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106. Einem lauerndem Paparazzi nicht ganz unähnlich
105. Dantes Inferno auf WASP-76 b
104. Diät im All
103. Auf Spezialschiffen und eigens konstruierten Tiefladern
102. Was wird aus dem Gemeinschaftsprojekt?
101. 1892 - Erste Fotos von einem Polarlicht
Montag 01.08.2022
106. Einem lauerndem Paparazzi nicht ganz unähnlich
Bilder
EsWa, Galaxien 125, Digital, 140 x 140, 2022
Der Sommersternhimmel bietet am Abend einen wunderschönen Anblick. Eine der wohl eindruckvollsten Konstellationen findet man leicht neben dem sehr hellen Stern Arktur im Sternbild Bootes. Dort stehen gleich sieben Sterne in einer bogenförmigen Aufreihung, die als Sternbild Nördliche Krone (lat. Corona borealis) bekannt sind. Wie ein Juwel funkelt dabei der hellste unter ihnen. Daher ist auch sein Name Gemma (lat. Edelstein) leicht nachvollziehbar.
Für den morgendlichen Beobachter hält der August ein besonderes Planetenspektakel bereit. Wie auf einer Perlenschnur aufgereiht, kann man (von Ost nach West) die Planeten Venus, Mars und Jupiter bestaunen. Zum Monatsende gesellt sich dann noch der abnehmende Mond sehr dekorativ dazu.
Selten hat es in der Gemeinde der Astronomen so viel Vorfreude auf die ersten Bilder des neuen James Webb Space Telescope gegeben wie zu Beginn des vergangenen Monats Juli. Natürlich war diese Spannung auch ordentlich angeheizt worden, denn bereits im März hatte ein erstes Bild, das eigentlich nur die Schärfeeinstellung der verschiedenen Spiegel dokumentieren sollte, bei den Enthusiasten für einen ersten Wow-Effekt gesorgt (siehe Kosmos 103).
Knapp eine Woche vor der Erstveröffentlichung der ersten Farbbilder wurde dann noch geschickt ein zweites Bild der staunenden Öffentlichkeit präsentiert: Die eigentlich nur für die präzise Ausrichtung auf das Zielobjekt zuständige Optik hatte sich 36 Stunden lang auf einen einzigen Himmelsauschnitt in der Nähe eines Sterns konzentriert, der nicht einmal mit bloßem Auge zu sehen ist. Dieses Verfahren verdeutlicht, dass das neue Weltraumteleskop gegenüber der alten Variante einen großen Vorteil hat: Während das Hubble-Space Telescopes während seiner Aufnahmesequenzen beständig nachjustiert werden muss, da es sich einmal in 90 Minuten um die Erde bewegt, steht das James Webb Space Teleskop quasi wie ein stundenlang auf der Lauer liegender Paparazzi auf seinem Beobachtungspunkt L 2. Dies ist einer der insgesamt fünf Lagrange-Punkte. Der italienische Astronom Giuseppe Lagrangia (später in Frankreich Lagrange genannt) hatte um 1800 berechnet, dass in diesen fünf Punkten die Anziehungskräfte von Sonne und Erde auf einen dort befindlichen Körper gleichgerichtet sind.
Zurück zum Teaser-Bild: Der Stern 2MASS 16235798+2826079 überstrahlt im rechten Bildrand durch seine zackenförmigen Beugungsmuster einen Teil des Bildes. Die eigentliche Sensation des Bildes ist aber, dass man mit dieser Langzeitbelichtung so tief wie noch nie ins All geschaut hat. Es wurden dadurch logischerweise Objekte sichtbar, die bisher noch völlig unbekannt waren. Wahre Massen an extrem weit entfernten Galaxien sind erkennbar und beherrschen das Bild. Mit viel Glück zählte man ein Dutzend zu unserer eigenen Milchstraße gehörenden „Zackensterne“, heraus, doch die Anzahl der Galaxien geht in die Hunderte. Lässt sich vielleicht schon aus diesem Testbild herauslesen, dass es dort draußen mehr weit entfernte Galaxien gibt als Sterne in unserer eigenen Milchstraße. Hierbei ist zu erwähnen, dass auch diese Zahl immer konkretere Ausmaße annimmt, denn der Zensus der Sterne unseres eigenen galaktischen Systems wird von der Raumsonde GAIA immer weiter vorangetrieben (siehe Kosmos 93). Der gerade veröffentlichte 3.Katalog verweist darauf, dass ungefähr 175- 225 Milliarden Sterne um das Zentrum unserer Milchstraße kreisen. Doch das erwähnte Testbild legte nahe, dass da draußen möglicherweise bis zu 1 000 000 000 000 Galaxien existieren. Eine Billionen -das hieße gleichzeitig, dass man die Lehrbücher erneut umschreiben könnte.
Dann kam aber mit dem 12.Juli der entscheidende Tag für die Veröffentlichung der allerersten Farbbilder. Unter absolutem Stillschweigen waren diese in den vorhergehenden Wochen und Monaten minutiös herausgefiltert wurden.
Eine Panne wie vor drei Jahrzehnten bei der Veröffentlichung der ersten Fotos des Hubble-Space-Telescopes wollte man sich nicht leisten. Damals hatten Unkorrektheiten beim Spiegelschleifen zu absolut unscharfen Bilder geführt. Mehrere finanziell aufwendige Missionen mit dem Space Shuttle waren damals notwendig, um dem Prestigeobjekt der astronomischen Feldforschung quasi eine Brille zu verpassen, die übrigens in Deutschland angefertigt wurde. Seit dem die NASA im Dezember 1993 mit den Worten „The troubble with Hubble is over“ den Erfolg der einzigartigen Reparaturen im Erdorbit verkündet konnte, arbeitet das Instrument nahezu einwandfrei. Die fast dreißig Stunden Außeneinsatz der Astronauten hatten sich überaus gelohnt, denn eine ungeheure Anzahl an faszinierenden Bildern des Universums sind heute verfügbar (https://esahubble.org/images/archive/top100/).
Eine derartige Service-Mission wird es zukünftig für das neue James Webb Space Telescope jedoch nicht geben, denn der bereits erwähnte Lagrange-Punkt 2 ist für ein konventionelles Raumschiff mit mehreren Astronauten an Bord nicht ansteuerbar. Auch existiert so ein „Space Ship“ in dieser Form nicht, denn aktuellen Konstruktionen sind für einen erneuten Flug zum Mond in der Erprobung.
Daher ist es auch nicht verwunderlich, dass das neue Super-Teleskop vor seinem „First Light“ ausgiebig getestet und kalibriert wurde. Hierbei galt es sogar ein Spiegelsegment neu auszurichten, da es Anfang Juni von einem Mikrometeoriten getroffen wurde. Derartige Zwischenfälle sind natürlich auch in der Zukunft nicht auszuschließen und stellen eine nicht zu vernachlässigende Gefahr für das 10 Milliarden Dollar teure Projekt dar.
Am 12.7. um 16.30 Uhr MESZ war es dann endlich soweit. Die (astronomisch interessierte) Welt hielt den Atem an. Als die ersten Bilder dann endlich präsentiert wurden, kam man aus dem Staunen nicht mehr heraus.
Bleibt zu hoffen, dass das JWST- wie es zukünftig wohl kurz und bündig bezeichnet wird- noch viele eindrucksvolle Bilder, verbunden mit einer hohen wissenschaftlichen Ausbeute, zur Erde senden wird und von unvorhersehbaren Treffern verschont bleibt.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Freitag 01.07.2022
105. Dantes Inferno auf WASP-76 b
Bilder
EsWa, Galaxien 124, Digital, 130 x 110, 2022
Das Sommerdreieck, welches die drei hellen Sterne Atair (Adler), Deneb (Schwan) und Wega (Leier) bilden, sind die auffälligsten Himmelsobjekte des abendlichen Himmels im Juli. Hoch oben in Zenitnähe sind sie kaum zu übersehen. Möchte man jedoch eines der schönsten Sternbilder des Sommerhimmels sehen, so ist unbedingt der freie Blick Richtung Süden gefragt. Dort steht gegen 23 Uhr das Sternbild Skorpion mit seinem prachtvollen Hauptstern Antares. Es handelt sich hierbei um einen deutlich rot schimmernden Sternengiganten in 600 Lichtjahren Distanz. Der auch als Alpha Scorpii bezeichnete Rote Riesenstern ist fast 1000mal so groß wie unsere Sonne und kann in ungefähr 20 bis 25 Grad Höhe bewundert werden.
Wesentlich flacher stehen dagegen die Planeten. Ihre Sichtbarkeit im Südosten ist nach wie vor auf die morgendlichen Stunden vor der Dämmerung beschränkt.
Gibt es nun acht oder neun Planeten in unserem Sonnensystem? Seit fast zwei Jahrzehnten streiten sich die Astronomen, denn Pluto wurde auf der Konferenz der Internationalen Astronomischen Union (IAU) im Jahr 2006 der Planetenstatus aberkannt – mit knapper Mehrheit. In die Lehrbücher fand so eine neue Einteilung in Gesteins-, Gas- und Zwergplaneten Einzug. Pluto ist nun der größte Himmelskörper unter den Zwergplaneten, Jupiter der Gasriese und unsere Erde der größte Planet als fester Begleiter der Sonne.
Heute geht eine Vielzahl von Wissenschaftlern davon aus, dass die Planetenbildung bei ungefähr 90 Prozent aller anderen Sterne in der Milchstraße die Normalität darstellt und somit solare Einzelgänger eher die Seltenheit sind. Da liegt es nahe, dass man nach diesen „Exoplaneten“ Ausschau hält. Vor nunmehr 27 Jahren wurde die Jagd eröffnet und es gab tatsächlich von Anfang an große Erfolge. Für die Entdeckung des ersten Exoplaneten 51 Pegasi b bekamen 2019 Michel Mayor und Didier Queroz den Nobelpreis für Physik zugesprochen (siehe Kosmos 63).
Zu Beginn des Jahres 2022 wurde nun eine neue Rekordmarke geknackt: Die Entdeckung des Exoplaneten Nr. 5000 konnte vermeldet werden. Schon jetzt können sich die Ergebnisse der Exoplaneten-Suche sehen lassen, denn eine Vielzahl von exotischen Welten wurden durch die verschiedensten Methoden erfasst.
Für die Astronomen sind natürlich jene Planeten besonders interessant, die unserem eigenen Heimatplaneten ähneln. Voraussetzung dafür ist jedoch der ideale Abstand zum jeweiligen Zentralgestirn, der als habitable Zone bezeichnet wird. In unserem eigenen Sonnensystem erfüllt nur unser blauer Planet dieses Kriterium, denn die fast gleichgroße Schwester Venus ist zu nah an der Sonne und ihre Durchschnittstemperatur zu hoch, während der kleine Bruder Mars zu weit entfernt und viel zu kalt ist. Nur die Erde besitzt relativ geringe Schwankungen in der Temperatur und das reichlich vorhandene Wasser ist daher vorwiegend in flüssiger Form anzutreffen.
Genau nach diesen Merkmalen sucht man auch bei den Exoplaneten weit ab von unserem Mutterstern. Doch die Ergebnisse sind eher ernüchternd: Bei den mittlerweile 5000 Kandidaten konnten gerade einmal ein rundes Dutzend dieser „Exoerden“ nachgewiesen werden.
Doch diese erdähnlichen Himmelskörper in vielen Lichtjahren Entfernung können leider nicht zu 100% der Erde gleichgestellt werden, denn wenn es die eine oder andere Abweichung von den Idealwerten gibt, kann man nicht eindeutig von einem Zwilling unseres Planeten sprechen. Am nächsten kommt diesem Anspruch noch Kepler 452 b im Sternbild Schwan, der in 1400 Lichtjahren Entfernung beständig um seinen Stern kreist. Für die Umrundung wurden 385 Tage gemessen. Damit braucht er nur 20 Tage mehr als unsere Erde auf ihrer Ellipsenbahn. Es gibt noch weitere Ähnlichkeiten: Seine Sonne, genannt "Kepler-452", ist etwas heller, größer und älter ist als unsere Sonne. Sie sorgt dafür, dass die Temperaturen auf dem Planeten Kepler-452 b flüssiges Wasser als Grundvoraussetzung für Leben zulassen würden, wenn es denn eines Tages nachgewiesen werden kann. Sollte dies der Fall ist, könnte man von einem etwas älteren und größeren Cousin der Erde sprechen.
Ein anderer Kandidat mit dem Namen LHS 3844 b scheidet nach neusten Erkenntnissen aus der Gruppe erdähnlicher und lebensfreundlicher Exoplaneten aus: als bisher einziger Gesteinsplanet außerhalb des Sonnensystems besitzt er keine nachweisbare Atmosphäre. Da LHS 3822 b in nur 11 Stunden seinen Stern umrundet, wird dieser die Lufthülle höchstwahrscheinlich weggeblasen haben.
Für die Astronomen steht nach knapp drei Jahrzehnten der Suche im All allerdings fest, dass die Mehrzahl der gefunden Exoplaneten sogenannte Super-Jupiter-Planeten sind. Das sind Himmelskörper, die viele übereinstimmende Merkmale mit unserem Gasriesen Jupiter haben. Der große Unterschied besteht darin, dass sie fünf bis zehn Mal so groß wie unser Jupiter sind und somit wahre Planetengiganten darstellen.
Die außergewöhnlichsten Exoplaneten sind den Forschern erst in den letzten Monaten näher aufgefallen. Nach der Auswertung aller vorhandenen Daten stand zum Beispiel fest, dass es auf dem Exoplaneten HD189733b Glas regnet, unter bestimmten Windbedingungen sogar seitwärts. Noch ungewöhnlicher geht es auf WASP-76 b zu. Auf dem 390 Lichtjahre entfernten Planeten im Sternbild Fische ist es mit bis zu 2400 °C derart heiß, dass es auf der Tagseite kleine Eisentröpfchen regnet. Das Besondere daran ist allerdings, dass WASP-76 b eine gebundene Rotation besitzt. Das wiederum bewirkt, dass seine Tagseite immer dem Mutterstern WASP-76 zugewandt ist. Die dunkele Nachtseite hingegen ist immer abgewandt und damit wesentlich kälter. Die Temperaturunterschiede von mehr als 1000 °C verursachen heftige Winde, die ihrerseits den heißen Eisenregen vor sich hertreiben: Eine wahre Gluthölle, die Dantes Inferno recht nahekommt.
Entdeckt wurden diese Phänomene übrigens mit dem neuen Instrument „Espresso“ (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) am VLT (Very Large Telescope) der ESO (Europäisches Südobservatorium) in der chilenischen Atacama-Wüste. Dahinter versteckt sich keine neuartige Kaffeemaschine, sondern ein ausgetüfteltes spektroskopisches System, mit dem erstmals die chemischen Veränderungen in der Atmosphäre eines extrem heißen Super-Jupiter-Planeten nachgewiesen werden konnten.
Die Beobachtungstechnik des in der Erdumlaufbahn stationierten Kepler-Teleskops, mit dem übrigens mehr als 4000 Exoplaneten entdeckt werden konnten, ist unlängst so optimiert worden, dass in der Nähe des Exoplaneten Kepler-1708 b der erste Exomond nachgewiesen werden konnte. Allerdings ist zu erwähnen, dass dieser „Exotrabant“ 2,6 mal so groß wie unsere Erde bzw. 10 mal so groß wie unser Erdmond ist.
Wenn man nun noch bedenkt, dass bis zum Jahr 2026 mit ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey) und PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) zwei weitere Satelliten mit ihren spezifischen Beobachtungsprogrammen zur Identifizierung weiterer ferner Welten in Dienst gestellt werden, sind die bisherigen Erkenntnisse vielleicht erst der Beginn einer neuen Forschungsära der modernen Astronomie.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Mittwoch 01.06.2022
104. Diät im All
Bilder
EsWa, Galaxien 121, Digital, 120 x 100, 2022
Derzeit machen sich die Planeten auf ihrem Weg um die Sonne ziemlich rar, denn es gibt keine besonders auffällige Sichtbarkeit dieser Wanderer außer in den frühen Morgenstunden. Zum Monatsende zeigen sich Mars und Jupiter bereits gegen 3 Uhr früh, doch die bald einsetzende Dämmerung lässt sie schnell verblassen.
Der abendliche Himmel hingegen wird nun durch einen Stern bestimmt, den sogar der Laie recht leicht auffinden kann. Verlängert man die Deichsel des großen Wagens in der Form ihres Bogens, so trifft man unweigerlich auf den hellsten Stern des Nordhimmels: Es ist der orange-gelbe Gigant Arktur aus dem Sternbild Bootes, der gegen 22 Uhr hoch oben im Süden steht. Das auch Arkturus genannte Objekt strahlt 210mal heller als unser Zentralgestirn und ist 25mal so groß wie unsere Sonne. Wenn das Licht das Auge des Beobachters trifft, war es zuvor 37 Jahre mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs zu uns. Verlängert man diesen Bogen weiter in Richtung Horizont, so erkennt man Spica, den Hauptstern des Sternbildes Jungfrau. Er kommt allerdings nicht an die Helligkeit von Arktur heran.
In diesem Sternbild, lateinisch Virgo genannt, befindet sich eines der rätselhaftesten Objekte des gestirnten Himmels. Es ist die Galaxie M 87. Im März 1781 von Charles Messier entdeckt, beherbergt dieses riesige, elliptische Gebilde sowohl eine Radioquelle (Virgo A) als auch eine Röntgenquelle (Virgo X-1). Außerdem schießt aus ihrem Zentrum ein hochenergetischer Jet in den Kosmos. Grund genug, dass sich im Jahr 2019 ein internationales Konsortium von Forschern zusammentat, um den Geheimnissen im Zentrum von M 87 auf die Spur zu kommen. Mit Hilfe des Event Horizon Telescope – einem Verbund von insgesamt acht verschiedenen, weltweit verteilten Radioteleskopen – konnte so im Jahre 2019 das erste Bild von einem Schwarzen Loch veröffentlicht werden. Die dabei entdeckten Eigenschaften dieses supermassereichen Objektes sind kaum vorstellbar: Auf sechs Milliarden Sonnenmassen wird das Materiemonster geschätzt, welches in einem Abstand von 52 Millionen Lichtjahren existiert. Wer sich einen unmittelbaren Eindruck von M 87 machen möchte, dem sei eine virtuelle Reise mitten in das Zentrum dieser Galaxis empfohlen.
Am Ende dieser Visualisierung ist übrigens dieses erste Bild von einem Schwarzen Loch eingefügt. Es galt damals als Sensation, denn äußerst mühevoll wurde dieses Foto aus Hunderten verschiedenster Radiodaten zusammengefügt. Erstmals war so eine animierte Ansicht des Endstadiums eines einstmals mächtigen Überriesensterns möglich. Nach gerade einmal 500 Millionen Jahren - was ungefähr einem Zwanzigstel der Lebenserwartung unserer eigenen Sonne entspricht - konnte dieser extrem massereiche Stern seine verschwenderische Energieproduktion nicht mehr aufrechterhalten. Er beendete sein aus astronomischer Sicht recht kurzes Leben in einer nur o,2 Sekunden währenden Explosion, einer sogenannten Supernova, die wiederum als Vorläufer des späteren Schwarzen Lochs gilt.
Am 12.Mai konnte das Event-Horizon-Telescope-Team nun ein weiteres Foto von einem Schwarzen Loch der Öffentlichkeit präsentieren. Diesmal hatten sich die Wissenschaftler auf das Zentrum unserer eigenen Milchstraße konzentriert.
Mit diesem Bild stellt sich erneut die Frage, wie solche Extremzustände der Physik überhaupt existieren können. Ein dreifach grelles Aufleuchten macht deutlich, dass es einen Abgrund im Inneren geben muss und das im unmittelbaren Umfeld Materie darum kämpft, nicht in diese Charybde gezogen zu werden. In nur 27000 Lichtjahren Entfernung befindet sich im Zentrum unserer eigenen Milchstraße ein Schwarzes Loch, welches gerade einmal vier Millionen Sonnenmassen auf die Waage bringt. Schon sprechen die Forscher davon, dass dieses Objekt in der Mitte unserer Heimatgalaxie gewissermaßen auf Diät gesetzt ist. Mit anderen Worten findet es derzeit keine weiteren Sterne, die es in seinen gewaltigen Abyssus ziehen könnte.
Doch was sagen diese beiden verschiedenen Darstellungen der „Black Holes“ aus? Wahrscheinlich ist dies so etwas wie der erste Beweis dafür, dass wir uns die Zentren aller Galaxien so vorzustellen haben: In der Mitte sitzen riesige Materiemonster, die durch ihre gewaltigen Gravitationskräfte für die Rotation der Spiralstrukturen verantwortlich sind. Hierbei ist zu erwähnen, dass unsere Sonne rund 225 Millionen Jahre braucht, um das Zentrum unserer Milchstraße einmal zu umrunden. Die Vollendung dieses sogenannten galaktischen Jahres ist nur möglich, wenn die Sonne pro Sekunde 250 km auf diesem Rundkurs zurücklegt. Gerade einmal 20 Umrundungen des Zentrums hat unser Stern bisher bewältigen können.
Übrigens hoffen die Forscher des Event-Horizon-Telescope-Teams nun auf die neuen Super-Teleskope (siehe Kosmos 103). Mit Hilfe dieser hochauflösenden Optiken hofft man der Dynamik der Schwarzen Löcher noch detaillierter auf die Spur zu kommen. Möglicherweise können der Öffentlichkeit dann auch erste bewegte Bilder dieser Höllenschlunde präsentiert werden. Man sieht, dass die älteste Wissenschaft der Menschheit noch immer offene Fragen zu klären hat. Aber darin liegt auch gleichzeitig die Möglichkeit, viele interessierte Menschen für diesen Zweig der Wissenschaft zu sensibilisieren.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Sonntag 01.05.2022
103. Auf Spezialschiffen und eigens konstruierten Tiefladern
Bilder
EsWa, Galaxien 119, Digital, 220 x 300, 2022
Die Frühlingssternbilder sind nun die Beherrscher des Abendhimmels. Die Konstellationen Löwe und Jungfrau bestimmen mit ihren jeweiligen Hauptsternen Regulus und Spica das Geschehen in Blickrichtung Süden. In der morgendlichen Dämmerung hingegen wird die Sonne gleich zwei Mal zum Spielverderber: Zum einen ist der Blick in Richtung Osten auf die tiefstehende Planetenparade mit Saturn, Mars, Jupiter und Venus nur bei bester Sicht kurzzeitig möglich, bevor die Horizontaufhellung die weitere Beobachtung unmöglich macht. Zum anderen wird die totale Mondfinsternis vom 16. Mai am westlichen Horizont durch den Sonnenaufgang und die damit verbundene Aufhellung des Himmels zu einem schwierigen Unterfangen. Da sich Sonne und Mond genau 180 Grad gegenüberstehen, geht auch genau in dem Augenblick, wo die Sonne aufgeht, der Vollmond unter. Da der Vollmond erst um 5.29 Uhr vollständig in den Kernschatten eingetaucht ist, wird in Deutschland somit nur der Beginn der Finsternis für wenige Minuten bei völlig freier Sicht in Richtung Westen möglich sein. Mehr Glück könnten da Reisende haben, die nach Mexico oder den USA unterwegs sind. Dort kann man die totale Mondfinsternis bereits am späten Abend des 15.Mai bewundern.

Nachdem in Kosmos 102 in Bezug auf die internationale Raumfahrt die Frage nach der Perspektive der ISS gestellt wurde, bietet sich der Blick in die Zukunft der astronomischen Forschung als weiterführendes Thema geradezu an.
Hier sind es zwei Bilder, die im Gegensatz zur bemannten Raumfahrt, alle forschenden Astronomen hoffnungsvoll nach vorn schauen lassen. Während das eine Bild in der chilenischen Atacama-Wüste in einer der trockensten Regionen der Erde aufgenommen wurde, entstand das andere Bild in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von unserem Heimatplaneten. Aber der Reihe nach:
Vor genau 60 Jahren wurde die Forschungsgemeinschaft ESO (European Southern Observatory) in Garching bei München gegründet. Es ist der Zusammenschluss von mittlerweile 16 Nationen, deren gemeinsames Ziel die Errichtung von Großteleskopen auf der südlichen Hemisphäre ist. Nachdem schon früh die Wahl des Standortes auf die fast menschenleere Trockenwüste am Rande der chilenischen Anden fiel, konnten im Verlaufe der Jahrzehnte mehrere Großprojekte geplant, projektiert und baulich umgesetzt werden. Zunächst wurde 1977 das ESO-3,6-m-Teleskop installiert und galt lange als Vorzeigeobjekt, bis man im Jahr 1989 das New Technology Telescope errichtete. Dieses später nur kurz NTT genannte Projekt setzte zum ersten Mal für den 3,5m großen Hauptspiegel zusätzliche optische Korrektursysteme ein. Diese bahnbrechenden adaptiven bzw. aktiven Optiken sind zwar heute Standard, doch mutete einst das Vorhaben, den tonnenschweren Hauptspiegel durch kleine Aktuatoren ständig in Bewegung zu halten und so die Luftunruhen perfekt auszugleichen, absolut futuristisch an. Beide Teleskope arbeiten noch heute sehr erfolgreich auf dem Berg La Silla.
Da man mit dieser Technik und immer dünneren, bei Schott in Mainz gegossenen Hauptspiegeln nun gute Erfahrungen gemacht hatte, wurde ein weiteres Großvorhaben der Superlative auf dem benachbartem Berg Cerro Paranal realisiert: Insgesamt vier große Spiegel mit unglaublichen 8,2m Durchmesser bei einer Dicke von gerade einmal 22 cm sollten gemeinsam in 3500m Höhe entstehen. Dieser auch Array genannte Teleskop-Zusammenschluss war nie zuvor so gebaut wurden, doch das Vorhaben gelang trotz gewaltiger Mühen in beispielhafter Art und Weise. So mussten zum Beispiel die vier in Europa gefertigten Hauptspiegel zunächst per Spezialschiff nach Antofagasta und dann mit eigens konstruierten Tiefladern von dort bis in die Hochwüste geschafft werden. Nach 15jähriger Bauzeit gab es das „First Light“, was in der Sprache der Astronomen der Moment des ersten empfangenen Bildes ist. Noch heute gilt es als das größte Teleskop der Erde. Mit dem VLT (Very Large Telescope) wurden Aufnahmen getätigt, die neben dem Hubble Space Teleskop zu den bedeutsamsten ihrer Art in der Astronomie zählen. Unter https://www.eso.org/public/images/ kann man sich inzwischen hunderte großartiger Fotos ansehen.
Damit schien die Grenze des Machbaren erreicht zu sein. Doch ein besonders Foto zeigt nun, dass ein noch gewaltigeres Großprojekt langsam konkrete Formen annimmt. Vom neuen ELT (Extremly Large Telescope) steht bereits das äußerst aufwendig gestaltete Fundament. In diesem sind bereits etliche der Aktuatoren, die später die gewaltige 2800 Tonnen schwere Konstruktion aus Grundmontierung, Primär-und Sekundärspiegel tragen soll.
Im Jahr 2027 soll das „First Light“ auf insgesamt 798 Wabenspiegel fallen, die im Array eine gigantisch anmutende Spiegelfläche von fast 40 Metern erreichen sollen. Dieses „neue Auge der Menschheit“ auf dem Cerro Armazones soll all ihre Vorgänger, was Auflösungsvermögen und Bildschärfe betrifft, in den Schatten stellen. Und genau diese Extreme zeigt das Bild https://elt.eso.org/public/archive_webcams/armazonespanoeast/public/poi/preset_100.jpg in Form eines atemberaubenden Panoramas. Wie man sich die fertiggestellte Konstruktion dann vorstellen könnte, zeigen diese künstlerischen Darstellungen: https://fis-landschaft.de/universum/elt/
Doch nun von der Erde in weite Ferne. Ein eigentlich nur als Korrekturaufnahme gedachtes Bild lässt die Astronomen in Verzückung geraten. Am 19.März veröffentlichte das Imaging-Team des gerade in Dienst gestellten neuen Weltraumteleskops ein Bild, das unmittelbar nach der Fokussierung der insgesamt 18 hexagonalen Einzelspiegel des mittlerweile in 1,5 Millionen Entfernung von der Bodenstation positionierten James Webb Space Telescope empfangen wurde. Auf den ersten Blick scheint der avisierte Stern mit dem epischen Namen 2MASS. J17554042+6551277 ein Objekt mit acht scharfen Zacken zu sein. Diese entstehen im Übrigen durch die Beugungsmuster der einzelnen Spiegel. Dem Team ging es in erste Linie darum, dass die einzelnen Spiegelsegmente den Stern in einen Punkt abbilden, was augenscheinlich bestens gelungen ist. Doch diesmal liegt die Überraschung allein im Hintergrund. Schaut man genau hin, sieht man im fernen Hintergrund neben einigen wenigen Sternen (erkennbar an den Beugungsmustern) etliche bisher unbekannte Galaxien mit den verschiedenartigsten Formen und Ausdehnungen: http://www.starobserver.org/2022/03/19/
Die Erwartungen der Astronomen sind somit schon vor dem offiziellen „First Light“ mehr als übertroffen, denn was für großartige Bilder wird das neue Weltraumteleskop in der Zukunft erst liefern, wenn es auf spezielle Himmelsobjekte ausgerichtet wird. Auf jeden Fall wird es unseren Blick in die weiten Fernen des Kosmos entscheidend schärfen.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Freitag 01.04.2022
102. Was wird aus dem Gemeinschaftsprojekt?
Bilder
EsWa, Galaxien 18, Digital, 240 x 320, 2022
Ausschließlich am Morgenhimmel des ersten Frühlingsmonats April sind Planeten sichtbar. Mars, Venus, Jupiter und Saturn tummeln sich am südöstlichen Himmel, aber nur geübte Beobachter werden dieses Quartett in den sehr frühen Morgenstunden aufspüren können. Auch die Wintersternbilder werden sich nun langsam verabschieden. Die immer spätere Dämmerung lässt sie am südwestlichen Himmel verblassen. Dafür beherrscht das Sternbild Löwe hoch im Süden mit seinem auffällig hellen Hauptstern Regulus den abendlichen Anblick des gestirnten Himmels.

Kaum waren die ersten weitreichenden Sanktionen gegen die russischen Aggressoren verhängt, da begannen auch im Bereich der Wissenschaft lang gepflegte Kooperationen mit russischen Wissenschaftlern zu bröckeln. Im Bereich von Astronomie und Raumfahrt ist dabei in ersten Linie an die Internationale Raumstation ISS zu denken. Schon wenige Tage nach dem barbarischen Überfall auf die Ukraine verkündete plötzlich und völlig unerwartet Roskosmos das Ende der Zusammenarbeit mit der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA und der amerikanischen Raumflugbehörde NASA. „Man könne sich mit Pfeil und Bogen nach oben katapultieren“, tönte es hochtrabend aus Moskau.
Dieser Vertragsbruch ist aus zwei Gründen völlig unverständlich: Zum einen hat Roskosmos in der Vergangenheit mit dem Transfer amerikanischer, asiatischer und europäischer Kosmonauten zur ISS mehr als gut verdient, denn über einen Zeitraum von fast einem Jahrzehnt stellten sie mit den Sojus-Transportschiffen die einzige Möglichkeit für den permanenten Wechsel der Besatzungen. Erst die neu entwickelten Dragon 2 der Firma Space X ermöglichte es amerikanischen Astronauten erstmals nach der Einstellung aller Space Shuttle Flüge mit einem kommerziellen System vom Kennedy Space Center aus zur ISS zu gelangen.
Zum anderen präsentierte der russische Autokrat Putin der Weltöffentlichkeit am vierten Kriegstag mit dem fernöstlichen Kosmodrom Wostotshnyj sein neues Prestige-Objekt. Um eine Unabhängigkeit von dem in die Jahre gekommenen Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan erlangen, hat der ehemalige KGB-Offizier mit großem Aufwand einen neuen Weltraumbahnhof in der Nähe der chinesischen Grenze entstehen lassen. Die feierliche Übergabe sollte allerdings schon vor Jahresfrist über die Bühne gegangen sein, doch im Sumpf der Korruption verschwindende Gelder und ein Streik der Arbeiter, die ihre ausbleibenden Löhne einforderten, verzögern noch immer die endgültige Fertigstellung und Inbetriebnahme. Nun stellt sich aber schon jetzt die Frage, wie man die erheblichen Investitionen wieder einfahren will. Das Fehlen lukrativer ausländischer Transportaufträge kann mit dem Start ausschließlich russischer Kosmonauten kaum kompensiert werden. Und wie wird sich zukünftig das zu erwartendes Technologie-Embargo auf die hochempfindliche Weltraumtechnik und die fragile Startsicherheit auswirken ? Vielleicht entsteht dadurch eine neue Geisterstadt im Nirgendwo der fernen Amurregion?
Doch letztendlich läuft alles auf die Frage hinaus, was aus dem großen internationalem Gemeinschaftsobjekt ISS werden wird. Noch arbeiten Russen, Amerikaner und der deutsche Astronaut Matthias Maurer perfekt zusammen, was allerdings auch der gemeinsamen Überlebensstrategie geschuldet ist. Noch vor wenigen Wochen war der Betrieb und die Finanzierung der Raumstation bis mindestens 2024 freudig verkündet worden. Mit dem jetzigen Rückzug sehen sich ESA und NASA genötigt, die Station bald allein zu erhalten. Auch eine Entkopplung des russischen und des europäisch-amerikanischen Teils der ISS ist schon im Gespräch. Möglicherweise wird sich aber aufgrund der neuen Sachlage auch die politische Sicht um den Weitererhalt der Raumstation noch entscheidend ändern, denn ohne die Russen steht auch das Prestige von ESA und NASA in Frage.
Wie schmerzlich solche Entscheidungen auch für die astronomische Forschung sein können, zeigte sich gerade vor wenigen Wochen. Das 2017 im Außenbereich der ISS installierte Teleskop NICER zeigte bisher unbekannte Auffälligkeiten bei einer ganz besonderen Art von Sternen auf: Es sind die Magnetare, die durch sensationelle Aufnahmen des neuartigen Weltraumobservatoriums erstmals ihr Geheimnis preisgegeben haben und so besser verstanden werden können. NICER (Neutron Star Interior Composion Explorer) ist ein Neutronenstern-Detektor. Diese Endprodukte der Sternentwicklung entstehen, wenn ein Stern mit mindestens sieben Sonnenmassen in einer gigantischen Supernova-Explosion seine äußere Hülle spektakulär abstößt und anschließend das Kerngebiet zu einem Objekt kollabiert, das mit 10 bis 20 km Durchmesser extrem klein ist. Trotzdem kann es aber bis zu zwei Sonnenmassen auf sich vereinigen und dabei weitestgehend aus Neutronenpaketen bestehen. Die Dichtewerte dieser auch Pulsare genannten Sternklasse sind so enorm, dass nur noch gebündeltes Licht in Form von exakten Pulsen den Stern an seinen Polen verlässt.
Das allein ist schon exotisch genug, doch die Magnetare sind noch ungewöhnlicher. Sie trumpfen mit Magnetfeldern auf, die um mehr als das Hundertfache stärker sind als bei normalen Neutronensternen und um das Millionenfache von normalen Sternen wie unsere Sonne. NICER konnte nun erstmals sonnenfleckenartige Aktivitäten nachweisen, die wir auch von unserer Sonne kennen. Wer sich die besondere physikalische Dynamik in bewegten Bildern anschauen möchte, dem sei nachfolgende NASA-Simulation empfohlen. Es zeigt einmal mehr, dass die moderne Astronomie ständig mit neuen Forschungsergebnissen aufwarten kann und der Kosmos für uns ständig neue Überraschungen bereithält.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Dienstag 01.03.2022
101. 1892 - Erste Fotos von einem Polarlicht
Bilder
EsWa, Galaxien 17, Digital, 68 x 64, 2022
Im März drängen sich zwar gleich mehrere Planeten kurz vor Sonnenaufgang im Osten, bequem beobachtbar sind sie jedoch nicht. Man müsste schon als Frühaufsteher gegen 5 Uhr unterwegs sein, dabei einen möglichst wolkenfreien Morgenhimmel erwischen und dann noch völlig freie Sicht in Richtung Nordosten haben, um den grandiosen Anblick der Planetenparade zu erhaschen. Kurz nacheinander gehen Venus, Mars und Saturn auf und sind bis zum Einbruch der astronomischen Dämmerung bis gegen 6 Uhr in knapp 10 Grad Höhe zu erspähen.
Langsam aber sicher wird das Sternbild Löwe die Wintersternbilder als Frühlingsbote ablösen. Trotzdem kann man zu recht angenehmen Beobachtungszeiten zwischen 19.30 und 22 Uhr vor allem den Himmelsjäger Orion, seine ihn begleitenden Hunde und die flankierenden Sternbilder Zwillinge und Stier bewundern. Hoch über allen steht der Fuhrmann.
Am 18. März haben wir den letzten Wintervollmond. Da unsere Sonne am 20.3. um 16.33 Uhr den Frühlingspunkt durchläuft, verschiebt sich der Ostertermin auf Mitte April nach dem ersten Frühlingsvollmond. Der 20.3. ist somit der astronomische Frühlinganfang und gleichzeitig die erste Tagundnachtgleiche des Jahres. Ende des Monats beginnen dann die Tage wieder etwas länger zu werden als die Nächte.

Die Sonne und ihre Aktivitätserscheinungen geben den Forschern noch immer große Rätsel auf, denn noch sind einige Zusammenhänge im Spiel der atmosphärische Kräfte unseres Sterns im Fokus der Forschung. Sicher wird hier die Parker Probe Sonde der NASA neue Erkenntnisse liefern. Noch muss man sich dabei etwas gedulden, denn die eigentliche Hauptmission wird erst beginnen, wenn die Sonde ab Mitte des Jahres mit einem Abstand von 15 Millionen Kilometer viermal näher als der Planet Merkur an unserem Zentralgestirn vorbeifliegt und die Instrumente bei Temperaturen um 1500°C einwandfrei arbeiten.
Auf der Erde ist neben den verschiedenen Strahlungsarten des elektromagnetischen Spektrums vor allem der permanente Strom hochenergetischer Teilchen direkt nachvollziehbar. Es ist der sogenannte Sonnenwind, der unablässig von der Sonnenoberfläche in den Raum abgestrahlt wird. Nur ein verschwindend geringer Teil erreicht dabei die 150 Millionen Kilometer entfernte Erde.
Eine Grundvoraussetzung des Lebens auf unserem Planeten ist das starke Magnetfeld, das uns vor dem gefährlichen Sonnenwind schützt. Ob bei einem Weltraumaufenthalt eines ISS-Astronauten oder bei den Mondexkursionen der Amerikaner vor über 50 Jahren: Der gefährliche Teilchenstrom der Sonne prasselt mit einer Geschwindigkeit von 300 Kilometern pro Sekunde auf den Raumanzug. Hat dieser nur eine geringfügige Fehlfunktion im Bereich des Strahlenschutzes, ist das Risiko für den Weltraumforscher extrem hoch. Dies wird die Forschungsarbeit zukünftiger „Marsionauten“ entscheidend beeinflussen. Möglicherweise sind sie bei einem verstärkten Sonnensturm für Tage an ihre Unterkunft gefesselt.
Seit vor über 130 Jahren dem deutschen Astronomen Martin Brendel am 5. Januar 1892 erste Fotos von einem Polarlicht gelang, rankten sich um diese Nordlichter die verschiedenartigsten Geschichten. Man sprach sogar von „Erschröcklichen Wunderzeichen“ und konnte das Himmelsschauspiel kaum richtig einordnen.
Erst mit Hilfe der modernen Forschung erkannte man, dass es ein chemisch-physikalisches Phänomen der Hochatmosphäre ist. Die Teilchen des Sonnenwindes werden durch den Dipoleffekt des Erdmagnetfeldes in Richtung der Pole geleitet. Dort interagieren sie in ca. 100 km Höhe mit den Stickstoff- und Sauerstoffatomen der Hochatmosphäre. Die äußerst heftige Reaktion lässt dann für viele Minuten und manchmal sogar Stunden das unfassbar schöne Polarlicht entstehen. Die Fachwelt unterscheidet dabei die nördliche Aurora borealis (Nordlicht) und die südliche Aurora australis (Südlicht). Sie sind besonders gut während der Polarnacht zu bewundern.
Waren die ersten fotografischen Dokumentationen dieser Erscheinung noch recht dürftig, so sind heute viele astronomisch interessierte Amateurfotografen alljährlich auf der Jagd nach dem besten Foto. Ausgestattet mit professionellem Equipment gelingen ihnen zum Teil großartige Aufnahmen. Wer diese bewundern möchte, dem seien der Internetauftritt von „The World at Night“ oder die deutschsprachige Website Seite von „Astronomy Picture oft the Day“ empfohlen. Die teilweise riesige Ausbreitung dieser ungewöhnlichen Naturerscheinung lässt sich am besten mit dem Blick von der ISS nachvollziehen (https://www.youtube.com/watch?v=kG3CjOphSuo).
Natürlich ist das persönliche Erlebnis eines Polarlichtes durch nichts zu ersetzen, doch leider bleiben nicht nur für den Autor sondern auch für viele andere Menschen solche Augenblicke aufgrund der doch recht aufwendigen Reiseplanung und der ungewöhnlichen Urlaubszeit meist nur ferne Träume.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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