Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 4. Juli 2022.

4. Juli 2022 – Die abenteuerliche Forschungsreise des ballongetragenen Sonnenobservatoriums Sunrise III könnte in den nächsten Tagen beginnen. Heute am frühen Morgen fand auf der Raketen- und Ballonbasis Esrange Space Center im nordschwedischen Kiruna der so genannte compatability test, eine Art Generalprobe, statt. Dafür hat das Sonnenobservatorium die große Halle, in der die Vorbereitungen der letzten Monate stattgefunden haben, verlassen, seine endgültige Flugkonfiguration erhalten und am Boden bewiesen, dass alle Systeme unter Flugbedingungen reibungslos funktionieren. Wenn das Wetter es zulässt, könnte Sunrise III nun in den nächsten Tagen abheben. Das Startfenster dafür ist allerdings denkbar klein. Bereits in wenigen Tagen könnten sich die Windbedingungen in der Stratosphäre derart verschlechtern, dass danach ein Start nicht mehr möglich ist.

In den vergangenen Wochen hatten zunächst die weltweiten Logistikprobleme der Mission zu schaffen gemacht; auf die Ankunft des Ballons und des Heliums in Kiruna musste das Team lange warten. Derzeit sind die Wetterbedingungen vor Ort wechselhaft, erlauben aber nach aktuellem Stand einzelne Startfenster in der zweiten Wochenhälfte. Das nächste davon ist für XL-Calibur, eine amerikanische Ballonmission, reserviert. Während der vergangenen Monate hatten sich beide Teams in derselben Halle des Esrange Space Centers auf ihren jeweiligen Flug vorbereitet. Die zweite Startmöglichkeit ist für Sunrise III vorgesehen. Sorgen bereiten dem Team allerdings die aktuellen Vorhersagen der Meteorologen vor Ort. Demnach könnten die stratosphärischen Winde, die Sunrise III sicher nach Kanada tragen sollen, bereits in wenigen Tagen abreißen.

Bei erfolgreichem Start wird Sunrise III während des anschließenden mehrtägigen Fluges am Heliumballon in 35 Kilometern Höhe einen einzigartigen Blick auf die Sonne haben und beispielsweise Prozesse in der Chromosphäre, der hochdynamischen Schicht zwischen der sichtbaren Oberfläche und der äußeren Atmosphäre der Sonne, genauer als je zuvor sichtbar machen.

Das ballongetragene Sonnenobservatorium Sunrise III ist eine Mission des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS, Deutschland) und des Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins Universität (APL, USA). Sunrise III blickt mit Hilfe eines 1-Meter-Teleskops, dreier wissenschaftlicher Instrumente und eines Systems zur Bildstabilisierung aus der Stratosphäre auf die Sonne. Maßgeblich Mitwirkende an der Mission sind ein spanisches Konsortium, das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ, Japan), und das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS, Deutschland). Das spanische Konsortium wird geleitet vom Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, Spanien) und besteht zudem aus dem Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), der Universitat de València (UV), der Universidad Politécnica de Madrid (UPM) und dem Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Weitere Partner sind das Wallop’s Flight Facility Balloon Program Office (WFF-BPO) der NASA und die Swedish Space Corporation (SSC). Sunrise III wird unterstützt von der Max-Planck-Förderstiftung, der NASA im Rahmen des Grants #80NSSC18K0934, dem spanischen Grant FEDER/AEI/MCIU (RTI2018-096886-C5) und des „Center of Excellence Severo Ochoa“ Preises für IAA-CISC (SEV-2017-0709) sowie dem ISAS/JAXA Small Mission-of-Opportunity program und JSPS KAKENHI JP18H05234.

Sunrise III Factsheet in Deutsch
pdf

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• SUNRISE – Sonnenobservatorium am Ballon

Der Beitrag MPS: Sunrise III vor dem Start erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS).

25. Februar 2022 – Die Astronomen haben zum ersten Mal zuverlässig einen großen Unterschied zwischen der Rotationsachse des Schwarzen Lochs und der Achse der Umlaufbahn des Doppelsternsystems gemessen. Der Unterschied zwischen den Achsen, den die Forscher bei einem Doppelsternsystem namens MAXI J1820+070 gemessen haben, betrug mehr als 40 Grad.

Bei Raumsystemen mit kleineren Objekten, die um einen massereichen Zentralkörper kreisen, ist die eigene Rotationsachse dieses Körpers oft in hohem Maße mit der Bahnachse seiner Satelliten ausgerichtet. Dies gilt auch für unser Sonnensystem: Die Planeten umkreisen die Sonne in einer Ebene, die ungefähr mit der Äquatorebene der Sonne zusammenfällt. Die Neigung der Rotationsachse der Sonne gegenüber der Umlaufachse der Erde beträgt nur sieben Grad.

„Die Erwartung, dass die Rotationsachse der Sonne mit der Umlaufachse der Erde übereinstimmt, gilt weitgehend nicht für bizarre Objekte wie Röntgendoppelsterne mit schwarzen Löchern. Die schwarzen Löcher in diesen Systemen sind durch einen kosmischen Kataklysmus entstanden – den Kollaps eines massereichen Sterns. Jetzt sehen wir, wie das Schwarze Loch Materie von dem nahen, leichteren Begleitstern mitreißt, der das Gravitationszentrum des Systems umkreist. Wir sehen helle optische und Röntgenstrahlung als letzten Seufzer des einfallenden Materials und auch Radioemission von den relativistischen Jets, die aus dem System ausgestoßen werden“, sagt Juri Poutanen, Professor für Astronomie an der Universität Turku (UTU), Finnland, und Hauptautor der Veröffentlichung.

Indem sie diese Jets im Radio- und Röntgenbereich verfolgten, konnten die Forscher die Richtung der Rotationsachse des Schwarzen Lochs sehr genau bestimmen. Als die Gasmenge, die vom Begleitstern auf das Schwarze Loch fällt, später abzunehmen begann, wurde das System dunkler, und ein Großteil des Lichts im System kam vom Begleitstern. Auf diese Weise konnten die Forscher die Neigung der Umlaufbahn mit spektroskopischen Techniken messen, die fast mit der Neigung der Auswürfe übereinstimmte. Die 3D-Orientierung der Umlaufbahn im Weltraum wurde durch eine kritische Messung des Positionswinkels des Systems am Himmel (in Bezug auf die Richtung nach Norden) mit Hilfe der polarimetrischen Technik bestimmt.

„Die hochpräzisen polarimetrischen Instrumente und Techniken, die am KIS gemeinsam mit der UTU entwickelt wurden, liefern neue Informationen über die Geometrie und Physik von Exoplaneten, Asteroiden, interstellaren Magnetfeldern, Weißen Zwergen und jetzt auch Schwarzen Löchern, da Lichtwellen durch Streuung und Magnetfelder polarisiert werden. Unser in dieser Studie verwendetes Polarimeter DIPol-UF ist einzigartig in seiner Fähigkeit, die optische Polarisation mit der Präzision und Genauigkeit von wenigen Teilen pro Million zu messen. Die Bestimmung der Bahnorientierung von Schwarzen Löchern anhand der Polarisation eröffnet einen neuen Weg zum Verständnis ihrer Entstehung und Physik“, sagt Prof. Dr. Svetlana Berdyugina von der Universität Freiburg und dem Leibniz-Institut für Sonnenphysik, die am KIS Projekte zur Hochpräzisionspolarimetrie leitet und Mitautorin der Studie ist.

Der gefundene Unterschied von mehr als 40 Grad zwischen der Bahnachse und dem Spin des Schwarzen Lochs war völlig unerwartet. Wissenschaftler sind bisher oft davon ausgegangen, dass dieser Unterschied sehr gering ist, wenn sie das Verhalten von Materie in einem gekrümmten Zeitraum um ein Schwarzes Loch modelliert haben. Die neue Erkenntnis zwingt die Wissenschaftler dazu, die Modelle um eine neue Dimension zu erweitern.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Science veröffentlicht und bieten neue Einblicke in die Entstehung von Schwarzen Löchern und die Entwicklung solcher Systeme, da eine solch extreme Fehlausrichtung in vielen Szenarien für die Entstehung von Schwarzen Löchern und die Entwicklung von Doppelsternen kaum vorkommt.

Die entscheidende Erkenntnis wurde mit dem polarimetrischen Instrument DIPol-UF gewonnen, das gemeinsam vom Leibniz-Institut für Sonnenphysik und der Universität Turku gebaut und am Nordic Optical Telescope (NOT) eingesetzt wurde, das der Universität Turku gemeinsam mit der Universität Aarhus in Dänemark gehört. Finanziert wurde das Instrument durch das ERC Advanced Grant HotMol unter der Leitung von Prof. Dr. Svetlana Berdyugina.

Veröffentlichung
Science Black hole spin–orbit misalignment in the x-ray binary MAXI J1820+070

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Schwarze Löcher

Der Beitrag Todesspirale: Schwarzes Loch dreht sich auf die Seite erschien zuerst auf Raumfahrer.net.