Ein Beitrag von Günther Glatzel und Gertrud Felber. Quelle: American Museum of Natural History, CalTech.

US-Astronomen haben mit einem neuen abbildenden Infrarot-Sensor am 5-Meter-Hale-Teleskop des Palomar-Observatoriums in Kalifornien Spektren der vier im Jahre 2008 entdeckten Planeten um den Stern HR 8799 gewonnen. Dabei zeigte sich, dass die Planetenatmosphären recht unterschiedliche und ungewöhnliche Zusammensetzungen besitzen. Normalerweise würde man bei derart großen und warmen Planeten, die Temperaturen liegen um 1.000 K, eine bestimmte Mischung von Ammoniak und Methan erwarten. Die Planeten von HR 8799 zeigten hingegen nur Spektrallinien des einen oder des anderen Stoffes. Zusätzlich fand man neben Kohlendioxid auch Hinweise auf Azetylen.

Ein weiterer erstaunlicher Fakt war, dass die Planeten „röter“ als angenommen waren, das heißt, die reflektierte Strahlung war langwelliger als erwartet. Man erklärt dies durch eine unvollständige Bewölkung in den Atmosphären. Auf jeden Fall ist die Luft auf allen Planeten zu giftig und zu heiß, um Leben nach unseren Vorstellungen zu ermöglichen.

Auch der Stern HR 8799 ist ungewöhnlich. Er besitzt die 1,6-fache Masse unserer Sonne, ist fünfmal heller, strahlt etwa 1.000-mal mehr UV-Strahlung ab und seine Helligkeit kann im Verlaufe von 2 Tagen um 8% variieren. HR 8799 befindet sich im Sternbild Pegasus. (HR steht für Harvard Revisited Photometry Catalogue, dessen Nachfolger der aktuelle Bright Star Cataloge ist. Im Nachhinein hat man übrigens die Planeten des Systems auf Aufnahmen des Hubble Space Telescope gefunden, die bereits im Jahre 1998 angefertigt wurden.)

Das Project 1640 wird von Ben E. Oppenheimer geleitet und vereint Bemühungen und Ressourcen von Forschern des California Institute of Technology (CalTech, USA), des Jet Propulsion Laboratory (JPL, USA) der NASA, der Universitäten Cambridge (Großbritannien) und New York (USA), des Space Telescope Science Institute (STScI) sowie des Amerikanischen Museums für Naturgeschichte der USA. Der neue Messkomplex ist ein Integralfeld-Spektrograph, der dem 5-Meter-Spiegel, einer präzisen adaptiven Optik mit Korrekturbewegungen im Mikrosekundenbereich, einer weiteren Korrekturoptik sowie einem besonders genauen Koronographen nachgeschaltet ist und über eine auf 77 K gekühlte Quecksilber-Cadmium-Tellur-Detektormatrix mit 4 Megapixeln verfügt, in der Infrarot-Spektren parallel in 30 Bändern im Bereich von 1,06 bis 1,78 µm Wellenlänge aufgenommen werden können. Zum System gehört auch eine spezielle Software, welche die Korrekturoptik steuert, die Daten speichert und die Spektren auswertet.

Das Licht des zentralen Sterns wird durch eine Lochblende ausgeblendet, während das Licht der Umgebung des Sterns in die hochkomplizierte Apparatur reflektiert wird. Hier erfolgt nicht nur die spektrale Zerlegung sondern auch ein Ausgleich atmosphärischer Disperion sowie eine weitere Korrektur der Luftbewegungen. Das Licht des Sterns wird außerhalb der Apparatur auf einen Wellenfrontdetektor geleitet. Damit lässt sich mit einer Präszision von etwa 10 nm übrig bleibendes direktes Sternlicht aus den Spektren der beobachteten Planeten herausrechnen. Der Koronograph lässt die Beobachtung von Objekten in der Nähe von Sternen zu, die 1 bis 10 Millionen Mal schwächer leuchten als diese.

Geplant ist eine dreijährige Studie am Palomar-Observatorium, die im Juni 2012 begann und während der etwa 200 Sterne unter die Lupe genommen werden sollen, die sich innerhalb von ca. 150 Lichtjahren um unser Sonnensystem befinden.

Diskutieren Sie mit:

• Direkt beobachtete Exoplaneten

Der Beitrag Erste spektrale Fernerkundung eines Planetensystems erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA. Vertont von Karl Urban.

Am 25. Januar 2007 wurde durch Satelliten des interplanetaren Netzwerks ein Gammastrahlungsausbruch registriert. Durch den NASA-Satelliten SWIFT wurde der Ausbruch mit der Bezeichnung GRB 070125 (Gamma Ray Burst) im Zwillingssternbild lokalisiert. Durch erdgebundene Teleskope wurden daraufhin weitere Beobachtungen unternommen.

Die Untersuchungen ergaben zwei Besonderheiten. Im Vergleich zu bekannten GRBs wurden keine Spuren von dichtem Gas im Umfeld der Quelle entdeckt. Außerdem lag der Ausbruch, der in einer Entfernung von 9,4 Milliarden Lichtjahren stattfand, 88.000 Lichtjahre von der nächsten Galaxie entfernt. Nach bisherigen Erkenntnissen entstehen GRBs durch die Explosion schwerer Sterne. Diese haben nur eine kurze Lebensdauer, da sie ihren Brennstoff sehr schnell verbrauchen. Damit findet man solche Sterne normalerweise nur in der Nähe ihres Entstehungsorts, also den Gas- und Staubwolken der Galaxien.

GRB 070125 hingegen entstand mitten im Nichts. Wenn ein schwerer Stern die Quelle gewesen sein soll, muss erklärt werden, wie er es von seiner Geburtsstätte in diese leere Zone des Weltalls schaffen konnte. Die wahrscheinlichste Erklärung dürfte sein, dass der dahin geschiedene Stern am Rand einer Galaxie entstand, welche von einer weiteren nahen Galaxie beeinflusst wurde. Durch diese Wechselwirkung zwischen zwei Galaxien kann hinter einer Galaxie ein Schweif aus deren äußeren Armen entstehen. Sollte diese Theorie auch auf den Ort von GRB 070125 zutreffen, müsste sich ein Schweif durch langzeitbelichtete Aufnahmen feststellen lassen. Geplant ist jetzt, mittels des Hubble Space Telescopes eine solche Aufnahme dieser Region des Weltalls anzufertigen.

• SWIFT-Homepage der NASA
• Hubble-Homepage der NASA
• Wikipediaartikel zur GRBs

Der Beitrag Sternenexplosion in der Tiefe des Alls erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: University of Cambridge/Caltech.

Teleskope auf der Erdoberfläche haben eine große Einschränkung: Durch Luftunruhen in der Erdatmosphäre, die das Bild verzerren und verwischen, ist ihre Auflösung begrenzt und sie können nicht ihre volle Leistung erreichen. Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, sind Weltraumteleskope. Diese sind allerdings nicht nur sehr aufwändig und teuer, auch in der Größe und damit in der maximalen Auflösung sind Grenzen gesetzt.

Viele große Teleskope auf der Erde besitzen daher eine adaptive Optik, die die atmosphärischen Störungen kompensiert. Es gibt jedoch auch eine andere Lösung, um von der Erdoberfläche aus schärfere Bilder zu bekommen und gerade bei dieser Methode, die als Lucky Imaging bezeichnet wird, ist einem Team von der University of Cambridge und dem California Institue of Technology (Caltech) unter der Leitung von Craig Mackay nun der Durchbruch gelungen – die Bilder, die das Team mit dem 5,1 Meter-Teleskop des Palomar-Observatory in Kalifornien aufnahm, haben sogar eine höhere Auflösung als die des Hubble-Weltraumteleskops!
Das Geheimnis des Lucky Imaging besteht darin, dass nicht ein Bild mit langer Belichtungszeit aufgenommen wird. Stattdessen werden 20 oder mehr Bilder pro Sekunde aufgenommen. Auf einem Großteil dieser Bilder machen sich die Luftunruhen bemerkbar, doch es sind immer auch einige scharfe Bilder dabei. Ein Computerprogramm sucht nun die schärfsten Fotos heraus und kombiniert sie zu einem Bild.

Diese Methode wird schon seit längerem erfolgreich von Amateurastronomen angewendet. Woher kommt es dann, dass sie bei den großen professionellen Teleskopen bisher noch nicht so üblich war? Der Grund dafür liegt in der Technik: Die in der Amateurastronomie eingesetzten Kameras sind zu wenig empfindlich und die sonst verwendeten hochempfindlichen CCD-Sensoren eignen sich nicht dafür, so viele Bilder in so einer kurzen Zeit aufzunehmen. Es treten Störungen auf, die den Vorteil des Lucky Imaging wieder zerstören. Doch nun wurde eine neue Art von CCD-Sensoren entwickelt, bei denen auch beim Lucky Imaging keine Störungen auftreten.

So war es möglich, ein Bild des Zentrums des Kugelsternhaufens M 13, auch als Herkuleshaufen bekannt, aufzunehmen, auf dem noch einzelne Sterne zu sehen sind, die nur einen Lichttag voneinander entfernt sind – und das, obwohl der Sternhaufen 25.000 Lichtjahre von uns entfernt ist.
Ein anderes Bild zeigt den Katzenaugennebel, einen planetarischen Nebel. Auf dem Foto sind noch Details zu erkennen, die nur wenige Lichtstunden voneinander getrennt sind.

Sollte diese Technik demnächst bei größeren Teleskopen regelmäßig Anwendung finden, könnten noch schärfere Bilder aufgenommen werden. Und für Lucky Imaging spricht nicht nur die gute Bildqualität, sondern auch die geringen Kosten.

Links

• Lucky Imaging Home Page

Der Beitrag Die schärfsten Bilder des Alls erschien zuerst auf Raumfahrer.net.