Quelle: Universität Wien 20. August 2024.

20. August 2024 – Am Mitterschöpfl, inmitten des Biosphärenparks Wienerwald, befindet sich das größte Spiegelteleskop Österreichs: Am Leopold Figl-Observatorium für Astrophysik der Universität Wien wird seit mehr als fünf Jahrzehnten das Universum erforscht. „Niederösterreich greift in vielen Forschungsbereichen nach den Sternen, z.B. im Bereich der Weltraumforschung! Jetzt investieren wir 225.000 Euro in die Erneuerung des Leopold Figl-Observatoriums. Damit kann die Technik und Ausstattung des Spiegelteleskops erneuert und auf ein neues Forschungsniveau gehoben werden“, erklärte LH-Stellvertreter Stephan Pernkopf.

Das Institut ist bereits heute an einer Reihe von Weltraumissionen involviert. Mit dem Upgrade des Telekops wird sichergestellt, dass das Observatorium auch in den nächsten zehn Jahren wissenschaftlich kompetitiv bleibt. So werden auch neue Forschungsschwerpunkte möglich, wie etwa die Suche nach Exoplaneten, also neuen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Die neue Forschungs-Infrastruktur aus Niederösterreich soll dabei spannende Erkenntnisse liefern.

Bei einem Pressetermin am Observatorium bestärkten die Universität Wien und das Land Niederösterreich die Weiterentwicklung des Leopold Figl-Observatoriums und unterzeichneten ein Partnerschaftsabkommen. LH-Stellvertreter Pernkopf betonte: „Viele Erkenntnisse aus Astrophysik und Weltraumforschung finden Eingang in unseren Alltag. Daher setzen wir auch in Zukunft auf Vorsprung durch Wissenschaft. Wir freuen uns auf spannende Ergebnisse, mit denen Niederösterreich nicht nur den Weltraum erobert, sondern vor allem auch das Leben hier auf unserem Planeten positiv beeinflussen kann. Denn wer die Sterne im Weltraum beobachtet, sieht die Vergangenheit und zieht daraus Schlüsse für die Zukunft. Ich möchte mich stellvertretend für die Uni Wien bei Rektor Schütze für die gute Zusammenarbeit bedanken.“

„Dieses Projekt ist für die Universität Wien eine großartige Gelegenheit, sich noch stärker auf dem Gebiet der Exoplanetenforschung zu profilieren“, so der Rektor der Universität Wien Sebastian Schütze. „Spektakuläre astronomische Entdeckungen werden meist mit Sternwarten in der chilenischen Atacama-Wüste oder mit Weltraumteleskopen in Verbindung gebracht. Das Figl-Teleskop mit seinem weiten Sichtfeld ermöglicht es, mitten in Österreich eine wichtige Nische in diesem spannenden Forschungsfeld zu besetzen.“

Das Observatorium wurde der Universität Wien anlässlich ihres 600-jährigen Jubiläums im Jahr 1965 vom Land Niederösterreich geschenkt.

Des Weiteren ist der Betrieb als Gastobservatorium geplant und die Kooperation mit Astronomievereinen soll verstärkt werden. Lokalen Wissenschafterinnen und Wissenschaftern, sowie Studierenden soll Beobachtungszeit am Observatorium ermöglicht werden. Durch die Öffnung der wissenschaftlichen Infrastruktur für die Bevölkerung sollen diverse Citizen Science-Projekte durchgeführt werden.

Mehr zum Leopold Figl-Observatorium im Wissenschaftsmagazin Rudolphina der Universität Wien:
https://rudolphina.univie.ac.at/rudolphina-roadtrip-zum-leopold-figl-observatorium

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• Exoplaneten

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Quelle: Klaus Tschira Stiftung gGmbH 18. Juli 2024.

Ostfriesland/Heidelberg, 18. Juli 2024. Helle Ideen in dunklen Nächten, die möchte das „Tiny Observatorium“ (auf Deutsch: winzige Sternwarte) den Gästen und Bewohnern Ostfrieslands nahebringen. Schon im letzten Jahr hat das Kooperationsprojekt zwischen der Ländlichen Erwachsenenbildung Niedersachsen (LEB) und der Universität Oldenburg an der Küste für Furore gesorgt und vielen Menschen spannende Beobachtungen des Universums ermöglicht. In den kommenden zwei Jahren soll dieser attraktive Lernort nun mit einer Förderung der Klaus Tschira Stiftung einen Beitrag zur Sensibilisierung in Sachen Lichtverschmutzung leisten. Die Initiatorinnen und Initiatoren wollen den Bewusstseinswandel unterstützen und dazu motivieren, Licht gezielter und verantwortungsbewusster einzusetzen.

Schon seit Juni 2023 bringt das Tiny Observatorium das Universum zu Reisenden und Einheimischen. Bei dem zu einer mobilen Sternwarte umgebauten Autoanhänger handelt es sich um ein Kooperationsprojekt im Rahmen des Wissenschaftsjahres 2023. Der mit einer drehbaren Kuppel versehene, begehbare Anhänger verfügt über eine moderne technische Ausstattung, die verschiedenste Beobachtungen, Aufnahmen und Messungen ermöglicht – ein beweglicher und sehr attraktiver Lernort also.

Von Juni bis Dezember 2023 war das Observatorium an fünf Orten jeweils rund vier Wochen stationiert und erreichte mit Vorträgen, Workshops, Beobachtungsabenden und Aktionen für Kinder und Familien ein breites Publikum. Gleichzeitig wurde es von zahlreichen ehrenamtlichen Astronomie-Begeisterten des Astronomie Netzwerks Weser Ems unterstützt, die ihre Zeit und ihre Expertise einbrachten.

Besonders fesselnd war für die Besucherinnen und Besucher das Thema Lichtverschmutzung. Kein Wunder, sind die Unterschiede zwischen Industrieansammlungen an der Küste und Naturschutzgebieten doch in Ostfriesland besonders augenfällig. Aber es blieb nicht bei der bloßen Beobachtung. Die Gäste gingen auch den Ursachen und den möglichen Auswirkungen auf den Grund und überlegten sich potenzielle Maßnahmen. Denn die Effekte der Lichtverschmutzung sind gewaltig. So hat beispielsweise in New York der nach 2001 anstelle der Zwillingstürme installierte „Lichtdome“ mit seinen hellen Strahlen Zugvögel so stark irritiert, dass sie ihn umkreisten, bis sie vor Erschöpfung vom Himmel fielen.

An solche Erkenntnisse und Erfahrungen knüpft jetzt das durch die Klaus Tschira Stiftung geförderte Projekt an. „Damit klar wird, dass weniger Licht nicht nur Geld spart, sondern auch der Natur hilft“, so Natalie Geerlings, die das Projekt betreut. Deshalb sollen fortan auch die Zuständigen fürs kommunale Klimamanagement der Küstenregion mit ins Boot geholt werden, um ein Netzwerk zu bilden, aus dem neue, spannende Bildungsformate entstehen.

„Dieser mobile niederschwellige Lernort passt wunderbar zu unserem Förderprofil“, betont die Förderreferentin für Wissenschaftskommunikation der Klaus Tschira Stiftung, Verena Viarisio. „Das Tiny Observatorium bringt Erkenntnisse der Wissenschaft in den ländlichen Raum, sensibilisiert für das Thema Lichtverschmutzung und fördert neue Netzwerke.“ Und vielleicht fragt sich anschließend der Eine oder die Andere, ob die Tankstelle im Dorf wirklich die ganze Nacht über in Licht getaucht sein muss.

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• Lichtverschmutzung

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Quelle: Universität zu Köln 25. Juli 2023.

25. Juli 2023 – Von der Erde über ferne Exoplaneten bis hin zum Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße: Das Ausstellungsschiff MS Wissenschaft nimmt seine Besucher*innen unter dem Motto „Wissenschaftsjahr 2023 – Unser Universum“ mit auf eine Reise durch den Kosmos. Mehrere der über 30 interaktiven Exponate an Bord werden von Forschungseinrichtungen aus der Region zur Verfügung gestellt.

Am Exponat der Universität zu Köln wird veranschaulicht, wie mit Infrarotteleskopie die Entstehung von Planeten, Sternen und Galaxien beobachtet werden kann. Zu sehen sind verkleinerte Modelle von Observatorien, die in Zukunft von Astronom*innen zur Erforschung des unsichtbaren Infrarot-Universums genutzt werden sollen und ähnlich wie das James Webb Weltraumteleskop eindrucksvolle Bilder und Einblicke geben werden. Allerdings von der Erde aus.

Termin:
Montag 31. Juli bis Mittwoch 2. August 2023, 10 bis 19 Uhr
MS Wissenschaft „Wissenschaftsjahr 2023 – Unser Universum“
Anlegestelle: Mülheim, Kohlplatz, Höhe Peter-Müller-Straße
Kostenlose Führungen durch die Ausstellung: Täglich 11 und 17 Uhr

„Wir wollen den Besucherinnen und Besuchern des Wissenschaftsschiffs vermitteln, welcher technische Aufwand nötig ist, um mehr über die Weiten des Alls zu erfahren“, sagt Professor Dr. Lucas Labadie. Die Forschung seiner Arbeitsgruppe trägt zum Bau des METIS-Instruments des „Extremely Large Telescope“ bei. Das nur circa 15 Zentimeter große Ausstellungsmodell des „Extremely Large Telescope“ hat im Original eine Höhe von 80 Metern. Das entspricht etwa der Höhe des Kölner Messeturms. Der Hauptspiegel des Teleskops wird einen Durchmesser von 40 Meter haben und 15 Mal mehr Licht sammeln als sein Vorgängermodell, das „Very Large Telescope“.

Die Gruppe des Astrophysikers Professor Dr. Dominik Riechers spielt eine zentrale Rolle im Aufbau des CCAT/FYST Submillimeter-Teleskops. Dieses ist auch als Modell zu sehen und wird nächstes Jahr in 5600 Meter Höhe auf dem Cerro Chajnantor in der chilenischen Atacama-Wüste in Betrieb genommen. Es wird das weltweit höchste Observatorium seiner Art. „Durch die dünne Atmosphäre in dieser Höhe und die Trockenheit der Wüste werden Beobachtungen in diesem Bereich erst möglich und werden nicht mehr durch den Wasserdampf der Atmosphäre gestört,“ erklärt Professor Riechers.

Zusätzlich zeigt die Ausstellung, wie sich unterschiedliche wissenschaftliche Disziplinen von der Astrophysik bis zur Kunstgeschichte mit dem Weltraum beschäftigen. So illustrieren die verschiedenen Exponate, wie vielfältig die Erforschung des Universums ist und welche Erkenntnisse aus der Wissenschaft auch eine Bedeutung für unseren Alltag haben.

Die MS Wissenschaft tourt im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung durch Deutschland. Wissenschaft im Dialog (WiD) realisiert die Ausstellung mit Unterstützung der hinter WiD stehenden Wissenschaftsorganisationen. Die Exponate kommen direkt aus der Forschung und werden zur Verfügung gestellt von Instituten wie der Fraunhofer-Gesellschaft, der Helmholtz-Gemeinschaft, der Leibniz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft und DFG-geförderten Projekten, Hochschulen sowie weiteren Partnern. Die Ausstellung wird für Besucher*innen ab zwölf Jahren empfohlen.

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• Raumfahrt-Museen und Ausstellungen

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Quelle: ESON 11. Juli 2023.

11. Juli 2023 – Der Bau dieses technisch komplexen Projekts schreitet zügig voran. Das ELT hat nun den Meilenstein der Fertigstellung von 50 % überschritten.

Das Teleskop befindet sich auf dem Cerro Armazones in der chilenischen Atacama-Wüste, wo Ingenieurinnen und Ingenieure, Handwerkerinnen und Handwerker derzeit in rasantem Tempo die Struktur der Teleskopkuppel zusammensetzen. Die Stahlkonstruktion, die sich jeden Tag sichtbar verändert, wird bald die für Teleskopkuppeln typische runde Form annehmen.

Die Teleskopspiegel und andere Komponenten werden von Unternehmen in Europa gebaut, wo die Arbeiten ebenfalls gut vorankommen. Das ELT der ESO wird ein bahnbrechendes optisches Design mit fünf Spiegeln haben, darunter ein riesiger Hauptspiegel (M1), der aus 798 sechseckigen Segmenten besteht. Mehr als 70 % der Rohlinge und Halterungen für diese Segmente sind inzwischen hergestellt worden, während M2 und M3 gegossen sind und gerade poliert werden. Die Fortschritte bei M4, einem adaptiven, flexiblen Spiegel, der seine Form tausendmal pro Sekunde anpasst, um durch Luftturbulenzen verursachte Verzerrungen zu korrigieren, sind besonders beeindruckend: Alle sechs dünnen Flügel sind vollständig fertiggestellt und werden in ihre strukturelle Einheit integriert. Darüber hinaus wurden alle sechs Laserquellen, eine weitere Schlüsselkomponente des adaptiven Optiksystems des ELT, hergestellt und zur Erprobung an die ESO geliefert.

Alle anderen Systeme, die für die Fertigstellung des ELT benötigt werden, einschließlich des Kontrollsystems und der für die Montage und Inbetriebnahme des Teleskops erforderlichen Ausrüstung, machen ebenfalls gute Fortschritte in ihrer Entwicklung oder Produktion. Darüber hinaus befinden sich alle vier ersten wissenschaftlichen Instrumente, mit denen das ELT ausgestattet sein wird, in der letzten Entwurfsphase und einige stehen kurz vor dem Beginn der Fertigung. Darüber hinaus ist der größte Teil der unterstützenden Infrastruktur für das ELT jetzt am oder in der Nähe des Cerro Armazones vorhanden. So ist zum Beispiel das technische Gebäude, das unter anderem für die Lagerung und Beschichtung der verschiedenen ELT-Spiegel verwendet wird, vollständig errichtet und eingerichtet, während eine Photovoltaikanlage, die den ELT-Standort mit erneuerbarer Energie versorgt, im vergangenen Jahr in Betrieb genommen wurde.

Der Bau des ELT der ESO wurde vor neun Jahren mit einem ersten Spatenstich eingeleitet. Der Gipfel des Cerro Armazones wurde 2014 abgeflacht, um Platz für das Riesenteleskop zu schaffen.

Die Fertigstellung der verbleibenden 50 % des Projekts wird jedoch voraussichtlich wesentlich schneller vonstattengehen als der Bau der ersten Hälfte des ELT. Die erste Hälfte des Projekts umfasste den langwierigen und sorgfältigen Prozess der Fertigstellung des Designs der überwiegenden Mehrheit der Komponenten, die für das ELT hergestellt werden sollen. Darüber hinaus mussten für einige Elemente, wie z. B. die Spiegelsegmente und die sie tragenden Komponenten und Sensoren, detaillierte Prototypen erstellt und umfangreiche Tests durchgeführt werden, bevor sie in Serie produziert werden konnten. Darüber hinaus wurde der Bau durch die COVID-19-Pandemie beeinträchtigt, sodass der Standort für mehrere Monate geschlossen werden musste und sich die Produktion vieler Teleskopkomponenten verzögerte. Da die Produktionsprozesse nun wieder vollständig aufgenommen und optimiert wurden, wird die Fertigstellung der restlichen Hälfte des ELT voraussichtlich nur noch fünf Jahre dauern. Dennoch ist der Bau eines so großen und komplexen Teleskops wie des ELT nicht frei von Risiken, bis es fertiggestellt ist und funktioniert.

Der Generaldirektor der ESO, Xavier Barcons, sagt: „Das ELT ist das größte der nächsten Generation bodengestützter optischer und Nahinfrarot-Teleskope und dasjenige, das in seiner Konstruktion am weitesten fortgeschritten ist. Angesichts der Herausforderungen, die große, komplexe Projekte mit sich bringen, ist es keine Kleinigkeit, 50 % der Arbeiten abzuschließen. Dies war nur möglich dank des Engagements aller Beschäftigten der ESO, der kontinuierlichen Unterstützung durch die ESO-Mitgliedstaaten und des Engagements unserer Partner aus der Industrie und den Instrumentenkonsortien. Ich bin sehr stolz, dass das ELT diesen Meilenstein erreicht hat.“

Das ELT der ESO, das 2028 seine wissenschaftlichen Beobachtungen aufnehmen soll, wird sich mit astronomischen Fragen befassen, wie zum Beispiel: Sind wir allein im Universum? Sind die Gesetze der Physik universell? Wie sind die ersten Sterne und Galaxien entstanden? Es wird unser Wissen über unser Universum dramatisch verändern und uns veranlassen, unseren Platz im Kosmos neu zu überdenken.

Endnoten
Die prozentuale Fertigstellung des ELT wird anhand des „Earned Value“ geschätzt, einer Projektmanagement-Kennzahl, die zur Bewertung des Projektfortschritts unter Berücksichtigung von Zeitplan und Kosten verwendet wird. Derzeit hat das ELT den Projektplan zu 50 % erfüllt.

Über die ESO
Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt.

Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt.

Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie z. B. VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

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.

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• ESO Teleskop ELT

Der Beitrag Das Extremely Large Telescope der ESO ist zur Hälfte fertiggestellt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie 29. März 2023.

Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger hat am 28. März 2023 zusammen mit Dr. Lindsay Magnus, Direktor von SKA-Mid in Südafrika und Prof. Michael Kramer, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn, das sich im Aufbau befindliche Superteleskop SKA-Observatorium (SKAO) in Südafrika besucht. Dort verkündete sie den Beitritt Deutschlands zu dem internationalen Projekt SKAO. Die Max-Planck-Gesellschaft stellt etwa 21 Millionen Euro für das Projekt zur Verfügung.

„Mit dem einzigartigen Superteleskop SKA-Observatorium (SKAO) brechen wir in eine neue Ära der Astronomie auf. Wir wollen damit Grenzen überwinden, des Wissens und auch von Ländern. Deshalb habe ich entschieden, dass Deutschland der internationalen Organisation SKAO beitreten wird“, erklärt die Bundesforschungsministerin. „Damit bringen wir über dreißig Jahre Verhandlungen, Planung und Entwicklung zu einem erfolgreichen Abschluss. Und wir ermöglichen neue Forschung und Entdeckungen zu Galaxien, Sternen, fernen Planeten und interstellarer Materie. Das befördert unsere exzellente Wissenschaft, aber auch Computing, Datenmanagement und die MINT-Ausbildung. Grundlagenforschung wird hier zum Technologietreiber.“

„Die Max-Planck-Gesellschaft begrüßt und unterstützt die Ankündigung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, dem SKA-Observatorium beizutreten“, ergänzt der Präsident der Max-Planck-Gesellschaft, Prof. Martin Stratmann. „In Zusammenarbeit mit anderen deutschen Institutionen und der Industrie hat sich die Max-Planck-Gesellschaft in vielen Bereichen des SKAO engagiert – von der Wissenschaft bis hin zur technischen Realisierung – und hat einmal mehr bewiesen, dass sie ein international anerkannter und zuverlässiger Partner ist. Die MPG freut sich auf das nächste Kapitel der deutschen Beteiligung am SKAO.“

„Man muss sich nur auf dem Gelände des SKA-Mid-Teleskops in Südafrika umsehen, um zu sehen, wie viel die deutsche Gemeinschaft bereits jetzt zum Fortschritt des SKA-Projekts beigetragen hat“, sagt Prof. Philip Diamond, Generaldirektor des SKA-Observatoriums. „Ich bin begeistert, dass das Land eine Vollmitgliedschaft im SKAO anstrebt, um seinen Erfindungsreichtum innerhalb der Gemeinschaft der Mitgliedsländer weiter auszubauen.“

„Ich bin seit mehr als 20 Jahren am SKAO beteiligt und in dieser Zeit hat sich viel getan. Für das Max-Planck-Institut für Radioastronomie und die gesamte Radioastronomie-Gemeinschaft in Deutschland ist der deutsche Beitritt zum SKAO ein weiterer wichtiger Meilenstein. Die Mitgliedschaft im SKAO war eines der ausgemachten Ziele in der Denkschrift „Perspektiven der Astrophysik in Deutschland 2017-2030“ der Astronomischen Gesellschaft. Dies ist ein bedeutender und freudiger Moment für alle, die daran beteiligt sind“, schließt Prof. Michael Kramer, Direktor am MPIfR Bonn und Präsident der Astronomischen Gesellschaft.

Hintergrundinformation:
Das Square Kilometre Array Observatory (SKAO) ermöglicht exzellente Radioastronomie. Das Radioteleskop vernetzt zwei Standorte in Südafrika und in Australien mit über 3000 Kilometer Entfernung. Es ermöglicht dadurch Bilder in besonders hoher Auflösung. Dieses intelligente und weltweit führende Konzept beruht auf einer erfolgreichen internationalen Zusammenarbeit. Es vereint brillantes Know-how aus Südafrika, Deutschland und anderen Ländern mit dem Ziel einer herausragenden Wissenschaft, die neue Durchbrüche in der Forschung erzielt. Das Teleskop-Array wird eine neue Ebene der Astronomie mit neuen Details über Galaxien, Sterne und interstellare Materie ermöglichen.

Neben der Wissenschaft profitiert die Gesellschaft. Die Astronomie ist eine wichtige Triebkraft für neue technologische Lösungen – insbesondere in den Bereichen Ingenieurwesen, Optik, Feinmechanik und Computerwissenschaften. Dadurch setzt die Astronomie neue Akzente auch in der Ausbildung von MINT-Fachkräften.

Am SKAO sind neben den Standorten Südafrika und Australien sowie der Zentrale im Vereinigten Königreich bisher auch die Staaten China, Italien, Niederlande, Portugal und Schweiz als Mitglieder beteiligt. Beobachter sind Frankreich, Indien, Japan, Kanada, Schweden, Spanien und Südkorea.

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• Square Kilometre Array (SKA)

Der Beitrag Mit dem Superteleskop SKAO Grenzen überwinden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Mit einem neuen Forschungsobservatorium geht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen weiteren Schritt, um die Flugbahn und Beschaffenheit von Objekten in erdnahen Umlaufbahnen möglichst schnell, präzise und zuverlässig zu bestimmen. Für die Zukunft der Raumfahrt ist das elementar. Nur so lassen sich Zusammenstöße, zum Beispiel von Weltraumschrott mit Satelliten, vermeiden.

Im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des DLR-Instituts für Technische Physik steht die hochgenaue Entfernungsmessung mit Hilfe spezieller Laser. Zudem wollen die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler bisher unbekannte orbitale Objekte ausfindig machen und mit Spektralanalysen, bei denen sie die farbliche Zusammensetzung des Lichts der Objekte ermitteln, möglichst genau charakterisieren. Sie können auf diese Weise zum Beispiel herausfinden, um was es für ein Objekt es sich handelt, in welcher Bahn es sich befindet und wie es rotiert. „Mit dem Forschungsobservatorium am Innovationscampus in Empfingen führen wir unsere bisherigen Entwicklungsarbeiten zusammen. Das neue und wesentlich größere Teleskop ermöglicht es uns, noch kleinere Objekte zu untersuchen und die Technologieentwicklung in diesem Bereich wesentlich voranzutreiben. Unser Ziel ist es, Objekte, die bis zu zehn Zentimeter klein sind, zu erfassen, zu orten und zu bestimmen“, erklärt Prof. Thomas Dekorsy, Direktor des in Stuttgart ansässigen DLR-Instituts für Technische Physik.

15 Meter hoher Rundbau mit Kuppel beherbergt künftig Teleskop mit 1,75 Metern Durchmesser
Die Bauarbeiten für das optische Großteleskop mit dem Projektnamen MS-LART (Multi-Spectral Large Aperture Receiver Telescope, Multispektrales Empfangsteleskop) beginnen Ende Mai 2020 auf dem Innovationscampus Empfingen im Nordschwarzwald. In einem 15 Meter hohen Rundturm mit drehbarer Kuppel wird das Teleskop mit einem Primärspiegeldurchmesser von 1,75 Metern untergebracht sein. Der Innovationscampus ist für die DLR-Forschenden aus Stuttgart-Vaihingen schnell zu erreichen und bietet ideale Bedingungen für die Forschungsarbeiten. „Wir freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit mit dem dortigen Innovationscampus und der Gemeinde Empfingen und danken für die umfangreiche Unterstützung. Unser Team steht bereits in den Startblöcken, um loszulegen“, sagt Thomas Dekorsy.

Einweihung im Frühjahr 2021: Forschungsteleskop ist das größte seiner Art in Europa
Die Spezialfirma Astro Systeme Austria (ASA) fertig Teleskop und Gebäude. Im Dezember 2020 soll das Teleskop das „erste Licht“ empfangen. „First light“ bezeichnet in der Astronomie den Augenblick, in dem zum ersten Mal das Licht eines Gestirns auf den Spiegel oder die Linse eines neuen Teleskops fällt. Die offizielle Einweihung ist für das Frühjahr 2021 geplant. Das DLR-Forschungsteleskop ist dann das größte seiner Art in Europa. Die Investitionssumme von rund 2,5 Millionen Euro stammt aus Mitteln des DLR und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Gefahr für die Raumfahrt: Im niedrigen Erdorbit wird es voll
Im Fokus der Beobachtungen und Messungen der DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler stehen vor allem Objekte, die zwischen 400 und 2000 Kilometer von der Erde entfernt sind. In dieser niedrigen Umlaufbahn (Low Earth Orbit, kurz LEO) umkreisen immer mehr Satelliten die Erde – und damit langfristig auch Weltraumschrott. Er kann zur Gefahr für die bemannte wie unbemannte Raumfahrt werden. Schätzungen gehen davon aus, dass im niedrigen Erdorbit bis Ende der 2020er Jahre rund 70.000 Satelliten und mehr unterwegs sein könnten. Vor allem sogenannte Mega-Konstellationen, die aus tausenden Satelliten bestehen, werden erheblich zu dieser Entwicklung beitragen.

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• Weltraummüll

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Quelle: MPS.

Die Ballonmission Sunrise, die aus einer Flughöhe von mehr als 35 Kilometern ein hochauflösendes Teleskop auf die Sonne richtet, bereitet sich auf ihren nächsten Flug vor. Im Sommer 2021 soll das Observatorium auf seine dritte Forschungsreise aufbrechen. Die Vorbereitungsarbeiten am Hauptspiegel, dem ein Meter großen Herzstück des Teleskops, haben bereits begonnen. Am Calar Alto Observatorium im Süden Spaniens wurde der Spiegel jetzt mit einer neuen Aluminiumschicht bedampft. Wissenschaftler und Ingenieure des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen, das die Mission leitet, haben die Arbeiten dort begleitet.

Sunrise ist eine abenteuerliche Mission: Getragen von einem riesigen Heliumballon schaut das unbemannte Observatorium aus einer Flughöhe von mehr als 35 Kilometern auf die Sonne; nach mehrtägigem Flug folgt dann die halsbrecherische Landung am Fallschirm. Zweimal bereits hat der empfindliche Hauptspiegel des Sunrise-Teleskops die tollkühne Forschungsreise mit Sonnenblick unbeschadet überstanden. „Ganz spurlos geht ein solcher Flug an dem Spiegel aber nicht vorbei“, erklärt Sunrise-Projektleiter Dr. Andreas Lagg vom MPS. Die äußere Schicht aus spiegelndem Aluminium leidet und muss deshalb vor jedem weiteren Flug erneuert werden.

Teleskopen, die vom Boden aus ins All schauen, geht es nicht anders: Wind und Wetter setzen auch ihrer dünnen Aluminiumschicht zu. Das Calar Alto Observatorium in der Sierra de los Filabres im Süden Spaniens, welches das Andalusische Institut für Astrophysik (IAA), ein Partner der Sunrise-Mission, betreibt, verfügt deshalb über eine eigene Anlage, um Spiegel mit einer neuen Aluminiumschicht zu versehen. Auch der Sunrise-Spiegel wurde dort nun auf Vordermann gebracht.

„Alles hat wunderbar geklappt“, freut sich MPS-Wissenschaftler Dr. Achim Gandorfer, der zusammen mit weiteren MPS-Kolleginnen und -Kollegen, vor Ort war. „Der Spiegel ist wieder so gut wie neu.“

Bis das gute Stück erneut abheben darf, wird allerdings noch etwas Zeit vergehen. Der dritte Flug von Sunrise ist für Juni 2021 geplant. Bis dahin sind auch die wissenschaftlichen Instrumente, die das Sonnenlicht des Teleskops nutzen und auswerten, startklar. Sunrise III wird mit drei Messinstrumenten ausgestattet sein. Diese messen die Magnetfelder an der Oberfläche der Sonne, untersuchen ihre ultraviolette (UV-)Strahlung sowie ihr sichtbares Licht bis hin zur nahen Infrarotstrahlung. „Durch unsere Messinstrumente erhalten wir Informationen aus verschiedenen Schichten der Sonne“, erklärt Missionsleiter Prof. Dr. Sami K. Solanki, Direktor am MPS. „Mit Sunrise lässt sich die vertikale Schichtstruktur der Sonnenatmosphäre mit bisher unerreichter Genauigkeit bestimmen“, fügt er hinzu. Neben dem Teleskop selbst trägt das MPS den UV-Spektrographen SUSI, die Lichtverteileinheit ISLiD und den 320 Terabyte-Datenspeicher an Bord zur Mission bei.

Ebenso entscheidend für den einzigartigen Blick auf die Sonne ist die Flughöhe des Observatoriums. „Der Beobachtungsstandort in der Stratosphäre ist der jedes irdischen Sonnenteleskops überlegen. Und das ohne die immensen Kosten einer Weltraummission“, erklärt Lagg. In der Stratosphäre angekommen hat Sunrise mehr als 95 Prozent der Atmosphäre unter sich gelassen. Diese wabernde Luftschicht schluckt einen Großteil der ultravioletten Strahlung von der Sonne, die Informationen über die äußeren Schichten des Gasballs enthält. Bodengebundenen Teleskopen steht dieser Teil der Strahlung deshalb nicht zur Verfügung.

Außerdem stören die ständigen Luftbewegungen in der Atmosphäre den Blick von der Erdoberfläche. Ununterbrochene Beobachtungen über mehrere Stunden hinweg sind nahezu unmöglich. „Sunrise hingegen hat das Potential zu verfolgen, wie sich einzelne Strukturen auf der Sonne über einen deutlich längeren Zeitraum hinweg verändern und entwickeln“, so Solanki.

Die Sunrise-Mission wird geleitet vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. Das Institut entwickelt zudem das Teleskop des Observatoriums, den UV-Spektrographen SUSI, die Lichtverteilungseinheit und den Bordspeicher. Das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), das Andalusischen Institut für Astrophysik (IAA), das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS) in Freiburg sowie das Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in den USA tragen weitere Messinstrumente und entscheidende Hardware-Komponenten zu der Mission bei. Ein weiterer Partner ist die Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF) der amerikanische Weltraumagentur NASA. Bereits zweimal, 2009 und 2013, ist Sunrise abgehoben und nach erfolgreichem Flug nach mehreren Tagen wieder gelandet.

Raumcon und Raumfahrer.net haben das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung 2015 besucht:

• Raumcon-Treffen 2015 in Kassel und Göttingen ( 31. Mai 2015)

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• SUNRISE – Sonnenobservatorium am Ballon

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Quelle: Georg-August-Universität Göttingen.

(pug) Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung der Universität Göttingen hat drei neue Planeten entdeckt, von denen einer möglicherweise bewohnbar ist. Die neu entdeckten Planeten umkreisen in der 31 Lichtjahre entfernten Konstellation Hydra einen Stern namens GJ 357, der etwa ein Drittel der Masse und Größe der Sonne aufweist. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen.

Im Februar 2019 beobachteten Kameras des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA den Stern. Dabei stießen sie auf die Existenz eines Exoplaneten, der in seiner Umlaufbahn den Stern teilweise bedeckt und sein Licht dadurch abschwächt. Diese sogenannten „Transits“ gehören zum Planeten GJ 357 b, einem Planeten, der etwa 22 Prozent größer ist als die Erde. Er umkreist seinen Stern elfmal näher als Merkur unsere Sonne. Dies ergibt eine Gleichgewichtstemperatur – berechnet ohne Berücksichtigung des zusätzlichen Treibhauseffekts einer möglichen Atmosphäre – von etwa 250 Grad Celsius.

„Wir bezeichnen GJ 357 b als so genannte heiße Erde“, erklärt Ko-Autor Prof. Dr. Stefan Dreizler vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen. „Obwohl der Planet kein Leben beherbergen kann, ist er ein wichtiger Meilenstein in der Erforschung erdähnlicher Planeten. GJ 357 b ist der drittnächste Transit-Exoplanet und damit einer der am besten geeigneten Planeten, die wir haben, um die Zusammensetzung einer möglichen Atmosphäre zu messen.“ Wenn GJ 357 b aus Gestein besteht, ist er vermutlich etwa doppelt so groß wie die Erde.

Mithilfe von bodengestützten Daten, aufgenommen seit 1998 an der Europäischen Südsternwarte und am Campanas-Observatorium in Chile sowie am Keck-Observatorium in Hawaii und am Calar Alto-Observatorium in Spanien, konnte das Forscherteam unter der Leitung des Instituts für Astrophysik der Kanarischen Inseln auf Teneriffa die Existenz von GJ 357 b bestätigen – und stieß überraschenderweise auf zusätzliche Signale der planetarischen Begleiter, GJ 357 c und GJ 357 d, die allein durch TESS-Beobachtungen nicht entdeckt werden konnten. GJ 357 d ist weit genug von seinem Stern entfernt, um möglicherweise bewohnbar zu sein.

GJ 357 c hat eine Masse, die mindestens das 3,4-fache der Erde beträgt, umkreist den Stern alle 9,1 Tage und hat eine Gleichgewichtstemperatur um 130 Grad Celsius. TESS hat keine Transits von diesem Planeten beobachtet, was darauf hindeutet, dass seine Umlaufbahn im Verhältnis zur Umlaufbahn der heißen Erde leicht geneigt ist – vielleicht um weniger als ein Grad.

GJ 357 d, der äußerste bekannte Planet des Systems, hat eine Masse von mindestens dem 6,1-fachen der Erde und umkreist den Stern alle 55,7 Tage in einem Abstand von etwa 20 Prozent der Entfernung zwischen der Erde und der Sonne. Größe und Zusammensetzung des Planeten sind unbekannt, aber eine felsige Welt mit dieser Masse würde sich zwischen der ein- und zweifachen Größe der Erde bewegen. Mit einer Gleichgewichtstemperatur von -53 Grad Celsius wirkt der Planet auf den ersten Blick eher eisig als bewohnbar.

„GJ 357 d befindet sich am äußeren Rand der bewohnbaren Zone seines Sterns, wo er von seinem Stern etwa die gleiche Menge an Sternenenergie erhält wie der Mars von der Sonne“, so die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. „Wenn der Planet eine dichte Atmosphäre hat, die in zukünftigen Studien bestimmt werden muss, könnte er genügend Wärme einfangen, um den Planeten zu erwärmen und flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche zuzulassen.“

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Quelle: DESY.

Das internationale Neutrino-Observatorium IceCube am Südpol wird in den kommenden Jahren erheblich erweitert. Zusätzlich zu den bestehenden 5160 Sensoren werden weitere 700 optische Module im ewigen Eis der Antarktis installiert. Die National Science Foundation in den USA hat 23 Millionen US-Dollar für den Ausbau bewilligt. Die Helmholtz-Zentren DESY und Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützen mit insgesamt 5,7 Millionen Euro (6,4 Millionen US-Dollar) den Bau von 430 neuen optischen Modulen, mit denen das Observatorium unter anderem zu einem Neutrinolabor erweitert wird. IceCube, für das Deutschland mit insgesamt neun beteiligten Universitäten und den beiden Helmholtz-Zentrum der wichtigste Partner nach den USA ist, hatte im vergangenen Jahr überzeugende Hinweise auf eine erste Quelle hochenergetischer Neutrinos aus dem Kosmos veröffentlicht.

„Das IceCube-Upgrade soll nicht nur die Neutrino-Astronomie verbessern, sondern auch unser Wissen über das Neutrino selbst“, erläutert DESY-Forscher Timo Karg, Projektleiter für die optischen Sensoren im IceCube-Upgrade. „Wir haben bereits zehn Jahre Daten mit IceCube gesammelt, und die werden durch das Upgrade erheblich aufgewertet.“ Bei DESY werden 225 der neuen Sensoren gebaut, 205 steuert die Michigan State University bei und rund 300 eines anderen Typs liefert die Universität Chiba in Japan.

Neutrinos gehören zu den rätselhaftesten Elementarteilchen. Sie wechselwirken kaum und können mühelos ganze Planeten, Sterne und Galaxien durchqueren – sie werden daher auch als Geisterteilchen bezeichnet. Das Neutrino-Observatorium IceCube späht tief im antarktischen Eis nach den scheuen Elementarteilchen. Unter der Oberfläche lauert es auf das bläuliche Leuchten, das energiereiche Neutrinos aus dem Weltall bei ihren sehr seltenen Kollisionen im Eis auslösen können. Dazu dienen extrem lichtempfindliche „Digital Optical Modules“ (DOM), die an 86 Kabelsträngen bis zu 2,5 Kilometer tief im durchsichtigen Eis liegen. Aus der genauen Vermessung der Leuchtspur einer Neutrinokollision lassen sich Herkunftsrichtung und Energie des Teilchens rekonstruieren. Da Neutrinos so extrem selten wechselwirken, überwacht IceCube einen kompletten Kubikkilometer unterirdisches Eis und ist damit der größte Neutrinodetektor der Welt.

Für das IceCube-Upgrade sollen im antarktischen Sommer 2022/23 im Zentrum des Detektors sieben zusätzliche Kabelstränge mit den neu entwickelten Sensoren mehr als 1,5 Kilometer tief ins Eis eingeschmolzen werden. Dabei kommen zwei Typen optischer Module zum Einsatz, die auch für eine zehnfach größere zukünftige Erweiterung von IceCube, IceCube-Gen2, getestet werden. Ein Typ dieser neuen optischen Sensoren, das „multi-Pixel Digital Optical Module“ (mDOM), wurde in Deutschland von den beteiligten Universitäten und Helmholtz-Zentren entwickelt. Gegenüber den bisherigen Modulen besitzen die mDOMs, von denen rund 400 installiert werden, eine deutlich größere sowie segmentierte Detektionsfläche und damit eine signifikant höhere Empfindlichkeit.

„Mit dem IceCube-Upgrade und dem späteren Ausbau zu IceCube-Gen2 erweitert dieses weltweit einzigartige Neutrino-Observatorium unseren Blick ins All an entscheidender Stelle und trägt dadurch bei, die Rätsel um die Physik der höchstenergetischsten Prozesse in unserem Universum zu lösen“, sagt der Leiter der KIT-IceCube-Gruppe, Andreas Haungs.

Durch die Erweiterung steigt jedoch nicht nur die Empfindlichkeit des Observatoriums, es sinkt auch die Energieschwelle, ab der sich Neutrinos nachweisen lassen. Damit können die Eigenschaften der Teilchen mit bisher unerreichter Genauigkeit vermessen werden – IceCube wird auch zum Neutrino-Labor. „Neutrinos sind die am wenigsten verstandenen Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik,“ betont Alexander Kappes, Professor an der Universität Münster und Leiter des mDOM-Projekts. „Sie haben Eigenschaften, die das Standardmodell nicht erklären kann.“

Neutrinos gibt es in drei Sorten. Überraschenderweise können die Teilchen zwischen diesen Sorten hin und her wechseln. Physiker nennen das Neutrino-Oszillationen. Eins der Ziele des IceCube-Upgrades ist es, die Parameter dieser Oszillationen deutlich besser zu bestimmen. Ein weiteres Ziel ist, die optischen Eigenschaften des Eises genauer zu vermessen, was eine bessere Rekonstruktion der Eigenschaften beobachteter Neutrinos in allen Energiebereichen erlaubt. Das schärft nicht nur künftig den Blick des Neutrinoobservatoriums ins All, sondern ermöglicht auch, die bereits registrierten Neutrinoereignisse nachträglich genauer zu rekonstruieren.

Beobachtungen mit IceCube und einer großen Zahl anderer, über den ganzen Globus verteilter Observatorien hatten im vergangenen Jahr zur ersten Ortung einer kosmischen Quelle energiereicher Neutrinos geführt. Die von IceCube nachgewiesenen Teilchen kamen demnach aus einer rund vier Milliarden Lichtjahre entfernten aktiven Galaxie, in deren Zentrum ein gigantisches Schwarzes Loch als natürlicher Teilchenbeschleuniger fungiert.

Das IceCube-Neutrinoobservatorium befindet sich an der Amundsen-Scott-Südpolstation. Das Management und der Betrieb des Observatoriums erfolgt durch das Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center (WIPAC) an der University of Wisconsin–Madison. Das Wissenschaftsprogramm wird von mehr als 300 Forscherinnen und Forschern aus 52 Instituten in 12 Ländern bestritten. Nach den USA ist Deutschland der wichtigste Partner in dem internationalen Projekt. Hier sind neben den Helmholtz-Zentren DESY und KIT die Universitäten Bochum, Erlangen-Nürnberg, Mainz, Münster und Wuppertal sowie die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, die Humboldt-Universität zu Berlin und die Technischen Universitäten Dortmund und München beteiligt.

Deutsche Universitätsgruppen arbeiten auch an der Entwicklung von optischen (TU München, Uni Wuppertal) und akustischen (RWTH Aachen) Geräten zur präzisen Eichung des Detektors, Simulations- und Kalibrierungsmethoden (TU Dortmund, Uni Bochum), sowie der Entwicklung von neuartigen Sensorkonzepten (Uni Mainz) für IceCube-Gen2 mit. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung, das die Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft zu 90 Prozent finanziert, unterstützt die deutschen Beiträge zu IceCube darüber hinaus aus Mitteln der Verbundforschung für die beteiligten Universitäten.

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: Max-Planck-Institut für Astronomie.

18. Juni 2019 – Ein internationales Team von Astronomen hat zwei erdähnliche Planeten um einen der kleinsten bekannten Sterne, „Teegardens Stern“, gefunden. Die Planeten liegen in der habitablen Zone des Sterns, in der flüssiges Wasser existieren kann. Sie haben ein Viertel bzw. ein Drittel mehr Masse als die Erde. Die Entdeckung hilft, unsere Statistik der Eigenschaften von Exoplaneten zu vervollständigen, indem sie Auswahleffekte früherer Beobachtungen korrigiert. Hypothetische Beobachter auf diesen Planeten wären übrigens bald in einer einzigartig günstigen Position, um unsere Erde mit Hilfe der sogenannten Transitmethode nachzuweisen! Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Bis heute haben Astronomen mehr als 4000 Exoplaneten entdeckt, also Planeten, die andere Sterne umkreisen als die Sonne. Aber unser Blick auf die fremden Welten da draußen zeigt uns nur einen Teil des Ganzen. Die Standardmethoden zum (indirekten) Nachweis von Exoplaneten erfordern jeweils genaue Messungen des Lichts des betreffenden Sterns, und solche Messungen sind für Sterne, die etwa so hell sind wie unsere Sonne, viel einfacher als für leuchtschwächere Exemplare. Allerdings sind die allermeisten Sterne in unserer Milchstraße leuchtschwächer und rötlicher als die Sonne, und für diese Sterne war der Nachweis von Exoplaneten bislang schwierig. Das verzerrt unsere Statistik dazu, wie häufig Exoplaneten mit welchen Eigenschaften in unserer Milchstraße vorkommen, unter Umständen ganz beträchtlich!

Genau an dieser Stelle soll das CARMENES-Instrument am Calar Alto Observatorium Abhilfe schaffen, das Anfang 2016 in Betrieb genommen wurde. CARMENES ist ein Doppelspektrograph, der für die Beobachtung genau solcher leuchtschwachen, rötlichen Sterne optimiert wurde. Martin Kürster, leitender Wissenschaftler für CARMENES am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), der an der neuen Studie beteiligt war, sagt: „CARMENES kann uns helfen, unsere Vorurteile zu korrigieren, indem wir die mit Abstand häufigsten Sterne in unserer Galaxie untersuchen. Das Instrument ist empfindlich genug, um erdähnliche, potentiell bewohnbare Planeten um solche Sterne herum zu erkennen.“

Einer der mehr als 300 von CARMENES beobachteten roten Zwergsterne war „Teegardens Stern“ im Sternbild Widder. Benannt ist er nach dem NASA-Wissenschaftler Bonnard J. Teegarden, der den Stern in Daten fand, die eigentlich zur Nachverfolgung von Asteroiden gesammelt worden waren. Mit nur 8% der Sonnenmasse, nur rund 10% des Sonnenradius ist Teegardens Stern einer der kleinsten Sterne in unserer Nachbarschaft. Bei einer Temperatur von 2900 K ist er rötlich und deutlich leuchtschwächer als die Sonne. Mit einer Entfernung von nur 12,5 Lichtjahren ist er einer der uns nächsten Sterne.

Mathias Zechmeister von der Universität Göttingen (ehemals am MPIA), Hauptautor der Studie, sagt: „Wir haben diesen Stern drei Jahre lang beobachtet und nach periodischen Schwankungen seiner Geschwindigkeit gesucht. Die Daten zeigen deutlich die Existenz von zwei Planeten an.“ Die für den Nachweis verwendete so genannte Radialgeschwindigkeitsmethode ermöglicht die Messung der Mindestmasse eines Planeten und Schätzungen seiner wahrscheinlichen Masse. Die Planeten um den Stern von Teegarden haben eine Mindestmasse von 1,05 bzw. 1,1 Erdmassen, wobei die besten Massenschätzungen bei 1,25 bzw. 1,33 Erdmassen liegen. Damit dürfte es sich bei beiden um erdähnliche Planeten handeln. Den üblichen Konventionen folgend erhielten die Planeten die Bezeichnungen Teegarden b und Teegarden c.

Beide Planeten laufen in der habitablen Zone des Sterns um, in der im Prinzip flüssiges Wasser auf ihren Oberflächen existieren könnte. Einer der Planeten müsste allerdings eine recht spezielle Atmosphäre aufweisen, um Wasser auf seiner Oberfläche halten zu können. Schätzungen gehen davon aus, dass das Alter des Systems rund 8 Milliarden Jahre beträgt, fast doppelt so alt wie die Erde. Das ließe viel Zeit für die Entwicklung von Leben.

Übrigens wäre es für hypothetische intelligente Wesen auf einem dieser Planeten innerhalb weniger Jahrzehnte einfacher, den Planeten Erde nachzuweisen, als umgekehrt: Zwischen den Jahren 2044 und 2496 wird Teegardens Stern genau in der richtigen Richtung relativ zu uns stehen, dass unser Sonnensystem aus Sicht etwaiger Planetenbewohner direkt von der Seite zu sehen ist. Solche Bewohner sollten dann in der Lage sein, die Erde mit Hilfe der sogenannten Transitmethode nachzuweisen, wenn sie die Erde direkt vor der Sonnenscheibe vorbeiziehen sehen.

Zu diesem Zeitpunkt ist davon auszugehen, dass die Astronomen auf der Erde bereits einen Schritt weiter sind: Die Ähnlichkeiten mit der Erde und die potenzielle Bewohnbarkeit machen die beiden neu entdeckten Planeten zu wichtigen Kandidaten für vertiefte Studien mit der nächsten Generation von erdgebundenen Teleskopen – in der Hoffnung, dort eventuell sogar Spuren von Leben zu entdecken.

Hintergrundinformationen
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht als M. Zechmeister et al. 2019, „The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs: Two temperate Earth-mass planet candidates around Teegarden’s Star“ in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics.

• Weitere Informationen, Bilder und Filme (M. Zechmeister)
• Fachartikel (Englisch)

Das Instrument CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs, zu deutsch etwa „Die hochaufgelöste Suche am Calar Alto nach M-Zwergen mit Exo-Erden mithilfe von Spektrografen im Nahinfraroten und im sichtbaren Licht“) ist ein hochauflösender Spektrograph für sichtbares und nahinfrarotes Licht. Das Projekt wird von den Universitäten Göttingen, Hamburg, Heidelberg und Madrid, dem Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, den Instituten des Consejo Superior de Investigaciones Científicas in Barcelona, Granada und Madrid, der Thüringer Landessternwarte, dem Instituto de Astrofísica de Canarias und der Calar-Alto Sternwarte durchgeführt. Seit 2016 suchen deutsche und spanische Wissenschaftler im Rahmen von CARMENES nach Planeten um Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft. Die neuen Planeten sind der zehnte bzw. elfte, den das Projekt bislang entdeckt hat.

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Quelle: FAU.

21. Mai 2019 – Mit Röntgenaugen tief ins heiße Universum schauen: Das soll die sogenannte Röntgenintegralfeldeinheit (X-IFU) an Bord von ATHENA, einem Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), einmal möglich machen. Das Projekt hat eine wichtige Hürde genommen: Die Machbarkeit des Instruments ist von der ESA und der französischen Weltraumorganisation (CNES) betätigt worden. Die FAU ist ebenfalls Teil dieses Forschungskonsortiums, das aus den Institutionen elf europäischer Länder sowie der USA und Japans besteht, und unterstützt mit einer besonderen Software für mathematische Modelle das Projekt. Das Teleskop soll ab den 2030er Jahren den Weltraum untersuchen.

Mathematische Modelle aus der FAU
Der Astrophysiker Prof. Dr. Wilms und sein Team von der Remeis-Sternwarte der FAU und dem Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) steuern für das ATHENA-Weltraumobservatorium ein wichtiges Element bei. Das Team hat eine Software entwickelt, die den gesamten geplanten Detektionsprozess in Geräten wiedergeben und mit der sich simulieren lässt, welche Daten von Instrumenten wie X-IFU erfasst werden. „Wir können damit mathematische Modelle bauen, die so ausgereift sind, dass die simulierten Daten den Messdaten aus den Geräten gleichen“, erklärt Prof. Wilms. „Das brauchen wir, um die Leistung der Geräte optimieren zu können.“ Mit dieser einzigartigen Simulationssoftware sind die FAU-Forscher sehr gefragt: Sie lässt sich auf alle möglichen Missionen anpassen und ermöglicht spezifische Leistungsstudien. Doch an der Softwareanpassung für die ATHENA-Mission arbeiten die Erlanger Wissenschaftler nicht alleine. Einzelne Module werden von den Partnern im Konsortium geliefert. Die Koordinationsarbeit übernehmen die FAU-Astronomen, die wiederum die Wissenschaftler in den anderen Forschungsinstitutionen unterstützen, die Software bei unterschiedlichen Studien einzusetzen.

Galaxienhaufen und Schwarze Löcher
X-IFU stellt zusammen mit dem vom Garchinger Max Planck Institut für extraterrestrische Physik (MPE) koordinierten Wide Field Imager (WFI) die wissenschaftliche Nutzlast des Weltraumteleskops ATHENA (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics). Beide Instrumente werden mit dem Röntgenteleskop einen Energiebereich des Lichtes beobachten, der nur vom Weltraum aus zugänglich ist, nämlich das heiße und energetische Universum, also die Welt von Galaxienhaufen, Schwarzen Löchern oder explodierenden Sternen. Diese Objekte enthalten die Schlüssel zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung des Universums. X-IFU wird den Forschern ermöglichen, wichtige Informationen über die Bildung und Entwicklung der im Universum beobachteten, großen Materiestrukturen zu erlangen. Zudem sollen so Daten über die Entstehung von Schwarzen Löchern und ihre Wechselwirkung mit den Galaxien, in denen sie sind, gesammelt werden. WFI, an dem die FAU ebenfalls beteiligt ist, wird hierfür besonders die weiträumigen Strukturen abbilden und Strahlung aus der Nähe der schwarzen Löcher vermessen. Das ATHENA-Weltraumteleskop wird in den frühen 2030er Jahren starten.

Das X-IFU-Konsortium versammelt Ingenieure und Forscher aus 50 Laboren, verteilt auf elf ESA-Mitgliedstaaten, Japan und die Vereinigten Staaten. Die Arbeiten in der Arbeitsgruppe von Prof. Wilms wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bislang mit 621.000 Euro gefördert, bis 2021 sind weitere 684.000 Euro bewilligt worden.

Der Beitrag ATHENA X-IFU: Röntgenaugen für den Sternenhimmel erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

17. April 2019 – Das Ausblieben von Heliumhydrid-Ionen-Funden hatte die Folge, dass die damit verbundenen chemischen Modellrechnungen angezweifelt wurden. Doch einem internationalen Forscherteam unter der Leitung von Rolf Güsten vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie ist es nun geglückt, dieses Molekül in Richtung des Planetarischen Nebels NGC 7027 eindeutig nachzuweisen. Gelungen ist der Nachweis mit Hilfe des Ferninfrarot-Spektrometers GREAT an Bord der fliegenden Sternwarte SOFIA. SOFIA (Stratosphären Observatorium für Infrarot-Astronomie) ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA. Die Ergebnisse werden in der Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature“ vom 18. April 2019 veröffentlicht.

„Im vergangenen Jahrzehnt setzte man große Hoffnungen in die Weltraumobservatorien ‚Spitzer‘ (NASA, gestartet 2003) und ‚Herschel‘ (ESA, gestartet 2009), aber keines der Teleskope war in der Lage, dieses Molekül zu detektieren. Mit SOFIA haben wir den Nachweis erbracht, dass dieses Molekül sich tatsächlich in Planetarischen Nebeln bilden kann. Derzeit gibt es kein anderes Teleskop, welches in diesen Wellenlängen beobachten kann. Das macht diese Beobachtungsplattform noch für viele Jahre einzigartig“, sagte Anke Pagels-Kerp, Abteilungsleiterin Extraterrestrik im DLR Raumfahrtmanagement in Bonn.

In den späten 1970er Jahren deuteten astrochemische Modelle auf die Möglichkeit hin, dass HeH+ in nachweisbarer Häufigkeit in astrophysikalischen Nebeln innerhalb unserer Milchstraße vorhanden sein könnte. Es wurde angenommen, dass es vielleicht am leichtesten in sogenannten Planetarischen Nebeln gefunden werden könnte, die von sonnenähnlichen Sternen in der letzten Phase ihres Lebenszyklus ausgestoßen werden. Die energiereiche Strahlung, die dabei vom Zentralstern erzeugt wird, treibt Ionisationsfronten in die ausgestoßene Hülle. Genau dort soll sich nach den Modellrechnungen das HeH+-Molekül ausbilden. Doch trotz seiner unbestrittenen Bedeutung für die Geschichte des frühen Universums gelang es für lange Zeit nicht, das HeH+-Molekül im interstellaren Raum aufzufinden. Durch Laboruntersuchungen ist es seit 1925 bekannt, während die gezielte Suche im Weltall während der vergangenen Jahrzehnte erfolglos blieb.

Das Molekül strahlt am stärksten in einer Spektrallinie bei einer charakteristischen Wellenlänge von 0,149 mm (entsprechend einer Frequenz von 2,01 Terahertz). Die Erdatmosphäre ist in diesem Wellenlängenbereich komplett undurchlässig für alle bodengebundenen Observatorien, so dass die Suche entweder aus dem Weltraum oder mit hochfliegenden Observatorien wie SOFIA erfolgen muss. In einer Flughöhe von 13 bis 14 Kilometern operiert SOFIA oberhalb der absorbierenden Schichten der unteren Atmosphäre.

„SOFIA bietet die einzigartige Möglichkeit, jederzeit neueste Technologien einzusetzen. Mit der aktuellen Weiterentwicklung des deutschen Instruments GREAT wurde dieser Nachweis von Helium-Hydrid nun ermöglicht. Dies unterstreicht die Wichtigkeit und Chance, auch in Zukunft neue Instrumente für SOFIA zu entwickeln“, erläutert Heinz Hammes, SOFIA-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement.

Nach dem Urknall: Die Chemie unseres Universums beginnt
Die herausragende Bedeutung des HeH+-Moleküls ergibt sich aus seiner Rolle bei der Entstehung des Universums: Ungefähr 300 000 Jahre nach dem Urknall erfolgte der Beginn aller Chemie. Die Temperatur im noch jungen Universum war zu diesem Zeitpunkt bereits unter einen Wert von zirka 3700 Grad Celsius gefallen. Die im Urknall entstandenen Elemente wie Wasserstoff, Helium, Deuterium und Spuren von Lithium waren zunächst aufgrund der hohen Temperaturen ionisiert. Sie rekombinierten sich im abkühlenden Universum wieder mit freien Elektronen, um so die ersten neutralen Atome zu erzeugen. Zunächst erfolgte dies bei Helium. Zu diesem Zeitpunkt war der Wasserstoff selbst noch ionisiert und lag in der Form von freien Protonen oder Wasserstoffkernen vor. Mit ihnen verbanden sich die Heliumatome zum Heliumhydrid-Ion HeH+, das so zu einer der wohl ersten molekularen Verbindungen im Universum wurde. Mit fortschreitender Rekombination reagierte das HeH+ mit den nun vorhandenen neutralen Wasserstoffatomen und bildete so einen Pfad zur Entstehung von molekularem Wasserstoff und damit dem chemischen Beginn unseres Universums.

„Mit den jüngsten Fortschritten in der Terahertz-Technologie ist es nun möglich, hochauflösende Spektroskopie bei den erforderlichen ferninfraroten Wellenlängen durchzuführen“, erklärte Rolf Güsten, Erstautor der Veröffentlichung. Als Ergebnis von Messungen mit dem GREAT-Spektrometer an Bord der fliegenden Sternwarte SOFIA kann das Team nun den eindeutigen Nachweis des HeH+-Moleküls in Richtung der Hülle des Planetarischen Nebels NGC 7027 bekannt geben.

SOFIA
Das Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird vom DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.

GREAT
Der „German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies“ ist ein hochauflösendes Spektrometer für astronomische Beobachtungen bei fern-infraroten Wellenlängen zwischen 0,06 und 0,6 mm. Damit operiert GREAT in einem Spektralbereich, der wegen der Absorption der Erdatmosphäre von bodengebundenen Observatorien aus nicht zugänglich ist. Der modulare Aufbau des Instruments ermöglicht den kurzfristigen Einbau neuartiger Technologie. Mit dem GREAT-Empfänger an Bord des Flugzeugobservatoriums SOFIA sind seit 2011 mehr als 150 erfolgreiche Forschungsflüge durchgeführt worden. GREAT ist eine gemeinsame Entwicklung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn und KOSMA/Universität zu Köln, in Kooperation mit dem DLR-Institut für Optische Sensorsysteme in Berlin.

Originalpublikation:

• Rolf Güsten et al.: First astrophysical detection of the helium hydride ion (HeH+), zur Veröffentlichung in Nature, Ausgabe vom 18. April 2019.

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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

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Erstellt von Roland Rischer. Quelle: NASA, Garnavich et al.

Im Jahr 2011 hat das 2009 gestartete Kepler-Weltraumteleskop erstmals den Blitz der Schockwelle einer beginnenden Supernova – Ergebnis eines Schockwellendurchbruchs an der Sternenoberfläche – im sichtbaren Wellenlängenbereich dokumentiert. Die umfangreichen Kepler-Daten aus der ersten, ursprünglichen Mission (bis zum Teilausfall seiner Lageregelung 2013), die eigentlich der Entdeckung von Exoplaneten dienen, werden schon länger von Gast-Beobachterteams hinsichtlich möglicher Sternenexplosionen oder auch Supernovae ausgewertet.

So auch ein Team um den Astrophysiker Peter Garnavich an der University of Notre Dame in Indiana, USA. Es analysiert die Daten, die das Kepler-Weltraumteleskop über drei Jahre hinweg alle 30 Minuten aus einem konstanten Sichtfeld mit rund 500 Galaxien und etwa 50 Billionen Sternen lieferte. Er und andere arbeiten im Kepler Extragalactic Survey oder kurz KEGS. Gesucht werden von KEGS unter anderem Hinweise auf Supernovae. Da benötigt man natürlich eine so große Stichprobe, um wenigstens die Chance auf ein paar ungewöhnliche Ereignisse zu haben, die man sich dann näher anschaut. Tatsächlich konnte der Explosionsablauf zweier roter Riesensterne aus dem Datenmaterial herausgefiltert und analysiert werden.

Allein die Zahlenverhältnisse zeigen, was für ein gigantischer Glücksfall vorliegt. Die Beobachtung von Supernovae ist an sich schon selten, und wenn, sieht man sie meist im fortgeschrittenen Stadium. Eine beginnende Supernova hat bereits nach wenigen Tagen ihre maximale Leuchtkraft erreicht und der Blitz der Schockwelle ganz am Anfang dauert nur 20 Minuten. Will man eine Supernova von Anfang an sehen, weil gängige Theorien zum Ablauf nur dann eine Bestätigung finden können, muss man zur richtigen Zeit in die richtige Richtung schauen. Mit dem Kepler-Teleskop ist das, wie man nun weiß, 2011 im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes gelungen.

Nicht zu vernachlässigender Nachteil dieser ziemlich verzögerten Datenanalyse: Eine ad hoc initiierte Parallel-Verfolgung der Ereignisse durch irdische Observatorien ist nicht möglich.

Beobachtet wurden zwei Sternenexplosionen. Sie betrafen zum einen den Stern KSN2011a, rund 300 Mal größer als unsere Sonne und 700 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Zum anderen entwickelte sich KSN2011d, 500 Mal größer als die Sonne und in einer Entfernung von 1,2 Milliarden Lichtjahren, zu einer Supernova. Der Sternenumfang vor der Explosion ist in beiden Fällen größer als die Erdumlaufbahn.

Beide aufgezeichneten Supernovae entsprechenden dem Typ II, dessen Kennzeichen ist, dass den ständigen Kernfusionsprozessen im Inneren eines roten Riesensterns der Brennstoff ausgeht. Die Schwerkraft lässt den über mehrere Fusionsstufen entstandenen Eisenkern in sich zusammenbrechen und löst damit eine Explosion aus, bei der sich der Stern selbst zerlegt. Die Aufzeichnung des Lichtblitzes der Schockwelle als frühes optisches Anzeichen einer Sternenexplosion gelang bei dem größeren der beiden Sterne und ist ein Meilenstein in der astronomischen Forschung, denn er bestätigt Theorien über den Ablauf eines Supernova-Prozesses. Von KSN2011d lagen aus der Phase zwischen beginnender Aufhellung und maximaler Helligkeit rund 500 photometrische Messungen vor. Der gemessene Anstieg entspricht den theoretischen Aussagen von I. Rabinak und E. Waxmann aus 2011 bezüglich Supernova-Abläufen bei roten Riesensternen. Zusätzlich gab es aber eine auffällige Abweichung in den Daten zur Zeit des theoretisch vermuteten Schockwellen-Durchbruchs an der Sternenoberfläche. Sieben photometrische Messungen wiesen kurz nach Zeitpunkt T0 (der Kernkollaps) signifikant höhere Helligkeitswerte aus und können damit aus wissenschaftlicher Sicht als der Lichtblitz des Schockwellendurchbruchs gewertet werden. Der Blitz entsprach zwölf Prozent der maximalen Supernova-Helligkeit. Statistisch nicht nachgewiesen werden konnten theoretisch zu erwartende Strahlungsvorläufer des Schockwellendurchbruchs. Die Schockwelle aus dem Eisenkernzusammenbruch läuft langsamer nach außen als die freigesetzten Photonen. Diese müssten Stunden vor dem Schockwellendurchbruch registriert werden können.

Die beiden Supernovae zeigten allerdings unerwartete Unterschiede. Während beide Explosionen eine ähnliche Energie entwickelten, konnte bei dem kleineren Stern keine Schockwelle aufgezeichnet werden. Die Wissenschaftler vermuten, KSN2011a könnte von einer Materiewolke umgeben gewesen sein, die den Schockwellen-Blitz verschluckt hat, als er die Sternenoberfläche erreichte. „Das ist eines der Rätsel in unseren Daten“, so Garnavich. „Man sieht zwei Supernovae und registriert verschiedene Dinge.“

Die Erforschung von Supernovae dient unter anderem dem besseren Verständnis der Verteilung schwerer chemischer Elemente in räumlicher und zeitlicher Hinsicht in unserer Heimatgalaxie. Das wiederum könnte ein Baustein zur Erklärung unseres Daseins sein, denn schwere Elemente sind durchweg Ergebnis von Sternenexplosionen und die Grundlage des Lebens in unserem Sinne, betont NASA-Wissenschaftler Steve Howell, am Ames Research Center der NASA im Silicon Valley für die Kepler-Mission zuständig.

Die Analyse der Daten aus der ersten Kepler-Mission bis 2013 durch KEGS steht kurz vor dem Abschluss. Der Kepler-Einsatz mit dem ursprünglichen wissenschaftlichen Beobachtungsprogramm musste 2013 nach dem Ausfall von zwei der vier Reaktionsräder zur Lagestabilisierung des Satelliten aufgegeben werden. Das Problem der Lagestabilisierung konnte jedoch durch eine spezielle Ausrichtung mit dem Ziel einer gleichmäßigen Verteilung des Strahlungsdrucks der Sonne auf die Sonde insoweit gelöst werden, dass das Kepler-Teleskop unter angepasster wissenschaftlicher Zielsetzung für eine Mission K2 nutzbar wurde. Der wesentliche Unterschied zu vorher ist ein alle 83 Tage wechselndes Sichtfeld. Das KEGS-Team wird auf der Suche nach weiteren Supernovae also weiterhin genügend Kepler-Daten durchkämmen können. Bei Ames-Research erwartet man von der Kepler-K2-Mission trotz Sichtfeldwechsel Dutzende weiterer Supernova-Beobachtungen. Mit viel Glück dürfte auch wieder ein Schockwellen-Blitz dabei sein.

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• Supernovae

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Ein Beitrag von Christian Klempsmann. Quelle: ESO.

Am gestrigen Dienstag unterzeichneten Professor Lena Kolarska-Bobińska, die polnische Ministerin für Wissenschaft und Hochschulwesen und Tim de Zeeuw, Generaldirektor der ESO, im Beisein ranghoher Vertreter der ESO und der Republik Polen, in Warschau eine Vereinbarung, nach der die Republik Polen der Staatengemeinschaft beizutreten beabsichtigt, die das European Southern Observatory betreibt.

Diese zwischenstaatliche Vereinbarung muss noch vom polnischen Parlament ratifiziert werden, bevor der Betritt offiziell bestätigt werden kann.

Bereits in der Vergangenheit kooperierten beide Parteien; so fand zum Beispiel der letzte „ESO Industry Day“ in Warschau statt und gab der polnischen Industrie die Gelegenheit, sich über die bestehenden Einrichtungen der ESO ebenso zu informieren, wie über den Bau des European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Polen, Heimatland von Nikolaus Kopernikus, hat eine lange Tradition in der Erforschung des Weltalls, so dass sowohl Polen als auch die ESO von der Vereinbarung profitieren werden.

Die Mitgliedsstaaten der ESO sind:

Belgien, Brasilien (noch nicht ratifiziert), Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Italien, Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, Schweiz, Tschechien und das Vereinigte Königreich.

Weiterführende Informationen
Nikolaus Kopernikus

Die europäische Südsternwarte / European Southern Observatory

Brasilien wird 15. Mitgliedsland der ESO

E-ELT praktisch beschlossen

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