Quelle: Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V..

Backnang, 29. Mai 2019: Über 200 Gäste haben sich im Backnanger Bürgerhaus im Walter-Baumgärtner-Saal für den Vortrag „12 Monate auf dem simulierten Mars – ein Erfahrungsbericht“ mit Geophysikerin Dr. Christiane Heinicke interessiert. Der Informationsabend wurde im Rahmen der sogenannten DeSK-Impulse bereits zum siebten Mal vom Deutschen Zentrum für Satelliten-Kommunikation (DeSK) zu Themen rund um den Weltraum organisiert.

Die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Mars beträgt ca. 150 Millionen Kilometer. Mit mindestens sechs Monaten Reisezeit ist ein Flug zum Mars ein ganz besonderer Langstreckenflug. Frau Dr. Heinicke erläuterte, dass als Aufenthaltsdauer auf dem Mars 30 Tage oder 1,5 Erdenjahre in Frage kommen würden für ein günstiges Zeitfenster zur Rückreise. Dabei müsse man beachten, dass für einen Tag im All quasi ein Tag Reha notwendig sei, d.h. bei solch einem Flug in die Ferne müsse sehr bewusst auf die Bewegung geachtet werden, denn die Schwerelosigkeit im All und die reduzierte Anziehungskraft auf dem Mars führe zum Muskelschwund.

Im Anschluss ging die Geophysikerin detailliert auf ihre Erfahrungen bei dem NASA-finanzierten Projekt „Hawaii Space Exploration Analog and Simulation“ (HI-SEAS) ein. Dabei simulierten sechs Teilnehmer ein Jahr lang auf Hawaii unter engsten Raumverhältnissen ein Leben auf dem Mars. Diese Simulationen, welche in der HI-SEAS-Station durchgeführt werden, dienen dazu, Probleme zu erkennen, bevor man auf die eigentlich Mission ins All aufbricht.

Die Referentin klärte in diesem Zusammenhang über ihre Erlebnisse ohne frische Luft, Tageslicht oder direkten Kontakt zur Außenwelt auf. Außerdem berichtete sie über die zwischenmenschlichen Herausforderungen sowie den Alltag in einer Kuppel von 11 Metern Durchmesser und 6 Metern Höhe. Neben den Gefahren durch eine feindliche Umgebung sind vor allem auch die psychologischen Gefahren innerhalb einer Gruppe nicht zu unterschätzen. Daher ist die Zusammenstellung einer solchen Crew – vor allem mit Blick auf die psychologischen Aspekte – eine große Herausforderung. Sie berichtete davon, wie drei selbst gezüchtete Tomaten im Team brüderlich geteilt und mit Hochgenuss in kleinen Häppchen verzehrt wurden. Das Experiment in Isolation zeigt somit, wie man sich an den alltäglichen Dingen des Lebens erfreuen kann.

Nach Beendigung ihrer Ausführungen konnte sich die Referentin vor den vielen Fragen aus dem Publikum kaum retten. Ein Teilnehmer wollte wissen, ob in diesem ‚Experimente-Jahr‘ Liebesbeziehungen hervorgegangen sind und falls ja, wie damit umgegangen wurde. Frau Dr. Heinicke erklärte, dass dieses Thema im Vorfeld tatsächlich innerhalb der Gruppe bereits angesprochen wurde, um ein Gefühl dafür zu bekommen, ob solch eine Situation gemeinsam durchgestanden werden könne. Tatsächlich gab es dann auch Beziehungen, aber das Team habe gemeinsam beschlossen, „nichts weiter dazu zu sagen“. Nachdem das Experiment erfolgreich durchgeführt wurde, hat die Gruppendynamik in diesem Fall wohl funktioniert.

Die Anekdote, dass eine herumliegende Kaffeetasse ebenfalls zu gewissen Konflikten geführt hat, zeigt dann wiederum, dass man sich wohl auch auf dem Mars mit ganz irdischen Problemen befassen muss. Im Anschluss an den faszinierenden Vortrag, nutzten viele der Teilnehmer im Rahmen des Get-togethers noch die Gelegenheit, persönliche Fragen zu stellen und in eine Diskussion mit der Referentin zu treten.

Die nächsten DeSK-Impulse sind voraussichtlich für den Sommer 2020 geplant.

Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK)
Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Hochschulen aus dem Bereich der Satellitenkommunikation haben sich im Jahr 2008 im Deutschen Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK) zusammengeschlossen.

Ziel des DeSK ist es, die Mitglieder zur Erweiterung der Geschäftsbeziehungen zusammenzuführen sowie zu einem schlagkräftigen Netzwerk zu bündeln und dabei Synergien zu erzeugen. Außerdem werden gemeinsame Aktivitäten zur Fachkräftegewinnung durchgeführt. Ferner obliegt dem DeSK der Betrieb eines Showrooms zum Thema ‚Satellitenkommunikation‘. Als Teil der Kompetenzzentren Initiative der Region Stuttgart wird das DeSK von der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) gefördert.

Der Beitrag Ein Leben auf dem Mars erstrebenswert? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Thomas Weyrauch. Quelle: American Association for the Advancement of Science (AAAS), The Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics at Peking University (KIAA-PKU), The Ohia State University (OSU)

Das Teleskopsystem mit der Bezeichnung All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN), bestehend aus einem Verbund aus acht Teleskopen mit einem Durchmesser von jeweils 14 Zentimetern an Standorten in Chile und Hawaii ist gemäß seiner Bezeichnung in der Lage, am Nachthimmel vollautomatisch nach Supernovae zu suchen und ihn alle zwei bis drei Tage vollständig abzutasten.

Sterne sind gewissermaßen atomare Öfen, in ihren Kernen wird aus Wasserstoff kontinuierlich Helium fusioniert. Bei einem Stern, der eine größere Masse als das etwa Achtfache unserer Sonne hat, führt das Ausgehen von Wasserstoff als Brennmaterial für das nukleare Fusionsfeuer unweigerlich zum Zusammenbruch. Bei einem solchen Kollaps entstehen Temperaturen, die hoch genug sind, dass durch Kernfusion auch schwere Elemente gebildet werden können.

Auf den Zusammenbruch folgt eine Gegenbewegung, die letztlich in einer spektakulären Explosion, einer Supernova, endet. Supernovae können dank der bei den enormen, bei der Explosion freiwerden Energiemengen so hell leuchten wie ganze Galaxien, im Unterschied zu letzteren aber nur für eine geringe Zeitspanne.

Die aktuell bekannt gemachte Entdeckung erfolgte im Juni 2015. Die in rund 3,8 Milliarden Lichtjahren Entfernung beobachtete Supernova wird jetzt als ASAS-SN-15lh bezeichnet. Das Maximum ihrer Leuchtkraft überstieg die durchschnittliche Leuchtkraft unserer Milchstraße um das fünfzig-fache. (Auf Grund der riesigen Entfernung ist die Supernova trotz allem nicht mit dem nackten Auge zu beobachten).

Die Leuchtkraft unserer Sonne wurde bei dem Ereignis um das rund 570-Milliarden-fache übertroffen. Die Leuchtkraft unserer gesamten Galaxie, der Milchstraße, mit ihren über 100 Milliarden Sternen wurde um das etwa zwanzigfache übertroffen.

Nur kurze Zeit nach der Entdeckung der Supernova war eine Anzahl weiterer am Erdboden und im Weltraum stationierter Teleskope auf die entsprechende Himmelsregion ausgerichtet.

Eine konzertierte Beobachtungskampagne förderte zum Beispiel zu Tage, dass die Energie, die von der Supernova in den ersten vier Monaten seit ihrer Entdeckung abgestrahlt wurde, einem Wert entspricht, für dessen Erreichung unsere Sonne in ihrem derzeitige Zustand rund 90 Milliarden Jahre lang leuchten müsste.

Spektren der Explosion, die eine Arbeitsgruppe der Carnegie Observatories aus den Vereinigten Staaten von Amerika mit dem 2,5-Meter-Irénée du Pont-Teleskop in Chile aufgezeichnet hat, lieferten Informationen zu den chemischen Elementen, die die Supernova ins All geschleudert hat. Zum Erstaunen der beteiligten Astronomen ähneln die Daten keinen anderen zu den rund 200 Supernovae, die die Arbeitsgruppe bis dato entdeckt hat.

Am Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA) der Universität Peking ging man der Sache auf den Grund. Nicht jede gebuchte Beobachtungszeit bei verschiedenen angefragten Observatorien konnte wetterbedingt und wegen technischer Schwierigkeiten genutzt werden, doch schließlich standen weitere Spektren zur Verfügung, die sich auswerten ließen.

Bei der Begutachtung der Daten ergab sich eine gewisse Nähe zu der vorher stärksten jemals beobachteten Supernova namens iPTF13ajg. Die neue Supernova scheint hinsichtlich einiger Kriterien zu einer Klasse zu gehören, die „hydrogen-poor SLSN“ für wasserstoffarme extrem leuchtstarke Supernovae genannt wird.

Die Beobachtungsdaten zu ASAS-SN-15lh beschäftigen Theoretiker derzeit besonders, weil sie ein verwirrendes Bild zeichnen.

Bei einer „hydrogen-poor SLSN“ entsteht nach dem Aufbrauchen des Fusionsbrennstoffs in einem alten Stern, dem Zusammenbruch und der folgenden Explosion ein schnell rotierender Neutronenstern mit extrem starken Magnetfeldern – ein sogenannter Magnetar.

Der Theorie zufolge ist es dann die starke magnetische Energie, die ausgehend vom Magnetar die sich im All weiter ausbreitende Explosion mit zusätzlicher Energie versorgt und für ihre ungewöhnliche Helligkeit verantwortlich ist.

Die bei ASAS-SN-15lh beobachteten Energien sind aber derartig groß, dass das Szenario mit einem Magnetar als Energielieferant in Frage steht. Ein passender Magnetar müsste sich mindestens 1.000 Mal pro Sekunde um die eigne Achse drehen und die Rotationsenergie mit einem Wirkungsgrad zu annähernd 100 Prozent umsetzen. Ein solcher Millisekunden-Magnetar wäre ein Extremfall innerhalb dessen, was Wissenschaftler derzeit als physikalisch möglich betrachten.

Ursache für das erreichte Energieniveau könnte auch der Tod eines extrem großen schweren Sterns sein, eines Objekts, das in den erforderlichen Ausmaßen bisher nicht für möglich gehalten wurde.

Man hatte gemäß der Theorie zu „hydrogen-poor SLSN“ außerdem erwartet, dass entsprechende Supernovae in nur schwach leuchtenden Zwerggalaxien mit vielen jungen Sternen auftreten würden. ASAS-SN-15lh zeigte sich aber vermutlich in einer großen, hellen Galaxie.
Bisher beobachte „hydrogen-poor SLSN“ geschahen sämtlich in schwach leuchtenden Zwerggalaxien. Sie erreichten weder die extreme Leuchtkraft noch die besonders hohe Temperatur von ASAS-SN-15lh.

Weitere Beobachtungen werden helfen, die Frage zu klären, ob die Supernova tatsächlich im unterstellten Gebiet auftrat, oder doch in einer Zwerggalaxie, deren Existenz bisher auf Grund einer großen Nähe zur hellen, großen Nachbargalaxie nicht auf dem Beobachtungsweg nachgewiesen werden konnte. Dabei soll unter anderem das Weltraumteleskop Hubble zum Einsatz kommen.

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• Supernovae

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Autor: Thomas Weyrauch. Quelle: Aerojet Rocketdyne, Hawaii Blog, ORS, Spaceflight Now, Universität Hawaii, USAF.

Super Strypi setzt sich aus drei Stufen zusammen, in denen unterschiedlich große Feststoffmotore mit feststehenden Ausströmdüsen zum Einsatz kommen. Alle Motore sind Erzeugnisse von Aerojet Rocketdyne aus den USA. Als Treibstoff kommt in ihnen Hydroxyl-terminiertes Polybutadien (HTPB) zum Einsatz.

Die erste Stufe besitzt einen LEO-46 genannten Motor mit einer Masse von etwas über 22 Tonnen, die zweite Stufe hat ein LEO-7 genanntes Aggregat mit einer Masse von etwa 3,5 Tonnen, und in der dritten Stufe wurde ein LEO-1 genannter Antrieb mit einer Masse von etwa 710 Kilogramm verbaut.

Nach erfolgreichen Tests und angelaufener Produktion soll Super Strypi Startkosten im Bereich zwischen 15 und 16 Millionen US-Dollar ermöglichen und den Transport von Nutzlasten mit einer Gesamtmasse um 300 Kilogramm erlauben. Von Hawaii aus könnten es etwa 275 Kilogramm für eine sonnensynchrone Bahn 400 Kilometer über der Erde sein, bei Start an der US-Ostküste in einen solchen Orbit sogar 320 Kilogramm.

Aerojet Rocketdyne verspricht sich eigenen Angaben zufolge deutlich gesenkte Kosten für den Transport von kleinen Erdsatelliten und von Monaten auf Wochen reduzierten Zeiten für die Vorbereitung entsprechender Starts. Dafür habe man beim Entwurf der Rakete auf ein komplexes und teures Flugführungssystem verzichtet (und versuchte, einfachere Lösungen zu nutzen).

Die Entwicklung der Rakete ist ein Projekt einer Abteilung des US-Verteidigungsministeriums, die bei der Umsetzung mit den US-amerikanischen Sandia-Laboratorien (Sandia National Laboratories), dem Labor für Raumflug Hawaii (Hawaii Space Flight Laboratory, HSFL), dem pazifischen Raketentestgelände (Pacific Missile Range Facility, PMRF) und dem US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtkonzern Aerojet Rocketdyne zusammen gearbeitet hat.

Auf der Luftwaffenbasis Kirtland in Neumexiko arbeitet seit dem 21. Mai 2007 das Operationally Responsive Space Office (ORS Office, ORS), dessen Aufgabe es entsprechend seiner Bezeichnung ist, für neu entstandene Anforderungen möglichst rasch nutzbare Lösungen im Bereich militärischer und die nationale Sicherheit der USA betreffender Raumfahrtanwendungen zur Verfügung zu stellen.

Das ORS-4-Projekt, in dessen Rahmen Entwicklung und Test der aktuell als experimentell bezeichneten Rakete Super Strypi erfolgte, wurde nach Informationen aus den USA bis dato mit über 35 Millionen US-Dollar an staatlichen Mitteln gefördert.

Der Start der etwas über 19 Meter langen Rakete erfolgte von der vollständig neu aufgebauten Rampe LP-41 des PMRF an einer Kokole Point genannten Position am Küstenstreifen Barking Sands im Südwesten der Insel Kauai.

Nach dem Verlassen der Startschiene des rund 40 Meter langen Richtgestells – welche der Führung bei geringer Geschwindigkeit und fehlender aerodynamischer Stabilisierung dient – um 4:45 Uhr MEZ (17:45 Uhr Ortszeit Hawaii) am 4. November 2015 gewann die Rakete rasch an Höhe. In einer Videoübertragung, die die Universität Hawaii bereitstellte und vom Branchendienst Spaceflight Now im Internet gezeigt wurde, wurde jedoch recht schnell erkennbar, dass der Flug sich nicht so vollzog, wie er geplant war.

Durch mit einer gewissen Anstellung am Heck angebrachte Finnen war die Rakete zur Stabilisierung wie vorgesehen in Rotation um ihre Rollachse versetzt worden. Dies war aus Telemetrie-Animationen in den präsentierten Livebildern unschwer abzulesen.

Bilder einer im oberen Drittel der Rakete montierten Kamera zeigten, dass sich im Blickfeld der Kamera nach wenigen Sekunden Flug ein von links nach rechts verlaufender Spalt in der Raketenwand oberhalb einer Reihe von Nieten oder Ähnlichem zeigte.

Die Telemetrie-Animationen legten aber auch schnell nahe, dass es während der 76 Sekunden angesetzten Brennphase der ersten Stufe nicht mit rechten Dingen zuging. Telemetrie und Videobilder der Onbord-Kamera zeigten, wie das Heck in zunehmende Pendelbewegung geriet. Die in der Atmosphäre hinterlassene Abgasspur bildete eine Korkenzieher-spiralenartige Struktur aus.

Am Schluss der Brennphase und danach zeigte die Animation der Telemetriedaten eine heftige Rotation der Rakete, möglicherweise um den weit vorne liegenden Schwerpunkt. Am Ende der gezeigten Telemetrieanimations-Bewegtbilder war noch ein Einsatz von Kaltgas-Düsen des Lagekontrollsystems an der zweiten Raketenstufe zu sehen.

Die US-Luftwaffe (United States Airforce, USAF) veröffentlichte via Spaceflight Now eine kurze Mitteilung, in der gesagt wird, dass die experimentelle Rakete kurz nach dem Start versagt hat. Versagensgründe wurden nicht angegeben, was verständlich ist, da erst eine Analyse der Geschehnisse erfolgen muss.

An Bord der Rakete befindliche Klein- und Kleinstsatelliten, 13 an der Zahl, gingen verloren. Die schwerste Nutzlast war ein Satellit der Universität Hawaii namens HiakaSat mit einer Masse von rund 55 Kilogramm. Ursprünglich waren 80 Kilogramm vorgesehen, die dann nach Ansage durch das ORS auf zunächst 40 Kilogramm herabgesetzt werden mussten. Daher handelt es sich bei HiakaSat um eine Modifikation des Hawaiisat 1 alias HS1, dessen Struktur bei HiakaSat gewissermaßen halbiert wurde.

HiakaSat hätte als Technologiedemonstrator für eine kosten-effektive Satellitenplattform zur Überprüfung neuer Technologien dienen sollen. Der Satellit war außerdem mit einem bildgebenden Hyperspektralabtaster und zwei Farbkameras ausgestattet, die zur Erdbeobachtung gedacht waren. Ein Namensbestandteil des vollständigen Namens des Raumfahrzeugs, Hyperspectral Imaging Aeronautical Kinematic Analysis Satellite, bezieht sich auf die letztgenannte Aufgabe.

Der anvisierte Orbit für HiakaSat war ein annähernd sonnensynchroner in rund 450 Kilometern über der Erde mit einer Neigung von 97,3 Grad gegen den Äquator (475 – 525 km bei 94 Grad laut HSFL 2013). Dort wollte die Universität Hawaii den Satelliten für einen Zeitraum zwischen einem und zwei Jahren einsetzen. Das HSFL nannte 2013 eine Auslegungsbetriebsdauer von zwei Jahren.

Das ORS-4-Projekt hinkte der ursprünglichen Zeitplanung deutlich hinterher. Ein erster Super-Strypi-Start war ursprünglich einmal für das zweite Quartal 2012 vorgesehen. Probleme im Bereich der Zeitplanung und bei technischen Details führten jedoch immer wieder zu Verzögerungen.

Unklar ist, ob der Fehlstart in Zusammenhang mit einem zuvor identifizierten Problem mit der Konstruktion der ersten Stufe der Super Strypi steht. Der Jungfernflug wurde nach Feststellung des Problems zunächst auf 2016 verschoben. Das ORS hatte dann entschieden, dass man 2015 startet, weil man trotz eines höheren Risikos denke, die Stufe trotz des Problems sicher fliegen zu können. Ein Einverständnis der Nutzlasteigentümer hatte man offenbar eingeholt.

Bei einem Brenntest des LEO-46-Motors der ersten Stufe im Jahr 2014 hatte sich ein Isolationsproblem herauskristallisiert. Eine isolierende Beschichtung des Motorgehäuses war durchgebrannt. Der Motor der ersten Stufe der Rakete, die am 4. November 2015 versagte, wurde, obwohl exakt nach vorher festgelegten Spezifikationen hergestellt, im Hinblick auf das beim Test 2014 beobachtete Verhalten als anfällig eingeschätzt.

Eine Modifikation des Motors sei nicht möglich gewesen, obgleich neu zu produzierende Exemplare von vorne herein entsprechend anpassbar seien, berichtete der Hawaii Blog. Das ist nachvollziehbar, da man an innen-liegende Isolierschichten nicht heran kommt, wenn ein Feststoffmotor erst einmal mit Treibstoffmasse befüllt ist.

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• ORS-4 auf SPARK („Super Strypi“)

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Ein Beitrag von Christian Klempsmann. Quelle: NASA.

„Catalina Sky Survey“ in der Nähe von Tucson, Arizona, entdeckte den Asteroiden erst in der Nacht des 31. August diesen Jahres. Der Fund wurde unabhängig davon vom „Pan-STARRS 1“-Teleskop auf Hawaii in der darauf folgenden Nacht bestätigt. Beide Einrichtungen meldeten ihre Entdeckungen an das „Minor Planet Center“ in Cambridge, Massachusetts, USA. Die veranlassten Nachbeobachtungen durch „Catalina Sky Survey“ und das 2,2-Meter Teleskop der University of Hawaii brachten Gewissheit in die Flugbahn von 2014RC.

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Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: Max-Planck-Institut für Astronomie.

Die Entdeckung neuer Exoplaneten erfolgt fast immer über indirekte Verfahren. Nun ist es einem Team von Astronomen um den Japaner Motohide Tamura von der Universität Tokio gelungen, einen Exoplaneten direkt abzubilden. Es ist zwar nicht das erste Foto eines Exoplaneten, aber das erste eines solchen, der einen sonnenähnlichen Stern vom Typ G umkreist.

Die Aufnahmen gelangen mit dem Subaru-Teleskop auf Hawaii. Es handelt sich um Infrarotbilder, bei denen der Stern durch mechanische Verfahren und Verfahren der Bildbearbeitung eliminiert wurde, um den Planeten nicht zu überblenden. Bei dem Objekt handelt es sich um den jupiterartigen Planeten GJ 504 b, der den Stern GJ 504 umkreist. Der Planet bewegt sich in einem Abstand um seinen Stern, der das 44-fache des Abstandes Erde-Sonne beträgt. Er ist also ungefähr so weit von seinem Stern entfernt wie der Planet Neptun von der Sonne.

Es handelt sich nicht nur um das erste Foto eines Planeten bei einem sonnenähnlichen Stern, sondern auch um den leichtesten (die Forscher schätzen seine Masse auf etwa das Dreifache der Masse des Jupiter) sowie den kühlsten bisher abgelichteten Planeten. Das Letztere ist wichtig, da mit dieser Aufnahme ein weiterer Schritt in Richtung direkter Aufnahmen erdähnlicher Planeten gelungen ist. Die Astronomen streben als Ziel außerdem die direkte Abbildung von exoplanetaren Spektren an, die Aussagen über die chemische Zusammensetzung der Atmosphären zulassen.

Zu dem Team von Astronomen gehören auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie. Die Aufnahmen sind Teil der SEEDS-Durchmusterung (Strategic Exploration of Exoplanets and Disks), bei dem es um die Erforschung von Exoplaneten und protoplanetaren Scheiben geht, in denen sich Entwicklungsprozesse von Planeten abspielen.

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• Exoplaneten
• Direkt beobachtete Exoplaneten

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Ein Beitrag von Hans Lammersen. Quelle: University of Wisconsin, Madison.

Die nun vorgelegten Aufnahmen sind wesentlich detailreicher als zum Beispiel die Voyager-Aufnahmen von 1986 und auch besser als alle anderen, die jemals von diesem Planeten gemacht worden sind. Das jedenfalls meint Lawrence Smorovsky von der Universität von Wisconsin in Madison, der die Gruppe der Wissenschaftler leitet.

Bisher war bekannt, dass in der aus Wasserstoff, Helium und Methan bestehenden Atmosphäre des Planeten Winde mit einer Geschwindigkeit von bis zu 700 km/h wehen. Dies ist für die Wissenschaftler überraschend, weil für so starke Ausgleichsströmungen eigentlich die Energie fehlt – ist die Sonne doch im Durchschnitt 2,9 Milliarden Kilometer entfernt.

Schon im Jahre 2004 gewann man am Keck-Teleskop Aufnahmen, auf denen man in der Nördlichen Hemisphäre großformatige Wolkenstrukturen entdeckte und in der südlichen Hemisphäre einen großen, sich um mehrere Breitengrade bewegenden Sturm.

Die Gründe für das Verhalten dieser Systeme wollen die Wissenschaftler nun mit ihren Bildern erhellen. Die Gruppe nutzte dafür das Keck-II-Teleskop und gewann die Infrarotbilder über zwei Nächte hinweg durch unterschiedliche Filter. Die Ergebnisse zeigen weitere Wolkenbänder südlich des Äquators und Konvektionsströmungen in der nordpolaren Region. Insgesamt deuten die bisherigen Forschungen auf eine sehr asymmetrische Situation in den beiden Hemisphären des Planeten hin. Eine mögliche Erklärung hierfür wäre es laut Smorovsky, dass das Methan durch eine Art atmosphärisches Fließband in Richtung Nordpol bewegt werde, wo es aufsteige und so die Anzeichen der Konvektionströmungen zeige, die die Wissenschaftler auf den Bildern erkannt haben.

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• Planet Uranus

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Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: Astronomy Now. Vertont von Peter Rittinger.

Mit Hilfe des NIFS (Near-Infrared Field Spectrograph, Feldspektograph für den nahen Infrarotbereich) ist es zwei Astronomen der University of Texas gelungen, die Masse des schwarzen Lochs im Zentrum der elliptischen Galaxie M87 zu bestimmt. Dabei kamen sie zu dem Ergebnis, dass das Objekt eine Masse äquivalent zu 6,6 Milliarden Sonnen haben muss.

Für die Messungen untersuchten die Fachleute die Bewegungen der Sterne, die sich in der Umgebung des Schwarzen Lochs befinden. Dieses beeinflusst die Bahnen durch seine Gravitation, womit man die Masse bestimmen konnte. Das Verfahren war zwar schon früher eingesetzt worden, jedoch wurde die Technik erheblich verbessert. Dadurch hatte man eine zehnfach höhere Auflösung zu Verfügung, was das Messergebnis wesentlich genauer machte.

Raumcon:

• Supermassive schwarze Löcher

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Ein Beitrag von Stefan Heykes. Quelle: arxiv.org:1011.4068v1.

Das Team um Stefano Meschiari hat das HiRES (High Resolution Echelle Spectrometer) des 10m-Keck I Teleskops verwendet, um bei 5 Sternen Messungen der Radialgeschwindigkeit vorzunehmen. Dadurch kann man das „Wackeln“ eines Sterns feststellen, dass durch einen umkreisenden Planeten verursacht wird. Planeten zerren durch ihre Gravitation an ihren Sternen, wodurch diese sich bewegen. Durch den Dopplereffekt verschieben sich die Spektrallinien, die mit HiRES vermessen werden können.

Alle fünf beobachteten Sterne sind relativ sonnenähnlich mit Massen von 83 % bis 147 % der Sonnenmasse. Ihre Spektralklassen sind alle F, K oder G. Sie sind zwischen 59 und 210 Lichtjahre von uns entfernt, es handelt sich also um relativ nahe Sterne. Bei drei der über Jahre beobachteten Sterne – HD 177830, HD 99492 und HD 74156 – waren bereits zuvor Planeten bekannt, deren Status man überprüfen oder deren Orbit man präzisieren wollte. Bei den beiden anderen Sternen, HD 31253 und HD 218566, kannte man noch keine Planeten, da sie aber über ähnliche Eigenschaften verfügen, eignen sie sich gut als Beobachtungsobjekte. Alle diese Sterne haben eine relativ geringe Aktivität, so dass gemessene Bewegungen fast ausschließlich von Außen, aber nicht vom Stern selbst verursacht werden.

Der neu entdeckte Planet HD 31253b umkreist seinen Heimatstern in 466 Tagen. Der Orbit hat eine mittelgroße Exzentrizität, also Abweichung von einer Kreisbahn, von 0,3. Dieser Wert ist allerdings nur ungenau bestimmbar, er könnte ebenso bei 0,1 oder 0,5 liegen. Die Minimalmasse dieses Planeten liegt bei 0,5 Jupitermassen. Man gibt bei Entdeckungen über die Radialgeschwindigkeitsmethode immer die Minimalmasse an, da der Winkel der Bahn zur Sichtachse einen Einfluss auf die Stärke der sichtbaren Sternbewegung hat. Wenn die Kante des Orbits zu uns schaut, ist der sichtbare Einfluss maximal, wenn man genau auf die Ebene schaut gibt es überhaupt keinen sichtbaren Einfluss. Daher ist die Masse des Planeten nicht genau bestimmbar, je mehr die Bahn geneigt ist, umso größer ist die Masse. HD 31253b umkreist seinen Heimatstern in einer Entfernung von 1,26 AE (Astronomische Einheit, der mittlere Abstand Sonne-Erde). Da der Stern HD 31253 aber mit 1,23 Sonnenmassen größer als die Sonne und somit auch sehr viel leuchtstärker ist, ist es auf HD 31253b ziemlich heiß. Aufgrund der Masse dürfte es sich um einen Gasriesen wie Jupiter handeln. Um diesen Planeten zu finden, hat man mit HiRES insgesamt 39 Messungen durchgeführt.

Etwas kleiner ist das ganze System von HD 218566. Dieser Stern hat eine Masse von 85 % der Sonne. Ihn umkreist der Planet HD 218566b. Hierbei handelt es sich um einen kleinen Gasplaneten mit einer Minimalmasse von 21 % des Jupiters. Seine Umlaufbahn liegt in einer Entfernung von 0,6873 AE zum Stern. Für einen Umlauf braucht HD 218566b etwa 226 Tage. Die Exzentrizität dieser Umlaufbahn liegt ebenfalls bei 0,3. Diesen Stern hat man 56 mal mit HiRES beobachtet, um den etwa saturngroßen Planeten zu entdecken.

Bei HD 177830 kannte man bereits vorher einen Planeten. Dieser Planet von etwa 1,49 Jupitermassen umkreist HD 177830 innerhalb von 407 Tagen in einem Abstand von 1,2218 AE in einer fast kreisförmigen Bahn. Innerhalb dieser Umlaufbahn konnte man durch die genaueren Messungen von HiRES jetzt einen weiteren, deutlich kleineren Planeten, HD 177830c, aufspüren. Mit 15 % der Jupitermasse ist er der leichteste der jetzt entdeckten Planeten. Er umkreist HD 177830 in einem Abstand von 0,5137 AE innerhalb von 111 Tagen. Die Exzentrizität beträgt dabei 0,3495. Diesen Stern hat HiRES 88 mal ins Visier genommen.

Im System von HD 99492 gelang es ebenfalls, einen zweiten Planeten zu entdecken. Nachdem HD 99492b schon bekannt war, fand man nun weiter außen HD 99492c. HD 99492b hat eine sehr kurze Umlaufzeit von nur 17 Tagen. Entsprechend beträgt die große Halbachse der Bahn nur 0,12186 AE mit einer Exzentrizität von 0,128. Die Masse dieses Planeten beträgt 0,087 Jupitermassen, damit handelt es sich hierbei um einen sogenannten „Hot Neptune“, also einen neptungroßen Planeten in unmittelbarer Nähe seines Heimatsterns, sodass er sehr heiß wird. Hierbei fand man jetzt durch 93 Messungen den sehr weit außen kreisenden HD 99492c. Er hat eine Umlaufzeit von 4970 Tagen und eine große Halbachse von 5,4 AE bei einer Exzentrizität von 0,106. Die Minimalmasse beträgt hier 0,36 Jupitermassen.

Außerdem hat man sich um das System HD 74156 gekümmert. Hier kannte man zwei Exoplaneten sicher. Aufgrund der Hypothese des „Packed Planetary Systems“ wurde ein dritter Planet angenommen. Diese PPS-Theorie geht davon aus, dass jeder mögliche stabile Orbit auch von einem Planeten besetzt wird. Man hat bei einigen Systemen Hinweise auf die Gültigkeit dieser Theorie gefunden, auch bei HD 74156 haben frühere Beobachtungen die scheinbare Existenz von HD 74156d gezeigt. Allerdings gab es dabei unterschiedliche Ergebnisse, so dass jetzt das Keck-Observatorium die Situation klären wollte. Nach den Daten von HiRES können die beiden Planeten HD 74156b und HD 74156c bestätigt werden, HD 74156d existiert jedoch nicht.

HD 74156b umkreist HD 74156 in 2520 Tagen auf einer Bahn von 3,9 AE mit einer Exzentrizität von 0,38. Die Minimalmasse dieses Planeten liegt bei 8,22 Jupitermassen. Da man ab 13 Jupitermassen nicht mehr von Planeten, sondern von braunen Zwergen (also „verhinderten Sternen“) spricht, ist es nicht sicher, ob dies überhaupt ein Planet ist. Bei HD 74156c kann man aber davon ausgehen, dieser umkreist den Stern in nur 52 Tagen in einem Abstand von 0,29 AE. Die Exzentrizität dieses Orbits ist mit 0,63 sehr hoch. Die Minimalmasse von 1,8 Jupitermassen zeigt, dass es sich auch hier um einen relativ großen Exoplaneten handeln muss. HiRES hat hier 29 Beobachtungen durchgeführt, insgesamt liegen 198 Messungen verschiedener Gruppen vor.

Raumcon:

• Exoplaneten

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Ein Beitrag von Timo Lange. Quelle: Emily Baldwin, Astronomy Now.

Das Licht, in dem die Information über die Anwesenheit dieses supermassiven Schwarzen Lochs enthalten ist, war rund 12,8 Milliarden Jahre zu uns unterwegs. Wir sehen die Galaxie und das Schwarze Loch also so, wie sie sich vor 12,8 Milliarden Jahren darstellten. Damit liegt das neu entdeckte Schwarze Loch mit der Bezeichnung QSO (CFHQSJ2329-0301) am Rand des beobachtbaren Universums.

Die Entdeckung ist bemerkenswert, da das Universum vor 12,8 Milliarden Jahren nach derzeitigen kosmologischen Modellen gerade erst einige hundert Millionen Jahre alt war. Die Frage ist, wie sich so kurz nach der Entstehung von Raum, Zeit und Materie bereits ein so massives Schwarzes Loch mit über einer Milliarde Sonnenmassen bilden konnte, noch dazu zusammen mit einer ebenso überraschend großen Galaxie. Tomotsugu Goto, der Leiter der Untersuchung von der University of Hawaii, folgert: „Die Galaxie und das Schwarze Loch müssen sich im frühen Universum extrem schnell gebildet haben.“

Die Beobachtung wirft daher ein neues Licht auf die bisher noch recht schlecht verstandene gemeinsame Formationsgeschichte von Supermassiven Schwarzen Löchern und Galaxien im frühen Universum. Ein beobachtungstechnisches Problem ist es, die meist sehr hell strahlende Umgebung der Schwarzen Löcher von schwächeren Lichtquellen wie Galaxien zu unterscheiden, da diese stark überstrahlt werden. Im vorliegenden Fall gelang es, das Licht des Schwarzen Lochs unter Einsatz von neuartigen CCDs und unter Zuhilfenahme eines mathematisches Modells sehr gut zu reduzieren, sodass die umliegende Galaxie sichtbar wurde. Vierzig Prozent des aufgefangenen Lichts im nahen Infrarot stammt von der Galaxie selbst, sechzig Prozent dagegen von extragalaktischen Gaswolken, welche durch die starke Strahlung des Schwarzen Lochs zum Leuchten gebracht werden.

Eine ausführliche Abhandlung zu den neuen Ergebnissen wird in der kommenden Ausgabe der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erscheinen.

Raumcon:

• Diskussion zu Supermassiven Schwarzen Löchern

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Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Spaceflight Now.

Beide Sterne, 2M1404A und 2M1404B, sind Braune Zwerge, Objekte mit Massen zwischen denen von Jupiter und normalen Sternen. Da sie nicht massiv genug waren, um die Wasserstofffusion zu zünden, haben sie sich abgekühlt, ihr Glanz ist verblichen. 2M1404B hat eine Masse von etwa drei Prozent der Sonnenmasse und befindet sich zusammen mit seinem etwas schwereren Schwesterstern 75 Lichtjahre entfernt im Sternbild Zentaur. Während 2M1404A – nennen wir ihn ab jetzt mal Stern A – in eine dicke, geschlossene Wolkendecke eingehüllt ist, scheint die Wolkendecke von 2M1404B (analog Stern B) aus vielen Flicken zu bestehen.

Wie kann jemand solche Details auf einem relativ kleinen Körper in immerhin 75 Lichtjahren Entfernung sehen, oder wenigstens vermuten? Nun, normalerweise sendet jeder Stern, auch ein Brauner Zwerg, umso mehr Strahlung aus, je massiver er ist; daher waren die Wissenschaftler überrascht, als sie herausfanden, dass Stern B mit nahezu 60 Prozent mehr Infrarotstrahlung um sich wirft als sein nur etwas massiverer Schwesterstern.

„Während kleinere Unterschiede schon bei drei anderen Braunen Zwergpaaren beobachtet werden konnten, kann hier der große Unterschied am ehesten durch aufreißende Wolken erklärt werden“, sagt Dagny Looper von der Universität von Hawaii, Hauptautor einer Studie, die in der Oktoberausgabe des Astrophysical Journal erschien.

Wenn ein Brauner Zwerg sich bis zu dem Punkt abkühlt, wo Stoffe wie Enstatit und Eisen kondensieren, dann bilden sich dicke Wolken um den ganzen Körper, ähnlich wie Smog auf der Erde. Dieser Dunst absorbiert Licht, so dass ein Brauner Zwerg im nahen Infrarot dunkler erscheint, als er es ohne die Wolken wäre. Aber wenn Braune Zwerge weiter abkühlen, vergleichbar mit Temperaturen denen von Stern B (um die 900 Grad Celsius), dann verschwinden die Wolken plötzlich. Dieser „klare Himmel“ führt dazu, dass der Braune Zwerg in bestimmten Wellenlängen jetzt heller erscheint als vorher, obwohl er sich doch abgekühlt hat.

„Der Vorgang, durch den der Himmel plötzlich aufklart, ist noch unbekannt“, sagt Adam Burgasser, Assistant Professor am MIT. „Aber ähnliche Aufhellungen konnten auch in Flecken klaren Himmels in Jupiters Wolkendecke beobachtet werden. Es scheint eine interessante Verbindung zwischen Wolken auf Planeten und Wolken auf Braunen Zwergen zu geben.“

Diese erstaunlichen Beobachtungen wären nicht möglich gewesen ohne die adaptive Optik des Keck-II-Teleskops, die dazu beitrug, die Unschärfe durch die Erdatmosphäre zu verringern und das nur schwer zu unterscheidende Braune-Zwerge-Paar aufzulösen, das ansonsten nur als ein einziger verschwommener Fleck zu sehen gewesen wäre – die beiden Sterne sind nur vier Astronomische Einheiten voneinander entfernt (1 AE = Entfernung Erde-Sonne). Das Optiksystem nutzt einen Laserstrahl, um durch Anregung von Natriumatomen in 90 Kilometern Höhe einen „künstlichen Stern“ zu projizieren. Die Atmosphärenturbulenzen verzerren sowohl die Bilder der echten Sterne als auch des künstlichen Sterns. Der Grad der Verzerrung des künstlichen Sterns wird mehrere hundert Mal pro Sekunde gemessen und an einen flexiblen Spiegel gesandt, der seine Form entsprechend ändert und damit die Verzerrungseffekte des realen Sterns ausregelt. Der Lohn des Aufwands sind klare, scharfe Fotos mit einer Auflösungsgrenze von nur 0,04 Bogensekunden.

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Ein Beitrag von meiklampmann. Quelle: University Hawaii.

Anfang Februar 2003 entdeckten die Astronomen Scott S. Sheppard und David C. Jewitt vom Institut für Astronomie an der Universität Hawaii zusammen mit Jan Kleyna von der Cambridge University die acht neuen Monde. Die Entdeckungen wurde mit Hilfe der zwei größten digitalen Kameras der Welt am Subaru-Teleskop gemacht und den Canada-Frankreich-Hawaii Teleskop (Mauna Kea, Hawaii).

Die ersten 7 Satelliten wurden am 4.März 2003 von der International Astronomical Union bestätigt. Der achte Satellit wurde am 6.März 2003 bestätigt. Die neu entdeckten Satelliten haben ein Durchmesser von 2 bis 4 Km.

Damit stieg die Zahl der Monde von Jupiter auf 48. Zwei der neuen Satelliten (S/2003 JI und S/2003 J6) haben die gleichen Rotationsrichtung wie Jupiter. Die anderen rotieren entgegengesetzt wie die Mehrheit der bekannten Monden von Jupiter.
Nachtrag: Mittlerweile (9. März) ist die Anzahl der entdeckten Jupitermonde auf 52 angestiegen, wie die Wissenschaftler des Astronomischen Instituts der Universität von Hawaii am 7. März auf der Jupiter Satellite Page im Internet mitteilten. Auch bei den neu entdeckten Satelliten handelt es sich wieder um wenige Kilometer große Gesteinsbrocken. (M.Stein)

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Ein Beitrag von Dominik Mayer. Quelle: NASA.

Die Kamera des unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) liefert Bilder auf denen sich Unterschiede im Reifegrad der Kaffeefelder feststellen lassen. Die 1.500 Hektar große Plantage ist die größte in den Vereinigten Staaten. In der Zukunft könnte diese Technik neue Wege des Anbaus erschließen oder in Notsituationen schnell digitale Aufnahmen senden.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: University of Hawaii.

Der 1941 entdeckte Komet 57P/du Toit-Neujmin-Delporte zieht eine Schleppe aus mindestens 19 Bruchstücken hinter sich her. Höchstwahrscheinlich haben sich die Kometenteile von dem Kern gelöst, als der Komet sich durch die zunehmende Annäherung an die Sonne erwärmte. Welche Prozesse genau durch diesen so genannten „thermischen Stress“ im Kometenkern ausgelöst werden ist bisher noch unbekannt, da die Wissenschaftler noch zu wenig über den genauen Aufbau dieser zum größten Teil aus Wassereis und steinigem Material bestehenden Himmelskörper wissen.

Die Beobachtung von Kometenbruchstücken an sich ist nicht ungewöhnlich, wie die Wissenschaftler des Institute for Astronomy der Universität von Hawaii anlässlich ihrer Entdeckung berichten. Alleine die Anzahl von Bruchstücken, die über eine Strecke von rund 1 Million Kilometern verteilt im „Windschatten“ des Kometen folgen, ist außergewöhnlich hoch. Die in den Nächten vom 17. bis zum 19. Juli entdeckten Bruchstücke wurden mit Hilfe des instituteigenen 2,2 m-Teleskops entdeckt, da sie sich gegenüber den scheinbar stillstehenden Hintergrundsternen bewegten. Der Kometenschweif aus herausgesprengten Bruchstücken nimmt am Sternenhimmel eine Strecke von ca. 30 Bogenminuten ein, was in etwa dem Durchmesser des Vollmondes entspricht.

Die Größe der Bruchstücke konnte nur ungefähr bestimmt werden: Die Schätzungen gehen von einigen hundert Metern für die größten Teile bis hin zu ein paar Dutzend Metern für die kleinsten Brocken. Durch die Beobachtung der „Kometensprengsel“ in den folgenden Wochen und Monaten hoffen die Astronomen, mehr über die Zusammensetzung und Sprödigkeit des Kometenmaterials zu erfahren.

Für das menschliche Auge ist dieses schöne Himmelsspektakel übrigens nicht ohne Hilfsmittel sichtbar: Das hellste Bruchstück ist rund 250.000-mal dunkler als der leuchtschwächste Stern, den ein menschliches Auge gerade noch wahrnehmen kann – leider also nur ein Schauspiel auf CCD („Charged Couple Device“ = lichtempfindlicher elektronischer Empfänger des Teleskops).

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Ein Beitrag von Michael Stein, bearbeitet von Star-Light, Quelle: ESA.

Zum ersten Mal konnten in einer Galaxie dieses Alters mehrere Perioden der Sternentstehung unterschieden werden. Bisher wurde stets davon ausgegangen, dass elliptische Galaxien eine anfängliche Periode der Sternentstehung durchlaufen und danach keine Sterngeburten mehr zu verzeichnen haben. Durch den Verbund der größten Teleskope im Weltraum und am Boden wurde jetzt nachgewiesen, dass solche Galaxien mehr in sich bergen als zunächst angenommen.

Die meisten Sterne sind in elliptischen Galaxien zu finden, deren Erscheinungsbild bisher vermuten ließ, dass sie und ihre Sterne alt sind. Diese Galaxien geben ein diffuses, rötliches Leuchten von sich, das normalerweise mit viele Milliarden Jahre alten Sternen in Verbindung gebracht wird. Bis vor kurzem sind die meisten Astronomen mangels anderer Beobachtungsdaten davon ausgegangen, dass die Entstehung neuer Sterne in solchen Galaxien im Wesentlichen nicht mehr stattfindet.

Um das „Sternengemisch“ in elliptischen Galaxien in seine verschiedenen Bestandteile zu zerlegen, hat ein Team aus europäischen und amerikanischen Astronomen massereiche Sternhaufen in und um nahe gelegene Galaxien beobachtet. Diese wegen ihrer Gestalt als „Kugelsternhaufen“ bezeichneten Ansammlungen kommen in großer Zahl um alle beobachteten Galaxien vor. Sie erhalten durch jede Sternbildungsepisode, die sie durchlaufen, eine besondere Prägung. Am Alter der Kugelhaufen in einer Galaxie lassen sich somit die vergangenen Epochen aktiver Sternbildung in einer Galaxie ablesen. Durch Untersuchen der Prägung und Bestimmung der Altersverteilung der Kugelsternhaufen können die Astronomen ermitteln, wann ein Großteil der Sterne in einer elliptischen Galaxie entstanden ist.

Ein Team aus europäischen und amerikanischen Wissenschaftlern kombinierte nun eine Reihe von Galaxienaufnahmen der Hubble-Weitwinkel- und Planetenkamera Nr. 2 mit Infrarotaufnahmen, die mit dem vielseitig einsetzbaren ISAAC-Instrument auf dem 8,2 m-VLT-Teleskop Antu des Paranal-Observatoriums der ESO („European Southern Observatory“) in Chile gemacht worden waren. Dabei entdeckten sie, dass viele Kugelsternhaufen in der Galaxie NGC 4365, die zum großen Virgo-Galaxienhaufen gehört, nur wenige Milliarden Jahre alt sind – also weit jünger als die meisten anderen Sterne in dieser Galaxie, deren Alter auf rund 12 Milliarden Jahre geschätzt wird.

Die Astronomen konnten drei Hauptgruppen von Sternhaufen ausmachen: eine alte Population von Haufen metallarmer Sterne, einige Haufen alter, aber metallreicher Sterne und nun die erstmals aufgespürte Population von Haufen junger und metallreicher Sterne. Diese Erkenntnis wurde durch spektroskopische Beobachtungen mit einem anderen Riesenteleskop, dem 10 m-Keck-Teleskop auf Hawaii, voll bestätigt. Die Entdeckung junger Kugelsternhaufen in alten Galaxien ist überraschend, weil man bisher glaubte, dass die Sterne in den gigantischen elliptischen Galaxien ausnahmslos in einer einzigen Epoche der frühen Geschichte des Universums entstanden sind. Jetzt ist klar, dass manche Galaxien ihr wahres Wesen verbergen und in Wirklichkeit sehr viel jüngere Perioden aktiver Sternbildung durchlaufen haben.

„Wir freuen uns sehr, dass aus der Zusammenarbeit zwischen zwei von Europa geförderten Projekten – VLT und Hubble – so bedeutende wissenschaftliche Ergebnisse hervorgehen“, sagt der Hubble-Projektwissenschaftler der ESA, Piero Benvenuti. „Die Synergie zwischen den modernsten Boden- und Weltraumteleskopen trägt weiterhin Früchte und bereitet den Weg für eindrucksvolle neue Entdeckungen, die sonst nicht möglich wären.“

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