Quelle: Universität Siegen 13. Dezember 2023.

13. Dezember 2023 – Um sieben Uhr morgens haben Dr. Eleonora Guido und Dr. Marcus Niechciol ihre Schicht beinahe geschafft. Draußen ist es noch dunkel, im Büro der beiden Physiker*innen auf dem Emmy-Noether-Campus der Uni Siegen sorgen dagegen zehn Monitore für viel künstliches Licht. Auf den in drei Reihen übereinander angeordneten Bildschirmen sind Tabellen, Diagramme und Zahlen zu sehen. Sie verraten Guido und Niechciol, ob in der etwa 12.000 Kilometer entfernten argentinischen Pampa „alles okay“ ist. Dort befindet sich das weltweit größte Experiment zur Messung kosmischer Strahlung: das Pierre-Auger-Observatorium, an dem seit rund 20 Jahren auch Siegener Physiker*innen beteiligt sind. Zusammen mit ca. 450 Kolleg*innen aus aller Welt spüren sie kosmische Teilchen auf, die permanent aus dem Weltall auf die Erdatmosphäre treffen. Ziel der gemeinsamen Forschung ist es, herauszufinden, welche kosmischen Prozesse oder Objekte diese teils extrem energiereichen Teilchen erzeugen. Mehr als 100 Jahre nach der Entdeckung der kosmischen Strahlung ist das immer noch unklar – es handelt sich um eines der größten Rätsel der modernen Physik.

Dass das Siegener Team unter der Leitung von Prof. Dr. Markus Cristinziani und Prof. Dr. Markus Risse den argentinischen Detektor nun von Siegen aus überwachen und steuern kann, ist neu: „Bisher mussten wir jedes Mal extra nach Argentinien reisen, um entsprechende Schichten übernehmen zu können“, erklärt Niechciol. Um sicherzustellen, dass die Datenerfassung in der argentinischen Pampa möglichst reibungslos funktioniert, muss die hochsensible Messtechnik des Experiments permanent überwacht werden. Dazu zählen neben 1.600 mit Detektoren ausgestatteten Wassertanks insbesondere auch vier große Teleskopstationen auf dem Gelände des Observatoriums: Sie können das sogenannte Fluoreszenz-Licht einfangen, das ausgesendet wird, wenn kosmische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen. Aus diesen Daten können die Wissenschaftler*innen indirekt Rückschlüsse über Herkunft und Natur der kosmischen Teilchen ziehen. Im Siegener Büro von Guido und Niechciol ist jedem der vier Teleskopstationen ein eigener Bildschirm zugeordnet.

„Seit Mitternacht überwachen wir die Teleskope und haben seitdem hoffentlich viele schöne Ereignisse der kosmischen Strahlung aufgezeichnet“, sagt Eleonora Guido, bevor sie sich an die Tastatur setzt: Der Mond über der argentinischen Pampa steht ungünstig – weil das helle Mondlicht die empfindlichen Messungen stören würde, muss die Physikerin die Teleskope nun per Fernsteuerung schließen. „Neben dem Verlauf des Mondes beobachten wir auch das Wetter sehr genau“, erklärt Niechciol. „Gibt es in der Region Gewitter, starke Winde oder heftigen Regen, müssen wir reagieren und die Teleskope schnellstmöglich dicht machen, damit die empfindlichen Sensoren nicht beschädigt werden.“ Hat sich das Wetter wieder beruhigt, muss ebenfalls zügig gehandelt werden: Dann gilt es, die Systeme wieder zu öffnen, damit die Datenerfassung weitergeht und möglichst wenige Daten verloren gehen.

Auch mit unvorhergesehenen Ereignissen müssen die Wissenschaftler*innen während der Schichten umgehen. Dann kann es auch schon mal stressig werden, berichtet das Team: „Vor dem Start unserer heutigen Schicht gab es in der Region des Observatoriums einen Stromausfall. Das hat dazu geführt, dass wir viele der dortigen Computer neu hochfahren mussten. Dadurch konnten wir erst etwas später anfangen, Daten aufzuzeichnen als eigentlich vorgesehen.“ Auch andere technische Störungen können auftreten. Den Siegenern wird das auf den Bildschirmen als rot markierte Meldung angezeigt. In manchen Fällen ertönt auch ein akustisches Alarmsignal. Dann gilt es herauszufinden, wo das Problem liegt – was oft gar nicht so einfach ist, sagt Niechciol: „Es gibt eine enorme Vielzahl möglicher Ursachen. Die kann man auch mit jahrelanger Erfahrung am Observatorium unmöglich alle kennen. Im Zweifel müssen wir einen Techniker in Argentinien aus dem Bett klingeln, der sich die Sache vor Ort anschaut.“

Neben den Teleskopen können die Siegener auch andere Bestandteile des Detektors aus der Ferne überwachen: Dazu zählen Laser, die regelmäßig aktiviert werden, um die atmosphärischen Beobachtungsbedingungen zu kontrollieren. Und Radioantennen, die an den Wassertanks installiert sind und Radiowellen registrieren, die durch die kosmische Strahlung ausgelöst werden. Turnusmäßig übernimmt das Team dazu im Wechsel mit den internationalen Kolleg*innen am Observatorium unterschiedliche Arten von Schichten, die jeweils über mehrere Nächte (oder im Fall der Radioantennen auch Tage) andauern. Auch Siegener Nachwuchswissenschaftler*innen können so an die praktische Arbeit am Experiment herangeführt werden und lernen, im Rahmen der Schichten Verantwortung zu übernehmen: Für die hochsensible und teure Messtechnik. Aber auch dafür, dass möglichst permanent qualitativ hochwertige Daten aufgezeichnet werden. Daten, auf die Wissenschaftler*innen weltweit angewiesen sind, um das Rätsel der kosmischen Strahlung eines Tages zu lösen.

Hintergrund:
Physiker*innen der Universität Siegen forschen seit 2004 am Pierre-Auger-Observatorium. Die Wissenschaftler*innen arbeiten dabei im Verbund mit vier weiteren deutschen Universitäten. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die Forschung und hat der Universität Siegen im Sommer weitere knapp 600.000 Euro Fördermittel bis 2026 zur Verfügung gestellt. Siegener Physiker*innen sind sowohl an der Analyse der am Observatorium gewonnenen Daten, als auch an der Weiterentwicklung der Messtechnik direkt beteiligt. Seit Anfang Dezember 2023 können sie den argentinischen Detektor auch „remote“ von Siegen aus überwachen.

Ein ausführliches Interview mit Dr. Marcus Niechciol zur Forschung am argentinischen Pierre-Auger-Observatorium hören Sie in der aktuellen Folge unseres Wissenschaftspodcasts Spark!

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• Pierre Auger Observatory

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Sie sind heller als jeder Stern und halten länger durch als jede Supernova: Die allerhellsten Lichter am Himmel sind Quasare. Zwar war der Begriff „Quasar“ schnell gefunden, nachdem der allererste Kandidat – namens 3C 273 – in den 1960er-Jahren aufgestöbert worden war: „Quasar“ steht für „quasi-stellar radio source“, also: Sieht aus wie ein Stern, aber eben nur fast, und auch übrigens hauptsächlich im Radiobereich.

Doch was verbirgt sich eigentlich hinter den Quasaren? Die allerhellsten Objekte im Universum werden von den dunkelsten Objekten im Universum angetrieben: von supermassereichen Schwarzen Löchern, die sich in den Zentren von Galaxien verbergen.

Franzi erzählt die Geschichte, wie Quasare entdeckt wurden: Warum diese exotischen Objekte es schaffen, so hell zu leuchten, was die Expansion unseres Universums damit zu tun hat, warum Quasare nur eine Phase für eine Galaxie sind – und warum es für uns ziemlich praktisch ist, dass unsere eigene Galaxie derzeit keinen Quasar in ihrem galaktischem Zentrum beherbergt.

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

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist der Podcast von Die Weltraumreporter, einem Magazin der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement die Weltraumreporter für 3,49 Euro pro Monat oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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• Aktive Galaktische Kerne – Quasare – supermassive Schwarze Löcher
• AstroGeo Podcast

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Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie.

22. Juli 2021 – Durch die Kombination von zwei der leistungsfähigsten Radioteleskope der Erde hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn die bisher empfindlichsten Karten der Radiostrahlung großer Teile der nördlichen galaktischen Ebene erstellt. Die Daten wurden mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico in zwei verschiedenen Konfigurationen und dem 100-m-Radioteleskop des MPIfR in Effelsberg bei Bonn aufgenommen. Damit steht erstmals eine Radiokartierung zur Verfügung, die alle Winkelskalen bis hinunter zu 1,5 Bogensekunden abdeckt. Das entspricht der scheinbaren Größe eines auf dem Boden liegenden Tennisballs, gesehen aus einem Flugzeug in der Luft. Im Gegensatz zu früheren Kartierungen beobachtet GLOSTAR nicht nur das Radiokontinuum im Frequenzbereich von 4-8 GHz mit voller Polarisation, sondern gleichzeitig auch Spektrallinien, die das molekulare Gas (aus Methanol und Formaldehyd) und atomares Gas über Radio-Rekombinationslinien nachzeichnen.

Ein Überblick über das Projekt und erste Ergebnisse werden in einer Serie von vier aufeinanderfolgenden Veröffentlichungen in der Fachzeitschrift “Astronomy & Astrophysics” präsentiert.

Das Projekt „Global View on Star Formation in the Milky Way“ (GLOSTAR) liefert die bisher empfindlichsten Karten der Radiostrahlung großer Teile der nördlichen galaktischen Ebene, aufgenommen mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in New Mexico in zwei verschiedenen Konfigurationen und dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg des MPIfR. Dieser faszinierende neue Datensatz wird nun genutzt, um das interstellare Medium in der Milchstraße sowie massereiche Sterne in ihrer Kindheit und ihrem Tod zu untersuchen. Kurz nach dem 50. Geburtstag des Effelsberger Radioteleskops wurde nun eine Reihe von Arbeiten, die auf den GLOSTAR-Daten basieren, in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Während ein Interferometer wie das VLA sehr scharfe Bilder des Himmels erzeugen kann, geht die großräumige Emission oft verloren. Diese diffuse Komponente der Radiostrahlung kann jedoch durch Hinzufügen von Daten des 100-m-Effelsberg-Teleskops wiederhergestellt werden, wie in Abb. 1 gezeigt. „Das zeigt deutlich, dass das Radioteleskop Effelsberg auch nach 50 Jahren Betrieb immer noch sehr wichtig ist“, sagt Andreas Brunthaler, Hauptautor der ersten Arbeit, die einen Überblick über die Durchmusterung gibt und die Techniken zur Datenanalyse beschreibt. Um die vollen 145 Quadratgrad der Durchmusterung zu kartieren, musste das Team kleinere Bilder von fast 50.000 verschiedenen Positionen kombinieren. „Wir benötigten etwa 700 Stunden Beobachtungszeit am VLA, wodurch fast 40 Terabyte an Rohdaten erzeugt wurden“, erklärt Sergio Dzib, der die Datenkalibrierung der VLA-Daten leitete. Während der Effelsberger Teil der Kartierung noch läuft, können die Daten bereits für neue und spannende Wissenschaft genutzt werden.

Bisherige Durchmusterungen haben nur etwa 30% der erwarteten Anzahl von Supernova-Überresten in der Milchstraße entdeckt. Dank der beispiellosen Empfindlichkeit der GLOSTAR-Durchmusterung war es möglich, allein in den VLA-Daten 80 neue Kandidaten zu finden und damit die Anzahl im beobachteten Gebiet zu verdoppeln. Mit der Hinzunahme der Effelsberg-Daten wird diese Zahl voraussichtlich nochmals steigen. „Dies ist ein wichtiger Schritt, um das lange bestehende Rätsel der fehlenden Supernova-Überreste in der Milchstraße zu lösen“, erklärt Rohit Dokara, Doktorand am MPIfR und Erstautor der zweiten Arbeit.

Mit den spannenden Ergebnissen von Kartierungen im Sub-Millimeter- und im fernen Infrarot-Wellenlängenbereich vom Boden und aus dem Weltraum konnten massereiche und kalte Staubklumpen, aus denen sich die massereichen Sternhaufen bilden, galaxienweit nachgewiesen werden. Ergänzend zu diesen Ergebnissen liefert die GLOSTAR-Kartierung ein sehr leistungsfähiges und umfassendes Bild sowohl der ionisierten als auch der molekularen Markierungen für Sternentstehung in der galaktischen Ebene.

Die vorliegende Kartierung deckt auch den nahen Sternentstehungskomplex Cygnus X ab. Hier wurden neue Quellen mit 6,7 GHz Methanol-Maser-Emission entdeckt. „Die 6,7-GHz-Linie von Methanol findet man ausschließlich in Regionen, in denen sehr massereiche Sterne von mindestens acht Sonnenmassen entstehen“, sagt Karl Menten, Direktor am MPIfR, dem Initiator von GLOSTAR. Er entdeckte die Emission von Methanolmasern, die zweitstärkste Spektrallinie im Radiowellenbereich, vor genau 30 Jahren zum ersten Mal im interstellaren Medium. Während alle Methanolmaser im Cygnus X-Komplex mit Staubemission assoziiert sind, werden weniger als die Hälfte der Quellen auch im Radiokontinuum nachgewiesen.

„Diese Maser sind Wegweiser für Sterne in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, noch bevor nachweisbare Radiostrahlung zu sehen ist“, erklärt Gisela Ortiz-León vom MPIfR, die die Untersuchung der Region Cygnus X leitet. Echte massereiche „Proto“-Sterne zu identifizieren, ist seit langem ein Ziel der Sternentstehungsforschung.

Während das optische Licht stark vom interstellaren Staub absorbiert wird, erlauben Radiowellen einen Blick in die zentralen Regionen der Milchstraße. Eine systematische Suche in der neuen Kontinuumskarte, die mit dem VLA in Richtung des galaktischen Zentrums beobachtet wurde, nach Radioemission, die mit potenziellen jungen stellaren Objekten aus einem kürzlich veröffentlichten Katalog assoziiert ist, ermöglicht ein besseres Verständnis ihres Entwicklungsstadiums. „Während wir für eine gute Anzahl von ihnen Radioemission finden, fehlt es vielen der Objekte an Radiogegenstücken und Staubemission, was darauf hindeutet, dass sie weiter entwickelt sind und ihre Geburtswolken bereits aufgelöst haben“, berichtet Hans Nguyen, ein weiterer Doktorand am MPIfR, der die Studie über diese jungen stellaren Objekte leitet. Die zugehörigen Radioquellen ermöglichen weitere Rückschlüsse auf die Sternentstehungsrate im galaktischen Zentrum.

Die große Anzahl von Quellen zu katalogisieren ist ebenfalls eine Herausforderung. Die erwartete Anzahl der Quellen in den vollständigen GLOSTAR-Datensätzen liegt bei einigen zehntausend Quellen unterschiedlicher Natur. „Es gibt fast 100 Quellen pro Quadratgrad und wir nutzen alle verfügbaren Informationen, um sie zu klassifizieren“, sagt Sac Medina, Mitautorin der vier Arbeiten und ehemalige Doktorandin am MPIfR, die die erste Quellenkatalogarbeit leitete und derzeit den Katalog der vollen GLOSTAR D-Konfigurationsbilder vorbereitet.

Von Anfang an wurden im MPIfR eine Reihe von umfangreichen Kartierungen des Radiohimmels durchgeführt, die meisten davon allerdings bei längeren Wellenlängen. Die GLOSTAR-Durchmusterung ist die erste Durchmusterung im Bereich von 4 bis 8 GHz, die mit den IR-Durchmusterungen im Weltraum in Bezug auf räumliche Skalen und dynamische Bereiche konkurrieren kann und daher einen einzigartigen Datensatz in Hinblick auf eine globale Perspektive zur Untersuchung der Sternentstehung in unserer Galaxie liefern wird.

Zusätzliche Informationen:

GLOSTAR, die „Global View on Star Formation in the Milky Way“-Kartierung nutzt breitbandige (4-8 GHz) C-Band-Empfänger des VLA und des 100-m-Radioteleskops Effelsberg, um eine unverfälschte Kartierung von Sternentstehungsgebieten in der Milchstraße durchzuführen. Diese Durchmusterung der galaktischen Mittelebene entdeckt aussagekräftige Indikatoren für frühe Phasen der Entstehung von massereichen Sternen: kompakte, ultra- und hyperkompakte HII-Regionen und Methanol-Maser (CH₃OH) bei einer Frequenz von 6,7 GHz, die einige der frühesten Entwicklungsstadien in der Entstehung massereicher Sterne aufspüren. Sie können dazu verwendet werden, die Positionen sehr junger stellarer Objekte zu lokalisieren, von denen viele noch tief in ihre Geburtswolken eingebettet sind. Die Beobachtungen liegen um eine Mittenfrequenz von 5,8 GHz und umfassen auch die Emission von Formaldehyd (H₂CO) bei 4,8 GHz sowie mehrere Radio-Rekombinationslinien (RRLs), die alle in zukünftigen Publikationen vorgestellt werden. Die GLOSTAR-Beobachtungen wurden mit den VLA B- und D-Konfigurationen und dem Effelsberger 100-m-Teleskop für die großräumige Struktur durchgeführt.

MPIfR-Autoren in den vier GLOSTAR-Veröffentlichungen umfassen (in alphabetischer Reihenfolge): A. Brunthaler, C.-H. R. Chen, S. A. Dzib, R. Dokara, Y. Gong, C. König, S-N. X. Medina, K. M. Menten, P. Müller, H. Nguyen, G. N. Ortiz-León, W. Reich, M. R. Rugel, B. Winkel, A. Y. Yang und F. Wyrowski.

Originalveröffentlichungen

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. I. Overview and first results for the Galactic longitude range 28°< l < 36° Brunthaler, A. et al. 2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202039856

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. II. Supernova remnants in the first quadrant of the Milky Way? Dokara, R. et al.,2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202039873

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. III. 6.7 GHz Methanol maser survey in Cygnus X Ortiz-León, G.N. et al.,2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202140817

A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. IV. Radio continuum detections of young stellar objects in the Galactic Centre Region Nguyen, H. et al. 2021, Astronomy & Astrophysics (22. Juli 2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202140802

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• Die Milchstraße

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Quelle: DESY.

Mit dem Radioteleskop LOFAR hat ein internationales Forscherteam überraschende Strukturen von Gewitterblitzen in der Erdatmosphäre entdeckt. Diese „Nadeln“ können Gewitterwolken wieder aufladen, so dass sie sich nach kurzer Zeit ein zweites Mal entladen. Das Team unter Leitung von Brian Hare und Olaf Scholten von der Universität Groningen in den Niederlanden stellt das bisher unbekannte Phänomen im Fachblatt „Nature“ vor. An der Arbeit sind auch deutsche Forscherinnen und Forscher unter anderem von DESY beteiligt.
Das Low Frequency Array LOFAR ist ein dezentrales Radioteleskop, das aus tausenden einfachen Antennen besteht. Zugehörige Antennenfelder befinden sich in vielen europäischen Ländern, in Deutschland etwa am Forschungszentrum Jülich und in Norderstedt bei Hamburg. Diese Antennen sind über Glasfasernetze miteinander verbunden und an Hochleistungsrechner angeschlossen. Diese Verbindung erlaubt es, die Antennen zusammenzuschalten und als ein riesiges, virtuelles Teleskop zu nutzen.

LOFAR dient in erster Linie zu astronomischen Beobachtungen. Allerdings ist die Anlage sehr flexibel, so dass sie sich auch zur Messung von Blitzen eignet. „Wir messen Frequenzen von 30 bis 80 Megahertz, liegen also genau zwischen dem Kurzwellen- und dem Ultrakurzwellenbereich“, berichtet Hare. „Mit diesen weltweit einzigartigen Daten konnten wir zum ersten Mal Blitze so genau auflösen, dass einzelne physikalische Prozesse sichtbar wurden. Durch die Benutzung von Radiowellen konnten wir auch ins Innere der Gewitterwolken schauen, wo sich die spannenden Prozesse abspielen.“

Blitze entstehen, wenn innere Turbulenzen verschiedene Teile großer Cumulonimbus-Wolken gegeneinander elektrisch aufladen. Der Effekt ist vergleichbar mit der aus dem Alltag bekannten statischen Aufladung. Wird der Spannungsunterschied zwischen positiven und negativen Wolkenteilen zu groß, kommt es zu einer plötzlichen Entladung, die wir als Blitz sehen können. Dabei entsteht zunächst in einem kleinen, punktförmigen Bereich ein Plasma, also ein elektrisch leitfähiges Gas, das sich dann zu Kanälen ausbreiten kann. Die Spitze eines solchen Plasmakanals kann positiv oder negativ geladen sein. Es war bekannt, dass negative Kanäle besonders viele Radiowellen an der Spitze aussenden, wohingegen positive Kanäle dies an der Spitze kaum tun.

LOFAR erlaubt es, die Radiowellen, die ein Blitz aussendet, in ihrer ursprünglichen Form unverarbeitet zu speichern. Dies wiederum ermöglicht es, neue bildgebende Verfahren zu entwickeln, die aus den Rohdaten ein dreidimensionales Bild eines Blitzes zeichnen können – zehnmal besser als bisherige Messungen, bis zu einem Meter genau und dank Radiowellen innerhalb einer Wolke, die vom Teleskop bis zu 20 Kilometer entfernt sein kann.

„Die Messungen stammen ursprünglich aus unserer Forschungsgruppe, die sich mit kosmischer Strahlung beschäftigt“, berichtet Ko-Autorin Anna Nelles von DESY. „An der Schnittstelle zwischen Teilchenphysik und Astronomie war dieses Gebiets bereits recht exotisch für ein Radioteleskop. LOFAR wurde ja vor allem für die Astronomie gebaut. Dass wir nun das beste Blitz-Interferometer der Welt sind, kam für alle überraschend und zeigt, welche spannenden Möglichkeiten sich durch Grundlagenforschung mit herausragender Infrastruktur ergeben können.“

Die Beobachtungen enthüllen bisher unbekannte, nadelförmige Strukturen. Wenn Blitze sich ausbreiten, entladen sie die Gewitterwolken nur an einigen Stellen. Die nun entdeckten Nadeln erlauben, dass elektrische Ladungen gespeichert werden, und ermöglichen damit, dass eine Gewitterwolke an der gleichen Stelle mehrfach entladen werden kann. „Unsere Erkenntnisse stehen im Widerspruch zum bisherigen Verständnis von Blitzen, in dem Ladung entlang von Plasmakanälen von einer Wolke zur anderen fließt“, berichtet Scholten. „Nur durch die unübertroffen genauen Messungen mit LOFAR konnten wir zeigen, dass sich entlang der positiven Kanäle kleine Seitenkanäle bilden, die besonders helle Radiowellen aussenden, was bedeutet, dass dort Ladung fließt.“

„In diesen Nadeln sammelt sich Ladung, die dann anschließend nicht wie erwartet in die negativen Kanäle fließt, sondern über die Nadeln in die Wolke zurückgepumpt wird. Dadurch lädt sich die Wolke erneut auf,“ ergänzt Hare. „Wir sehen eine immense Anzahl an Nadeln in unseren Beobachtungen. Dies wiederum zeigt uns, wie sich Wolken nach einer Blitzentladung so schnell wieder aufladen können. Daher kommt es aus einer Wolke zu wiederholten Blitzeinschlägen auf dem Boden, und Gewitter liefern nicht nur einen Blitz, sondern viele spektakuläre, aber auch gefährliche Entladungen.“

Animationen:
Entwicklung des Blitzes in ZeitlupeIn Echtzeit wäre die Animation kürzer als 0,2 Sekunden. Der gezeigte Blitz hat eine Ausdehnung von fünf Kilometern in alle Richtungen. Die gelben Punkte illustrieren die neuendeckten Signale. Nach ihrem Aufleuchten bleiben sie weiß, um die Struktur des Blitzes zu zeigen. Die nach oben wachsenden positiven Plasmakanäle blinken, während sich die negativen Kanäle kontinuierlich ausbreiten. Ein negativer Kanal schlägt in den Boden ein. Animation: Stijn Buitink (Vrije Universiteit Brussel) und Brian Hare (Rijksuniversiteit Groningen)

Vergrößerung des positiven Plasmakanals

In Echtzeit wären dies 0.1 Sekunden und 400 Meter. Zu Beginn ist fast keine Aktivität zu sehen. Erst nach einiger Zeit beginnen sich Nadeln zu bilden, eine besonders große Nadel ist zur besseren Sichtbarkeit rot gefärbt. Jede der Nadeln leuchtet unregelmäßig, sie blinkt. Schließlich versiegt die Aktivität in diesem Kanal. Animation: Stijn Buitink (Vrije Universiteit Brussel) und Brian Hare (Rijksuniversiteit Groningen)

Originalpublikation:

• Needle-like structures discovered on positively charged lightning branches; Brian Hare, Olaf Scholten et al.; „Nature“, 2019; DOI: 10.1038/s41586-019-1086-6

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• Radioteleskop LOFAR

Der Beitrag Warum Gewitterwolken mehrfach blitzen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Die riesige Antennenanlage, kurz DSA 3 für Deep Space Antenna 3 genannt, ist Herzstück der Station in der Nähe der Stadt Malargüe in der argentinischen Provinz Mendoza und befindet sich rund 1.000 Kilometer westlich von Buenos Aires.

Zusammen mit den ESA-Bahnverfolgungsstationen in Australien und Spanien wird es das ESA-Netz zur Bahnverfolgung durch seine dann globale Abdeckung künftig erlauben, permanent Kontakt mit europäischen Tiefraummissionen zu halten.

Auch via DSA 3 mit ihrer rund 600 Tonnen schweren Antennenschüssel wird man Kommandos senden, Daten empfangen und radiometrische Messungen durchführen können und dabei Raumfahrzeuge wie BepiColombo, Gaia, ExoMars, Herschel, Juice, Mars Express, Planck, Rosetta, Solar Orbiter und Venus Express adressieren.

Die Arbeiten am Bau der Station sind im wesentlichen abgeschlossen und vor Ort tätige Arbeitsgruppen bereiten die Übergabe des Objekts mit einer offiziellen Einweihung Ende 2012 an die ESA vor. Die Aufnahme des Regelbetriebs von DSA 3 ist für Anfang 2013 vorgesehen.

Im Rahmen von Tests wurden erste Signale von einem weiter von der Erde entfernten Raumfahrzeug im Juni 2012 empfangen. Informationen von Mars Express erreichten die Station, nachdem sie eine Entfernung von rund 193 Millionen Kilometern zurückgelegt hatten, und erlaubten den Nachweis, dass die Station in der Lage sein wird, ihren Aufgaben nachzukommen.

Zwischenzeitlich erwies sich, dass es DSA 3 möglich ist, die jeweils erforderliche Ausrichtung der Antenne auf ein bestimmtes Raumfahrzeug sehr zügig durchzuführen und anschließend einen exakten Signalempfang vorzunehmen. Für verschiedene Raumfahrzeuge der ESA und der US-amerikanischen Raumfahrtagentur NASA hat man dies mehrfach exemplarisch durchexerzieren können und erzielte dabei bessere Ergebnisse als erwartet.

Die hervorragenden Leistungsdaten führt man auf den Einsatz fortschrittlicher Verstärker mit sehr geringen Betriebstemperaturen und den in klarer Luft gelegenen Standort auf rund 1.500 Metern über dem Meer zurück.

DSA 3 wird sich künftig wie DSA 1 in New Norcia im Westen Australiens und DSA 2 im spanischen Cebreros von Ingenieuren des Europäischen Raumfahrtkontrollzentrums (ESOC) in Darmstadt fernsteuern lassen.

Alle drei Stationen besitzen Antennen mit einem Durchmesser von jeweils 35 Metern und besonders rauscharme Verstärkeranlagen, die kryogenisch gekühlt werden, um auch den Empfang von extrem schwachen Signalen zu ermöglichen. Beim Senden von Kommandos zu im Sonnensystem aktiven Raumfahrzeugen können alle drei Stationen mit Leistungen von bis zu 20 Kilowatt arbeiten.

Die Stationen der ESA werden auch eingesetzt, um Missionen von Raumfahrzeugen der Partnerorganisationen wie der NASA und der japanischen JAXA zu unterstützen, so wie letztere es mit eigenen Stationen für europäische Missionen getan haben. Es ist das Ziel aller Beteiligten, so viele wissenschaftliche Daten wie möglich empfangen zu können, weshalb man sich gerne gegenseitig hilft.

Mittels eines delta-DOR für delta – Differential One-Way Ranging genannten Verfahrens können die europäischen Stationen die Position von im Sonnensystem unterwegs befindlichen Raumfahrzeugen mit sehr hoher Genauigkeit bestimmen und so einen Beitrag für eine möglichst exakte Navigation liefern. Dabei macht man sich quasi-stellare Radioquellen, die sehr aktiven Zentren weit entfernter Galaxien, als Bezugspunkte zur Kalibrierung zu Nutze. Die erreichte Genauigkeit liegt im Bereich einiger Meter.

Neben der Bestimmung der Postionen eines Raumfahrzeuges sowie dem Empfang von Daten und dem Senden von Kommandos, also der Kommunikation mit Raumfahrzeugen, haben die Stationen selbst zusätzliche wissenschaftliche Aufträge. Eine entsprechende Ausrüstung ermöglicht beispielsweise die Untersuchung des Einflusses der Atmosphäre von Planeten auf sie durchdringende Radiowellen. Man hofft beispielsweise, aufschlussreiche Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre der Planeten von Mars und Venus und der Sonne zu gewinnen.

Der Beitrag DSA 3: ESA stellt große Bahnverfolgungsstation fertig erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESO. Vertont von Peter Rittinger.

Jede der 12 Meter durchmessenden Radioantennen ist mit dem kompletten Unterbau, in dem sich die Ausrichtmotoren sowie die gesamte Messelektronik befindet, transportabel. Auf diese Weise kann man die Abstände der einzelnen Antennen zwischen 15 Metern und mehreren Kilometern variieren. Das Messfeld kann dabei eine Ausdehung von 150 Metern bis zu 16 Kilometern erreichen. Damit kann man sowohl weitflächige Radioquellen im Universum beobachten, als auch eine Stelle des Himmels besonders in den Fokus nehmen.

Der Messbereich der Anlage liegt zwischen 0,3 und 96 Millimetern Wellenlänge. Damit kann man Vorgänge beobachten, die im Inneren von Gas- und Staubwolken ablaufen. Dazu gehören Entstehung und Entwicklung von Sternen, Bewegungen innerhalb von Akkretionsscheiben sowie die Geburt von Planeten. Erstes Beobachtungsziel im Testbetrieb mit nur 3 Antennen war 2010 der weit entfernte Quasar B1921-293.

Mittlerweile hat man mit einem Dutzend Antennen erste reguläre Untersuchungen vorgenommen. Veröffentlicht wurde am Montag ein Bild der sogenannten Antennengalaxie, welche eigentlich aus zwei Galaxien besteht, die gerade dabei sind, miteinander zu verschmelzen. Ein passenderes Ziel hätte man wohl kaum auswählen können, da doch auch die Antennenkonstellation ALMA gegenwärtig dabei ist, zu einer großen Messeinheit zu verschmelzen.

NGC 4038 und 4039, die beiden Teile der Antennengalaxie, sind von uns mehr als 88 Millionen Lichtjahre entfernt. Der Prozess der Vereinigung beider Galaxien im Sternbild Rabe dauert noch einige Millionen Jahre an. Dabei wird das interstellare Gas an einigen Stellen so komprimiert, dass haufenweise neue Sterne entstehen. Dies kann man über die Radiowellen im Millimeterbereich besonders gut auch durch den Staub der optisch verdeckenden Wolken beobachten.

Auf die Fertigstellung der Gesamtanlage ALMA werden wir indes nicht mehr so lange warten müssen, 2013 sollen alle Antennen vor Ort und in das Netz eingebunden sein. Dann sollen insgesamt 54 Antennen mit 12 Metern sowie 12 Antennen mit 7 Metern Durchmesser zum Komplex gehören. Diese lassen sich sowohl gemeinsam auf ein Ziel ausrichten, als auch in mehreren Gruppen zur Beobachtung verschiedener Ziele verwenden. Die Verwendung einer so großen Antennenanordnung kann einerseits die gemessenen Signale verstärken, es aber andererseits ermöglichen, Störungen und andere unerwünschte Nebeneffekte herauszurechnen.

Nebenbei: Die Transporter zur Verlegung einzelner Antennen haben selbst eine Fahrzeugmasse von 140 Tonnen und können rund 100 Tonnen aufnehmen und auf dem gesamten Plateau operieren. Die Positionierungsgenauigkeit einer Antenne liegt bei 5 Millibogensekunden, das ist der 1,4-millionste Teil eines Grades.

ALMA ist ein Gemeinschaftprojekt der Europäischen Südsternwarte ESO mit astronomischen Einrichtungen in Nordamerika und Südasien sowie mit Chile.

Raumcon:

• ESO-Projekt ALMA (seit 2005)

Der Beitrag ALMA: Erste Radiobilder der Antennengalaxie erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Nachdem man jahrelang gewartet hat bis Saturn dunkel genug wurde, um mit den Bordkameras Lichtblitze aufnehmen zu können, konnten Wissenschaftler nun ein Video erstellen. Sogar mit Ton, der von den Radiowellen, welche die Blitze aussenden, in den hörbaren Bereich konvertiert wurde.

George Fischer vom Radio-und-Plasmawellen-Team des Weltraumforschungsinstitutes in Graz, Österreich, sagte, es sei das erste Mal, dass Sie den sichtbaren Bereich mit den Radiowellendaten zusammenbringen konnten.

Das Video zusammen mit den Radiowellen im Ton lässt auf extrem energiereiche Stürme schließen mit Blitzen so hell wie die hellsten der Erde. Interessanterweise sind die Stürme auf dem Saturn stärker als auf der Erde. Allerdings entstehen Sie deutlich seltener, meist existiert nur ein Sturm auf der gesamten Oberfläche zur selben Zeit. Dieser kann dann allerdings Monate andauern.

Die ersten Bilder von den Blitzen wurden im August 2009 gemacht während eines Sturms, der von Januar bis Oktober 2009 andauerte, länger als jedes bisher observierte Sturmgebiet im Sonnensystem. Für das Video brauchte man jedoch Fotos von helleren Blitzen. Daher nahm man für die Sequenz einen Sturm von November bis Mitte Dezember 2009. Die Einzelbilder stammen alle aus einem Zeitfenster von über 16 Minuten am 30. November 2009. Die Blitze dauern alle weniger als eine Sekunde an. Das Video zeigt eine Wolkenformation, die knapp 3.000 Kilometer lang ist mit mehreren Blitzen, die jene Wolke an ihren Stellen um bis zu 300 km ausleuchteten. Wissenschaftler werden die Breite der Blitzausleuchtungen nutzen, um die Tiefe Ihrer Entstehung unter der Wolkendecke zu messen.

Wenn Blitze auf der Erde oder dem Saturn einschlagen, emittieren Sie Radiowellen, welche mit handelsüblichen AM-Empfängern wiedergegeben werden können. Im Video stammt der Ton vom „radio and plasma wave science“-Instrument der Cassini-Sonde.

Cassini erreichte den Saturn 2004 und zu diesem Zeitpunkt war es schwierig, die Lichtblitze aufzunehmen, weil der Planet zu sehr hell war und viel Licht reflektierte. Sonnenlicht, welches von den großen Ringen reflektiert wurde, machte selbst die von der Sonne abgewannte Seite heller als eine Vollmondnacht auf der Erde. Als im August 2009 die Periode (Equinox) begann, in der das Sonnenlicht senkrecht auf den Äquator scheint, wurden die Aufnahmen erst möglich. Zu dieser Zeit leuchtete die Sonne lediglich die Kante des Ringsystems an, so dass dieses dadurch kaum Licht auf die Oberfläche des Saturn reflektieren kann.

Das Cassini-Huygens-Projekt ist eine Gemeinschaftsproduktion der NASA, ESA und der italienischen Raumfahrtorganisation. Das JPL (Jet Propulsion Laboratory) der NASA aus Kalifornien koordiniert die Mission.

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Verwandte Seiten:

• Cassini-Huygens Sonderseite
• Cassini-Huygens Newsarchiv

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Ad Astra Rocket Company, computerweekly.com.

Das Triebwerk, in dem mit Radiowellen Argongas in Plasma verwandelt wird (erste Stufe), welches nach einer weiteren Aufheizung (zweite Stufe) dann durch elektrische Felder gerichtet aus dem Triebwerk ausgestoßen wird, kann viel höhere spezifische Impulse als ein chemisches Raketentriebwerk erreichen. Vasimir steht für Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket, also etwa für Magnetplasmarakete mit veränderlichem spezifischen Impuls.
Im Test in einer Vakuumkammer in Houston erreichte das Triebwerk mit einer auf voller Leistung laufenden zweiten Stufe (170 kW Ion Cyclotron Resonance Heating, ICRH) kurzzeitig 201 Kilowatt. Es war das erste Mal, dass die 200-Kilowatt-Marke überschritten wurde. Der im Frühjahr 2009 installlierte, etwas über zwei Meter lange supraleitende Magnet von Scientific Magnetics aus Oxford in England hat dies möglich gemacht. Die Umsetzung von elektrischem Strom in Radiowellen erfolgte mit Generatoren von der Nautel Ltd. aus Hailfax, Kanada, die einen Wirkungsrad von 95 Prozent erreichen.

Die Ad Astra Rocket Company aus Webster in Texas hofft, dass mit einem betriebsreifen Motor, VF-200-1 genannt und bestehend aus zwei Triebwerkseinheiten mit je 100 Kilowatt Nennleistung, in naher Zukunft regelmäßig notwendige Reboost-Manöver der Internationalen Raumstation (ISS) durchgeführt werden. Derzeitige Planungen sehen vor, einen solchen Motor im Jahr 2013 auf der ISS zu testen. Hinsichtlich des Transports des Motors zur ISS ist die Ad Astra Rocket Company in Gesprächen mit SpaceX und Orbital Sciences.

Raumcon:

• AdAstraRocket Company

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Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA.

ARCADE steht für Absolute Radiometer for Cosmology, Astrophysics, and Diffuse Emission und wurde bereits im Juli 2006 mit einem Stratosphärenballon in die obersten Schichten unserer Atmosphäre geschickt.

Sein Ziel war, in 36 Kilometern Höhe nach den Wärmesignaturen der ersten Sterne des Universums zu fahnden. Stattdessen hat man in den Daten ein Radiorauschen entdeckt, welches sechsmal stärker ist als erwartet. Die eigentlich gesuchten Signale konnten in dem starken Rauschen nicht nachgewiesen werden.

Die Quelle des Rauschens ist noch vollkommen unklar. Frühe Sterne und unsere Milchstraße selbst konnten aber als Quellen ausgeschlossen werden. Die bekannten Radioquellen reichen nicht aus, um das neu entdeckte, starke und weiträumige Rauschen zu erklären.

Das Rauschen macht das Auffinden von Signalen der allerersten Sterne deutlich schwieriger als erwartet, könnte aber dazu dienen, die Entwicklung von Radioquellen besser zu verstehen.

Das ARCADE-Instrument selbst wurde für die Messungen durch flüssiges Helium auf 2,7 Grad Kelvin, die Temperatur der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, tiefgekühlt, so dass seine eigene Wärme die Messungen nicht verfälschen konnte. Bei den Messungen wurden sieben Prozent des Himmels vermessen.

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Autor: Karl Urban. Vertont von Karl Urban.

Es ist das größte, das jemals beobachtet werden konnte: Die amerikanisch-europäische Saturnsonde Cassini konnte am 23. und 24. Januar ein Gewitter in der Atmosphäre des Saturn verzeichnen, das deutlich stärker ist als alle bisher irgendwo beobachteten. Räumlich ist das Gewitter auf eine Fläche ausgedehnt, die größer als die Vereinigten Staaten ist.

„Dies ist das stärkste Gewitter seit Cassinis Ankunft am Saturn. Die Blitzrate übertrifft sogar die, welche von Voyager 1 1980 detektiert wurden, und die gemessenen Intensitäten sind mindestens genauso stark, wenn nicht noch stärker“, sagte Professor Donald Gurnett, der für die Auswertung der Instrumente für Radio and Plasma Wave Science an Bord von Cassini verantwortlich ist. „Seit Cassini kürzlich die Nachtseite des Saturns überflog, hatten wir bereits Anfragen von Amateurastronomen, ob wir einen solchen Sturm bestätigen könnten.“

Innerhalb von Stunden hatten zwei Pariser Astronomen Bilder vom Saturn präsentiert, die weiß gefärbte Wolken in der südlichen Saturnhemisphäre zeigten. Mittlerweile hat Cassini selbst den Sturm im Detail aufgenommen. Eine Aufnahme im Zeitraffermodus findet sich hier.

Neben diesen hörbaren Aufnahmen, die über Radiowellen von Cassini aufgenommen werden konnten, gelang es der Sonde aber auch, den Sturm optisch aufzunehmen. Dies ist nicht ganz einfach, da sich dieser derzeit auf der Nachtseite des Ringplaneten befindet. Beleuchtet wird er aber durch den sogenannten Ringschein, der durch Streulicht an den Saturnringen entsteht.

Das Bild zeigt den Sturm in seiner Form vom 27. Januar. Er umfasst in seiner Nord-Süd-Ausdehnung über 3.500 Kilometer. Ein direkter Zusammenhang zwischen diesem optisch erfassten Objekt und den aufgezeichneten Radiosignalen konnte bestätigt werden. Auf dem Bild sind keine klar abgegrenzten Blitze erkennbar, da deren Licht bereits in der Wolke gestreut wird, so dass nur schwächere Spots erkennbar sind.

Über die Ursachen dieses großen Sturms sind sich die Wissenschaftler der NASA noch uneinig. Vermutlich gibt es aber einen Zusammenhang mit dem heißen Innern des Gasplaneten.

Tethys und Titan
Bereits am 6. Januar machte Cassini eine Aufnahme der beiden Monde Titan und Tethys. Letzteren hatte die Sonde auf gleichem Wege mit Atlas besucht. Auf dem Bild blickt Cassini auf den großen Krater Odysseus auf Tethys, während sich im Hintergrund der deutlich größere Titan abzeichnet.

Das Bild zeigt deutlich die großen Unterschiede zwischen Titan (5.150 Kilometer im Durchmesser) und Tethys (1.071 Kilometer). Ersterer ist ständig von einer dichten Wolkenhülle umgeben, was es unmöglich macht, im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums Oberflächendetails zu entdecken. Dagegen zeigen die Krater auf dem felsigen Tethys ihre scharf aufgelösten Details.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: ESA.

Diese Antenne wird die Schlagkraft und Effizienz der Raumfahrtbehörde um einiges verbessern. Gerade jetzt, wo Missionen wie Rosetta und SMART-1 am Laufen sind, ist diese Unterstützung zu gebrauchen und sehr hilfreich. Dabei war die Bauzeit mit etwas mehr als einem Jahr sehr kurz. Dieses Teleskop, das nach dem Ort Cebreros benannt wurde, wird auch eine sehr wichtige Rolle beim Start von Venus Express im Oktober 2005 spielen.

Genau am 9. Juni wurde die neue 35 Meter-Radioantenne im Betrieb genommen und hat sofort Signale von SMART-1 und Rosetta empfangen. Cebreros ist erst die zweite ESA Deep Space-Antenne und gehört nun dem ESA-Netzwerk ESTRACK an. So will die ESA die Abhängigkeit von der NASA reduzieren. Erst im Februar 2003 wurde die Genehmigung für dieses Projekt gegeben und erst im Frühling 2004 wurde mit dem Bau begonnen. So schnell wurde noch nie eine Deep Space-Antenne gebaut. Bereits im November 2004 wurde die riesige Parabolantenne montiert. Die restliche Zeit wird sich auf das Kalibrieren und Testen der Anlagen beschränken. Bis der Betrieb nun aber so richtig anläuft werden allerdings noch einige Wochen vergehen.

Die Leistungsfähigkeit wurde gleich brilliant gezeigt, in dem man Signale von der 46 Millionen Kilometer entfernten Rosetta-Sonde empfing, während SMART-1 um den Mond kreist und somit keine Herausforderung für die Antenne war. Die Radioantenne wird vorwiegend im 7-8 GHz- und im 32 GHz-Band arbeiten. Zweiteres ist noch nicht aktuell und wird erst in zukünftigen Missionen verwendet. Die Antenne wurde mit Hilfe von Sternen getestet. Man richtete sie auf Sterne aus, die Radiowellen von sich geben und so konnte man die Leistungsfähigkeit der Antenne feststellen.

Die erste Deep Space-Antenne der ESA steht in New Norcia, Australien und hat dieselben Spezifikationen und die ESA plant schon den Bau einer dritten Antenne und zwar auf den amerikanischen Kontinent. Der genaue Ort ist noch nicht festgelegt.

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Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: Universe Today.

Starburst Galaxien erzeugen im Durchschnitt 50 mal so viele Sterne wie die meisten aktiven Sterne formenden Galaxien in unseren näheren Umgebung. Vergleiche von verschiedenen Bildern einer Sterne bildenden Region brachten verräterische Hinweise auf schwarze Löcher. Angestellt wurde diese Vermutung, durch den Vergleich von Beobachtungen von entfernten Starburst Galaxien, mit Hilfe von Radio- und Röntgenwellen. Durch die Kombination der hochauflösenden und empfindlichen Radio- und Röntgenbilder kann ein Nebel durchbrochen werden, welcher das Zentrum einiger dieser Galaxien verdeckt.

Die Suche mit Radiowellen wurde in dem Gebiet mit dem Namen „Hubble Space Telescope Deep Field North“ durchgeführt. Ein Gebiet, aus unserer Sicht kleiner als der Vollmond, welches Zehntausende Galaxien enthält. Abgesehen von Hubble, sind Radioteleskopanordnungen die einzigen Instrumente, die detaillierte Strukturen in diesen Galaxien sehen können. Außerdem können nur Radio- oder Röntgenemissionen den dichten Nebel, in den tiefsten Regionen einiger dieser Galaxien, durchbrechen. Die zwei größten Quellen von Radiowellen und Röntgenstrahlung sind Sternenbildungen und Emissionen von aktiven Galaxienkernen (Active Galactic Nuclei – AGN). Aktive Galaxiekerne werden erzeugt, wenn Material in große schwarze Löcher gesaugt wird und wieder ausgestoßen wird.
Chandra entdeckte 50 Röntgenstrahlenquellen mit einer messbaren Rotverschiebung. Die wirklichte Leuchtkraft der Quellen konnte nun durch die Korrektur der Entfernung und der Rotverschiebung berechnet werden. Das Team entdeckte jedoch keine deutliche Beziehung zwischen der mit Radiowellen und der mit Röntgenstrahlen gemessenen Helligkeit. Dies überraschte sehr, weil bei den meisten Starburst-Galaxien in unserer Umgebung dies der Fall ist.
Zehn Mischlinge aus Starburst und aktiven Galaxiekernen scheinen eine höhere Rotverschiebung zu haben. Dies weist darauf hin, dass sie sich weiter von der Erde entfernt befinden, als die restlichen Radiowellen abstrahlenden Galaxien. Mehr als die Hälfte von ihnen waren unter den rätselhaften SCUBA-Quellen. Diese Objekte sind sehr hell, mit einer Wellenlänge knapp unter einen Millimeter. Möglicherweise ist dies das Ergebnis einer starken Erhitzung bei einer gewaltigen Sternenbildung. Jedoch sind die Objekte nahezu unsichtbar zu den meisten anderen Geräten. Wissenschaftler vermuten dass diese junge Galaxien neben den Sternen die sie bilden, gleichzeitig noch große und aktive schwarze Löcher füttern.
Dr. Anita Richards von der Universität von Manchester erklärte: „Ein Hinweis auf den Ursprung dieses Phänomens ist dass oft zwei oder mehr verzerrte Galaxien mit diesen Quellen in Zusammenhang gebracht werden. Vermutlich war eine Wechselbeziehung vorhanden, als das Universum noch jung war. Die daraus folgenden Kollisionen von Gas und Nebelwolken löste Sternenbildungen aus und fütterte außerdem das im Zentrum gelegene schwarze Loch.“

„Moderne Starburst-Galaxien sind nicht nur langsamer bei der Sternebildung, haben jedoch oft viel weniger aktive Galaxiekerne, wenn überhaupt welche. Einem größeren Starburst dagegen müsste ziemlich schnell sein Material ausgehen (nach kosmischen Standards gerechnet). Dies ist mit dem Zeitpunkt erreicht, an dem alles vorhandene Material bereits in Sternen verarbeitet wurde oder in schwarze Löcher gefallen ist.“

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Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: UniverseToday.

Diese gigantisch große Galaxie befindet sich in der südlichen Konstellation von Fornax. Auf diesen Foto sind dunkle Staublinien und gigantische Sternen-Cluster zu sehen, was darauf schließen lässt, dass die Galaxie so wie wir sie heute sehen durch eine Galaxiekollision entstanden ist. Wie kleine Kanninchen die an Ecken lauern oder unter Betten liegen, überrascht diese Galaxie mit komplexen Skulpturen aus Staub, die sich versteckt in dieser großen Galaxie befinden. Alle Fotos wurden im sichtbaren Licht und mit dem NASA Hubble Teleskop gemacht.

Das Hubble Teleskop benutzte die so genannte Advanced Camera for Surveys (ACS), die 2002 installiert wurde, für diese Fotos. Damit konnten auch einzigartig genaue Messungen von diesen Sternen-Cluster mit ausschließlich roten Sternen. Die Galaxie ist etwa 75 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und liegt in der südlichen Konstellation von Fornax. Sie ist eine der hellsten elliptischen Galaxien im Fornax Galaxie-Cluster. Nebenbei ist es auch noch eine der größten Galaxien und größten Radiowellen-Quellen im Universum. Die Vergangenheit der Galaxie NGC 1316 ist sehr aufregend, was darauf zurückzuführen ist das sie durch eine Galaxiekollision zweier Spiralgalaxien entstand.

Ein amerikanisches Astronomenteam arbeiteten die Fotos von Hubble aus. Dieses Team wurde von Dr. Paul Goudfrooij, vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, geleitet. Nach diesen super Fotos mit den neuesten Messungen hat das Hubble Teleskop wieder einmal gezeigt, dass es viel zu wichtig ist, um verschrottet zu werden. Jedoch ist eine Rettung in den letzten Monaten in weite Ferne gerückt.

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Ein Beitrag von Roger Spinner. Quelle: NASA.

Aber was genau ist der Van Allen-Gürtel? Durch das Erdmagnetfeld werden Teilchen, die aus dem Sonnenwind oder der kosmischen Strahlung stammen, eingefangen und sammeln sich in zwei Strahlungsgürteln. Wäre der Gürtel vom All aus sichtbar, so erschiene er wie ein Paar Ringe, einer innerhalb des anderen, mit der Erde mitten drin.

Der Lichtblitz den wir optisch wahrnehmen können, ist nur ein Teil der Strahlung die ein Blitz produziert. Blitze generieren auch Radiowellen. Auf dieselbe Art wie ein Prisma das sichtbare Licht umlenkt, werden diese Radiowellen von elektrisch geladenem Gas abgelenkt, das im Magnetfeld der Erde gefangen ist. Dies bewegt die Wellen dazu, entlang der Magnetfeldlinien der Erde, hinaus in den Weltraum zu fliessen.

Den Aussagen des Teams zufolge, würde es keine Wechselwirkung im Strahlengürtel geben, wenn die Radiowellen aus dem Weltall anstatt von der Erde kämen. Die Untersuchungen zeigen weiter auf, dass, wenn ein magnetischer Sturm, ausgelöst durch starke Sonnenaktivität, neues hochenergetisches Material in die Sichere Zone gebracht hatte, Blitze die Zone innerhalb weniger Tagen wieder von der Strahlung befreiten.

Die Resultate der aktuellen Untersuchung, können möglicherweise einmal dabei helfen, die Strahlungsgürtel um die Erde oder um andere Planeten herum zu entfernen und somit die Gefahren für bemannte Erkundungen zu minimieren. Ingenieure könnten dereinst Raumsonden entwickeln, die Radiowellen in der richtigen Frequenz und am richtigen Ort erzeugen können, um damit die Strahlungsgürtel um einen Planeten herum zu reinigen. Dies könnte dann zum Beispiel von Interesse sein, wenn es einmal um die menschliche Erkundung des Jupiter-Mondes Europa geht, der innerhalb des starken Strahlungsgürtels des gigantischen Planeten kreist.

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