InSpace Magazin #460 vom 9. Februar 2012

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"InSpace" Magazin

Ausgabe #460
ISSN 1684-7407


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Intro von Axel Orth

Liebe Leserinnen und Leser,

in den Medien wurde ja bereits mitgeteilt, dass der offizielle Untersuchungsbericht zum Scheitern der russischen Raumsonde Fobos-Grunt erschienen ist, und die wichtigsten Erkenntnisse daraus aufgeführt. In unserem Forum, der Raumcon, haben zwei Teilnehmer eine selbst angefertigte, ausführlichere deutsche Übersetzung des Berichts gepostet. Wenn auch grammatisch etwas holprig, ist diese Übersetzung meiner Ansicht nach doch lesenswert genug, um sie hier weiterzuempfehlen.

Ansonsten wünsche ich Ihnen nun viel Spaß mit unseren Meldungen der letzten Wochen.

Axel Orth

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Updates / Umfrage

» InSound mobil: Der Podcast
Unser Podcast erscheint mehrmals die Woche und behandelt tagesaktuelle Themen unserer Newsredaktion. Hören Sie doch mal rein.

» Extrasolare Planeten
Extrasolare Planeten wurden das erste Mal 1995 entdeckt, ihre Erforschung ist eng mit der Frage verknüpft, ob es erdähnliche Planeten oder sogar extraterrestrisches Leben gibt.

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News

• Der offene Sternhaufen NGC 3324 «mehr» «online»
• GRAIL sendet Video von der Rückseite des Mondes «mehr» «online»
• Juno: Kurskorrekturmanöver erfolgreich abgeschlossen «mehr» «online»
• Iran startet Erdbeobachtungssatelliten «mehr» «online»
• Kosmische Klänge «mehr» «online»
• Asteroidenabwehr-Projekt NEOShield nimmt Arbeit auf «mehr» «online»
• Gesteinsplanet löst sich langsam auf «mehr» «online»
• Der Carinanebel im infraroten Licht «mehr» «online»
• Weltraumteleskop GALEX befindet sich im Standby-Modus «mehr» «online»
• Ein neuer Progress-Raumfrachter unterwegs zur ISS «mehr» «online»
• Die Entwicklung massereicher Galaxien «mehr» «online»
• RXTE: Abgeschaltet, Wiedereintritt vorhergesagt «mehr» «online»


» Der offene Sternhaufen NGC 3324
01.02.2012 - Die Europäische Südsternwarte (ESO) veröffentlichte heute eine neue Aufnahme des offenen Sternhaufens NGC 3324. Die intensive Ultraviolettstrahlung, welche einige der heißen, jungen Sterne in NGC 3324 aussenden, bringt die Gaswolke dazu, in kräftigen Farben zu leuchten, und hat zudem einen Hohlraum in der umgebenden Gas- und Staubwolke geschaffen.
Der am 1. Mai 1836 durch den schottischen Astronomen James Dunlop entdeckte offene Sternhaufen NGC 3324 befindet sich in einer Entfernung von etwa 7.500 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem im Sternbild Schiffskiel (lateinischer Name "Carina"). Dieser relativ junge Sternhaufen befindet sich am nordwestlichen Rand des Carinanebels (NGC 3372), dessen chaotische Struktur durch mehrere Sternentstehungsgebiete geformt wurde (Raumfahrer.net berichtete).

Vor rund drei Millionen Jahren begann in der Umgebung von NGC 3324, wo besonders große Mengen an Gas und Staub zur Verfügung stehen, eine Periode intensiver Sternentstehung. Dabei bildeten sich auch einige sehr heiße, massereiche Sterne, welche in der heute von der Europäische Südsternwarte (ESO) veröffentlichten Aufnahme deutlich zu erkennen sind.

Die Sternenwinde und die von diesen jungen Sternen ausgehende intensive Strahlung haben im Laufe der Zeit einen regelrechten Hohlraum in die umgebende Gas- und Staubwolke geblasen. Das deutlichstes Anzeichen hierfür ist die wandartige Struktur rechts von der Bildmitte in der ESO-Aufnahme. Die ultraviolette Strahlung der jungen und extrem heißen Sterne entreißt dabei den in der Gaswolke befindlichen Wasserstoffatomen Elektronen. Anschließend werden diese Elektronen wieder eingefangen und fallen schrittweise in niedrigere Energiezustände zurück.

Auf diese Weise entsteht ein charakteristisches rötliches Leuchten, welches gleichzeitig die räumliche Ausdehnung der ionisierten Gaswolke markiert. Die weiteren in der Aufnahme erkennbaren Farben werden durch andere chemische Elemente verursacht. Für das grünlich-gelbe Leuchten der zentralen Nebelregionen ist zum Beispiel zweifach ionisierter Sauerstoff verantwortlich.

Ähnlich wie bei den Wolken am irdischen Himmel lassen sich auch in kosmischen Staub- und Gaswolken mit etwas Phantasie wohlbekannte Formen und Gestalten ausmachen. In diesem Falle ähnelt der rechte Rand der Gas- und Staubwand dem Profil eines menschlichen Gesichts, wobei die Ausbuchtung im Zentrum der Wolke der Nase entsprechen würde. Diese Ähnlichkeit führte dazu, dass der Sternhaufen NGC 3324 bisweilen auch nach einer chilenischen Nobelpreisträgerin als der "Gabriela-Mistral-Nebel" bezeichnet wird.

Die Aufnahme wurde mit dem Wide Field Imager am MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium der ESO in Chile aufgenommen wurde. Durch das hohe Auflösungsvermögen des Wide Field Imagers werden in dem Bild viele dunkle Strukturen innerhalb von NGC 3324 sichtbar. Hierbei handelt es sich um Staub, welcher das Leuchten des Gases im Hintergrund abschirmt und so Schattenrisse erzeugt, die dem Anblick des Nebels zusätzliche Struktur und Tiefe verleihen.

NGC 3324 wurde von den Astronomen in der Vergangenheit bereits mehrfach mit Teleskopen untersucht. Unter anderem kam hierbei auch das Hubble Space Telescope zum Einsatz. Dieses Weltraumteleskop ist in der Lage, noch feinere Details auflösen als der Wide Field Imager des La Silla-Observatoriums. Allerdings verfügt das Hubble Space Telescope über ein ungleich kleineres Gesichtsfeld. Dies ist ein direktes Beispiel dafür, wie sich Teleskope mit unterschiedlich großen Gesichtsfeldern oder unterschiedlichen technischen Ausstattungen bei ihrer Arbeit gegenseitig ergänzen können.

Das MPG/ESO-2,2-Meter-Teleskop wurde bereits im Jahr 1984 in Betrieb genommen und ist eine Leihgabe der Max-Planck-Gesellschaft an die ESO. Sein Wide Field Imager, eine astronomische Kamera mit einem besonders großen Blickfeld und einem Detektor mit 67 Millionen Pixeln, liefert Aufnahmen, welche nicht nur von hohem wissenschaftlichen, sondern auch von ästhetischem Wert sind.

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Raumcon-Forum:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: ESO)


» GRAIL sendet Video von der Rückseite des Mondes
02.02.2012 - Am Mittwoch veröffentlichte die NASA Filmmaterial von einer ihrer beiden Zwillingssonden, die den Mond umkreisen. Die "MoonKAM" genannte Kamera fertigte die Einzelaufnahmen am 19. Januar während einer Nord-Süd-Passage ihres Orbits an. Diese wurde dann per Zeitraffer zu einem Video zusammengefügt.
Die Gravity Recovery and Interior Laboratory-Mission der NASA (kurz GRAIL) soll das Schwerefeld des Mondes und dessen Schwereanomalien genauer untersuchen, um daraus Rückschlüsse auf den inneren Aufbau des Mondes zu gewinnen. Seit ihrem Einschuss in die Mondumlaufbahn am 31. Dezember (Raumfahrer.net berichtete) und am 31. Januar verringern beide Raumsonden stetig ihren Orbit. Ziel ist eine nur 55 km hohe Umlaufbahn, um das Gravitationsfeld in der dreimonatigen Primärmission so präzise wie nur möglich vermessen zu können.

Beide Raumsonden besitzen diese MoonKAM, gesponsert von Sally Ride, der ersten Amerikanerin im All. Sie unterhält eine Professur an der Universität von Kalifornien und möchte mit diesem Projekt Schüler der Mittelschulen in den USA mit einbeziehen. Diese dürfen Vorschläge machen, welche Regionen mit der Kamera fotografiert werden sollen. Bisher haben sich mehr als 2.500 Schulen beteiligt. Die jetzt aufgenommenen Bilder stammen von GRAIL A, auch Ebb genannt. Die Kamera der Zwillingssonde Flow wird erst später aktiviert. Der Name der Raumsonden, Ebb und Flow (Ebbe und Flut), stammt von Schülern der Emily-Dickinson-Grundschule in Bozeman (US-Bundesstaat Montana).

Die Rückseite des Mondes faszinierte die Menschheit lange. Dass eine Hälfte des Mondes immer von der Erde abgewandt ist, hat seine Ursache in der gebundenen Rotation des Trabanten. Die Mondrückseite wurde erstmals Ende 1959 von der russischen Mondsonde Lunik 3 erkundet, deren Funkbilder 70 Prozent der erdabgewandten Seite erfassten und eine ganz andere Ansicht boten als die gewohnte und gut erforschte Vorderseite des Mondes. Die Mondrückseite besteht zu über 90 Prozent aus hellen, kraterbedeckten Hochländern.

Um das Gravitationsfeld des Mondes zu vermessen, ist jede Sonde mit einem LGRS (Lunar Gravity Ranging System) genannten Instrument ausgestattet. Dieses besteht im Wesentlichen aus einer Ka-Band-Antenne, mit welcher mit dem anderen Raumschiff Kontakt gehalten werden kann. Während der wissenschaftlichen Missionsphase werden sich die beiden GRAIL-Orbiter weitgehend ohne Triebwerksmanöver um den Mond bewegen, um die Messdaten frei von äußeren Einflüssen zu halten. Nur am Anfang und nach dem ersten Drittel der Forschungen wird es kleine Korrekturmanöver geben. Insgesamt besteht die Forschungsphase aus drei Messzyklen, welche jeweils 27,5 Tage dauern werden. In jeder dieser Phasen dreht sich der Mond einmal um seine Achse.

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Raumcon:

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(Autor: Klaus Donath - Quelle: NASA)


» Juno: Kurskorrekturmanöver erfolgreich abgeschlossen
03.02.2012 - Die von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde Juno hat auf ihrem Weg zum Jupiter am 1. Februar 2012 ein erstes Kurskorrekturmanöver durchgeführt.
Die Raumsonde Juno hat auf ihrem Weg zum Jupiter, dem größten Planeten unseres Sonnensystems, ein erstes Kurskorrekturmanöver durchgeführt. Es handelte sich hierbei um das erste von einem Dutzend vorgesehenen Korrekturmanövern, welche im Verlauf des etwa 5-jährigen Fluges zum Jupiter erfolgen werden. "Das erste Kurskorrekturmanöver sollte eigentlich bereits kurz nach dem Start erfolgen, aber die Raumsonde befand sich nach ihrem Start so gut auf dem vorgesehenen Kurs, dass bisher keine Änderungen der Flugbahn nötig waren", so Rick Nybakken, der Projektleiter der Juno-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. "Das Manöver jetzt erfolgte hätte nicht besser verlaufen können."

Das Kurskorrekturmanöver begann am 1. Februar 2012 um 19:10 Uhr MEZ. Die Triebwerke der Raumsonde wurden dafür über einen Zeitraum von 25 Minuten aktiviert, wobei eine Treibstoffmenge von 3,11 Kilogramm verbraucht wurde. Hierdurch wurde eine Änderung der Geschwindigkeit der Raumsonde von 1,2 Metern pro Sekunde erreicht.

Das nächste Korrekturmanöver soll Ende August 2012 erfolgen. Hierbei soll der Kurs der Raumsonde so verändert werden, dass Juno am 9. Oktober 2013 einen nahen Vorbeiflug an der Erde absolviert. Durch diesen dichten Vorbeiflug soll die Raumsonde soweit beschleunigt werden, dass sie am 5. Juli 2016 in eine polare Umlaufbahn um den Jupiter eintreten kann.

Nach ihrem Eintritt in den Jupiterorbit soll Juno den Gasplaneten insgesamt 33 mal umrunden und dabei aus einer stark elliptischen, über die Pole verlaufenden Umlaufbahn mit den acht an Bord befindlichen wissenschaftlichen Instrumenten über einen Zeitraum von einem Jahr näher untersuchen. Das Interesse der Wissenschaftler wird sich dabei speziell auf die Atmosphäre des Jupiters und dessen Magnetosphäre konzentrieren. Außerdem erhoffen sich die Planetenforscher Hinweise auf den inneren Aufbau des Gasplaneten. Besonders interessant ist hierbei die Frage, ob der Planet über einen festen Kern verfügt. Zu diesem Zweck wird sich Juno der obersten Wolkenschicht des Jupiters bei jedem Umlauf auf eine Entfernung von lediglich 5.000 Kilometern nähern.

Im Gegensatz zu den bisherigen Raummissionen ins äußere Sonnensystem verfügt Juno nicht über eine nukleare Energieversorgung. Vielmehr erfolgt diese ausschließlich über Solarzellen. Allerdings ist der Einsatz von Solarzellen nur möglich, weil sich Juno auf ihrer Umlaufbahn um den Jupiter die meiste Zeit außerhalb des starken Strahlungsgürtels des Gasplaneten befindet. Eine Untersuchung der Jupitermonde - deren Umlaufbahnen innerhalb dieses Strahlungsgürtels verlaufen - ist deshalb nicht möglich.

Gegenwärtig befindet sich Juno in einer Entfernung von etwas mehr als 196 Millionen Kilometern zur Erde. Seit ihrem Start am 5. August 2011 hat die Raumsonde bisher 449 Millionen Kilometer von ihrem insgesamt etwa 2,8 Milliarden Kilometer langen Weg zum Jupiter absolviert.

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Raumcon-Forum:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: NASA, JPL)


» Iran startet Erdbeobachtungssatelliten
03.02.2012 - Der Iran startete laut verschiedener Nachrichtenmeldungen seinen dritten Satelliten. Dieser soll vor allem zur Erdbeobachtung genutzt werden.
Der Start erfolgte heute Abend Ortszeit vom iranischen Startplatz in der Dasht-e-Kavir-Wüste in der Provinz Semnan im Norden des Landes. Der Satellit sei dabei laut dem Chef der iranischen Weltraumagentur ISA, Hamid Fazeli, auf einem zwischen 250 und 370 Kilometer hohen Orbit ausgesetzt worden.

Als Trägerrakete wurde dabei eine verbesserte Version der Safir 1B (Gesandter) verwendet, welche schon letztes Jahr den Satelliten Rasad 1 (Beobachtung, Raumfahrer.net berichtete) startete. Diese Rakete hat dabei an der Zweitstufe eine Reihe von zusätzlichen Boostern, welche die Nutzlast erhöhen. Die Erststufe basiert auf der Mittelstreckenrakete vom Typ Shahab 3 (Meteor), welche nichts anderes ist als eine nordkoreanische Nodong 1, die wiederum auf der Technologie der sowjetisch-russischen R 11 (auch bekannt als SS 1 Scud) basiert.

Als Nutzlast transportierte die Rakete einen 50 kg schweren Erdbeobachtungssatelliten mit dem etwas länglichen Namen Navid-e Elm-o Sanat. Dieser recht kleine Satellit verfügt über Solarzellen als Energiequelle sowie über eine kleine Kamera, mit der er die Erde untersuchen soll. Gebaut wurde er von Studenten der Iran University of Science and Technology.

Dieser Start war der insgesamt dritte orbitale Start des Iran nach dem Erstflug mit Omid (Hoffnung) 2009 sowie dem Start von Rasad 1 2010 und zugleich der fünfte Start einer Trägerrakete in diesem Jahr.

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Raumcon:


(Autor: Daniel Maurat - Quelle: FARSNEWS)


» Kosmische Klänge
05.02.2012 - Bei der Kollision von Neutronensternen bildet sich aus zwei leichten Sternen ein schwerer. Dieser neu geborene Stern vibriert heftig und sendet dabei charakteristische Raumzeit-Schwingungen aus. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astrophysik haben jetzt eine Methode entwickelt, mit der diese Schwingungen genutzt werden können, um die genaue Größe von Neutronensternen zu ermitteln und das exotische Innenleben dieser Sterne zu erforschen.
Bereits aus mehreren Kilometern Entfernung kann man am Klang einer Kirchenglocken erkennen, ob es sich um das Läuten einer mächtigen Kathedrale oder lediglich um das einer kleinen Kapelle handelt. Eine kleine Glocke verfügt über einen hellen Klang während ein tonnenschwerer Stahlguss tiefe Töne erzeugt. Und selbst wenn die Glocken gleich schwer ausfallen, so entscheiden doch immer noch die Form und das für die Glocken verwendete Material über deren Tonhöhen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Garching haben jetzt einen ähnlichen Zusammenhang zwischen der Masse und der "Tonhöhe" für weit entfernte Neutronensterne gefunden. Und wie bei Kirchenglocken wollen die Wissenschaftler die unterschiedlichen Tonhöhen nutzen, um die Durchmesser und die Zusammensetzung der Neutronensterne zu ermitteln.

Wie eine angeschlagene Glocke die Schallwellen in der Luft anregt, so erzeugen die Vibrationen von Neutronensternen Schwingungen in der Raumzeit, welche sich vom Ursprungsort ausgehend mit Lichtgeschwindigkeit in das umliegende Weltall ausbreiten. Diese Gravitationswellen wurden bereits von Albert Einstein im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagt, und Wissenschaftler hoffen, in den kommenden Jahren mit Hilfe aufwendiger Experimente diese winzigen Erschütterungen der Raumzeit "hören" zu können.

Viele der bisher bekannten Neutronensterne umkreisen einander in Doppelsternsystemen, wobei sie sich dabei im Laufe von einigen 100 Millionen Jahren immer weiter annähern. Schließlich kollidieren die nur wenige Dutzend Kilometer durchmessenden Sterne miteinander, wobei die beiden Einzelsterne zu einem einzigen Stern verschmelzen. Durch die Kollision werden starke Schwingungen in dem neu entstandenen Neutronenstern angeregt, welche messbare Gravitationswellen in die Umgebung aussenden.

Da es laut der Berechnungen der Astronomen eine Vielzahl solcher Doppelsternsysteme in den Galaxien der kosmischen Nachbarschaft unserer Milchstraße geben sollte, stehen die Chancen nicht schlecht, dass die Astronomen bereits in naher Zukunft Zeugen einer solchen Sternverschmelzung werden. Die neueste Generation von Gravitationswellen-Detektoren wird Tausende Galaxien gleichzeitig überwachen können. Sollte sich - wie vermutet - alle 10.000 bis 100.000 Jahre eine Kollision in jeder Galaxie ereignen, so werden diese den hochempfindlichen Instrumenten nicht entgehen.

Die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astrophysik untersuchten nun mit Hilfe von Computersimulationen, wie weit die "Tonhöhe" der ausgesandten Gravitationswellen von der Größe und Masse der Neutronensterne abhängt. Der Sterndurchmesser steht dabei in einem engem Zusammenhang mit dem inneren Aufbau der Sterne und den Eigenschaften der Sternmaterie. Da über die Materie im Inneren von Neutronensternen nur sehr wenig bekannt ist, benutzten die Astrophysiker für ihre Berechnungen viele verschiedene Modelle für die Materieeigenschaften und bestimmten den entsprechenden Klang der Kollisionen. Wie erwartet erzeugen kleinere Sterne hohe Töne, während die größeren Objekte einen tieferen Klang hervorbringen. Die Berechnungen der Wissenschaftler ermöglichen es, die Größe eines Objektes, welches sich viele Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, bis auf wenige 100 Meter genau zu bestimmen.

Die neuen Ergebnisse sind besonders deshalb von wissenschaftlichem Interesse, weil es sich bei den Neutronensternen um sehr alte astronomische Objekte handelt, welche das Endstadium ihrer Sternentwicklung erreicht haben. Typischerweise verfügen Neutronensterne über eine Masse von etwa 1,44 bis drei Sonnenmassen, welche sich auf einen Durchmesser von lediglich rund 20 bis 30 Kilometern verteilt. Die extrem große Dichte der in den Neutronensternen konzentrierten Materie hat zur Folge, dass ein Kubikzentimeter Sternenmaterie über die Masse eines Eisenwürfels mit einer Kantenlänge von 500 bis 1.400 Metern verfügt.

Entsprechende Bedingungen können in keinem irdischen Labor erzeugt und untersucht werden. Und doch ist das Verhalten von Materie bei solchen Dichten für viele Wissenschaftler von besonderem Interesse. In derart extremen Umgebungen treten fundamentale Prozesse der Kern- und Teilchenphysik wie zum Beispiel die Wechselwirkungen zwischen Elementarteilchen in Erscheinung und bestimmen die Eigenschaften der Neutronensternmaterie. Die Beobachtung der Neutronenstern-Signale erlaubt somit einen tieferen Einblick in die Welt der fundamentalsten Bausteine der Natur.

Die Neutronensterne zählen jedoch nicht nur wegen ihrer ungewöhnlich hohen Dichte, sondern auch wegen anderer physikalischer Größen wie etwa der Stärke ihrer Magnetfelder, der extrem hohen Temperatur in ihrem Inneren - diese kann bis zu 100 Milliarden Grad Celsius betragen - oder der Rotationsdauer von lediglich wenigen Sekunden bis Millisekunden zu den extremsten kosmischen Objekten, welche den Astronomen bisher bekannt sind.

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Raumcon-Forum:

Physical Review Letters:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: Max-Planck-Institut für Astrophysik)


» Asteroidenabwehr-Projekt NEOShield nimmt Arbeit auf
05.02.2012 - Im Verlauf der Erdgeschichte sind immer wieder Asteroiden und Kometen mit unserem Heimatplaneten kollidiert, was teilweise dramatischen Auswirkungen zur Folge hatte. Mit dem internationalen Forschungsprojekt NEOShield soll sichergestellt werden, dass die Menschheit auf zukünftige Impakte vorbereitet sein wird.

Es ist unklar, wann genau der letzte große Einschlag eines Asteroiden oder Kometen auf der Erde erfolgte. Die Zeugnisse solcher Einschläge existieren jedoch überall auf der Welt. Prominente Beispiele hierfür sind das Nördlinger Ries in Bayern oder der Barringer-Krater im US-Bundesstaat Arizona. Ein weiteres Beispiel findet sich in der Tunguska-Region in Sibirien, wo am 30. Juni 1908 die Explosion eines Asteroiden in der Erdatmosphäre Millionen von Bäumen entwurzelte. Die in Arizona und Sibirien verursachten Schäden wurden durch relativ kleine Objekte mit lediglich wenigen Dutzend Metern Durchmesser hervorgerufen. Allerdings existieren in unserem Sonnensystem eine Vielzahl solcher der Erde potentiell gefährlich nahe kommende Objekte, welche teilweise über Durchmesser von mehreren hundert Metern verfügen. Sie werden als "Near Earth Objects" (kurz "NEO") bezeichnet. Bisher wurden von Amateur- und Berufsastronomen über 8.000 solcher NEOs entdeckt und jeden Monat kommen etwa 70 weitere hinzu.

"Eine gefährliche Kollision mit der Erde ist dabei etwa alle paar hundert Jahre wahrscheinlich", so die Einschätzung von Prof. Dr. Alan Harris, Asteroidenforscher am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof. Und diese Kollisionen könnten mit dann eventuell dramatischen Auswirkungen auf die Menschheit erfolgen.

In den nächsten dreieinhalb Jahren wird Prof. Dr. Alan Harris deshalb die im Januar 2012 gegründete internationale Kooperation "NEOShield" (zu deutsch "Schutzschild gegen erdnahe Objekte") leiten. Verschiedene Partner aus Forschung und Industrie wollen im Rahmen dieses Projektes gemeinsam erforschen, wie zukünftige Einschläge von Asteroiden und Kometen auf der Erde verhindert werden können.

Wenn sich Asteroiden der Erde nähern, so erfolgt diese Annäherung typischerweise mit einer Geschwindigkeit von fünf bis 30 Kilometern pro Sekunde. "Um ihre Umlaufbahn zu ändern und eine Kollision mit der Erde zu verhindern, muss man eine Kraft auf sie ausüben", so Harris. "Und zwar rechtzeitig."

Eine Voraussetzung für die Erforschung möglicher Abwehrmethoden ist jedoch, dass die Wissenschaftler die physikalischen Eigenschaften der NEOs genau kennen. "Wir wollen möglichst viel über unseren "Feind" herausfinden, der Kurs auf die Erde nehmen könnte", so Harris. Die Planetenforscher des DLR bringen deshalb ihre bisher gewonnenen Erkenntnisse über die Zusammensetzung, die Struktur und die Oberflächenbeschaffenheit von Asteroiden und Kometen in das Projekt ein. Zudem wird das Team die Beobachtungsdaten der vergangenen zwei Jahrzehnte ausführlich analysieren. "Diese Daten wurden bisher noch nicht genügend aus der Sicht der Asteroidenabwehr untersucht", so Harris.

Am Ende des Projekts soll Klarheit über mehrere Fragen herrschen. So wollen die Asteroidenforscher unter anderem festlegen, auf welche Weise die potentiell für die Erde gefährlichen Asteroiden in Zukunft am besten beobachtet und mit welchen Weltraummissionen die Eigenschaften dieser Objekte festgestellt werden können. Abhängig von dem Zeitraum, welcher zwischen der Entdeckung der Gefahr und dem möglichem Eintritt des Objektes in die Erdatmosphäre liegt, sowie von der Größe und der Zusammensetzung des Asteroiden oder Kometen könnten dann verschiedene Abwehrmethoden zum Einsatz kommen, welche die Wissenschaftler ebenfalls im Detail studieren werden.

Eine der Methoden, welche durch das NEOShield-Konsortium näher untersuchen wird, besteht in dem Einsatz einer Raumsonde, die den Asteroiden durch einen gezielten Abszurz auf der Asteroidenoberfläche von seiner Bahn abbringen soll. "Das ist meiner Meinung nach eine sehr realistische Methode", so Harris.

Allerdings sind bei dieser Methode viele bisher noch offene Fragen zu klären. Wie muss die Steuerung einer solchen Raumsonde ausgelegt sein, damit sie ihr Ziel sicher und im korrekten Winkel trifft? Und wie kann der Effekt vermindert werden, den die Bewegung des Treibstoffs im Inneren der Raumsonde auf deren Einschlag ausübt? Im Rahmen von Laborexperimenten wollen die beteiligten Wissenschaftler deshalb einen solchen gesteuerten Raumsonden-Absturz simulieren und dazu mit Projektilen verschiedene Materialien "beschießen", die denen eines Asteroiden entsprechen. Durch solche Versuche können Rückschlüsse auf das Verhalten eines Asteroiden bei einer solchen Kollision gezogen werden.

Wird ein auf Erdkurs befindlicher Asteroid bereits mehrere Jahre oder noch besser Jahrzehnte vor einer möglichen Kollision entdeckt, so könnte eine andere und auf den ersten Blick wohl weniger spektakulär erscheinende Abwehrmaßnahme in Frage kommen, welche sich die von einer Raumsonde ausgehende Anziehungskraft zunutze macht.

Wird eine Raumsonde in die direkte Nähe eines potenziell gefährlichen NEO dirigiert, so könnte sich deren Gravitation auf den Asteroiden auswirken und ihn - wie von einem Abschleppseil gezogen - von der ursprünglichen Flugbahn ablenken. Allerdings würde ein solches Verfahren einen Zeitraum von mehreren Jahren benötigen, bis eine signifikante Veränderung der Asteroiden-Umlaufbahn erreicht wird. "Bisher existiert diese Methode nur auf dem Papier, aber sie könnte funktionieren." Entsprechende Untersuchungen sollen jetzt zeigen, wie realistisch es ist, bedrohlichen Asteroiden mittels der Schwerkraft von der Erde abzulenken.

Eine weitere Methode kommt für Alan Harris und seine Kollegen dagegen nur dann in Betracht, wenn die Zeit wirklich drängt. "Würde man ein sehr großes gefährliches Objekt mit einem Durchmesser von einem Kilometer oder mehr entdecken, würden die beiden anderen Methoden das Problem wahrscheinlich nicht mehr lösen", so der Wissenschaftler. "Die größte Kraft, die man dann einsetzen könnte, um den Asteroiden aus seiner Bahn zu lenken, wäre eine nukleare Explosion."

Auch diese Variante der Gefahrenabwehr werden die Wissenschaftler in ihrem Projekt untersuchen - allerdings ohne eine entsprechende Mission im Detail zu planen. Vielmehr soll analysiert werden, welche Auswirkungen eine in der unmittelbaren Nähe eines Asteroiden oder direkt auf dessen Oberfläche erfolgende Detonation zur Folge hätte. Könnten die bei einer Nuklearexplosion entfesselten Kräfte ausreichen, um einen Asteroiden erfolgreich von seiner Bahn abzulenken? Diese Möglichkeit, so Prof. Dr. Alan Harris, wird allerdings sehr kontrovers gesehen.

Die Daten aus den Asteroidenbeobachtungen und die Ergebnisse der Berechnungen und Laborexperimente werden - hochgerechnet auf realistische Maßstäbe - kontinuierlich in verschiedene Computersimulationen einfließen. Am Ende der dreieinhalb Jahre sollen jedoch nicht nur neue Erkenntnisse über Asteroiden und deren mögliche Abwehr vorliegen. "Wir planen auch internationale Raumfahrt-Missionen, mit denen man in einigen Jahren die erforschten Abwehrmethoden testen könnte", so Harris. Dafür sollen aus der Menge der bekannten Asteroiden diejenigen ausgewählt werden, welche sich für eine Mission zu Demonstration der vorgeschlagenen Techniken am besten eignen.

Außerdem soll bis zum Jahr 2015 auch eine Art "Fahrplan" vorliegen, welcher bei einer Bedrohung der Erde durch eine Asteroidenkollision in Aktion treten soll. Dieser Plan soll auf realistische Ereignisse wie die zukünftigen Begegnungen der Erde mit dem Asteroiden (99942) Apophis ausgerichtet sein. Dieser etwa 270 Meter durchmessende NEO wird sich der Erde am 13. April 2029 bis auf eine Entfernung von etwa 30.000 Kilometern nähern. Ein zweiter dichter Vorbeiflug dieses Asteroiden an der Erde wird bereits sieben Jahre später erfolgen.

Unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sind folgende Partner an dem NEOShield-Projekt beteiligt: Observatoire de Paris (Frankreich), Centre Nationale de la Recherche Scientifique (Frankreich), The Open University (Großbritannien), Fraunhofer Ernst-Mach-Institut (Deutschland), The Queen’s University of Belfast (Großbritannien), Astrium GmbH (Deutschland), Astrium Limited (Großbritannien), Astrium S.A.S. (Frankreich), Deimos Space (Spanien), SETI Institute Corporation, Carl Sagan Center (USA), TsNIIMash (Russland), University of Surrey (Großbritannien). Die Europäische Union unterstützt das Projekt mit vier Millionen Euro. Weitere 1,8 Millionen Euro werden durch die an dem Projekt beteiligten Partner beigesteuert.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: DLR)


» Gesteinsplanet löst sich langsam auf
07.02.2012 - Etwa 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt stirbt ein Gesteinsplanet einen besonderen Tod und wird dabei vom Weltraumteleskop Kepler beobachtet. Die Nähe zu seinem Mutterstern wird ihm dabei zum Verhängnis.
Das im März 2009 von der NASA gestartete Kepler-Weltraumteleskop hat zur Aufgabe, nach extrasolaren Planeten zu suchen. Benannt ist das Projekt nach dem deutschen Astronomen Johannes Kepler, der als erster die Gesetzmäßigkeiten der Planetenumlaufbahnen erkannte.

Während seiner Suche beobachtet Kepler einen festen Ausschnitt des Sternenhimmels mit ca. 100.000 Sternen im Sternbild Schwan, um mit Hilfe der sogenannten Transitmethode extrasolare Planeten zu entdecken. Besondere Zielsetzung des Projekts ist, vergleichsweise kleine Planeten (wie unsere Erde oder kleiner) und damit auch potenziell bewohnbare („habitable“) extrasolare Planeten zu entdecken. Gleichzeitig liefert es Basisdaten zu anderen veränderlichen Sternen, um daraus Rückschlüsse über die im Inneren ablaufenden Prozesse ziehen zu können.

Bei der sogenannten Transitmethode sucht man nach Planeten, die sich - von der Erde aus gesehen - zwischenzeitlich vor ihr Zentralgestirn schieben. Dabei verdeckt der Planet den Stern und die Helligkeit des Sterns fällt während dieser Zeit ab. Dieser Helligkeitsabfall lässt sich beobachten. So verursacht ein jupitergroßer Planet, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist, einen Helligkeitsabfall von ca. 1%. Doch ein Transit allein reicht nicht, um mit Sicherheit einen Planeten zu entdecken. Schließlich können noch andere Phänomene bei einem Stern einen Helligkeitsabfall verursachen: z.B. Sternenflecken oder Sternpulsationen. Tatsächlich benötigt man drei periodisch auftretende Helligkeitsminima (Lichtabschwächungen), bevor man mit einiger Sicherheit von einem Planeten sprechen kann. Aus der so ermittelten Umlaufzeit und der Helligkeitsänderung lassen sich nach den Keplerschen Gesetzen die Umlaufbahn und Größe des erdähnlichen Planeten ermitteln. Durch die entsprechend ermittelte Entfernung des entdeckten Exoplaneten zu seiner Sonne und durch die Temperatur dieser Sonne (ermittelt nach Leuchtkraftklasse und Spektralklasse) kann die Temperatur auf dem Planeten und damit seine mögliche Bewohnbarkeit annähernd berechnet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Bahnneigungen der Planeten gegen unsere Sichtlinie tritt allerdings nur bei einem Bruchteil erdähnlicher Planeten eine aus unserer Richtung beobachtbare Bedeckung auf. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Transit von der Erde aus beobachtbar ist, ergibt sich einfach als Quotient von Stern- und Planetenbahnradius, im Falle von Erde und Sonne also 0,465 %.

Seit seinem Start hat das Teleskop auf diese Weise bis jetzt über 1.250 potentielle Exoplanet-Kandidaten ausmachen können. Die große Mehrheit der Kandidaten weist Orbitalperioden zwischen drei und 30 Tagen auf. Allerdings wird mit weiter fortschreitenden Beobachtungen auch der Nachweis langperiodischer Systeme erwartet. Auf der anderen Seite der Nachweisbilanz sind auch nur vereinzelt Systeme mit Perioden unterhalb einiger Tage bekannt oder bestätigt. Sie wurden zumeist mittels erdgebundener Doppler-Beobachtungen aufgespürt. Kandidaten mit noch geringeren Umlaufzeiten von unter einem Tag sind darüber hinaus in ihrer Mehrzahl vermutlich "falsch-positive" Meldungen. In aller Regel liegt die Ursache solcher Falschbefunde in Störeinflüssen, die durch binäre Hintergrundsternpaare verursacht werden, begründet. Die bis vor Kurzem kurzzeitigste Orbitalperiode weist der innere von fünf Planeten um 55 Cnc, ein Doppelstern im Sternbild Krebs, etwa 41 Lichtjahre entfernt, auf. Allerdings wurde Cnc 55e nicht mit Kepler, sondern mit Hilfe von erdgebundenen Dopplermessungen nachgewiesen.

Im Wesentlichen sind zwei Gründe dafür verantwortlich, warum kurzperiodische Planetenkandidaten in den Kepler-Daten bis jetzt noch ein wenig unterrepräsentiert sind. Zum einen lassen sich derzeit die Lichtkurven sich beeinflussender Binärsysteme nur unzureichend von solchen mit Planetentransits unterscheiden. Zum anderen werden zu dicht bei ihrem Mutterstern kreisende Planeten durch die harschen Umweltbedingungen frühzeitig zerstört. Umso bemerkenswerter nimmt sich vor diesem Hintergrund ein 15,6-Stunden-Transit um den Zwergstern KIC 12557548 aus. Noch dazu zeigen seine Lichtkurven Variationen, die ein Transitgeschehen eines einzelnen opaken (strahlenundurchlässigen) Körpers ausschließen. Vermutlich resultieren die Helligkeitsunterscheide gar aus Staubpartikeln, die durch den langsamen Verfall des Planeten aufgrund des hohen Strahlungseinflusses des Muttersterns herrühren. Einflüsse stellarer Körper auf die Messergebnisse könnten weitestgehend ausgeschlossen werden, denn vor dem Hintergrund verschiedener Überlegungen befände sich der Binärstern oder ein hypothetischer Brauner Zwerg innerhalb von nur 2,8 Sonnenradien um den gemeinsamen Schwerpunkt des Systems. Bei einem solchen Abstand können die beobachteten Erscheinungen allerdings lediglich durch ein Objekt planetarer und eben nicht stellarer Masse, erklärt werden.

Erstmalig aufgespürt wurde der Transit in öffentlich zugänglichem Kepler-Datenmaterial des zweiten Beobachtungsquartals. Von den insgesamt in besagtem Quartal 4.800 gewonnenen Spektren zeigen etwa 2.100 Anzeichen eines Binärsystems. D.h. die Auffälligkeiten in ihren Lichtkurven gehen nicht auf Planetentransits zurück. Bei den meisten der übrigen Spektren handelt es sich um Sterne, die einer Pulsation unterliegen und somit ebenfalls nicht als Planetenkandidaten infrage kommen. Demgegenüber zeigen die Bedeckungen von KIC 12557548 nicht nur während des ersten Beobachtungsquartals eine unerwartet hohe Variabilität, die sogar an wenigen Tagen nur knapp über der Nachweisgrenze lag. Auch in den Aufzeichnungen der folgenden Quartale ist diese Variabilität nachzuweisen, was für ein periodisch wiederkehrendes Ereignis spricht.

Die erdgestützten Nachfolgebeobachtungen und die Aufzeichnung eines optischen Spektrums des nur 16 mag hellen Sterns fanden mittels eines 1,6-Meter-Teleskops des Observatoire du Mont-Mégantic (OMM) im Nationalpark Mont Megantic in Kanada statt. Demnach handelt es sich bei KIC 12557548 um einen sonnenähnlichen Stern mit ca. 0,7 Sonnenmassen, sowie 0,65 Sonnenradien und einer Oberflächentemperatur von 4.000 °C. Die Strahlung des Sterns heizt den lediglich in zwei Millionen Kilometern Entfernung – ein Dreißigstel der mittleren Entfernung Merkurs von der Sonne – kreisenden Planeten auf rund 1.800 °C auf. Bei dieser Temperatur verdampfen Silikatminerale wie beispielsweise Pyroxen und Olivin und das Gestein auf der Oberfläche schmilzt. Der aufsteigende Dampf reißt Staubpartikel mit und strömt ins Weltall ab. Vermutlich besitzt der Planet lediglich einen Bruchteil der Erdmasse, damit ist seine Gravitation zu gering, um das Abströmen von Gas und Staub effektiv zu verhindern, so dass er sich nicht nur mit einer stetig wachsenden Materiehülle umgibt, sondern darüber hinaus auch einen langgestreckten kometenartigen Schweif aus Oberflächenmaterial mit sich führen könnte.

Die Massenobergrenze für das planetare Begleitobjekt passt nach Simulationsrechnungen am besten zu einem merkurähnlichen Festkörper mit ca. 1,8-facher Masse des sonneninnersten Planeten. Höhere Massen (beispielsweise jupiterähnliche Planeten) währen nur sehr eingeschränkt unter der Annahme erklärbar, dass die Präzession der Bahnebene des Planeten die Geometrie seines Transits in der Form verändert, dass dies in verschiedenen Bedeckungsgraden deutlich wird. Darüber hinaus machen sich die Auswirkungen der durch Gezeitenkräfte eines massereichen Körpers veränderten Präzessionen in der Regel erst über längere Zeiträume bemerkbar und variieren nicht wie im Fall von KIC 12557548 von Orbit zu Orbit.

Am sinnvollsten lassen sich demnach die Beobachtungsdaten mit einem sehr viel kleineren, felsiger Körper von etwa Merkurgröße, dessen Umlaufbahn sich viel zu nah an seinem Mutterstern befindet, interpretieren. Die dadurch auf dem Planeten herrschenden Temperaturen und Strahlungseinflusse bewirken ein regelrechtes Evaporieren des Planetenkörpers. Setzt sich die Verlustrate mit der berechneten Intensität fort, dürfte sich der gesamte Planet innerhalb der folgenden 200 Millionen Jahre zerstreut haben. Infolge dessen bildet sich in unmittelbarer Umgebung des Planeten eine Gas- und Staubwolke, die zu den verschieden starken Abschattungen des Sternlichts führt. Dass es sich bei dem Objekt um einen Gesteinskörper handeln muss, erhärtet weiter die Tatsache, dass ein vornehmlich abströmendes Gasgemisch nicht schlüssig den beobachteten Grad der Opazität (Abschattung) erklären kann. Jeder weitere Gesteinskörper mit höherer Masse, also z.B. eine sogenannte Supererde, scheidet aus, da aufgrund der hier herrschenden gravitativen Gegebenheiten und der damit notwendigerweise höheren Fluchtgeschwindigkeit, quantitativ nur unangemessen hohe Materialmengen aus der Oberfläche gelöst werden können, um in einen Orbit um den Planeten zu gelangen. Vielleicht gibt also der sterbende Planet um KIC 12557548 also schon einen Vorgeschmack dessen, was auch Merkur eines Tages widerfahren könnte.


(Autor: Lars-C. Depka - Quelle: University of Cambridge, M.I.T. Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts, USA)


» Der Carinanebel im infraroten Licht
08.02.2012 - Astronomen konnten mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO das bislang detailreichste Infrarotbild des Carinanebels aufnehmen. Auf der heute veröffentlichten Aufnahme präsentieren sich neben einer atemberaubenden Landschaft aus Gas, Staub und jungen Sternen zahlreiche nie zuvor gesehene Details.
Bei dem Carinanebel, auch bekannt unter der Bezeichnung Eta-Carinae-Nebel, handelt es sich um einen sogenannten Emissionsnebel, welcher sich in einer Entfernung von etwa 7.500 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem im Sternbild Schiffskiel (lateinischer Name "Carina") befindet und über eine Ausdehnung von etwa 150 Lichtjahren verfügt. Aufgrund der Vielzahl der dort befindlichen massereichen Sterne zählt der Carinanebel zu den hellsten Nebeln, welche am Nachthimmel zu beobachten sind. Seine scheinbare Helligkeit beträgt +3,00 Magnitude, der scheinbare Durchmesser liegt bei 120 Bogenminuten. Der Nebel ist somit eine der ausgedehntesten H-II-Regionen in unserer Galaxie. Bei diesen Regionen handelt es sich um "Geburtsstätten" neuer Sterne.

Innerhalb des Carinanebels befinden sich einige der hellsten und massereichsten Sterne, welche den Astronomen bekannt sind. Einer von ihnen ist Eta Carinae - ein veränderlicher und hoch instabiler Stern, welcher über die 100- bis 120-fache Masse unserer Sonne verfügt. Auffällig ist er besonders aufgrund seiner Ausbrüche und der daraus resultierenden, teilweise gewaltigen Helligkeitsveränderungen. Im Jahr 1843 erreichte er bei einem dieser Ausbrüche eine Helligkeit von -0,8 mag, was ihn nach dem Stern Sirius , dem "Hundsstern" im Sternbild Canis Major (zu deutsch "Großer Hund"), für einige Zeit zum zweithellsten Stern am nächtlichen Firmament werden ließ.

Die hohe Fusionsrate im Inneren von Eta Carinae hat zur Folge, dass der dort zur Verfügung stehende Kernbrennstoff in verhältnismäßig kurzer Zeit, nämlich innerhalb von wenigen Millionen Jahren, verbraucht sein wird. Sobald dies geschieht wird der Stern seine Existenz in Form einer Supernova beenden.

Der Carinanebel präsentiert sich dem irdischen Beobachter bereits im sichtbaren Licht als ein wahrlich spektakulärer Anblick, aber viele seiner Geheimnisse bleiben in diesem Wellenlängenbereich hinter den dichten Staubwolken verborgen, welche den Nebel durchziehen und umgeben. Um diesen verhüllenden Staubschleier zu durchdringen hat sich ein von dem Astronomen Prof. Dr. Thomas Preibisch von der Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität in München geleitetes Beobachtungsteam die Leistungsfähigkeit des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) und der daran montierten Infrarotkamera HAWK-I zu Nutze gemacht.

In staubreichen Himmelsregionen wird das von dort ausgehende kurzwellige blaue Licht stärker absorbiert und gestreut als das langwelligere rote. Der gleiche Effekt verursacht auf der Erde das Farbenspiel der leuchtend roten Auf- und Untergänge der Sonne, welche speziell dann zu beobachten sind, sobald sich viel Staub in der irdischen Atmosphäre befindet. In besonders staubreichen Regionen am nächtlichen Himmel ist dieser Absorptionseffekt so stark ausgeprägt, dass von den dortigen Objekten keinerlei sichtbares Licht die Erde erreicht. Astronomen umgehen dieses Problem, indem sie ihre Beobachtungen im infraroten Wellenlängenbereich durchführen, wobei dann spezielle Infrarotkameras eingesetzt werden.

Bei dem "High Acuity Widefield K-band Imager", so die vollständige Bezeichnung für die Kamera HAWK-I, handelt es sich um ein Instrument, welches den unter Astronomen existierenden Bedarf nach Bildern mit einem verhältnismäßig großem Gesichtsfeld bei einer gleichzeitigen hohen räumlichen Auflösung im Nahinfrarotbereich von 0,85 bis 2,5 Mikrometern abdeckt. HAWK-I wurde am 1. August 2007 in Betrieb genommen und liefert seit 2008 wissenschaftliche Daten.

Das heute von der ESO veröffentlichte Bild entstand durch eine Kombination mehrerer Hundert Einzelaufnahmen. Das von den Wissenschaftlern präsentierte Endergebnis ist das detaillierteste Infrarotmosaik des Carinanebels, welches jemals erstellt wurde, und mit Sicherheit eine der spektakulärsten Aufnahmen, die je mit dem VLT angefertigt wurden.

Auf dem Bild sind nicht nur die massereichen und entsprechend leuchtkräftigen, hellen Sterne zu erkennen, sondern auch Hunderttausende schwächerer Sterne, welche auf vorherigen Aufnahmen dieser Region des Himmels unsichtbar geblieben waren. Somit erfüllt die Aufnahme neben den ästhetischen Gesichtspunkten auch die eigentliche wissenschaftliche Zielsetzung, denn eines der Hauptziele der Astronomen war die Suche nach Sternen in dieser Region, welche wesentlich masseärmer und somit auch lichtschwächer als die Sonne in unserem Sonnensystem sind.

Die Aufnahme verfügt zudem auch über eine genügend große Auflösung, um darauf unter anderem auch junge Braune Zwerge nachweisen zu können. Bei den Braunen Zwergen handelt es sich um eine spezielle Klasse von astronomischen Objekten. Sie verfügen über zu wenig Masse, als dass in ihrem Inneren ein Wasserstoffbrennen einsetzen könnte. Es handelt sich also nicht um "echte Sterne". Andererseits verfügen sie mit einer Masse von mindestens 13 Jupitermassen wiederum über zu viel Materie, als dass sie als Planeten charakterisiert werden können.

Der bereits anfangs erwähnte Stern Eta Carinae ist auf der Aufnahme in der linken unteren Bildecke zu erkennen. Er ist von Gaswolken umgeben, welche von der starken von dem Stern ausgehenden UV-Strahlung zum Leuchten angeregt werden. Über das gesamte Bild verteilt sind zudem zahlreiche kompakt ausfallende Konzentrationen verschiedener dunkler Materialien zu sehen, welche auch im nahen infraroten Wellenbereich des Lichts undurchsichtig bleiben. In Inneren dieser auch als Globulen bezeichneten "Staubkokons" bilden sich neue Sterne.

Während der letzten paar Millionen Jahre sind in der Region des Carinanebels unzählige neue Sterne entstanden, welche sich dabei sowohl als Einzelsterne als auch in Form von Sternhaufen gebildet haben. Der helle Sternhaufen nahe der Bildmitte, welcher ebenfalls bereits im sichtbaren Licht gut zu erkennen ist, trägt die Bezeichnung Trumpler 14. Im infraroten Lichtbereich werden allerdings auch dort noch viele weitere Sterne sichtbar.

In der linken Bildhälfte erkennt man außerdem eine kleine Ansammlung gelblich erscheinender Sterne. Diese Sternenformation konnte auf den neuen VLT-Daten erstmalig ausgemacht werden, da diese Sterne im sichtbaren Licht nicht beobachtbar sind. Sie stellen somit ein weiteres hervorragendes Beispiel für all die vielen neuen Objekte dar, welche diese eindrucksvolle Panorama des Carinanebels erstmalig enthüllen konnte.

Verschiedene höhere Auflösungen (bis zu 218 MB) des heute veröffentlichten Bildes finden Sie auf der entsprechenden Internetseite der Europäischen Südsternwarte.

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: ESO, Wikipedia)


» Weltraumteleskop GALEX befindet sich im Standby-Modus
08.02.2012 - Die Mission des Weltraumteleskops Galaxy Evolution Explorer, kurz GALEX, neigt sich langsam aber sicher ihrem Ende zu. Am gestrigen Tag wurde GALEX in den Standby-Modus versetzt. Die komplette Außerbetriebnahme des Weltraumteleskops soll noch in diesem Jahr erfolgen.
Am gestrigen 7. Februar 2012 wurde das Weltraumteleskop GALEX wie vorgesehen in einen Standby-Modus versetzt. Diese Maßnahme ist ein erster kontrollierter Schritt für die demnächst anstehende vollständige Dekommissionierung des Weltraumteleskops, welche laut dem für die Kontrolle von GALEX zuständigen Jet Propulsion Laboratory (JPL) noch in diesem Jahr erfolgen wird.

GALEX wurde am 28. April 2003 mit einer Rakete vom Typ Pegasus XL gestartet und anschließend hauptsächlich zur Beobachtung von Galaxien im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums eingesetzt. Nach dem Ablauf der Primärmission im Herbst 2007 wurde die Mission verlängert.

Mehrere zwischenzeitlich erfolgte Kurzschlüsse in der Elektronik des Weltraumteleskops führten jedoch schließlich zu einem irreparablen Ausfall eines Detektors, welcher für die UV-Beobachtungen benötigt wird. GALEX umkreist die Erde in einem Orbit mit einer Höhe von 695 Kilometern und einer Bahnneigung von 29 Grad.

Im Rahmen der GALEX-Mission wurden weite Teile des Universums mit einer großen Detailgenauigkeit im UV-Bereich abgebildet. Dies ermöglichte den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern eine Katalogisierung von Galaxien, welche sich bis zu 10 Milliarden Lichtjahre von unserer Heimatgalaxie entfernt befinden.

Als bisherige wissenschaftliche Höhepunkte dieser erfolgreichen Mission können zum Beispiel die Entdeckung von relativ jungen Sternen in den Halos verhältnismäßig alter Galaxien verbucht werden. Aber auch die Entdeckung von "Teenager"-Galaxien mit einem anscheinend sehr jungen Alter sorgte innerhalb der Wissenschaftsgemeinde für Aufsehen. Diese Entdeckungen lieferten den Astrophysikern weitere Daten, welche in die aktuellen Modelle bezüglich der Entstehung und Entwicklung unseres Universums einfließen.

Ein spezieller wissenschaftlicher Höhepunkt der GALEX-Mission war die Entdeckung eines "Schweifs", welcher dem Stern Mira im Sternbild Cetus (zu deutsch "Walfisch) folgt, und der über eine Ausdehnung von etwa 13 Lichtjahren verfügt. Zum Vergleich: Der dem Sonnensystem am nächsten gelegenen Stern ist etwa vier Lichtjahre von der Erde entfernt.

Ungeachtet des jetzt unmittelbar bevorstehenden Endes der Mission hoffen die Wissenschaftler, dass die bisher gesammelten GALEX-Daten auch weiterhin entscheidende Bausteine bei der Entschlüsselung der Rätsel der sogenannten Dunklen Materie oder bei der Charakterisierung von Schwarzen Löchern liefern werden.

Raumcon-Forum:

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(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: JPL, Wikipedia)


» Ein neuer Progress-Raumfrachter unterwegs zur ISS
26.01.2012 - Der russischer Versorger Progress-M 14M ist heute in den frühen Morgenstunden gestartet und befindet sich auf dem Flug zur Internationalen Raumstation. Es ist der erste von fünf geplanten Versorgungsflügen zur ISS in diesem Jahr mit diesem Raumschifftyp.
Pünktlich um 00:06 Uhr MEZ hob die Sojus-U-Trägerrakete mit Progress-M 14M vom Weltraumbahnhof Baikonur ab. Nach zwei Minuten Flug wurden die vier seitlichen Booster und wenige Sekunden später die Nutzlastverkleidung abgeworfen. In den neun Minuten Brenndauer der drei Stufen erreichte das Versorgungs-Raumschiff seine vorläufige Umlaufbahn von 262 x 191 Kilometern und hatte eine Umlaufzeit von 88,73 Minuten. Kurz darauf erfolgte der Befehl zum Entfalten der Navigations- und Kommunikationsantennen, die beiden Sonnenpaneele wurden ebenfalls ausgeklappt und haben eine Spannweite von 10,5 Metern.

Eine Reihe von Zündungen der Manövriertriebwerke, die heute und am morgigen Tag vorgesehen sind, werden den Frachter in seine endgültige Umlaufbahn zum automatisierten Anlegen am Samstag, dem 28. Januar um 01:09 Uhr MEZ bringen. Progress-M 14M, in der ISS-Versorgung auch 46P genannt, bringt 1.409 Kilogramm Trockenfracht (Ersatzteile, Lebensmittel, Ausrüstungsteile), 790 Kilogramm Treibstoff, 420 Kilogramm Wasser und 50 Kilogramm Sauerstoff zur Station, insgesamt 2.669 Kilogramm. Der Gesamtanteil der US-Fracht beträgt 199 Kilogramm. Das Raumschiff wird für drei Monate mit dem Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs der ISS verbunden bleiben.

Die Manöver bis zum Anlegen an die ISS:
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(Autor: Ralf Möllenbeck - Quelle: NASA, Raumfahrer.net, Roskosmos, SFN)


» Die Entwicklung massereicher Galaxien
28.01.2012 - Ein internationales Astronomenteam hat mit dem in der chilenischen Atacama-Wüste befindlichen APEX-Submillimeterteleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) die bisher deutlichsten Hinweise auf eine Verbindung zwischen den intensivsten Phasen der Sternentstehung im frühen Universum und den massereichsten Galaxien im heutigen Universum entdeckt.
Die Sternentstehungsrate war demzufolge im frühen Universum ursprünglich sehr hoch und nahm dann schlagartig ab. Zeugnisse dieser Zeit sind die noch heute zu beobachteten massereichen und weitgehend inaktiven Galaxien im Universum, welche eine Vielzahl an alternden Sternen beherbergen. Die Astronomen glauben auch, die wahrscheinliche Ursache für das plötzliche Ende der frühen Sternbildungs-Ära gefunden zu haben. Nach ihrer Meinung ist hierfür das Auftreten von massereichen Schwarzen Löcher verantwortlich.

Für ihre Forschungsarbeiten kombinierten die Wissenschaftler verschiedene Datensätze der LABOCA-Kamera am 12-Meter-Submillimeterteleskop APEX (Atacama Pathfinder Experiment) mit den Messdaten des Very Large Telescope (VLT) der ESO, des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer und anderer Teleskopen, um zu entschlüsseln, wie sich weit entfernte und leuchtkräftige Galaxien zu Galaxienhaufen zusammengefunden haben.

Je dichter die einzelnen Galaxien in Galaxiengruppen konzentriert sind, desto massereicher fallen ihre so genannten "Halos" aus Dunkler Materie aus. Hierbei handelt es sich um weitgehend strukturlose Wolken, welche die Galaxien durchziehen beziehungsweise umschließen und die für den überwiegenden Teil ihrer Gesamtmasse verantwortlich sind. Die Dunkle Materie setzt sich aus einem unsichtbaren Material zusammen, dessen nähere Eigenschaften derzeit noch unbekannt sind. Die Entschlüsselung der Natur der Dunklen Materie gilt als eine der wichtigsten offenen Fragen der Kosmologie.

Die von dem Astronomenteam um Ryan Hickox, tätig am Dartmouth College (USA) und der Durham University (England), beobachteten Galaxien sind so weit von der Erde entfernt, dass ihr Licht etwa zehn Milliarden Jahre benötigt hat, um unser Sonnensystem zu erreichen. Es handelt sich hierbei um sehr leuchtkräftige Galaxien im fernen Universum, in denen in der Vergangenheit intensive Sternentstehungsprozesse abliefen. Aufgrund der extrem großen Entfernungen wurde das infrarote Licht, welches von den durch die Sternbildungsprozessen aufgeheizten Staubkörnern in den Galaxien abgegeben wurde, zu noch größeren Wellenlängen hin in den Rotbereich verschoben. Daher sind diese staubreichen Galaxien am besten im Submillimeterbereich zu beobachten, weshalb solche Galaxien auch als Submillimeter-Galaxien bezeichnet werden. Die neuen Resultate beruhen auf den genauesten je durchgeführten Messungen zur räumlichen Anordnung solcher Galaxien.

Die von den Astronomen untersuchten Galaxien präsentieren sich dem irdischen Beobachter in dem Zustand, in dem sie sich vor rund zehn Milliarden Jahren befanden. In diesen Momentaufnahmen unseres frühen Universums ist zu erkennen, dass die Galaxien damals die intensivste der Wissenschaft bekannte Form der Sternbildung durchliefen - so genannte Starbursts. Die Astronomen ermittelten für die untersuchten Galaxien die Masse der Halos aus Dunkler Materie und analysierten mit Computersimulationen, wie diese Halos im Laufe der Zeit angewachsen sind. Auf diese Weise fanden sie heraus, dass sich die fernen Starburst-Galaxien des frühen Universums im Laufe der Zeit zu riesigen elliptischen Galaxien entwickelt haben - den massereichsten Galaxien im heutigen Universum.

"Zum ersten Mal sind wir jetzt in der Lage, eine eindeutige Verbindung zwischen den intensivsten Starbursts im frühen Universum und den massereichsten in der Gegenwart bekannten Galaxien nachzuweisen", so Ryan Hickox. Die Beobachtungen zeigen außerdem, dass die Starbursts in diesen fernen Galaxien lediglich 100 Millionen Jahre angedauert haben - eine in kosmologische Maßstäben betrachtet relativ kurze Zeitspanne (nach dem gegenwärtig allgemein gängigen Modell zur Entstehung des Universums ereignete sich der Urknall bereits vor etwa 13,7 Milliarden Jahren). Dennoch hat sich die Gesamtmasse der Sterne innerhalb der Galaxien in diesem vergleichsweise kurzen Zeitraum etwa verdoppelt. Das plötzliche Ende des schnellen Wachstums ist ein weiterer Abschnitt aus der Geschichte des Universums, welcher bisher von den Astrophysikern allerdings noch nicht vollständig verstanden werden konnte.

"Wir wissen, dass die massereichen elliptischen Galaxien bereits vor langer Zeit vergleichsweise plötzlich aufgehört haben, neue Sterne zu produzieren. Heute sind diese Galaxien weitgehend inaktiv. Die sich daraus ergebende Frage ist natürlich, welcher in der Vergangenheit abgelaufene Prozess stark genug gewesen sein könnte, um den Starburst einer ganzen Galaxie zu beenden", so Julie Wardlow von der University of California in Irvine (USA) und von der Durham University (England), ein weiteres Mitglied des Astronomenteams.

Auch hierfür bietet die Studie einen möglichen Erklärungsansatz. Zum fraglichen Zeitpunkt der Entwicklung des Universums sind die Galaxien ähnlich angeordnet wie die Quasare. Dies ist ein Hinweis darauf, dass sich beide Objektarten zu diesem Zeitpunkt in den gleichen Halos aus Dunkler Materie befanden. Quasare gehören zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum. Angetrieben von den supermassereichen Schwarzen Löchern in ihren Zentren senden sie als regelrechte "kosmische Leuchtfeuer" eine intensive Strahlung aus.

Durch die Studie verdichten sich die Hinweise darauf, dass die erfolgten Starbursts die Aktivitäten der Quasare gefördert haben, indem sie den Schwarzen Löchern große Mengen an Materie zugeführt haben. Die Quasare wiederum durchliefen dadurch sehr energiereiche Aktivitätsphasen, in deren Verlauf sie das verbliebene Gas aus den Galaxien hinausbliesen. Mit dem Verlust dieses "Rohmaterials" für die Bildung neuer Sterne wurde auch die Phase einer intensiven Sternentstehung innerhalb der Galaxien beendet.

"Kurz gesagt läutet eine Starburst-Galaxie mit ihrem Feuerwerk der Sternbildung gleichzeitig auch ihr eigenes Ende ein. Sie "füttert" das Schwarze Loch in ihrem Zentrum, welches dann wiederum die sternbildenden Wolken wegbläst oder zerstört”, so David Alexander von der Durham University in England, ein weiteres Mitglied des Teams.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 26. Januar 2012 unter dem Titel "The LABOCA Survey of the Extended Chandra Deep Field South: Clustering of submillimetre galaxies" in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society publiziert.

Raumcon-Forum:

Fachartikel:


(Autor: Ralph-Mirko Richter - Quelle: ESO)


» RXTE: Abgeschaltet, Wiedereintritt vorhergesagt
29.01.2012 - Die Mission des Röntgenobservatoriums Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) ist beendet. Der Forschungssatellit der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) wird vermutlich innerhalb von etwa einer Dekade wieder in die Erdatmosphäre eintreten.
Als XTE war das Röntgenobservatorium mit einer Masse von rund 3.175 Kilogramm am 30. Dezember 1995 auf einer Delta-II-Rakete in der Version 7920 von der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida aus in den Weltraum gebracht worden. Dort kreist es seitdem auf einem niedrigen Orbit um die Erde, für einen Umlauf werden etwas mehr als 90 Minuten benötigt.

Anfang 1996 erfolgte die offizielle Namensgebung nach dem 1993 gestorbenen Bruno B. Rossi, einem Astronom des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Pioniers der Röntgenastronomie und Plasmaphysik. Rossi entdeckte zusammen mit Riccardo Giacconi, Herb Gursky und Frank Paolini 1962 die erste Röntgenquelle außerhalb der Erde (Scorpius X-1 alias Sco X-1).

Drei Instrumente an Bord von RXTE waren dazu gedacht, Beobachtungen von Röntgenstrahlung im Energiebereich von rund 2 bis 250 Kilo-Elektronenvolt (keV) vorzunehmen. Zum Einsatz kamen der All-Sky Monitor (ASM) mit drei Kameras, das Proportional Counter Array (PCA) aus fünf Sensoreinheiten und das zweiteilige High Energy X-ray Timing Experiment (HEXTE).

Der All Sky Monitor war in der Lage, während eines Erdumlaufs rund 80% des Himmels in drei Spektralbereichen von 1,5 - 3, 3 - 5 und 5 - 12 keV abzutasten. Die fünf sogenannten proportional counter units (PCU) des Proportional Counter Array haben zusammen eine Detektoroberfläche von 6.500 cm2, mit der Röntgenstrahlung zwischen 2 und 60 keV registriert werden konnte. Das High Energy X-ray Timing Experiment stellte Detektoroberflächen von 2x 800 cm2, verteilt auf 2 Sätze von 4 NaI/CsI-Szintillationszählern zur Verfügung und arbeitete im Bereich von 15 - 250 keV.

Nach einer Betriebszeit von 16 Jahren war RXTEs Einsatz im All beendet. Letzte wissenschaftliche Beobachtungsdaten von RXTE wurden am 4. Januar 2012 empfangen. Nach abschließenden Tests des Raumfahrzeugs wurde es von einem Kontrollraum des Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA in Greenbelt im Bundesstaat Maryland aus am 5. Januar 2012 deaktivert.

RXTE half, die Abläufe in Neutronensternen und Schwarzen Löchern besser zu verstehen. Daten von RXTE erlaubten es, die Existenz von Magnetaren zu bekräftigen. RXTE entdeckte den ersten wiederbelebten Millisekundenpulsar mit Akkretion von Materie von einem Begleiter. Außerdem lieferte RXTE durch seine Beobachtungen den ersten Hinweis auf das tatsächliche Vorhandenseins eins Effekts in der Nähe von Schwarzen Löchern, der sich aus Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie (ART) ergibt, den Frame-Dragging-Effekt, auch Lense-Thirring-Effekt genannt.

Die umfangreiche Datenmenge, die mit RXTE gewonnen wurde, bietet Astronomen noch für Jahre Arbeitsmöglichkeiten. Bislang erschienen über 2.200 wissenschaftliche Berichte und 92 Doktorarbeiten, die auf Daten von RXTE aufbauen. Während der Betriebszeit des Röntgenobservatoriums entstanden zusätzlich über 1.000 Notizen, in welchen Astronomen rund um den Globus über neue, von RXTE registrierte astronomische Aktivitäten unterrichtet wurden.

Wann RXTE wieder in der Erdatmosphäre eintreten wird, hängt im Wesentlichen von der Stärke der Sonnenaktivität in den nächsten Jahren ab. Derzeit geht man von einem Wiedereintritt zwischen 2014 und 2023 aus. Durch Bestandteile des Satelliten, die einen Rücksturz zur Erde überstehen könnten, ergibt sich nach Angaben der NASA eine Wahrscheinlichkeit von Personenschäden am Boden von 1:1000. Von später gestarteten Satelliten verlangte die NASA für den Fall des Wiedereintritts eine Wahrscheinlichkeit von Personenschäden am Boden von 1:10.000.

RXTE bewegt sich aktuell auf einer um rund 23 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn in Höhen zwischen 460 und 475 Kilometern über der Erde. Das Raumfahrzeug ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 23.757 bzw. als COSPAR-Objekt 1995-074A.

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(Autor: Thomas Weyrauch - Quelle: NASA)



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"InSpace" Magazin #460
ISSN 1684-7407


Erscheinungsdatum:
9. Februar 2012
Auflage: 4605 Exemplare


Chefredaktion
Thomas Weyrauch

Redaktion InSpace Magazin:
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Redaktion:
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