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96. Voyager 1 und das Summen zwischen den Sternen
95. Auf Zwergenniveau herabgestuft
94. Blick in die Kinderstube des Weltalls
93. Weißt Du wieviel Sternlein stehen? - Vom Zensus des Kosmos
92. Reisezeiten von mehreren 100.000 Jahren
91. Nur ein einziger Versuch
Freitag 01.10.2021
96. Voyager 1 und das Summen zwischen den Sternen
Bilder
EsWa, Galaxien 10, Digital, 340 x 420, 2021
Vor mehr als 52 Jahren betrat der Mensch erstmals einen anderen Himmelskörper. Der Ausflug zum Mond ist bis heute das einzige bemannte Raumflugunternehmen dieser Art. Nun gibt es ein halbes Jahrhundert später wieder Pläne, den Mond oder gar den Mars zu erkunden. Inzwischen sind es sogar die kommerziellen Raumfahrt-Unternehmen, die dieses Unterfangen ambitioniert vorantreiben. Allerdings scheinen die Herren Musk, Bezos und Branson mit ihren Space-Firmen erst einmal Geld eintreiben zu müssen, denn der für superreiche Milliardäre betriebene Weltraumtourismus wird bizarrer: Immer höher, weiter und länger muss es gehen. Dabei beträgt der CO2-Ausstoß pro Vergnügungsstart bis zu 380 Tonnen, was ungefähr 400 Transatlantikflügen von Zürich nach New York entspricht. Für die Befriedigung des Egos einiger Superreicher, die ihren kindlichen Träumen hinterher fliegen, ein unverhältnismäßig hoher Preis.
Die Missionen der unbemannten Raumfahrt sind hingegen oft weniger spektakulär. Allerdings kommen sie auch mit ihren einmaligen Starts in ihrer CO2-Bilanz wesentlich besser weg.
Erst wenn bestimmte Bahnparameter des Langzeitfluges erfolgt sind, beginnt die öffentlichkeitswirksame Vorstellung ihrer wissenschaftlichen Ziele und ersten Resultate. Die europäische Raumfahrt-Mission GAIA (siehe Kosmos 93) ist dabei beispielgebend und ihre wissenschaftlichen Daten und Erkenntnisse werden die an diesem Projekt beteiligten Astronomen noch über mehr als ein Jahrzehnt beschäftigen.
Seit ihrem Start am 10.Februar 2020 hat die europäisch-amerikanische Sonnensonde Solar Orbiter schon mehr 13 Milliarden km zurückgelegt. Bereits während ihrer ersten Annäherung an unser Zentralgestirn gelangen unfassbar detaillierte Aufnahmen. Die dabei entdeckten „Campfires“ sind kleine Mini-Explosionen, die scheinbar für die extreme Aufheizung der Sonnen-Korona auf mehrere Millionen Kelvin verantwortlich sind. Die für Sonnenverhältnisse „kleinen Lagerfeuer“ sind halb so groß wie unsere Erde.
Wer sich über den weiteren Verlauf dieser aktuellen Mission genauer informieren möchte, dem sei der Vortrag von Dr. Alexander Warmuth im Rahmen der Babelsberger Sternennächte ans Herz gelegt: (Siehe).
Sie gelten als das erfolgreichste Duo der Weltraumfahrt, sind inzwischen in den unendlichen Weiten des Kosmos schon mehr als 44 Jahre unterwegs und beginnen sich nun Stück für Stück aus unserem Sonnensystem zu verabschieden: Gemeint sind die Zwillingssonden Voyager 1 und 2, die im Spätsommer 1977 von ihrem Heimatplaneten aus in die ferne Welt der Gasplaneten gestartet sind.
Als erste aktive Sonde hat Voyager 1 vor kurzem den Einflussbereich des Sonnenwindes verlassen und ist in den interstellaren Raum vorgedrungen. Dort hat sie sich gewissermaßen umgehört und ist dabei dem Sound des Kosmos auf die Spur gekommen. Die Messungen überprüften die Plasmadichte auf eventuelle Turbulenzen. Das andauernde Grundrauschen sei zwar sehr schwach und monoton, doch Fakt ist, dass der Weltraum konstant und monoton zu brummen scheint. Der kosmische Lauschangriff der NASA-Sonde Voyager 1 zeigt gleichzeitig, dass es sinnvoll war, die Sonde nicht abzuschalten, auch wenn sie inzwischen 154 mal weiter von der Sonne entfernt ist als unsere Erde. Mit 61.000 Stundenkilometern jagt sie in die kosmischen Fernen hinaus und hat seit ihrem Start am 5.September 1977 vom Lauch Complex 41 auf Cape Canaveral 23 Milliarden Kilometer zurückgelegt – so weit hat sich bisher kein von Menschenhand geschaffenes Objekt von der Erde entfernt.
Auf ihrem Weg ohne Endziel horcht die Sonde ins All hinein, dort wo von unserer Sonne ausgesandte Materie auf galaktische Teilchen und Felder trifft. Das nach 44 Jahren noch immer aktive Plasma Wave System macht es möglich. Eine Gruppe um Stella Ocker von der Cornell University in Ithaca, New York, entdeckte die Wellen des interstellaren Plasmas, indem sie die regelmäßigen Schwankungen untersuchten, die Voyager während des Flugs im elektrischen Feld aufgezeichnet hat. Die Wellen bestehen aus den Verschiebungen zwischen den positiv geladenen Ionen und den negativ geladenen Elektronen des Plasmas. Bis 2025 die Stromversorgung versiegt, sollten die Messungen fortgeführt werden. Wer wissen möchte, wo sich die Voyager-Sonden mittlerweile befinden, kann sie mit Hilfe einer 3-D-Animation der NASA in Echtzeit verfolgen (Siehe).
Abschließend soll ein Vergleich helfen, die Laufzeiten der Daten zu verinnerlichen: Die einst vom Mond gesendeten Kommandos der Astronauten brauchten aufgrund der geringen Entfernung von rund 384 000 km nur knapp 1,3 Sekunden für ihren Weg zur Erde. Auf die Lebenszeichen von Voyager 1 wartet man mittlerweile 21 Stunden und 25 Minuten. Und noch ein Beispiel für die ungeheuren Distanzen und Geschwindigkeiten: In der geschätzten Lesezeit des Artikels von rund fünf Minuten hat sich die Sonde um weitere 5000 km von uns entfernt.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Mittwoch 01.09.2021
95. Auf Zwergenniveau herabgestuft
Bilder
EsWa, Galaxien 9, Digital, 300 x 400, 2021
Ein wichtiges Datum prägt den Monat September: Es ist die zweite Tagundnachtgleiche des Jahres, welche am 22. September den Herbst einläutet. Nur an diesem Tag sind die Tages-und Nachtlänge mit 12 Stunden gleich. Für viele Menschen der endgültige Abschied vom Sommer, doch für die Astronomen ist es der Auftakt für immer länger werdende Nächte großartiger Himmelsbetrachtungen.
Nun drängen auch wieder die Herbststernbilder mit dem auffälligen Herbstviereck (Algenib, Scheat, Markab und Sirrah) in den Mittelpunkt. Die beiden inneren Planeten Merkur und Venus gehen bereits kurz nach der Sonne unter und sind so nur sehr schwer auffindbar. Dafür beherrschen die Gasriesen Jupiter und Saturn den nächtlichen Himmelsanblick, beide sind mühelos schon vor Mitternacht in südlicher Richtung im Sternbild Schütze zu finden.
Man schrieb den 24.August 2006 und die Jahrestagung der Internationalen Astronomischen Union (IAU) in Prag war eigentlich so gut wie zu Ende. Einige Teilnehmer hatten sich schon auf ihren Weg zum Flughafen gemacht. Da kam plötzlich noch ein Eilantrag auf die Tagesordnung, der es in sich hatte: Konnte der 1930 von dem Amerikaner Clyde Tombaugh entdeckte Pluto aufgrund seiner enormen Entfernung zur Sonne, seiner „schiefen“ Bahn zur Ekliptik und seiner geringen Größe überhaupt noch ein Planet sein?
Die Mehrheit der noch anwesenden Stimmberechtigten gab ein eindeutiges Votum und von nun an wurde Pluto als der größte Himmelskörper der neuen Kategorie der Zwergplaneten ausgewiesen.
Natürlich war der Ärger vorprogrammiert. Vor allem die amerikanischen NASA-Wissenschaftler, die ein halbes Jahr zuvor mit der Raumsonde „New Horizons“ eine Planetensonde auf ihre knapp 10jährige Erkundungsmission zum fernsten aller Planeten geschickt hatten, waren vollends enttäuscht. Ihre Mission war gewissermaßen auf Zwergenniveau herabgestuft wurden. Erst ein Jahrzehnt später ließen die hochauflösenden Aufnahmen von Pluto und seinem großem Charon den Ärger verfliegen und die Mission gilt seitdem als größter Erfolg bei der Erforschung des fernen Sonnensystems jenseits des Neptuns.
Wenige Jahre später konnten bereits vier weitere Himmelskörper den Zwergplaneten zugeordnet werden, wobei nach seiner Entdeckung der Zwergplanet Eris dem guten alten Pluto fast noch den Rang abgelaufen hätte. Doch eine genauere zweite Messung ergab dann, dass Eris mit 2326 km Durchmesser doch knapp 50 km kleiner ist als Pluto. Als Kriterium für die Aufnahme in den Kreis der „Dwarf Planets“, wie die englischsprachigen Astronomen die Gruppe nennen, ist ein Durchmesser von 1000 km angesetzt.
Allerdings gibt es auch da eine kleine Ausnahme, denn Ceres kann nur 973 km Durchmesser aufweisen. Die Entdeckung von Ceres geht auf den italienischen Astronomen Giuseppe Piazzi zurück. Am 1. Januar 1801 spürte er den eisigen Körper in dem bis dahin leeren Raum zwischen Mars und Jupiter auf und wurde euphorisch als Entdecker eines neuen Planeten gefeiert. Doch der deutsche Astronom Heinrich Wilhelm Olbers aus Bremen konnte schon ein Jahr später durch das Auffinden von Pallas beweisen, dass mit den Asteroiden eine ganz neue Gruppe von Himmelskörpern entdeckt war. Genau dieser Gruppe von Himmelskörpern, die einst die Ceres gewissermaßen begründete, gehört sie nun aber nicht mehr an.
So gestalteten die Astronomen also in den vergangen Jahrzehnten die Nomenklatur der Himmelskörper grundlegend neu: Neben den bekannten acht Planeten, die sich praktischerweise in jeweils vier Gesteinsplaneten (Merkur, Venus, Erde, Mars) und vier Gasplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) unterscheiden lassen, gibt es im Sonnensystem über 200 Monde. Die Gruppe der Asteroiden wächst und wächst und auch die Zahl der Meteoroide steigt durch die immer besseren Beobachtungsmethoden der nächtlichen Himmelsforscher.
Für die größten Überraschungen sind allerdings die Kometen verantwortlich, denn ihre oft über Jahrhunderte oder gar Jahrtausende dauernde Reise durch unser Sonnensystem wird eigentlich nur dann so recht interessant, wenn einer dieser kosmischen Vagabunden in Sonnennähe eine Koma und einen Schweif entwickelt. Der bekannteste Komet wurde – wie es später auch zur Tradition wurde – nach seinem Entdecker Edmund Halley benannt. In der heutigen Zeit sind es oft himmelsüberwachende Satelliten, die den ersten Blick auf die Schweifsterne erhaschen. So konnte man zum Beispiel den von der gleichnamigen Raumsonde erstmals erfassten Kometen NEOWISE im Sommer 2020 sogar mit bloßem Auge bewundern. Für das Jahr 2031 sind die Erwartungen schon jetzt recht groß, denn ein kürzlich entdeckter, 160 km große Kometen-Mutterkörper entwickelt schon jetzt erste Anzeichen von Aktivität. Benannt wurde das Objekt nach seinen beiden Entdeckern: Bernardinelli-Bernstein. Wird er zum neuen Jahrhundert-Komet werden ?
Abschließend seien dann noch die Himmelskörper genannt, die unserem Sonnensystem nur einen kurzen Besuch abstatten und somit keine geschlossene Bahn um unser Zentralgestirn aufweisen. Es ist die neue Gruppe der interstellaren Himmelskörper, die mit der Entdeckung von 1 I / Oumuamua im Jahre 2017 erstmals nachgewiesen werden konnte (siehe Kosmos 53). Die Identifizierung des zweiten Objekts dieser Gruppe gelang erst kürzlich mit 2 I / Borisov. Dabei steht das I für Interstellar. In diesem speziellen Fällen verabschieden sich also zum ersten Mal zwei neu entdeckte Körper gleich wieder aus unserem Sonnensystem. Werden weitere Besucher folgen?
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Sonntag 01.08.2021
94. Blick in die Kinderstube des Weltalls
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EsWa, Galaxien 8, Digital, 280 x 380, 2021
Die Tageslänge nimmt vom Monatsanfang bis zum Monatsende um mehr als eine Stunde ab. Gleichzeitig setzt die astronomische Dämmerung entsprechend viel früher ein und Venus wird zum beherrschenden Objekt des westlichen Abendhimmels. Sie kann ihren strahlenden Glanz nun schon gegen 21 Uhr verbreiten.
Jupiter und Saturn sind dagegen erst um Mitternacht in südlicher Himmelsrichtung, aber ohne große Schwierigkeiten, aufzufinden. Sie werden nur durch recht schwach leuchtende Sterne aus den Konstellationen Wassermann und Steinbock flankiert.
Merkur und Mars sind hingegen kaum sichtbar, da sie unmittelbar nach Sonnenuntergang unserem Zentralgestirn folgen und im Schein der Dämmerung verschwinden.
Im Jahre 1963 berichtete der amerikanische Astronom Maarten Schmidt erstmalig von einer sternähnlichen Radioquelle, die er in seiner ersten wissenschaftlichen Beschreibung „quasi-stellar radio source“ nannte. Seither hat das daraus entstandene Akronym „Quasar“ die astronomische Fachwelt immer stärker in ihren Bann gezogen, denn schon bald nach ihrer Entdeckung wurde klar, dass es sich bei den Quasaren um die wohl exotischsten Objekte im Universum handelt. Heute definiert man diese Quasare als die Kerne extrem weit entfernter Galaxien, die sich durch die Abstrahlung enormer Energiewerte vor allem im Radiobereich auszeichnen. Diese entstehen, wenn einfallendes Material auf die sogenannte Akkretionsscheibe trifft, die einem riesigen Materiestrudel gleichzusetzen ist. Die Scheibe selbst umkreist dabei ein supermassereiches Schwarzes Loch wie ein gigantischer Hula-Hoop-Reifen. Die abgestrahlten Energien im gesamten Bereich der elektromagnetischen Strahlung sind dabei unfassbar hoch: so hoch, dass sie auch noch in unglaublichen Entfernungen messbar sind.
Forscher haben nun den bisher ältesten und damit auch am weitesten entfernten Quasar gesichtet. Das Team um Feige Wang von der University of Arizona stellte die Entdeckung mit der Fachbezeichnung J0313-1806 kürzlich der staunenden Fachwelt vor. Sie haben damit erstmalig ein Objekt mit einer Entfernung von 13,03 Milliarden Lichtjahren von der Erde beschrieben. Da man das heutige Alter des Universums auf 13,8 Milliarden Jahre schätzt, heißt dies, dass dieser Quasar entstand, als gerade einmal fünf Prozent des heutigen Weltalters erreicht war. Wir schauen somit zurück in die Kinderstube des Weltalls.
Doch neue Entdeckungen bringen oftmals auch viele neue Fragen mit sich: Wie konnten Galaxien überhaupt so früh entstehen und wieso konnten sie sich so schnell entwickeln? Fragen, die sicher erst durch weitere genaue Beobachtungen solch ferner und gleichzeitig extrem junger Quasare beantwortet werden können.
Die Beobachtung gelang dem Team um Feige Wang mit zwei weltweit einzigartig platzierten Großteleskopen, dem Gemini North auf Hawaii und dem Gemini South in Chile. Nur durch die gezielte Beobachtung mit zwei gleichartigen Teleskopen an zwei hemisphärisch gegensätzlichen Positionen auf der Erdkugel konnte die sogenannte kosmologische Rotverschiebung, die gleichzeitig ein Maß für die Entfernung ist, äußerst genau bestimmt werden. Natürlich wurde mit z = 7,642 ebenfalls einer neuer Rekordwert ermittelt. Nur mit Hilfe der Rotverschiebung können Astronomen die Entfernung von der Erde ermitteln und bestimmen, so auch das Alter eines kosmischen Objekts. Dabei gilt: Je höher die Rotverschiebung, desto entfernter und desto älter ist ein Himmelsobjekt.
Aber auch in einem anderen Bereich scheint der Quasar J0313-1806 rekordverdächtig zu sein, denn sein extrem massereiches Schwarzes Loch repräsentiert 1,6 Milliarden Sonnenmassen. Das ist kaum nachvollziehbar, denn damit strahlt der Quasar zirka 1000-Mal so hell wie unser gesamtes Milchstraßensystem.
Gleichzeitig ist diese Entdeckung nicht nur der weiteste Blick in die Vergangenheit überhaupt, sie zeigt auch, dass wir natürlich nicht wissen können, was aus dem Quasar in der fernsten Galaxie des beobachtbaren Universums inzwischen geworden ist. Dies könnten wir nur erfahren, wenn es Kultkomplott auch in 13,03 Milliarden Jahren noch geben würde, was wiederum nicht sehr wahrscheinlich ist.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Donnerstag 01.07.2021
93. Weißt Du wieviel Sternlein stehen? - Vom Zensus des Kosmos
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EsWa, Galaxien 7, Digital, 300 x 380, 2021
Im Sommermonat Juli verabschiedet sich zunächst unser Nachbarplanet Mars vom abendlichen Himmel. Dafür wird Venus zum strahlend leuchtenden Abendstern. Tief über dem Westhorizont wird sie nach der Sonne und dem Mond zum dritthellsten Objekt am Himmel. Auch der innerste Planet Merkur taucht kurz vor Sonnenaufgang für wenige Minuten sehr flach am Osthimmel auf, ist aber nur sehr schwer zu entdecken. Saturn ist die ganze Nacht auffindbar, während Jupiter zum Planeten der zweiten Nachthälfte wird.
Die Sommersternbilder Schwan, Leier und Adler sind bereits in der Dämmerung sichtbar. Ihre Hauptsterne Deneb (Schwan), Wega (Leier) und Atair (Adler) bilden das sogenannte Sommerdreieck.
Schon immer wollte der Mensch die Rätsel des Kosmos lösen, doch musste er immer wieder feststellen, dass er vor unglaublichen Herausforderungen steht, wie es einst Carl Sagan schon formulierte.
Dabei ist der Begriff der Durchmusterung in der Astronomie untrennbar mit einem möglichen Zensus der Sterne und Galaxien verbunden. Darunter versteht man die systematische Erfassung aller am Himmel vorhandenen Sterne.
Schon zu Zeiten des großen deutschen Astronomen Cuno Hoffmeister (1892-1968) versuchte man durch regelmäßige Aufnahmen einer Himmelsregion nach der anderen eine Bestandsaufnahme der Sternenwelt zu bewerkstelligen. Bestes Beispiel hierfür sind die unter seiner Leitung seit 1925 initiierten Himmelsdurchmusterungen, die in der thüringischen Sternwarte in Sonneberg durchgeführt wurden. Die noch heute weltgrößte Plattensammlung stellt eine analoge Datenbank des Kosmos dar, die in ihrer Art einmalig ist. Mit Hilfe dieser und auch anderer Versuche der Zählung hatten sich in der Fachwelt zwei Daten manifestiert: Zum einen wurde die Zahl der Sterne, die zu unserer eigenen Milchstraße gehören, auf rund 200 Milliarden beziffert. Zum anderen aber galt es auch die Anzahl aller Welteninseln, die wie unsere Heimatgalaxis unfassbare Massen von Sternen beherbergen, zu definieren. Auch hier hatte sich unter den Astronomen die Anzahl von 200 Milliarden Galaxien im Kosmos durchgesetzt.
Was die Anzahl der Sterne in den Spiralarmen unserer galaktischen Heimat betrifft, hat die Mission GAIA nun den entscheidenden Durchbruch geliefert, denn hier widmet sich ein satellitengestütztes Forschungsprogramm ausschließlich der Zählung der Sterne in unseren heimatlichen Gefilden. Schon der dritte veröffentlichte Katalog aller dreidimensional erfassbaren Sterne unserer Milchstraße zeigte, dass die angenommenen Zahlen nicht stimmen können. Wenn im Frühjahr des kommenden Jahres der vierte GAIA-Katalog vorgestellt wird, gehen Experten davon aus, dass die Anzahl der Sterne unserer Galaxis auf bis zu 330 Milliarden nach oben korrigiert werden muss. Damit stellt sich schon unsere unmittelbare Nachbarschaft als wesentlich größer heraus als jemals voraussehbar. Man muss dabei bedenken, dass noch vor gut 100 Jahren Edwin Paul Hubble, der Wegbereiter der modernen Astronomie, von seinen ungläubigen Zeitgenossen für seine erste Hochrechnung von 100 Milliarden Sternen verhöhnt und verspottet wurde.
Der Zensus unseres eigenen kosmischen Heimathafens scheint damit abgeschlossen zu sein und das altbekannte Liedchen „Weißt du, wie viel Sternlein stehen?“ hat seine astronomische Antwort erhalten.
Wesentlich schwerer ist allerdings die Erfassung und Vermessung aller kosmischen Häfen, sprich Galaxien, die in ihren vielfältigen Formen in bis zu 13,6 Mrd. Lichtjahren Entfernung existieren.
Mit Hilfe des Hubble-Space Teleskops ging man zunächst daran, einen bestimmten Himmelsabschnitt über eine extrem lange Zeit zu fotografieren. Diese aus hunderten Einzelbildern bestehenden Aufnahmen brachten viele bis dahin völlig unbekannte und teilweise auch extrem ferne Milchstraßen zum Vorschein. So wurde schnell klar, dass ihre Gesamtzahl weit größer sein müsste. Doch das Weltraumteleskop ist in seine Jahre gekommen, was weiterführende Forschungen auf dem Gebiet des Himmels-Zensus nahezu unmöglich machte.
Seit 2012 hat ein anderes Projekt den Versuch unternommen, die noch offene Frage zu klären, wie hoch die Gesamtzahl der Galaxien des Universums ist. Übersteigt sie die lange Zeit geltende Vorstellung von 200 Milliarden Welteninseln? Mit dem DES (Dark Energy Survey) geht man völlig neue Wege, um herauszufinden, ob sich die Prognosen bestätigen lassen. Nach sechs Jahren intensiver Beobachtung mit einer 570-Megapixel-Kamera am Víctor-M.-Blanco-Teleskop am Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile hat man tatsächlich nachweisen können, dass auch hier die Zahl der im Kosmos existierenden Galaxien erheblich nach oben korrigiert werden muss. Noch ist allerdings erst ein Achtel des Himmels erfasst und die Forscher haben noch einige Beobachtungsjahre vor sich. Doch schon jetzt kann man von einem sehr erfolgreichen Programm sprechen, denn es liegt die Vermutung nahe, dass es bis zu 2 Billionen Galaxien geben könnte, also rund das Zehnfache dessen, was bisher angenommen war. Wie unfassbar dieser Wert ist, zeigt sich, wenn man nun annimmt, dass in jeder einzelnen dieser Welteninseln ähnlich wie unserer Milchstraße sich wiederum 200 Milliarden Sterne befinden: Die gigantische Zahl von 4 Trilliarden Sterne (ausgeschrieben 2.000.000.000.000.000.000.000) könnte möglich sein.
Wenn man dann noch voraussetzen würde, dass jeder dieser Sterne rund 5 Planeten besitzt, dann sollten ungefähr 10 Trilliarden Planeten existieren! Ein Wert, der den Urvätern der Astronomie sicherlich den Atem nehmen würde.
Wer aber hält nun diese ungeheure Zahl an kosmischen Spiralnebeln und ihre darin befindlichen Sterne an ihrem Platz? Ist es, wie die moderne Astronomie voraussagt, die Dunkle Energie, die den Kosmos wie in einer gigantischen Netzstruktur zusammenhält?
Fragen, die vielleicht noch in diesem Jahrzehnt genauer beantwortet werden können, wenn das James-Webb-Space-Telescope der NASA, das Euclid-Weltraumteleskop der Europäischen Weltraumorganisation und das Extremly Large Telescope der ESO (Europäisches Südobservatorium) ihren Dienst aufnehmen. Sie werden entscheidend helfen, weitere Rätsel des Universums zu lösen.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Dienstag 01.06.2021
92. Reisezeiten von mehreren 100.000 Jahren
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EsWa, Galaxien 7, Digital, 300 x 300, 2021
Nach wie vor beherrschen die Frühlingssternbilder den abendlichen Himmel. Neben dem Löwen zählt man den Bärenhüter Bootes und die Jungfrau zu den Frühlingsboten. Aus den Hauptsternen dieser Konstellationen könnte man ein Frühlingsdreieck bilden. Aufgrund seiner enormen Ausdehnung wird es jedoch nur mit Hilfe einer Sternkarte nachvollziehbar. Das nachfolgende und wesentlich leichter zu erfassende Sommerdreieck tritt momentan erst nach Mitternacht in Erscheinung.
Über einen recht langen Zeitraum haben sich die Planeten rar gemacht. Doch nun beginnen sie langsam wieder in das Blickfeld des abendlichen Beobachters zu geraten. Dabei nimmt vor allem die Helligkeit der Venus zu, doch sollte man auf jeden Fall einen freien Blick in westliche Richtung haben, denn unser Abendstern geht noch immer recht bald nach der Sonne unter.
Die Riesenplaneten des Sonnensystems sind hingegen erst gegen Morgen gut sichtbar, wobei der auffällig helle Jupiter am 19. Juni ganz in der Nähe des abnehmenden Mondes in der Konstellation Steinbock zu sehen ist. Saturn ist zwar deutlich blasser, dafür aber die ganze Nacht über sichtbar. Der Mars hingegen zieht sich mehr und mehr vom Abendhimmel zurück.
In Kosmos 91. (Nur ein einziger Versuch) konnte man erfahren, dass nur der rote Wüstenplanet Mars in der Nähe der habitablen Zone um unsere Sonne kreist und so ausschließlich unsere Erde die Vorteile dieses Sektors des Lebens genießt.
Wie sieht es nun hinsichtlich der habitablen Zone bei unserem nächsten Nachbarstern Proxoma Centauri aus? Mit der heutigen Technik würden wir zu diesem Sternensystem zwar Reisezeiten von mehreren 100.000 Jahren einplanen müssen, doch geht man davon aus, dass Konstrukteure späterer Jahrhunderte in der Lage sind, Raumschiffe mit Antrieben zu konstruieren, die die Distanzen zu den uns am nächsten gelegenen Nachbarplaneten in überschaubaren Zeiten überwinden können, wäre ein Abstecher zu unserem nächsten gelegenen Nachbarplaneten durchaus möglich.
Unsere nächstgelegene Nachbarsonne gehört einer Klasse von Sternen an, die im Universum recht häufig anzutreffen sind. Proxima Centauri – dieser Sternname ist übrigens nur einmal vergeben, denn er soll den Umstand des nächstgelegenen Sterns näher umschreiben – ist ein Roter Zwergstern. Diese zeichnen sich in erster Linie dadurch aus, dass die Temperatur in der äußeren Hülle gerade einmal knapp 3000° C beträgt, was wiederum rund die Hälfte des Wertes der Photosphäre der Sonne darstellt. Mithin also ein Stern „kälteren“ Typs, dessen habitable Zone somit auch viel näher am Stern selbst liegt. Jüngsten Forschungsergebnissen zufolge befindet sich nur der zweite Planet des Systems mit dem Namen Proxima Centauri b genau in diesem Bereich relativ überschaubarer Schwankungen der Temperatur.
Der von dem finnischen Astronomen Mikko Tuomi 2016 entdeckte Exoplanet befindet sich in rund vier Lichtjahren Entfernung von der Erde. Der schon bald „Super Earth“ genannte Himmelskörper ist mit 1,1 Erdradien und der 1,27 fachen Erdmasse unserem blauen Planeten in Bezug auf seine wichtigsten physikalischen Eigenschaften tatsächlich sehr ähnlich. Allerdings braucht er nur 11 Tage, um den erdnächsten Exoplaneten zu umrunden, was wiederum nahelegt, dass er sich in sehr enger Distanz um die Proxima-Sonne bewegt. Wie lebensfreundlich wäre nun diese unmittelbare Nähe zum Zentralgestirn ? Diese Frage konnte unlängst durch ein Forscherteam um Meredith MacGregor von der University of Colorado in Boulder präziser beschrieben werden. Schon ohne große Veränderungen der Aktivität des Hauptsterns ist die Lage in nur 7 Millionen Kilometern Abstand recht gefährlich. Da Proxima Centauri b somit 20 mal näher um seine Sonne kreist als unsere Erde, ist die Strahlungsintensität in diesem Bereich bereits außerordentlich hoch. Doch am 1.Mai 2019 stieg diese durch einen gewaltigen Strahlungsausbruch des Sterns auf das teilweise 1000fache an. Schon seit längerem war bekannt, dass Rote Zwergsterne nicht solch ruhige Vertreter wie die gelblichen Hauptreihensterne sind, zu denen auch unsere Sonne zählt. Doch dieser sogenannte Superflare, das sind enorm starke Strahlungsemissionen eines Sterns in nur sieben Sekunden, übertraf alle bisher gemessenen Erscheinungen dieser Art um ein Vielfaches. Obwohl es im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung nur eine schwache Helligkeitserhöhung gab, konnten gleich neun verschiedene Instrumente nachweisen, dass der Impuls besonders im Bereich der Radiostrahlung so extrem war, dass sich für den nahegelegenen Exoplaneten ein wahres Horrorszenario ergibt. Die Schockwelle war so stark, dass eine eventuell existierende Atmosphäre des Exoplaneten in wenigen Sekunden weggeblasen und damit größtenteils zerstört worden wäre. Hätte sich dort jemals eine Form von Leben entwickelt, so hätte diese in jenem Moment keine Chance mehr auf die weitere Existenz gehabt. Würden also in ferner Zukunft irdische Raumfahrer das Wagnis einer interstellaren Reise zur Destination Proxima Centauri b antreten, so hätten sie auf unserem „Zwillingsplaneten“ letztlich auch nur die Möglichkeit, nach fossilen Lebensformen Ausschau zu halten – eine wenig aussichtsreiche Perspektive, vom Aufwand und Nutzen für diese Fernerkundung ganz zu schweigen.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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EsWa, Galaxien 4, Digital, 180 x 360, 2021 (Vergeben!)
Samstag 01.05.2021
91. Nur ein einziger Versuch
Die Wintersternbilder verabschieden sich im Monat Mai. Da es nun täglich später dunkel wird, verschwinden ihre Sterne mehr und mehr in der Dämmerung. Nur noch der obere Teil des Wintersechsecks bleibt dann in der einsetzenden Dunkelheit sichtbar, wobei hier mit Kastor und Pollux die beiden Hauptsterne der Zwillinge und die noch hellere Kapella aus dem Sternbild Fuhrmann am deutlichsten zu erkennen sind.
Eine sehr schöne Beobachtungsmöglichkeit in südlicher Richtung ergibt sich am 19. Mai gegen 21 Uhr, wenn Regulus - der Hauptstern in der Konstellation Löwe - eine sehr enge Begegnung mit dem zunehmenden Halbmond hat.
Mit etwas Glück und freier Sicht nach Südwesten kann man noch Mars in den Zwillingen sehen, bevor auch er dem Untergang entgegenstrebt. Auch der scheue Planet Merkur zeigt sich im Nordwesten für gut eine halbe Stunde nach dem Sonnenuntergang. Die Abendsichtbarkeit der Venus beginnt im Mai, allerdings kann man erst Ende des Monats in westlicher Richtung einen Blick auf den Abendstern erhaschen. Die Planetenriesen Jupiter und Saturn werden zu Planeten der zweiten Nachthälfte.
Innerhalb der in Kosmos 90 beschriebenen habitablen Zone liegt keiner der genannten Planeten. Lediglich der Mars bewegt sich knapp außerhalb dieses Bereichs des möglichen Lebens. Mit 225 Mill. Kilometer Entfernung ist er rund eineinhalb Mal weiter entfernt von der Sonne als die Erde und umläuft in 687 Tagen unseren Zentralstern.
Wie hoch sind nun eigentlich die Chancen für das Auffinden von Leben auf dem Wüstenplaneten? Man muss sagen, dass die Chancen hierfür relativ gering sind, denn das Wasser des Planeten, welches einstmals in recht großen Mengen durch die heute ausgetrockneten Flussbetten geströmt sein muss, hat sich im Permafrostboden in rund einem Meter Tiefe festgesetzt. Sicherlich sind damit die Möglichkeiten für das Aufspüren fossiler Lebensformen gegeben, doch ob es überhaupt jemals selbst nur einfache Bioformen gegeben hat, ist höchst ungewiss. Daher ist es eine der vordringlichsten Aufgaben des am 18. Februar in der Region Syrtis Major gelandeten NASA-Rovers „Perseverance“ danach Ausschau zu halten. Die Forscher im Jet Propulsion Laboratory in Pasadena träumen sogar davon, die durch den Robotergreifarm gewonnenen Bodenproben nicht nur vor Ort in der Laboreinheit der automatischen Station zu untersuchen. Eines fernen Tages in den 30er Jahren unseres Jahrhunderts sollen die insgesamt 36 kleinen Probenkolben mittels einer kleinen Rakete zunächst in die Umlaufbahn des Mars katapultiert werden. Dann soll ein noch zu konstruierendes Transportraumschiff die wertvolle Fracht übernehmen und sicher zur Erde bringen. Dieses ambitionierte europäisch-amerikanische „Sample Return Programm“ wird schon jetzt mit mehreren Milliarden Dollar veranschlagt.
Hinterfragt man nun die hochgesteckten Ziele hinsichtlich eines persönlichen Besuches des Wüstenplaneten durch „Marsionauten“ oder die Vision einer zukünftigen Besiedlung, so ist festzustellen, dass unsere menschliche Spezies hier in der Fantasie der Wirklichkeit um Längen voraus ist. Was gibt es da nicht für farbenprächtige SciFi-Filmchen, die mit großem Aufwand in Hollywood produziert wurden und dem verwunderten Betrachter vorgaukeln, wie einfach doch dieser Sprung zum Nachbarplaneten sei. In Wahrheit existiert noch nicht einmal ein entsprechendes Raumschiff, dass die knapp zweijährige Mission mit ca. 10 Expeditionsteilnehmern zu unserem kleinen Planetenbruder durchführen könnte. Außerdem wurde bisher nur der Hinflug von der schnelleren Erde zum langsameren Mars und die äußerst anspruchsvolle Landung durch unbemannte Raumsonden realisiert.
Der Rückflug ist dagegen noch komplizierter, denn für die Impulsbeschleunigung des Erdtransfers ist ein Geschwindigkeitszuwachs von fast 10 Kilometern pro Sekunde notwendig. 90 mal schneller als eine Gewehrkugel würde sich dann das Raumschiff mit rund 40.000 Stundenkilometern der Erde nähern. Dabei ist noch zu beachten, dass sich genau im diesem Moment des Kontakts mit der Atmosphäre, die Erde selbst mit knapp 30 Kilometern pro Sekunde um die Sonne bewegt. Letztendlich gibt es für den Austritt aus der Marsumlaufbahn ebenso wie für den Eintritt in die Erdumlaufbahn nur einen einzigen Versuch: Ein höchst gefährliches Unternehmen für die Raumfahrer der Zukunft.
Bei der Suche nach Leben auf anderen Himmelskörpern unseres Sonnensystems ist eher Ernüchterung eingetreten. Steht der sonnennahe Merkur unter ständigem Beschuss mit tödlicher Strahlung, so ist es bei der Venus der gigantische Treibhauseffekt, der Leben praktisch unmöglich macht. Die recht warmen Temperaturen auf Io, dem innersten der vier gallileischen Jupitermonde, werden durch hochgiftige Schwefelvulkane produziert. Dies ist ebenso lebensfeindlich wie die -180°C kalte Methanatmosphäre des größten Saturnmondes Titan. Lediglich unter einer kilometerdicken Eisdecke des Jupitermondes Europa wird ein riesiger Ozean vermutet, der vielleicht einfache Lebensformen beherbergen könnte.
Die Hoffnung, Leben auf nahen Himmelskörpern zu finden, ist also mehr als gering. Ein weiterer Grund dafür, dass die Menschheit einsehen muss, dass ihr nur die Erde als Lebensraum gegeben ist. Doch leider gibt es auch für den Erhalt des Lebens auf unserem blauen Planeten nur einen Versuch.
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