichte unseres Heimatplaneten. Die Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass
Pluto, Eris und die meisten anderen Objekte im Kuiper-Gürtel – dem Ring aus Gesteinsbrocken jenseits der Neptunbahn –
aus recht locker gepresstem Gestein und
Eis bestehen.
Die Entdeckung von Eris, dessen Durchmesser nicht einmal hundert Kilometer
größer ist als Plutos, führte 2006 zur Degradierung des neunten Planeten. <<
19
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