Im Februar 1946 verpasst der Amateurastronom Leslie Peltier die Gelegenheit seines Lebens: Im Sternbild Nördliche Krone ereignet sich ein regelmäßiges, aber seltenes astronomisches Ereignis, auf das er bereits Jahrzehnte gewartet hatte: Es erscheint für wenige Stunden ein neuer Stern – ein Lichtpunkt, der mit bloßem Auge sichtbar ist und der vorher nicht da zu sein schien.

Franzi erzählt in dieser Folge vom Phänomen solcher Stellae Novae, kurz Novae. Anders als der Name vermuten lässt, handelt es sich aber gar nicht um neue Sterne, sondern lediglich um das kurzzeitige Aufleuchten eines alten Weißen Zwergs in einer gewaltigen Wasserstoffexplosion. Obwohl Astronominnen und Astronomen den Prozess heute grob verstanden haben, sind noch viele Fragen um die Nova offen. Da passt es ganz gut, dass derzeit der fragliche Stern im Sternbild Nördliche Krone kurz vor dem nächsten Ausbruch steht.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

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Quelle: Max-Planck-Institut für Astronomie.

31. Oktober 2019 – Astronomen unter der Leitung von Eduardo Bañados vom Max-Planck-Institut für Astronomie haben eine Gaswolke entdeckt, die Informationen über die Frühphase der Galaxien- und Sternentstehung liefert, bloße 850 Millionen Jahre nach dem Urknall. Die Gaswolke wurde zufällig bei der Beobachtung eines entfernten Quasars gefunden, und sie sieht so aus, wie sich die Astronomen die Vorläufer moderner Zwerggalaxien vorgestellt haben. Was die relativen Häufigkeiten der chemischen Elemente angeht, ist die Wolke dagegen überraschend modern. Das ist nur möglich, wenn sich die ersten Sterne im Universum sehr rasch direkt nach dem Urknall gebildet haben. Die neuen Ergebnisse wurden jetzt im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Wenn Astronomen ferne Himmelsobjekte beobachten, dann blicken sie zwangsläufig in die Vergangenheit zurück. Die von Bañados et al. entdeckte Gaswolke ist so weit entfernt, dass ihr Licht fast 13 Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Dementsprechend zeigt uns das Licht, das uns jetzt erreicht, wie die Gaswolke vor fast 13 Milliarden Jahren aussah, nicht mehr als etwa 850 Millionen Jahre nach dem Urknall. Für Astronomen ist jene Zeit besonders interessant, innerhalb der ersten mehreren hundert Millionen Jahre nach dem Urknall bildeten sich die ersten Sterne und Galaxien – und die Details dieser frühen Entwicklung sind noch weitgehend unbekannt.

Die Entdeckung der außergewöhnlichen Gaswolke verdanken die Astronomen dem Zufall. Bañados, damals an der Carnegie Institution for Science, und seine Kollegen waren dabei, eine Gruppe von Quasaren genauer zu untersuchen. Jene Gruppe von 15 fernen Quasare hatte Ko-Autorin Chiara Mazzucchelli für ihre Doktorarbeit am Max-Planck-Institut für Astronomie zusammengestellt und dazu die entferntesten bekannten Vertreter der Gattung (Rotverschiebung z³6.5) versammelt. Zuerst stellten die Forscher nur fest, dass der Quasar P183+05 ein eher ungewöhnliches Spektrum aufwies. Aber als Bañados dann eine detailreichere Aufnahme eines Spektrums analysierte, die er mit einem der Magellan-Teleskope am Las-Campanas-Observatorium in Chile angefertigt hatte, erkannte er, worum es sich eigentlich handelte: Das Ungewöhnliche in dem Spektrum waren die Spuren einer Gaswolke, die sehr nahe an dem entfernten Quasar lag – eine der entferntesten Gaswolken, die Astronomen bisher haben identifizieren können.

Durchleuchtet von einem fernen Quasar
Quasare sind die extrem hellen aktiven Kerne entfernter Galaxien. Verantwortlich für ihre große Leuchtkraft ist das zentrale supermassereiche Schwarze Loch der Galaxie. Materie, die um dieses schwarze Loch kreist (bevor sie dann hineinfällt), erwärmt sich dabei auf Temperaturen von Hunderttausenden von Grad und sendet deswegen enorme Mengen an Strahlung aus. Die große Helligkeit ermöglicht es Astronomen, Quasare als Hintergrund-Lichtquellen zu nutzen, um Wasserstoff und andere chemische Elemente „in Absorption“ zu beobachten: Befindet sich eine Gaswolke direkt zwischen dem Beobachter und einem entfernten Quasar, absorbiert sie einen Teil des Quasar-Lichts und lässt sich auf diese Weise nachweisen.

Astronomen untersuchen zu diesem Zweck das Spektrum des Quasars, also die regenbogenartige Zerlegung des Lichts in die verschiedenen Wellenlängenbereiche. Die Stärke der Absorption bei unterschiedlichen Wellenlängen liefert Informationen über die chemische Zusammensetzung, Temperatur, Dichte und sogar über die Entfernung der Gaswolke von uns (sowie ihre Entfernung vom Quasar). Verantwortlich dafür ist der Umstand, dass jedes chemische Element einen „Fingerabdruck“ von Spektrallinien hat – jede Linie ein enger Wellenlängenbereich, in dem die Atome dieses Elements Licht besonders gut emittieren oder absorbieren können. Das Vorhandensein eines charakteristischen Fingerabdrucks zeigt das Vorhandensein eines bestimmten chemischen Elements an und lässt sogar Rückschlüsse darauf zu, eine wie große Menge des Elements in der Wolke vorhanden ist.

Spuren der ersten Sterne?
Aus dem Spektrum der neu entdeckten Gaswolke konnten die Forscher sofort erkennen, wie weit die Wolke von uns entfernt ist – und das sie in diesem Falle in die erste Milliarde Jahre kosmischer Geschichte zurückblickten. Sie fanden auch Spuren von mehreren chemischen Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen und Magnesium. Die Menge dieser Elemente war jedoch winzig und entsprach nur rund einem Achthundertstel der Häufigkeit jener Elemente in der Atmosphäre unserer Sonne. Astronomen fassen alle Elemente schwerer als Helium unter den Sammelbegriff „Metalle“ zusammen; die Messung macht die Gaswolke zu einem der metallärmsten (und entferntesten) Himmelsobjekte, das wir kennen. Michael Rauch von der Carnegie Institution of Science, Mitautor der neuen Studie, sagt: „Nachdem wir überzeugt waren, dass wir nur 850 Millionen Jahre nach dem Urknall auf urtümliches Gas gestoßen waren, haben wir uns gefragt, ob dieses System vielleicht sogar die chemischen Fingerabdrücke der allerersten Generation von Sternen enthält.“

Die Suche nach diesen Sternen der ersten Generation, die zur sogenannten „Population III“ gehören, ist eine der wichtigsten Aufgaben die es zu lösen gilt um herauszufinden, was im frühen Universum geschah. Im späteren Universum spielen chemische Elemente, die schwerer als Wasserstoff sind, eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, Gaswolken zu Sternen kollabieren zu lassen. Aber diese chemischen Elemente, insbesondere Kohlenstoff, werden ihrerseits erst in Sternen produziert und in Supernova-Explosionen ins All geschleudert. Für die ersten Sterne stand noch kein Kohlenstoff als Kollaps-Beschleuniger zur Verfügung, denn direkt nach der Urknallphase gab es nur Wasserstoff- und Heliumatome. Das macht die ersten Sterne grundlegend anders als alle späteren Sterne.

Die Analyse des Spektrums der Wolke zeigte, dass deren chemische Zusammensetzung alles andere als urtümlich war, sondern erstaunlich genau den relativen Häufigkeiten der Elemente entsprach, wie man sie in den heutigen intergalaktischen Gaswolken findet. Das stellt für die Modelle der Entstehung der ersten Sterne eine beachtliche Herausforderung dar.

So viele Sterne, so wenig Zeit
Insbesondere muss die Entstehung der ersten Sterne diesen Ergebnissen nach bereits deutlich früher begonnen haben muss als zu jener Zeit, zu der wir die Gaswolke beobachten. Es musste nämlich seit Beginn der ersten Sternentstehung genügend Zeit vergangen sein, dass sich das heutige Gleichgewicht einstellen konnte – und die Spuren der frühen Sternchemie von den nachfolgenden Sternexplosionen mindestens einer weiteren Generation von Sternen überlagert werden konnten. Besonders wichtig ist dabei die Rolle der sogenannten Supernovae vom Typ Ia. Solche Supernovae finden rund eine Milliarde Jahre nach der Entstehung der beteiligten Sterne statt. Das schiebt die Entstehung jener Sterne weit in die Vergangenheit, in die Zeit direkt nach dem Urknall.

Nachdem die Astronomen diese eine sehr frühe Wolke gefunden haben, suchen sie systematisch nach weiteren Exemplaren. „Es ist spannend, dass wir die Metallizität und die Elementhäufigkeiten so früh in der Geschichte des Universums messen können. Aber wenn wir die Spuren der allerersten Sterne identifizieren wollen, müssen wir noch weiter in die Vergangenheit vordringen. Ich bin optimistisch, dass wir noch weiter entfernte Gaswolken finden werden, die uns helfen können zu verstehen, wie die ersten Sterne geboren wurden.“

Hintergrundinformationen
Die hier beschriebenen Ergebnisse wurden als Bañados et al., „A metal-poor damped Ly-alpha system at redshift 6.4„, im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Die von MPIA-Seite Beteiligten sind Eduardo Bañados (auch Carnegie Institution for Science), Emanuele Farina und Joe Hennawi (beide auch UCSB), Bram P. Venemans und Fabian Walter (auch NRAO), in Zusammenarbeit mit Michael Rauch (Carnegie Institution for Science), Roberto Decarli (INAF Bologna), Chiara Mazzucchelli (ESO), Robert A. Simcoe (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research), J. Xavier Prochaska (UCSC), Thomas Cooper (Carnegie Institution for Science), Frederick B. Davies (UCSB) und Shi-Fan S. Chen (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research und UC Berkeley).

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Quelle: DESY.

Ein neues Weltraumteleskop wird einen bislang unerreichten Blick auf den Sternenhimmel im ultravioletten Licht ermöglichen: Der Satellit ULTRASAT soll grundlegende neue Erkenntnisse über energiereiche Phänomene wie Supernova-Explosionen, kollidierende Neutronensterne und aktive Schwarze Löcher sammeln, die auch Gravitationswellen erzeugen und als kosmische Teilchenbeschleuniger fungieren können. Der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft, Otmar D. Wiestler, und der Direktor des Helmholtz-Zentrums DESY, Helmut Dosch, haben am Montag in Rehovot eine Kooperation mit dem israelischen Weizmann-Institut für Wissenschaften über eine deutsche Beteiligung an dem israelisch geführten Vorhaben vereinbart. DESY wird demnach die 100-Megapixel-UV-Kamera für das Weltraumteleskop bauen. Für das Projekt hat DESY sich mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR vernetzt, das ebenfalls zur Helmholtz-Gemeinschaft gehört.

„Helmholtz hat seit Jahrzehnten vielfältige und exzellente wissenschaftliche Kooperationen mit israelischen Partnern. Nun gehen wir gemeinsam mit dem Weizmann-Institut für Wissenschaften einen weiteren wichtigen Schritt auf dem Gebiet der Astrophysik. Das freut mich außerordentlich“, sagt Helmholtz-Präsident Otmar D. Wiestler. „Die Zusammenarbeit beim Weltraumteleskop ULTRASAT hat das Potenzial, völlig neue Grundlagen für die Detektion von Gravitationswellen und verwandten astrophysikalischen Ereignissen zu schaffen, die international auf Spitzenniveau liegen.“

DESY-Direktor Helmut Dosch ergänzt: „Uns verbindet mit einer Reihe israelischer Partner eine lange, fruchtbare Zusammenarbeit. Diese Erfolgsgeschichte schreiben wir nun mit der Beteiligung an dem anspruchsvollen Satellitenprojekt des Weizmann-Instituts für Wissenschaften fort.“ DESYs Forschungsdirektor für Astroteilchenphysik, Christian Stegmann, betont: „ULTRASAT bietet uns einzigartige Einblicke ins Hochenergie-Universum. Mit der Kamera für das Teleskop kann DESY seine herausragende Expertise in der Detektorentwicklung für die Astroteilchenphysik sowie für die Röntgenphysik kombinieren und einbringen.“

ULTRASAT wird den Himmel im ultravioletten Bereich (220 bis 280 Nanometer Wellenlänge) des elektromagnetischen Spektrums untersuchen und dabei ein besonders großes Gesichtsfeld von 225 Quadratgrad besitzen – das ist rund 1200 Mal so groß wie der Vollmond am irdischen Himmel erscheint. „Diese einzigartige Konfiguration wird uns helfen, einige der großen Fragen der Astrophysik zu beantworten“, betont Chefwissenschaftler Eli Waxman vom Weizmann-Institut für Wissenschaften.

So soll der Satellit beispielsweise nach dem Ursprung der schweren chemischen Elemente fahnden. Außer den leichtesten, vor allem Wasserstoff und Helium, sind die schwereren Elemente erst durch Kernfusion im Kosmos entstanden. Sterne gewinnen aus dieser Kernfusion ihre Energie, doch das funktioniert nur bis zum Eisen. Die Fusion schwererer Elemente wie Blei oder Gold kostet Energie. Diese Elementsynthese geschieht in den gewaltigsten Prozessen im Universum, etwa bei der Explosion eines Sterns als Supernova oder bei der Kollision zweier Neutronensterne – das sind die Kerne ausgebrannter Sonnen, die unter dem eigenen Gewicht so weit in sich zusammengestürzt sind, dass sie eine Dichte haben wie ein gigantischer Atomkern. Jedes Goldatom auf der Erde und im übrigen Kosmos stammt also aus einer explodierenden Sonne oder aus einem Neutronenstern-Crash.

„Wir wollen genau verstehen, wie die Elemente erzeugt und wie sie verteilt werden“, erläutert der Leitende Wissenschaftler David Berge von DESY. Sowohl Supernova-Explosionen als auch Neutronensternkollisionen lassen sich besonders gut im UV-Licht verfolgen, wie Berge betont. „Die direkte Phase einer Supernova in den ersten Minuten, Stunden und Tagen ist vor allem im UV zu sehen. In dieser Zeit enthält das UV-Licht charakteristische Signaturen, die auf den Vorgängerstern schließen lassen.“ Erst danach bricht irgendwann eine Schockwelle aus dem heißen Feuerball, in der auch geladene subatomare Teilchen auf hohe Energien beschleunigt werden. „Der Satellit kann uns also helfen, die Entstehung solcher kosmischen Teilchenbeschleuniger zu verstehen“, sagt Berge. „Wir möchten auch erkunden, welcher Typ Stern in welcher Art Supernova explodiert.“

ULTRASAT ist besonders für energiereiche Phänomene empfindlich. „Alles, was extrem heiß wird, leuchtet hell im UV-Licht“, berichtet DESY-Forscher Rolf Bühler, Projektleiter für die UV-Kamera. Dazu gehören auch aktive Schwarze Löcher, die sich Materie aus der Umgebung einverleiben und ebenfalls Teilchen beschleunigen, sowie kollidierende Neutronensterne. Die Beobachtung von Neutronenstern-Crashs kann dabei nicht nur über die Elementsynthese im Kosmos Aufschluss geben, sondern ist auch für die Gravitationswellen-Forschung von großer Bedeutung. „Wenn von verschmelzenden Neutronensternen Gravitationswellen registriert werden, lässt sich deren Position anhand der Gravitationswellendaten bislang nur grob eingrenzen“, erläutert Bühler. „ULTRASAT kann innerhalb von höchstens 30 Minuten auf die Zielregion schwenken und dank seines großen Gesichtsfeldes die genaue Position anhand der UV-Strahlung nahezu sofort bestimmen.“

Damit hat der Satellit eine entscheidende Funktion für das noch junge Feld der Multi-Messenger-Astronomie (MMA), die das Universum über verschiedene Boten wie kosmische Teilchen, Gravitationswellen und elektromagnetische Strahlung untersucht und einen neuen Schwerpunkt bei DESY bildet. Mit seinem großen Gesichtsfeld wird der Satellit einen besonders großen Himmelsausschnitt im Blick haben und dadurch auch unbekannte, plötzlich aufflammende Objekte im UV-Bereich entdecken können.

Mit einem Gesamtgewicht von nur 160 Kilogramm und einem Volumen von weniger als einem Kubikmeter ist ULTRASAT (Ultraviolett Transient Astronomy Satellite) ein wissenschaftlicher Kleinsatellit. Finanzierung und Management teilen sich das Weizmann-Institut für Wissenschaften und die Israelische Raumfahrtagentur ISA. Der Start ist für 2023 geplant. Anschließend soll das Weltraumteleskop drei Jahre lang Daten sammeln. Es wird dazu in einem Orbit rund 35 000 Kilometer über der Erdoberfläche stationiert. Das garantiert, dass störende ultraviolette Hintergrundstrahlung, die die Erdatmosphäre von der Sonne reflektiert, vernachlässigbar ist und daher große Himmelsbereiche beobachtet werden können. UV-Strahlung lässt sich nur aus dem Erdorbit beobachten, weil sie von der Erdatmosphäre zu großen Teilen absorbiert und reflektiert wird.

Die UV-Kamera, die DESY entwickelt und baut, wird das Herzstück des Teleskops. Sie wird eine UV-empfindliche Sensorfläche von neun mal neun Zentimetern bekommen und eine Auflösung von 100 Megapixel besitzen. Damit betreten die Entwickler Neuland: Eine UV-Weltraumkamera mit derartiger Auflösung und Empfindlichkeit ist bislang nirgends gebaut worden. Für die Kamera arbeiten bei DESY Expertinnen und Experten aus der Astroteilchenphysik mit Spezialistinnen und Spezialisten für Detektorentwicklung aus dem Bereich Forschung mit Synchrotronstrahlung zusammen. Mit dem Projekt trägt DESY etwa 5 Millionen Euro zu dem insgesamt rund 70 Millionen Euro teuren Satelliten bei.

DESY zählt zu den weltweit führenden Teilchenbeschleuniger-Zentren und erforscht die Struktur und Funktion von Materie – vom Wechselspiel kleinster Elementarteilchen, dem Verhalten neuartiger Nanowerkstoffe und lebenswichtiger Biomoleküle bis hin zu den großen Rätseln des Universums. Die Teilchenbeschleuniger und die Nachweisinstrumente, die DESY an seinen Standorten in Hamburg und Zeuthen entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung: Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf Rekordenergien und öffnen neue Fenster ins Universum. DESY ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands, und wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent von den Ländern Hamburg und Brandenburg finanziert.

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Quelle: ESO ESON.

Mit einer Dauer von weniger als einer Millisekunde kam diese rätselhafte Explosion kosmischer Radiowellen fast ungestört durch, was darauf hindeutet, dass der Halo eine überraschend geringe Dichte und ein schwaches Magnetfeld aufweist. Diese neue Technik könnte verwendet werden, um die schwer fassbaren Halos anderer Galaxien zu erforschen.

Indem sie ein kosmisches Rätsel benutzten, um ein anderes zu erforschen, analysierten Astronomen das Signal eines schnellen Radioausbruchs, um Aufschluss über das diffuse Gas im Halo einer massereichen Galaxie zu geben [1]. Im November 2018 lokalisierte das Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) Radioteleskop einen schnellen Radioburst, genannt FRB 181112. Nachfolgende Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO und anderen Teleskopen ergaben, dass die Radiopulse auf dem Weg zur Erde durch den Halo einer gigantischen Galaxie gegangen sind. Dieser Befund ermöglichte es Astronomen, das Radiosignal nach Hinweisen auf die Art des Halogases zu analysieren.

„Das Signal des schnellen Radioausbruchs deckte die Beschaffenheit des Magnetfeldes um die Galaxie und die Struktur des Halogases auf. Die Studie erweist sich als eine neue und zukunftsweisende Technik zur Erforschung der Eigenschaften von Galaxienhalos“, sagt J. Xavier Prochaska, Professor für Astronomie und Astrophysik an der University of California Santa Cruz und Hauptautor eines Aufsatzes, der die heute in der Zeitschrift Science veröffentlichten neuen Erkenntnisse vorstellt.

Astronomen wissen immer noch nicht, was schnelle Radioausbrüche verursacht. Erst kürzlich konnten sie einige dieser sehr kurzen, sehr hellen Radiosignale bis in die Galaxien zurückverfolgen, aus denen sie stammen. „Als wir die Radio- und optischen Bilder überlagerten, konnten wir sofort sehen, dass der schnelle Radioburst den Halo dieser zufälligen Vordergrundgalaxie durchdrang. Zum ersten Mal hatten wir eine direkte Möglichkeit, die ansonsten unsichtbare Materie um diese Galaxie herum zu untersuchen“, erzählt Koautorin Cherie Day, Doktorandin an der Swinburne University of Technology, Australien.

Ein galaktischer Halo enthält sowohl dunkle als auch gewöhnliche oder baryonische Materie, die hauptsächlich in Form von heißem ionisiertem Gas vorliegt. Während der leuchtende Teil einer massereichen Galaxie etwa 30 000 Lichtjahre umfassen kann, ist ihr etwa kugelförmiger Halo im Durchmesser zehnmal größer. Halogas treibt die Sternentstehung an, wenn sie in Richtung Zentrum der Galaxie fällt, während andere Prozesse, wie z.B. Supernova-Explosionen, Material aus den sternbildenden Regionen in den galaktischen Halo ausstoßen können. Ein Grund, warum Astronomen das Halogas untersuchen wollen, ist das bessere Verständnis dieser Auswurfprozesse, die die Sternbildung unterbinden können.

„Der Halo dieser Galaxie ist überraschend ruhig“, sagt Prochaska. „Das Radiosignal wurde von der Galaxie weitgehend unbeeinflusst, was im krassen Gegensatz zu dem steht, was frühere Modelle im Falle des Ausbruchs vorhergesagt hatten.“

Das Signal von FRB 181112 bestand aus einigen wenigen Impulsen, die jeweils weniger als 40 Mikrosekunden dauerten (10 000 mal kürzer als ein Augenzwinkern). Die kurze Dauer der Impulse setzt der Dichte des Halogases eine Obergrenze, da der Durchgang durch ein dichteres Medium die Dauer des Radiosignals verlängern würde. Die Forscher berechneten, dass die Dichte des Halogases weniger als 0,1 Atome pro Kubikzentimeter betragen muss (was mehreren hundert Atomen in einem Volumen von der Größe eines Kinderballons entspricht) [2].

„Wie die schimmernde Luft an einem heißen Sommertag sollte die dünne Atmosphäre in dieser riesigen Galaxie das Signal des schnellen Radioausbruchs verzerren. Stattdessen erhielten wir einen Puls, der so unverfälscht und scharf war, dass es überhaupt keine Signatur dieses Gases gab“, erklärt Co-Autor Jean-Pierre Macquart, Astronom am International Center for Radio Astronomy Research an der Curtin University, Australien.

Die Studie fand keine Hinweise auf kalte turbulente Wolken oder kleine dichte Klumpen von kühlem Halogas. Das schnelle Radioburstsignal lieferte auch Informationen über das Magnetfeld im Halo, das sehr schwach ist – eine Milliarde Mal schwächer als das eines Kühlschrankmagneten.

An dieser Stelle, mit Ergebnissen von nur einem galaktischen Halo, können die Forscher nicht sagen, ob die von ihnen gemessene niedrige Dichte und geringe Magnetfeldstärke ungewöhnlich sind oder ob frühere Studien über galaktische Halos diese Eigenschaften überschätzt haben. Prochaska sagte, dass er erwartet, dass ASKAP und andere Radioteleskope schnelle Radioausbrüche verwenden werden, um viele weitere galaktische Halos zu untersuchen und ihre Eigenschaften zu ergründen.

„Diese Galaxie könnte etwas Besonderes sein“, gibt er zu bedenken. „Wir müssen schnelle Radiopulse verwenden, um Dutzende oder Hunderte von Galaxien über eine Reihe von Massen und Altersgruppen zu untersuchen, um die gesamte Population zu beurteilen.“ Optische Teleskope wie das VLT der ESO spielen eine wichtige Rolle, indem sie zeigen, wie weit die Galaxie, in der jeder Burst stattfand, entfernt ist und ob der Burst durch den Halo einer Galaxie im Vordergrund gegangen wäre.

Endnoten
[1] Ein riesiger Halo aus Gas niedriger Dichte erstreckt sich weit über den leuchtenden Teil einer Galaxie hinaus, in dem die Sterne konzentriert sind. Obwohl die Masse dieses heißen, diffusen Gases mehr ausmacht als die der Sterne, ist es sehr schwierig zu untersuchen.

Weitere Informationen
Diese Forschung wurde in einem Artikel vorgestellt, der am 26. September 2019 in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde.

Das Team besteht aus J. Xavier Prochaska (University of California Observatories-Lick Observatory, University of California, USA und Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japan), Jean-Pierre Macquart (International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin University, Australien), Matthew McQuinn (Astronomy Department, University of Washington, USA), Sunil Simha (University of California Observatories-Lick Observatory, University of California, USA), Ryan M. Shannon (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australien), Cherie K. Tag (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australien und Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien), Lachlan Marnoch (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien und Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australien), Stuart Ryder (Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australien), Adam Deller (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australien), Keith W. Bannister (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien), Shivani Bhandari (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien), Rongmon Bordoloi (North Carolina State University, Department of Physics, USA), John Bunton (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien), Hyerin Cho (School of Physics and Chemistry, Gwangju Institute of Science and Technology, Korea), Chris Flynn (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australien), Elizabeth Mahony (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien), Chris Phillips (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australien), Hao Qiu (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australien), Nicolas Tejos (Instituto de Fisica, Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso, Chile).

ESO ist die führende zwischenstaatliche astronomische Organisation in Europa und mit Abstand das produktivste bodengebundene astronomische Observatorium der Welt. Sie hat 16 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, die Tschechische Republik, Dänemark, Frankreich, Finnland, Deutschland, Irland, Italien, die Niederlande, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und das Vereinigte Königreich sowie der Gaststaat Chile und Australien als strategischer Partner. Die ESO führt ein ehrgeiziges Programm durch, das sich auf die Planung, den Bau und den Betrieb leistungsfähiger bodengebundener Beobachtungseinrichtungen konzentriert, die es Astronomen ermöglichen, wichtige wissenschaftliche Entdeckungen zu machen. Die ESO spielt auch eine führende Rolle bei der Förderung und Organisation der Zusammenarbeit in der astronomischen Forschung. ESO betreibt drei einzigartige Weltklasse-Beobachtungsstätten in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und sein weltweit führendes Very Large Telescope Interferometer sowie zwei Durchmusterungsteleskope: VISTA arbeitet im Infrarotbereich und das VLT Survey Telescope im sichtbaren Bereich. Ebenfalls am Standort Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South, das weltweit größte und empfindlichste Gammastrahlenobservatorium, betreuen und betreiben. ESO ist auch ein wichtiger Partner in zwei Anlagen auf Chajnantor, APEX und ALMA, dem größten existierenden astronomischen Projekt. Auf dem Cerro Armazones, in der Nähe des Paranal, baut die ESO das 39 Meter große Extremely Large Telescope (ELT), welches „das größte Auge der Welt mit Blick in den Himmel“ sein wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Der Beitrag Rätselhafter Radioausbruch erhellt Halo einer Galaxie erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

„Dieses Fragmentierungsereignis erzeugte eine Trümmerwolke, die Raumfahrtexperten die seltene Gelegenheit bietet, ihr Verständnis dieser wichtigen Prozesse zu überprüfen“, erklärt Tim Flohrer, Experte für die Beobachtung und Katalogisierung von Weltraumobjekten bei der ESA.

Hauptgrund für Weltraumtrümmer: Fragmentierungsereignisse
Solche Fragmentierungsereignisse, die entweder durch Explosionen oder Kollisionen verursacht werden, sind die Hauptursache für Weltraumtrümmer, die wenige Millimeter oder mehrere zehn Zentimeter groß sein können. Der mit hoher Geschwindigkeit durch das All rasende Technologieschrott stellt eine Bedrohung für die Weltrauminfrastruktur dar, wie z.B. für Satelliten, die Wetter- und Navigationsdienste anbieten und sogar für Astronauten auf der ISS.

Deimos Sky Survey in Spanien zeichnete ein Video auf, das einen Strom von neu entstandenen Trümmerobjekten zeigt, die über den Himmel rasen.

Im Video ist zudem eine Reihe kleiner punktförmiger Fragmente zu sehen, die horizontal über das Bild laufen. Während das Observatorium den Trümmerobjekten folgt, sind die Sterne im Hintergrund als weiße Streifen zu sehen.

Aus der Oberstufe einer im September 2009 gestarteten Rakete ist ein Überrest als größter und hellster Punkt in der Mitte von etwa 40-60 kleineren Stücken, die größer als 30 cm sind, deutlich zu erkennen.

Ursprünglich handelt es sich bei diesem großen, fast zylindrischen Objekt um eine Atlas V Centaur Oberstufe mit einer Länge von etwa 12,5 Metern und einem Durchmesser von drei Metern bei einem Gewicht von mehr als zwei Tonnen.

Die nach internationalem Code als Objekt 2009-047B bekannte ausgediente Raketenstufe befand sich seit knapp einem Jahrzehnt in einer exzentrischen Umlaufbahn um unseren Planeten. Die Stufe war an ihrem entferntesten Punkt bis zu 34.700 km und am nächsten Punkt nur 6.675 km von der Erde entfernt.

Aus noch unbekannten Gründen zerfiel der Raketenkörper irgendwann zwischen dem 23. und 25. März 2019 zu Trümmern.

Internationale Bemühungen
Während einer Sitzung der Internationalen Akademie der Astronautik (IAA) am 26. März traf sich das Space Debris Team der ESA mit Kollegen aus Russland, von denen die internationale Gemeinschaft über die am Himmel entdeckten Fragmente informiert wurden.

Nur wenige Stunden später leitete das Observatorium Zimmerwald in der Schweiz die sofortige Beobachtung der Trümmerwolke in die Wege und erhielt bis zum 26. März 2019 erste Aufnahmen.

Das 80cm-Teleskops ZimMAIN folgte der Schrottwolke. Zu sehen sind mehrere kleine Punkte, die jeweils ein Fragment von mehr als zehn Zentimetern Größe darstellen, wobei auch hier die Sterne im Hintergrund als lange Streifen erscheinen.

Wenig später erfolgte die Deimos Sky Survey mit Beobachtungen des Ereignisses vom 26. bis 28. März (Leitanimation in diesem Artikel) mit dem optischen Sensor „Antsy“ in Spanien, der zur Verfolgung von Objekten im erdnahen Orbit verwendet wird.

Während das Observatorium Zimmerwald die Wolke weiterhin in enger Zusammenarbeit mit russischen und ESA-Experten beobachtet, beteiligte sich das 1-Meter-Teleskop der ESA an der Optischen Bodenstation im spanischen Teneriffa ebenfalls an der Beobachtungskampagne und entdeckte eine große Anzahl von Fragmenten mit einer Größe von nur 10-20 cm.

Chaos gestalten
Die ESA beobachtet solche Ereignisse und hält die internationale Gemeinschaft durch ihre öffentliche Datenbank auf dem Laufenden. So können Forscher Muster finden und Abhilfestrategien für Raumfahrzeuge in den unterschiedlichsten Formen, Größen und Bahnen entwickeln. Die Datenbank ermöglicht Betreibern von Satelliten und Raumfahrzeugen, das sich ändernde Risiko für ihre Missionen durch spezifische Fragmentierungsereignisse zu bestimmen.

Sobald solche Ereignisse erkannt und beobachtet wurden, werden sie in „Weltraummüllmodelle“ aufgenommen. Dies ermöglicht den Teams, die Fragmentierung von realen Trümmern mit Prognosen zu vergleichen – eine seltene, aber wichtige Gelegenheit, um Modelle zu validieren oder bei Bedarf anzupassen.

Modelle über die Umgebung von Weltraummüll ermöglichen der ESA, Raumfahrzeuge zu entwerfen, die dem Aufprall kleinerer Objekte standhalten und Systeme zu entwickeln, um Kollisionen zu vermeiden. Ausgehend von diesen Modellen kann nicht nur die gegenwärtige, sondern auch die künftige Weltraummüllumgebung prognostiziert werden. Dies ist entscheidend für die Entwicklung effizienter Richtlinien zur Reduzierung von Weltraummüll.

Die internationale Zusammenarbeit ist für den Austausch von Daten und Modellen unerlässlich und erfolgt über das Inter-Agency Space Debris Coordination Committee, ein Forum, in dem alle wichtigen europäischen und internationalen Weltraumorganisationen vertreten sind.

„Dieses Beispiel zeigt, dass die internationale Zusammenarbeit unerlässlich ist, wenn wir schnell auf Trümmerereignisse reagieren wollen“, erklärt Holger Krag, Leiter des Space Safety Office der ESA.

„Vorfälle wie diese sind selten, daher bieten derart umfangreiche Beobachtungen und Daten aus der ganzen Welt eine einzigartige Gelegenheit, die von Menschen geschaffene Weltraumumgebung, in der unsere ausgedienten Satelliten kreisen, besser zu verstehen.“

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• Weltraummüll
• PAN alias Nemesis 1 (USA 207) auf Atlas V 401 AV-018 vom LC-41 CC

Der Beitrag Gelegenheit zur Untersuchung von Trümmerbildung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Klaus Donath. Quelle: SpaceX, Reddit

Die zerstörte Falcon 9 sollte eigentlich am 3. September die Nutzlast Amos 6, einen Kommunikationssatelliten für Facebook und Eutelsat, ins All bringen. Beim sogenannten Hotfire Test gab es nach unbestätigten Quellen Probleme mit der Startanlage. (SIEHE UPDATE)

Die resultierende Explosion hat Rakete, Nutzlast und Startanlage zerstört / beschädigt. 3 Minuten vor dem Triebwerkstest ist in etwa der Bereich, bei dem die Betankung noch stattfindet, aber auch zum Beispiel das Flugabbruchsystem aktiviert wird. Anbei ein Auszug aus dem Countdown

T-0:03:40 TEA-TEB Ignition System Auto Sequence
T-0:03:30 Strongback Retraction
T-0:03:25 Flight Termination System to Internal Power
T-0:03:15 FTS on Internal
T-0:03:05 Flight Termination System Armed, FTS Ready for Launch
T-0:02:55 Verify Good Mvac TVC
T-0:02:45 Fuel Trim Valve to Flight Position
T-0:02:40 Stage 1 LOX at Flight Level

Je nach Ursache könnte der Vorfall den Zeitplan von SpaceX gehörig durcheinander bringen.
Sobald fundiertere Aussagen vorliegen, werden wir den Artikel erweitern.

UPDATE 1

Laut Elon Musk habe es wohl Probleme mit der Oberstufe an der Rakete selbst gegeben. Genaueres ist noch nicht bekannt.

Zitat: „Loss of Falcon vehicle today during propellant fill operation. Originated around upper stage oxygen tank. Cause still unknown. More soon.“

UPDATE 2

URL zum Video des Vorfalls: https://www.youtube.com/watch?v=ZX1vdPjCh3Q

Weitere Informationen in unserem Forum unter:

www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=14482.new#new

Der Beitrag SpaceX – Explosion am Pad – Nutzlast verloren erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Tobias Willerding. Quelle: NSF, CNN, Twitter.

Traurige Woche für die amerikanische Raumfahrt: nach der Explosion der Antares am Dienstag, ereignete sich heute bei einem Testflug des SpaceShipTwo ein weiteres Unglück. Kurz nach der Zündung des Hybridraketenmotors an Bord von SpaceShipTwo kam es zu einer Art Explosion, welche das Raumschiff zerstörte. Ein Pilot konnte sich wohl mit einem Fallschirm retten und liegt schwer verletzt im Krankenhaus, ein weiterer Pilot ist bei dem Unglück verstorben. Das Unglück ereignete sich gegen 10 Uhr Ortszeit in Mojave, Kalifornien. Die Trümmer des Raumschiffs verteilten sich über eine große Fläche in der Mojavewüste. Das Raumschiff, genannt VSS Enterprise war das erste SpaceShipTwo. Weitere sind laut Virgin Galactic im Bau, das Trägerflugzeug ist nicht beschädigt worden und konnte regulär landen.

Update:
Ersten Untersuchungsergebnissen des NTSB (National Transportation Safety Board) zufolge hat sich während des Brennvorgangs der Federmechanismus von SpaceShipTwo ausgelöst. Dieser ist eigentlich für den Wiedereintritt gedacht. Hierbei gehen die Flügel in eine 90° Position im Gegensatz zum Rest des Raumschiffes. Die dadurch auftretenden aerodynamischen Kräfte haben dann offenbar das Raumschiff in der Luft zerlegt. Warum dies während des Brennvorgangs passierte, ist noch unklar.
Technischer Überblick
SpaceShipTwo ist ein suborbitales Raumschiff, dass Passagiere für 250.000 Dollar auf über 100 km schießen soll, wo sie ein paar Minuten Schwerelosigkeit und die Schönheit des Weltalls genießen sollen. Das Raumschiff wird mit dem Flugzeug „WhiteKnightTwo“ auf über 10 km transportiert, wo das Raumschiff ausgeklingt wird und sich mit einem Hybridraketenmotor auf 100 km katapultiert. Nach dem höchsten Punkt der Flugbahn fällt das Raumschiff wieder runter und rotiert die Flügel um 90° für eine Konfiguration mit hohem Luftwiderstand um die Erhitzung beim Wiedereintritt zu limitieren. Nach dem Wiedereintritt gehen die Flügel wieder in den normalen Zustand und das Raumschiff gleitet zur Landung.

Ein Rückblick
Nach den zwei erfolgreichen Flügen von SpaceShipOne im Jahre 2004 auf über 100 km innerhalb von zwei Wochen und dem damit gewonnen XPrize, waren die Hoffnungen groß in raumfahrtinteressierten Kreisen, dass es in den nächsten Jahren kommerzielle Parabelflüge auf 100 km Höhe geben wird, ein Dutzend verschiedene Firmen hatten Ideen wie dies verwirklicht werden könnte. Viele dieser Firmen sind inzwischen bankrott oder haben so aufgegeben. Nur noch wenige sind übrig, Virgin Galactic ist eine von ihnen. Nach dem gewonnen XPrize von 2004, waren sich Scaled Composites (der Hersteller von SpaceShipOne) und der finanzstarke Richard Branson von der Virgin Group schnell einig ein größeres Nachfolgeraumschiff zu bauen, genannt SpaceShipTwo, welches zwei Piloten und sechs Passagiere auf über 100 km transportieren sollte. Bereits drei Jahre später kam es zu einem schweren Unfall, als ein Lachgastank in der heißen Sonne explodierte. Dabei starben drei Angestellte und drei weitere wurden schwer verletzt. Danach lief es jedoch ganz gut, 2008 flog das größere Trägerflugzeug WhiteKnightTwo und 2009 wurde SpaceShipTwo vorgestellt. Mit der Zeit summierten sich jedoch die Verzögerungen immer weiter an, welche mit dem Hybridmotor zusammenhingen. Bereits bei SpaceShipOne hatte es starke Verbrennungsinstabilitäten gegeben, jedoch lief damals alles gut. Für SpaceShipTwo musste der Motor stark vergrößert werden und dabei gab es massive Instabilitätsprobleme sowohl bei der Zündung als auch gegen Ende des Brennvorgangs, die einen sicheren Flug unmöglich machten. Brian Binnie, einer der Piloten von SpaceShipTwo, kommentierte die Probleme mit dem Hybridmotor wie folgt: „we did everything but break down and pray to God to show us the light of day”. Man konnte nur noch auf göttliche Eingebung hoffen. Mit diesem “Problemmotor“ war nur eine kurze Brenndauer und drei Flüge auf etwas über 20 km möglich. Als Folge wurde der Treibstoff von „Gummi“ auf „Nylon“ gewechselt werden, was mehr Verbrennungsstabilität versprach. Der heutige Flug war der erste Flug mit diesem neuen Hybridmotor.

Forumthread:

• Virgin Galactic Thread im Raumconforum

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Erstellt von Tobias Willerding. Quelle: SpaceNews, Twitter, Orbital Sciences.

Trauer und Fassungslosigkeit bei Orbital und der NASA. Am gestrigen Tag explodierte die Antares-Rakete auf dem Weg zur ISS und vernichtete dabei den Raumtransporter Cygnus inklusive Fracht, sowie mehrere CubeSats, darunter 26 Cubesats von PlanetLabs und die erste Cubesatmission von Planetary Ressources. Bis zur Klärung der Unglücksursache, sind alle Cygnus-Frachtmissionen zur ISS erstmal ausgesetzt und die Trägerrakete Antares bleibt am Boden.#

Der Ablauf im Detail

Bereits am 27. Oktober sollte die Antares-Rakete zur ISS starten. Leider wurde der Start durch die Anwesenheit eines Bootes im abgesperrten Bereich vor der Küste verhindert. Das Boot konnte die kritische Zone nicht mehr verlassen bevor sich das Startfenster geschlossen hatte und der Start musste auf den 28. Oktober verschoben werden. Diesmal gab es keine Anomalien während des Countdowns und der Start konnte um 23:22 MEZ stattfinden. Wenige Sekunden nach dem Abheben veränderte sich die Flamme des Antriebsstrahls der ersten Stufe sichtbar, er wurde breiter und heller. Ein bis zwei Sekunden später ereignete sich eine Explosion an der Unterseite der Rakete, die zum Ausfall des Antriebs führte, worauf die Rakete zurück auf den Startplatz fiel. Laut Aussage von Orbital Sciences wurde kurz vor dem Aufprall noch das FTS (Flight Termination System) aktiviert um die Rakete zu sprengen. Anhand der Videoaufnahmen lässt sich nicht deuten, ob die Explosion der Rakete durch den Aufprall oder die Sprengung selbiger erfolgte. In jedem Fall verursachte die Explosion einen signifikanten Feuerball, der weithin sichtbar war und zu panischen Reaktionen auf den Zuschauerbänken führte wie viele Youtube-Videos bezeugen. Neben Kerosin, Sauerstoff in der ersten Stufe und dem Feststofftreibstoff der Oberstufe, befand sich auch hochgiftiges Hydrazin und Distickstofftetroxid im Raumfrachter Cygnus, weshalb die Öffentlichkeit von der NASA aufgefordert wurde, sich von eventuellen Fragmenten am Boden fernzuhalten.

Konsequenzen

Weder auf der Pressekonferenz nach dem Start noch bei der Investorenkonferenz heute wurden Details zur Unglücksursache bekannt gegeben. Vorläufige Untersuchungsergebnisse sollen jedoch in den nächsten Tagen vorliegen. Im Internet kamen sofort Gerüchte auf, dass das AJ-26 bzw. NK-33 Haupttriebwerk der Schuldige sein soll, was jedoch von Orbital weder bejaht noch verneint wurde. Nach Bekanntwerden des Absturzes folgte der Aktienkurs der Rakete und stürzte um ca. 17% ab. Auch eine für heute einberufene Investorenkonferenz konnte den Aktienkurs nicht wieder ansteigen lassen. Hier verkündete der CEO von Orbital, David W. Thompson, dass Orbital durch den Start an sich keinen finanziellen Verlust hinnehmen wird (aber eventuell durch die Aufarbeitung und die Veränderung am Design der Rakete). Die NASA hat Orbital bereits einen großen Teil des Geldes für die Herstellung der Hardware gezahlt und die fehlende Erfolgsprämie mit einer Höhe von 48 Millionen Dollar kann Orbital durch eine abgeschlossene Versicherung kompensieren. Der Schaden an sich beträgt über 200 Millionen Dollar, Schaden an den Bodenanlagen noch nicht eingerechnet. Jedoch soll keine allzu große Schäden an den Bodenanlagen vorliegen laut Thompson. Orbital hofft darauf, dass die Verzögerung durch diesen Fehlstart nicht größer als 12 Monate sein wird, vielleicht auch nur 3 Monate. Für 2016 hatte Orbital auch den Wechsel des Hauptantriebs der ersten Stufe der Antares hin zu einem neuen – noch unbekannten – Triebwerk geplant. Thompson meinte, dass je nach Untersuchungsergebnis ein Wechsel auch beschleunigt werden könnte. Gerüchten zufolge soll es sich bei dem Ersatz um das RD-180 handeln, dass auch in der Atlas V eingesetzt wird. In der Vergangenheit hatte Orbital nicht immer Glück mit der Aufklärung von Unglücksursachen. Die Taurus hatte zweimal einen Fehlschlag bei der Öffnung der Nutzlastverkleidung, die Ursache konnte nicht gefunden werden und die Rakete ist danach nie wieder geflogen. Die kritische Frage eines Investors, ob Orbital den Frachttransport nicht auch outsourcen könnte (z.B. zur Konkurrenzfirma SpaceX), lies Thompson verständlicherweise dann doch lieber unbeantwortet.

Die Konkurrenz

Während Orbital also jetzt erstmal mit der Aufarbeitung des gestrigen Fehlstarts beschäftigt ist, bereitet sich der andere Frachtprovider SpaceX auf den nächsten ISS Flug im Dezember vor, wobei es derzeit unklar ist, ob dieser eventuell vorverlegt wird. Letzte Woche hatte Elon Musk bei einer Veranstaltung am MIT verkündet, dass bei dieser fünften regulären Frachtmission von SpaceX die erste Stufe nach der Stufentrennung auf einer Seeplattform im Meer landen soll.

Links:

• Startvideo bei Youtube

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO.

Wenn ein massereicher Stern in der letzten Phase seiner Existenz unter der Wirkung seiner eigenen Schwerkraft in einer Supernovaexplosion kollabiert wird er – abhängig seiner ursprünglichen Masse – entweder zu einem Schwarzen Loch oder zu einem Neutronenstern. Bei einem Magnetar handelt es sich um eine ungewöhnliche und sehr exotische Form eines Neutronensterns, der über ein extrem starkes Magnetfeld verfügt. Großräumige Umordnungsprozesse eines instabil gewordenen Magnetfeldes führen dazu, dass von den Magnetaren in unregelmäßigen Abständen große Mengen an Gamma- und Röntgenstrahlung ausgehen.

Derzeit sind den Astronomen etwa zwei Dutzend in unserer Heimatgalaxie gelegene Magnetare bekannt. Eines dieser Objekte, der Magnetar CXOU J164710.2-45516, befindet sich in dem offenen Sternhaufen „Westerlund 1“ und hat Astronomen in der Vergangenheit große Rätsel aufgegeben.

Dieser erst im Jahr 1961 von dem schwedischen Astronomen Bengt Westerlund entdeckte Sternhaufen befindet sich in einer Entfernung von etwa 16.000 Lichtjahren zur Erde im Sternbild Altar (lat. Name „Ara“). Der Sternhaufen liegt hinter einer ausgedehnten interstellaren Wolke aus Gas und Staub, die einen Großteil des von dem Sternhaufen ausgehenden sichtbaren Lichtes abschirmt. Nur ein Hunderttausendstel des Lichtes kann die Wolke dabei durchdringen. Dies ist auch der Grund dafür, dass es so lange gedauert hat, die Natur von Westerlund 1 zu enthüllen.

Alle Sterne im Bereich von Westerlund 1, die bislang von Astronomen eingehender analysiert wurden, verfügen über eine Masse, welche mindestens dem 30- bis 40-fachen Wert der Masse der Sonne entspricht. Da derartig massereiche Sterne – in astronomischen Maßstäben betrachtet – nur über eine vergleichsweise kurze Lebensdauer verfügen, muss dieser Sternhaufen noch sehr jung sein. Es wird angenommen, dass Westerlund 1 in einem einzigen Ausbruch der Sternentstehung gebildet wurde, da alle dort befindlichen Sterne eine ähnliche chemische Zusammensetzung aufweisen. Astronomen haben das Alter des Sternhaufens aufgrund der Massen der einzelnen dort vertretenen Sterne auf einen Wert von 3,5 bis 5 Millionen Jahren bestimmt.

Der Magnetar CXOU J164710.2-45516
„In einer früheren Arbeit haben wir gezeigt, dass der Magnetar im Sternhaufen Westerlund 1 durch den explosiven Tod eines Sternes mit der 40-fachen Masse der Sonne entstanden sein muss. Aber damit tat sich ein ganz eigenes Problem auf, da man von Sternen dieser Masse erwarten würde, dass sie zu Schwarzen Löchern und nicht zu Neutronensternen werden, wenn sie kollabieren. Wir konnten nicht verstehen, wie aus ihm ein Magnetar werden konnte“, so Simon Clark von der Open University in Milton Keynes/Großbritannien, der Leiter des Astronomenteams.

Mittlerweile haben die Wissenschaftler eine Lösung für dieses Problem gefunden. Sie nehmen an, dass sich der Magnetar durch die vorherige Wechselwirkung zweier massereicher Sterne gebildet hat, welche sich in einem engen Doppelsternsystem umkreisen. Dieses System müsste dabei so kompakt ausfallen, dass es in die Umlaufbahn der Erde um die Sonne passen würde. Bis jetzt wurde jedoch kein entsprechender Begleitstern in der Nähe des Magnetars in Westerlund 1 entdeckt.

Für eine intensive Suchkampagne nutzten die Astronomen jetzt das in den chilenischen Anden befindliche Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO). Dabei konzentrierte sich die Suche auf sogenannte ‚flüchtende Sterne‘ – stellare Objekte, die den Sternhaufen mit hoher Geschwindigkeit verlassen. Ausgelöst durch die Supernovaexplosion, durch welche sich der Magnetar bildete – so die Vermutung der Wissenschaftler – wurden diese Sterne aus ihrer ursprünglichen Bahn katapultiert. Und tatsächlich – ein Stern mit der Bezeichnung Westerlund 1-5 zeigte das erwartete Verhalten.

Wechselwirkungen
„Dieser Stern besitzt nicht nur die hohe Geschwindigkeit, die durch den Rückstoß einer Supernovaexplosion zu erwarten wäre, sondern auch eine Kombination aus geringer Masse, hoher Leuchtkraft und einer kohlenstoffreichen Zusammensetzung, die für einen einzelnen Stern unmöglich erscheint. Das ist ein schlagender Beweis, der zeigt, dass dieser Stern ursprünglich zusammen mit einem Begleitstern entstanden sein muss“, erklärt Ben Ritchie von der Open Univerity. Diese Entdeckung ermöglichte es den Astronomen, die Lebensgeschichte der beiden Sterne zu rekonstruieren und zu erklären, warum aus dem ’sterbenden Stern‘ anstelle eines zu erwartenden schwarzen Lochs ein Magnetar entstand.

Im ersten Teil dieses Prozesses geht in dem massereicheren Stern des Sternpaares, nämlich Westerlund 1-5, der Brennstoff zur Neige. Er überträgt daraufhin seine äußeren Schichten auf den masseärmeren Begleitstern – den zukünftigen Magnetar. Dieser Begleitstern beginnt daraufhin immer schneller zu rotieren. Diese schnelle Rotation, so die Astronomen, scheint die essentielle Zutat für die Entstehung des extrem starken Magnetfeldes eines Magnetars zu sein. Im nächsten Schritt wird der Begleitstern als Konsequenz dieses Massentransfers selbst so schwer, dass er seinerseits einen großen Teil der erst kürzlich gewonnen Masse wieder abstößt. Hierdurch verliert der Begleitstern so viel Materie, dass er zum Zeitpunkt seines ‚Todes‘ nicht zu einem schwarzen Loch kollabiert. Ein Großteil dieser Materie geht verloren, aber etwas davon wird im Rahmen dieses Prozesses auch wieder auf den ursprünglich massereicheren Stern übertragen.

„Es ist dieser Austauschprozess von Materie, der Westerlund 1-5 seine einzigartige chemische Signatur verliehen hat und der die Masse seines Begleitsterns soweit schrumpfen lies, dass sich ein Magnetar anstelle eines schwarzen Lochs bildete. Ein stellares Materieballspiel mit kosmischen Konsequenzen“, so Francisco Najarro vom Centro de Astrobiologia in Spanien.

Die hier kurz vorgestellten vorgestellten Forschungsergebnisse werden demnächst von J. S. Clark et al. unter dem Titel „A VLT/FLAMES survey for massive binaries in Westerlund 1: IV.Wd1-5 binary product and a pre-supernova companion for the magnetar CXOU J1647-45“ in der Fachzeitschrift „Astronomy and Astrophysics“ publiziert.

Der offene Sternhaufen Westerlund 1 gilt als ein einzigartiges natürliches Labor für die Erforschung extremer Stellarphysik, durch dessen Beobachtung die Astronomen den Lebenszyklus der massereichsten Sterne innerhalb unserer Galaxie untersuchen können. Aus ihren Beobachtungen schließen die Astronomen, dass dieser außerordentliche, aus mehreren Hundert Sternen bestehende Sternhaufen höchstwahrscheinlich nicht weniger als das 100.000-fache der Sonnenmasse besitzt, wobei sich all seine Sterne auf einem Gebiet mit einem Durchmesser von lediglich etwa sechs Lichtjahren befinden. Westerlund 1 gilt deshalb als der massereichste und zugleich kompakteste junge Sternhaufen, der bislang in der Milchstraße entdeckt wurde.

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• Neutronensterne, Pulsare, Magnetare

Fachartikel von J. S. Clark et al.:

• A VLT/FLAMES survey for massive binaries in Westerlund 1 (engl.)

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: BBC.

Die zahlreichen, von unterschiedlichsten Kameras an Fahrzeugen und Gebäuden sowie in mobilen Kommunikationsgeräten am 15. Februar 2013 aufzeichneten Filme machten es angeblich möglich, den exakten Weg des Meteoriten durch die Atmosphäre der Erde zu bestimmen und die ursprüngliche Bahn des Himmelskörpers um die Sonne zu rekonstruieren. Bilder von Verkehrsüberwachungssystemen lieferten durch exakte Zeitstempel offensichtlich willkommene Unterstützung.

Der niedergehende Meteorit hatte durch die von ihm verursachten Druckwellen für umfassende Gebäudeschäden beispielsweise in der Stadt Tscheljabinsk gesorgt. Zahlreiche Menschen waren verletzt worden, unter anderem sorgten umher fliegende Teile und Trümmer von Gebäuden für eine große Anzahl an Personenschäden.

Frühe Schätzungen gingen von einer ursprünglichen Masse des Meteoriten von rund 10 Tonnen aus. Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur nahm später eine Masse im Bereich zwischen 7.000 und 10.000 Tonnen an, sowie einen Durchmesser des Objekts von rund 17 Metern, berichtet die BBC.

Ausgehend von den Videoaufnahmen und der bekannten Einschlagstelle im See Tschebarkul konnten Jorge Zuluaga und Ignacio Ferrin von der staatlichen Universität von Antioquia (Universidad de Antioquia, U. de A.) in Medellín in Kolumbien unter Anwendung einfacher trigonometrischer Verfahren die Flughöhe, die Geschwindigkeit und die Position des Meteoriten beim Eintritt in die Erdatmosphäre berechnen, heißt es bei der Anstalt weiter.

Um auf die Bahndaten des ursprünglichen Sonnenorbit des Meteoriten zu schließen, betrachteten die Wissenschaftler laut BBC sechs verschiedene Aspekte des abschließenden Sturzes des Körpers durch die Erdatmosphäre. Dabei soll der Moment, in dem das Objekt in den verschiedenen Videoaufzeichnungen jeweils gerade hell genug für die Erzeugung eines sichtbaren Schattens wurde, eine maßgebliche Rolle gespielt haben.

Mit den aus ihren Überlegungen gewonnen Zahlen fütterten Zuluaga und Ferrin eine vom US Naval Observatory entwickelte Software, führt die BBC weiter aus. Die Software habe dann Werte ausgegeben, die zeigen, dass der Meteorit zu der bekannten Klasse der Apollo-Asteroiden gehörte. Alle Mitglieder dieser Klasse sind sogenannte Erdbahnkreuzer.

Bis dato kennt man laut BBC rund 9.700 Asteroiden, die der Erde nahe kommen können. Rund 5.200 von ihnen gehören zu der Klasse der Apollo-Asteroiden. Andere ordnet man, abhängig von den Eigenschaften ihrer Orbits, in Klassen wie Amor oder Aten ein. Asteroiden der letztgenannten Klasse kreuzen die Erdbahn ebenfalls, solche der Amor-Klasse tun es nicht.

Dr. Stephen Lowry von der Universität Kent (University of Kent) in Großbritannien glaubt nach Angaben der BBC auch, dass der jüngst über dem Ural niedergegangene Meteorit aus der Klasse Apollo stammt und vermutet eine Herkunft aus dem Asteroidengürtel zwischen den Planeten Mars und Jupiter. Der elliptische Orbit mit geringer Neigung spreche laut Lowry für eine Quelle innerhalb unseres Sonnensystems, mit zusätzlichen Daten könne man vielleicht sogar herausfinden, von wo im Asteroidengürtel das Objekt stammt.

Verwandte Meldung bei Raumfahrer.net:

• Meteoritenereignis in Russland (15. Februar 2013)

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• Meteoriten & Co – Boten aus dem Weltall (ab 15.02.2013)

Der Beitrag Orbit des Ural-Meteoriten berechnet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann und Günther Glatzel. Quelle: EMERCOM, reuters.com, NASA, KAIRA.

Der Eintritt in die Erdatmosphäre fand nach Angaben russischer Behörden und Nachrichtenagenturen um 4.20 Uhr morgens europäischer Zeit statt.

In 5.000-10.000 Metern Höhe ereignete sich unmittelbar darauf eine starke Detonation, deren Druckwelle für die gemeldeten Verletzungen und Beschädigungen am Boden verantwortlich gemacht wird. Gemeldet wurden in erster Linie geborstene Fensterscheiben in einem großen Umkreis um den Ort der hochgelegenen Explosion. Anschließend gingen Bruchstücke des Himmelskörpers in der ganzen Region nieder.

Viele Beobachter beschreiben einen gleißenden Feuerball über dem Horizont, gefolgt von einer deutlich sichtbaren Rauchspur am morgendlichen Himmel. Das Geschehen war zudem von einer Vielzahl von kleineren Detonationen begleitet, die durch das Zerbersten von Teilen des ursprünglichen Meteoriten oder von Einschlägen herrühren können.

Nach Angaben russischer Astronomen ist ein Meteorit mit etwa 1, vielleicht 2 Metern Durchmesser für die Zerstörungen verantwortlich. Andernorts wird von einer Größe bis zu 6 Metern geschrieben. Der Meteorit zerbarst in einer durch die starke Aufheizung verursachten Detonation, wobei eine starke Druckwelle entstand, die sich durch die Luft Dutzende Kilometer fortpflanzte. Dadurch zersprangen vielerorts Scheiben. Die Bruchstücke des Meteoriten richteten anschließend in mehreren Orten weitere Schäden an.

Es kursieren bereits, auch veröffentlicht vom russischen Katastrophenschutz-Ministerium (EMERCOM), einige Videoaufnahmen und Bilder, die mit dem Ereignis in Zusammenhang gebracht werden. Ebenfalls von russischen Behörden wurden schon Mutmaßungen angestellt, es bestehe ein Zusammenhang mit dem lange angekündigten Asteroiden 2012 DA14. Dieser sollte sich, laut Bahnverfolgung, heute der Erde auf einen minimalen Abstand von 27.700 Kilometern nähern. Dass tatsächlich ein unmittelbarer Zusammenhang besteht, scheint gegenwärtig aber nahezu ausgeschlossen. Die Entfernung von 2012 DA14 konnte in den letzten Wochen mit hoher Sicherheit bestimmt werden, was einen unerwarteten Einschlag äußerst unwahrscheinlich macht. Laut NASA-Angaben ist der Asteroid gegenwärtig noch rund 200.000 Kilometer und über neun Stunden von der größten Erdannäherung entfernt.

Zudem wurden u.a. auf der KAIRA-Homepage Daten für den scheinbaren Ursprung des Asteroiden veröffentlicht. Während 2012 DA14 aus dem südlichen Teil des Himmels kommt, liegt der Ursprung des Tscheljabinsker Meteoriten zwischen den Sternbildern Pegasus und Delphin auf der nördlichen Hälfte der Himmelskugel.

Derzeit gibt es noch kein geeignetes Frühwarnsystem für Gefahren aus dem All durch Asteroiden oder Kometen. Für die nächste Zeit sind aber verschiedene Weltraumteleskope geplant, die derartige Aufgaben übernehmen könnten. Außerdem existieren erdgestützte Durchmusterungsteleskope, mit denen immer wieder Entdeckungen gelingen. Vergleichsweise kleine Vagabunden, mit Durchmessern von einigen Metern, werden oft aber erst nach ihrem Vorbeiflug an der Erde gefunden, häufig genug auch gar nicht entdeckt, wie der heutige Einschlag beweist.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO. Vertont von Peter Rittinger.

Trotz der stillen und scheinbar unveränderlichen Schönheit, welche der nächtliche Sternhimmel seinen Betrachtern vermittelt, ist das Universum alles andere als ein unveränderlicher Ort. In einem schier endlosen Kreislauf entstehen seit Jahrmilliarden immer wieder neue Sterne, welche sich anschließend über Zeiträume von Millionen und Milliarden Jahren entwickeln um schließlich wieder zu erlöschen. Unter bestimmten Voraussetzungen endet das „Leben“ eines Sternes im Rahmen einer gigantischen Explosion – einer so genannten Supernova. Die Materie, welche im Rahmen einer solchen Supernova-Explosion in das umgebende Weltall geschleudert wird, erzeugt dabei für den irdischen Betrachter zeitweise wundervolle Beobachtungsobjekte. Eine Aufnahme eines solchen Objektes wurde von der Europäischen Südsternwarte (ESO) bereits in der letzten Woche veröffentlicht.

Diese neue Aufnahme, welche mit dem Wide Field Imager (WFI) des MPG/ESO-2,2-Meter-Teleskops am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile angefertigt wurde, zeigt den „Bleistiftnebel“ vor einem dichten Sternhintergrund. Diese seltsam geformte Wolke, welche offiziell auch die Katalogbezeichnung NGC 2736 trägt, wurde bereits am 1. März 1835 von dem britischen Astronomen John Herschel von Südafrika aus entdeckt. Herschel beschrieb ihn dabei als „einen außergewöhnlich langen und schmalen, aber äußerst schwachen Strahl aus Licht“.

In Wirklichkeit handelt es sich bei NGC 2736 um einen Emissionsnebel, welcher einen Teil eines Supernovaüberrestes darstellt. Der Nebel befindet sich in einer Entfernung von etwa 815 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem in dem nur von der südlichen Hemisphäre aus zu beobachtenden Sternbild „Segel des Schiffs“ (lat. Vela) und verfügt über eine Winkelausdehnung von 30 x 7 Bogenminuten, was einem Durchmesser von etwa 0,75 Lichtjahren entspricht. Der hellste Teil des Nebels ähnelt in seinem Aussehen in der Tat einem Bleistift. Die gesamte Struktur erinnert dagegen vielmehr an eine Art „kosmischer Hexenbesen“.

Dieser Emissionsnebel ist die sich immer noch ausdehnende Hülle einer Supernovaexplosion, der so genannten Vela-Supernova, welche sich vor etwa 11.000 Jahren ereignet hat. Ursprünglich bildete sich dabei bedingt durch die Explosion eines Sternes eine Stoßfront, welche anfangs mit einer Geschwindigkeit von mehreren Dutzend Millionen Kilometern pro Stunde durch das Weltall raste. Diese Stoßwelle traf dabei auf interstellare Gase, welche den Raum zwischen den Sternen ausfüllen. Trotz der äußerst geringen Konzentration solcher interstellarer Gase wurde die Stoßwelle durch die Kollisionen stark abgebremst und es bildete sich eine Schockfront, in welcher sich seltsam geformte Nebelfetzen bildeten.

Der Bleistiftnebel, welcher sich gegenwärtig immer noch mit einer Geschwindigkeit von rund 650.000 Kilometern pro Stunde durch das interstellare Medium bewegt, ist der hellste Teil der Überreste der Vela-Supernova. Die Geschwindigkeit, mit der er sich durch das Weltall bewegt, ist in Kombination mit der relativ geringen Entfernung zur Erde so groß, dass sich die Position des Nebels am Himmel im Vergleich zu den Hintergrundsternen während eines Menschenlebens wahrnehmbar verschiebt. Auch nach mittlerweile 11.000 Jahren verändert diese Supernovaexplosion somit immer noch das Antlitz des Nachthimmels.

Das von der ESO veröffentlichte Bild zeigt nicht nur lange, bogenförmige Filamente, sondern auch kleine, helle Knoten und Flecken aus diffusen Gasansammlungen. Sein hell leuchtendes Erscheinungsbild verdankt der Nebel dichteren Gasregionen, welche von der Schockwelle der Supernova regelrecht überrollt wurden. Wo diese Welle auf das interstellare Gaskonzentrationen traf, heizte sie diese auf Temperaturen von mehrere Millionen Grad Celsius auf. Obwohl sich die interstellaren Gase mittlerweile bereits wieder abkühlen, kann das so angeregte Leuchten immer noch auf fotografischen Abbildungen erkannt werden.

Die dabei sichtbaren unterschiedlichen Farben ermöglichen es den Astronomen, die Temperaturen der Gase innerhalb des Nebels zu kartieren. Einige Bereiche sind demzufolge nach wie vor noch so heiß, dass ihr Leuchten – in diesem Bild in blauen Farbtönen dargestellt – vornehmlich von ionisierten Sauerstoffatomen stammt. Kühlere Regionen lassen sich dagegen anhand ihres rötlich schimmernden Wasserstoffgases identifizieren.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Interfax.

Dies äußerte Nikolai Panitschkin von ZNIImasch, dem russischen zentralen wissenschaftlichen Forschungsinstitut für Maschinenbau, gegenüber der Nachrichtenagentur Interfax am Mittwoch. Dieser Fakt sei unumstritten. Die zweite Stufe, die in Südkorea entwickelt und gebaut worden war, hingegen wies einen Fehler auf, der dazu führte, dass die Nutzlast keine Umlaufbahn erreichte. Stattdessen wurden Rakete und Nutzlast offenbar in etwa 70 Kilometern Höhe bei einer Explosion zerstört.
Der Startversuch am 10. Juni 2010 war bereits der zweite Versuch Südkoreas, mit russischer Hilfe eine eigene Trägerrakete zu entwickeln. Der erste Versuch im August 2009 war ebenfalls missglückt. Damals hatte sich ein Teil der Nutzlastverkleidung zu spät gelöst. Dadurch war der Satellit am Ende zu langsam, um in eine Umlaufbahn um die Erde zu gelangen und stürzte zur Erde zurück.

Offenbar plant man nun, einen dritten Versuch zu unternehmen. Die erste Stufe verwendet weitgehend Teile der geplanten russischen Trägerrakete Angara und wird von Chrunitschew geliefert und bezahlt. Die zweite Stufe steuert Südkoreas staatliches Luft- und Raumfahrtforschungsinstitut KARI bei.

Raumcon:

• Korea KSLV-1 (Naro-1) zweiter Start

Der Beitrag Fehler bei KSLV 1 im Jahr 2010 in zweiter Stufe erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans J. Kemm. Quelle: mpi-hd.mpg.

Neutrinos gehören zu den rätselhaftesten Teilchen, mit denen sich die Physik beschäftigt. Nun sollen die kaum aufspürbaren Winzlinge im Felslabor im Gran Sasso ihr Geheimnis preisgeben. Aber trotz seiner Scheue sich zu zeigen ist das Neutrino ein sehr bedeutendes Teilchen. Denn nach den Photonen kommt es im Universum am häufigsten vor; auch spielt es eine wichtige Rolle bei Supernovaexplosionen und bei der Entwicklung des Universums.
Wie allgemein bekannt ist, blieb bei dem vermuteten Big Bang mehr Materie als Antimaterie übrig, genug, um die ungezählten Milliarden Galaxien im Universum entstehen zu lassen. Doch wie kam es zu dieser Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie? In den heute gängigsten Theorien dazu spielen Neutrinos eine entscheidende Rolle. Die winzigen Teilchen sind fast masselos, bewegen sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit und treten kaum in Wechselwirkung mit anderen Teilchen; das heißt, sie bewegen sich im Verborgenen.

Kosmologie-Theoretiker sagen, dass Neutrinos eine besondere Eigenschaft aufweisen: Die Teilchen müssen gleichzeitig ihre Anti-Teilchen sein, sich also gegenseitig annihilieren können. Diese Aussage hat wichtige Auswirkungen auf die theoretische Beschreibung der Teilchen. Wären Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen, käme das Neutrino mit dem Standardmodell der Teilchenphysik in Konflikt und zur Beweisführung wird GERDA eingesetzt. Bei diesem Experiment soll der sogenannte neutrinolose Doppel-Beta-Zerfall nachgewiesen werden. Beim einfachen Beta-Zerfall wandelt sich im Atomkern ein Neutron in ein Proton um. Dabei werden ein Elektron sowie ein Neutrino freigesetzt. Die beim Zerfall frei werdende Energie verteilt sich auf das Elektron und das Neutrino. In einigen Materialien ist aus Gründen der Energieerhaltung ein einfacher Beta-Zerfall nicht möglich. In ⁷⁶ Germanium, tritt der doppelte Beta-Zerfall auf. Dabei wandeln sich gleichzeitig zwei Neutronen in zwei Protonen um und setzen zwei Elektronen sowie zwei Neutrinos frei.

1.400 Meter tief, geschützt vom Kalkgestein des Gran-Sasso-Massivs, liegt die große Laboranlage und hat damit einen ziemlich guten Schutzschirm gegen die kosmische Strahlung. Die Detektoren befinden sich in einem Tank mit flüssigem, hochreinem Argon, welches die Germanium-Detektoren zusätzlich gegen radioaktive Strahlung aus der Umgebung abschirmt. Zudem ist der Argon-Tank seinerseits in einen großen Wassertank eingelassen. Dieser ermöglicht es, die wenigen noch auftretenden kosmischen Strahlungen zu identifizieren und aus den Messungen herauszufiltern.

Die eingesetzten Messinstrumente müssen über eine lange Zeit zuverlässig arbeiten, die Beta-Zerfälle sind äußerst selten. In einem zwei Kilogramm schweren Block aus reinem ⁷⁶Germanium tritt bestenfalls ein Zerfall pro Jahr auf. Die erste Messreihe von GERDA ist deshalb auf einen Zeitraum von zwei Jahren ausgelegt.
Sollte dies Experiment der Nachweis des neutrinolosen Doppel-Beta-Zerfalls nicht gelingen, so erhoffen sich die beteiligten Forschenden immerhin, mit GERDA die Masse der Neutrinos genauer eingrenzen zu können.

Der Beitrag GERDA-Experiment gestartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Chrunitschew, KARI, Korean Times, RIAN, Yonhap. Vertont von Peter Rittinger.

Südkoreas staatliches Luft- und Raumfahrtforschungsinstitut KARI arbeitet bei der Entwicklung der KSLV-1-Rakete eng mit dem russischen Raketen- und Satellitenhersteller Chrunitschew zusammen. Die erste, mit einem Flüssigkeitstriebwerk ausgestattete Stufe der KSLV-1 wird von Chrunitschew gebaut. Das Triebwerk dieser Stufe ist ebenfalls von russischer Herkunft. Der RD-151 genannte Motor ist eine schubreduzierte Variante des RD-191 von Energomasch, welcher in der ersten Stufe der in Entwicklung befindlichen russischen Angara-Rakete zum Einsatz kommen soll. Von der ersten Stufe der Angara wurde auch die Grundkonstruktion für die erste Stufe der KSLV-1 übernommen. Bei der zweiten Stufe der KSLV-1 handelt es sich um einen südkoreanischen Entwurf. Ihr Feststoffmotor und die Nutzlastverkleidung an der Spitze der Rakete kommen ebenfalls aus Südkorea.

Nachdem es im August 2009 beim Jungfernflug der KSLV-1 nicht gelungen war, einen STSat 2 genannten Forschungs- und Technologiesatelliten auf eine Bahn um die Erde zu bringen, setzten die Südkoreaner ihre Hoffnungen darauf, dass der zweite Flug einer KSLV-1 erfolgreich verlaufen und STSat 2b schließlich die Erde umkreisen würde. Wie sein beim ungeplanten Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zerstörter Vorgänger hatte STSat 2b eine Masse von rund 100 Kilogramm und sollte auf einer Bahn mit einem Perigäum, dem der Erde nächstliegende Bahnpunkt, von rund 300 Kilometern über der Erde, und einem Apogäum, dem von der Erde am weitesten entfernte Bahnpunkt bei rund 1.500 Kilometern über der Erde arbeiten.

Der Start der KSLV-1 mit STSat 2b an Bord erfolgte am 10. Juni 2010 um 10:01 Uhr MESZ von der an der Küste gelegenen Startanlage des Naro Space Center in Goheung. Nach einem ersten Schwenk weg von der Startanlage und der Küstenlinie steuerte die Rakete schließlich in südlicher Richtung, um ihre Mission ohne einen Überflug bewohnter Gebiete erfüllen zu können. In etwa sieben Kilometern Höhe durchbrach die Rakete die Schallmauer und folgte dann weiter der vorgegebenen Trajektorie. Nach offiziellen Angaben trat 137,19 Sekunden nach dem Start in rund 70 Kilometern Höhe ein Ereignis ein, das alle von der fliegenden Rakete ausgesendeten Signale unterbrach. Den Flug der Rakete verfolgende Kameras zeigten eine offensichtlich nicht geplante Abfolge von Zerlegevorgängen. Die Überreste von Rakete und Nutzlast fielen nach Angaben des KARI vor der Südküste der Insel Jeju ins Meer.

Die eigentliche Ursache für das Versagen der Rakete ist so kurz nach dem Vorfall nicht zu benennen. An Hand der Videobilder vom Flug des Projektils lässt sich sicher sagen, dass es sich in einzelne Bestandteile zerlegte, und dass vor und während dieses Vorgangs verschiedene Lichteffekte auftraten.

Alle weitergehenden Verlautbarungen, angefangen mit einer durch die Medien verbreiteten Aussage von Ahn Byung-man, südkoreanischer Minister für Wissenschaft und Bildung, Kamerabilder aus dem Inneren der Rakete würden für eine Explosion der ersten Stufe sprechen, dürften in das Reich der Spekulationen gehören.

Für eine Schuldzuweisung Richtung Russland ist es zu früh. Die koreanische Times (The Korea Times) berichtet, Ahn Byung-man habe trotzdem geäußert, die erste Stufe der Rakete sei explodiert, und dies falle unter russische Verantwortung. An gleicher Stelle meldet die koreanische Times auch, dass das RD-151-Triebwerk der Rakete laut Angaben informierter Quellen deutlich an Schub verloren habe, als die Rakete von ihrer Bahn abwich. Tak Min-jae vom südkoreanischen Institut für fortschrittliche Wissenschaft und Technik KAIST soll gesagt haben, es sei möglich, dass eine Turbopumpe versagt hat, welche zu große Treibstoffmengen in das Triebwerk förderte und so eine Explosion auslöste. Ein Triebwerksversagen ist angesichts des Beobachteten wahrscheinlicher als eine Explosion der gesamten ersten Raketenstufe.

Jetzt eine ausschließliche Verantwortung der südkoreanischen Seite zu behaupten ist ebenfalls unangemessen. Die russische Nachrichtenagentur RIAN berichtet, die KSLV-1 könnte nach Angaben aus der russischen Raumfahrtbranche wegen einer verfrühten Zündung der südkoreanischen zweiten Raketenstufe explodiert sein. Die Lichtblitze in den Bildern aus den Videoaufzeichnungen würden darauf hinweisen, sie könnten auch ein Anzeichen dafür sein, dass die Pyrotechnik zur Trennung der beiden Raketenstufen zu früh aktiviert wurde. Wäre der Feststoffmotor der zweiten Stufe tatsächlich zur Unzeit in Betrieb gesetzt worden, hätte sich dies möglicherweise gut beobachten lassen.

„Explosion to ignite Korea-Russia blame game“ als Überschrift eines Artikels in der koreanischen Times bringt es auf den Punkt: Die (vermeintliche) Explosion zündete ein südkoreanisch-russisches Schmierentheater. Den Entwicklern und Erbauern der Rakete ist zu wünschen, dass es ihnen gelingt, die KSLV-1 möglichst bald zur Einsatzreife zu bringen. Einen dritten Start soll es nach offiziellen Angaben aus Südkorea auf jeden Fall geben. Wann es soweit sein wird, ist offen.

Raumcon:

• Korea KSLV-1 (Naro-1) zweiter Start

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