Quelle: University of Hawaii. Vertont von Peter Rittinger.

Die Gravitation eines gigantischen Galaxienhaufens bündelt das Licht der 9,3 Milliarden Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie Sp 1149. Durch dieses Gravitationslinseneffekt genannte Phänomen wird die Spiralstruktur der Galaxie sichtbar und Astronomen können die einzelnen Spiralarme untersuchen. Normalerweise zerstört der Gravitationslinseneffekt die Struktur solch weit entfernter Objekte. Da bei Sp 1149 die feinen Strukturen erhalten sind, eignet sie sich besonders auch zur Überprüfung aktueller Entwicklungsmodelle.

Möglich wurde dieser unerwartete Blick in die weite Vergangenheit durch die Verwendung des 10-Meter-Teleskops Keck II auf Hawaii. Gravitationslinsen sind die größten natürlichen Lupen, die durch die kolossale Schwerkraft massiver Galaxiencluster das ausgesandte Licht von „dahinter“ liegenden Objekten bündeln und so wertvolle Informationen liefern können. Doch solche Linsen besitzen auch eine ganze Reihe von Nachteilen. Obwohl sie sehr weit entfernte Galaxien aus dem frühen Universum für Teleskope auf der Erde sichtbar machen, zerstören sie auf der anderen Seite aber auch einiges an Informationen. Die „gelinsten“ Bilder verlieren in der Regel ihre „Auflösung“ und es gehen Details wie die Spiralstruktur verloren.

Anders verhält sich der Fall allerdings bei Sp 1149. Sie wurde erst durch den verstärkenden Effekt der Gravitationslinse sichtbar. Der gewaltige Galaxienhaufen, der zwischen der Galaxie Sp 1149 und der Erde liegt, verstärkt das Licht der kleinen Sterninsel 22-fach und machte sie so erst für das Teleskop sichtbar.

Das Geheimnis um die Ausnahme, die Sp 1149 bildet, liegt in ihrer ganz speziellen Position direkt hinter dem Cluster. In dieser Position beugt die Gravitation des Clusters ihr Licht gleichmäßig in alle Richtungen und macht auf diese Art die Sichtung der Spiralarme, sowie die Trennung des Galaxienkerns von ihnen möglich.

Sp 1149 ist damit eines der wenigen bekannten Exemplare, die aus einer Zeit stammen, als das Universum erst ein Drittel seines heutigen Alters erreicht hatte, und die klar in Bulge und Arme aufgelöst werden können. Es lassen sich an ihr nicht nur existierende Galaxienentwicklungsmodelle überprüfen, sondern es gelang in der Studie auch, die Verteilung verschiedener Elemente in der Spiralgalaxie zu bestimmen.

Von allen gefundenen Elementen, ist der Sauerstoff das am breitesten dokumentierte. Die größten Vorkommen konzentrieren sich im Kern der Galaxie. Die dortigen Ansammlungen lassen eine erhöhte Sternentstehungsrate vermuten. Es bildet sich also wohl zunächst die Bulgepopulation in den Galaxien, bevor im Anschluss die Scheibensterne entstehen und sich letztlich die einzelnen Arme ausbilden. Insofern unterstützen die Erkenntnisse um Sp 1149 eine Idee, die als das „Inside-Out“-Modell er Galaxienentstehung bekannt ist.

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Ein Beitrag von Timo Lange und Klaus Donath. Quelle: W. M. Keck Observatory. Vertont von Peter Rittinger.

Trotz über 500 bisher gefundener Planeten ist dies einer von nur sechs, welcher direkt abgelichtet werden konnte. Das System um den mit nur 60 Millionen Jahren noch sehr jungen Hauptreihenstern HR 8799, auch bekannt als V342 Pegasi (da im Sternbild Pegasus gelegen), besteht aus insgesamt drei bekannten Planeten. Die drei Planeten wurden vor weniger als anderthalb Jahren ebenfalls am Keck-Observatorium entdeckt. Nun konnte erstmals das Spektrum eines der Planeten aufgenommen werden.

HR 8799 b ist mit etwa sieben Jupitermassen der leichteste der drei Planeten, die ihren Stern allesamt recht weitläufig in einem Abstand von 24, 38 und 68 Astronomischen Einheiten (AE) umlaufen. HR 8799 b ist mit 68 AE mehr als doppelt so weit von seiner Sonne entfernt wie der äußerste Planet unseres Sonnensystems, Neptun.

Aus dem Spektrum eines Planeten lassen sich sehr viel mehr Informationen lesen, als aus einem einzigen Bild: Es lassen sich Rückschlüsse auf Temperatur, chemische Zusammensetzung und Wolkeneigenschaften ziehen. „Wir sind nun an einem Punkt, an dem wir nicht nur Planeten um andere Sterne direkt abbilden, sondern auch die Eigenschaften ihrer Atmosphären im Detail untersuchen können. Direkte Spektroskopie ist die Zukunft dieses Forschungsfeldes“, sagt Brendan Bowler, Erstautor der Studie, welche in der nächsten Ausgabe des Astrophysical Journal erscheinen wird.

Im Fall von HR 8799 b sind die Astronomen auf Temperaturwerte gestoßen, welche sich mit herkömmlichen theoretischen Modellen von Gasriesen nicht gut erklären lassen. Die Temperatur lässt sich vor dem Hintergrund einiger theoretischer Annahmen gut anhand der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre ablesen. Bei HR 8799 b wurde so gut wie kein atmosphärisches Methan nachgewiesen, was ein Zeichen für eher hohe Temperaturen ist. So wird die geringst mögliche Temperatur auf 1.200 Kelvin (etwa 930 °C) geschätzt. Bisherige Modelle gingen jedoch von einer um 400 Kelvin geringeren Temperatur für einen Planeten dieses Alters und bei der abgestrahlten Energiemenge aus.

Das Forschungsteam vermutet, dass die höheren Temperaturen durch wesentlich mehr Staub und Wolken als erwartet in der Atmosphäre zustandekommen. „Die direkte Untersuchung von extrasolaren Planeten steckt noch in den Kinderschuhen“, kommentiert Michael Liu, Coautor der Studie. Aber sogar in dieser frühen Phase sehen wir, dass wir es mit gänzlich anderen Objekten als den bisher bekannten zu tun haben.“

Möglich wurde die Beobachtung durch die Hochkontrast-Adaptive Optik des Teleskops in Verbindung mit OSIRIS, einem speziellen Spektrographen. OSIRIS steht für OH-Suppressing Infra-Red Integral-field Spectrograph. „OH-Suppressing“ bedeutet, dass die Emissionslinien von Hydroxilmolekülen herausgefiltert werden, bevor das eingefangene Licht den Spektrographen erreicht. Auf diese Weise erscheint der Nachthimmel im Infrarot, dem Beobachtungsbereich von OSIRIS, um einige Magnituden dunkler. Hydroxilmoleküle in den oberen Schichten der Erdatmosphäre stören bodengestützte Beobachtungen im Infrarotbereich, was auf diese Weise umgangen werden kann. OSIRIS kann Spektra an bis zu 3.000 Punkten gleichzeitig aufnehmen und somit gewissermaßen „Spektral-Bilder“ erzeugen, wie hier in Abbildung 1 erkennbar.
Weitere Untersuchungen und insbesondere der Vergleich mit den noch unbekannten Spektra der Nachbarplaneten werden die genauere Natur dieser neuen Klasse von jungen Gasriesen Stück für Stück enthüllen.

Direkte Studien an extrasolaren Planeten befinden noch in ihren Anfängen. Dennoch ist es bemerkenswert, wie viele Informationen bereits über weit entfernte Planeten gesammelt werden können. Das Licht des Planeten ist etwa 100.000 Mal schwächer als das seines Zentralgestirns und konnte nur mit adaptiver Optik fokussiert werden.

Raumcon-Diskussionsforum:

• Direkt beobachtete Exoplaneten
• Exoplaneten

Quellen:

• Vorveröffentlichung der Studie
• Veröffentlichung des W.M. Keck Observatoriums

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceFlightNow.

Dr. Michael Liu, ein Astronome der Universität auf Hawaii, machte hochauflösende Fotos mit dem Keck II Teleskop. Das Keck II ist das größte erdgebundene Infrarot-Teleskop. Ziel war der nahe gelegene Stern AU Microscopii (AU Mic). Mit einer Distanz von „nur“ 33 Lichtjahren kann man ihm wirklich nahe nennen und er ist der einzige bekannte Stern der eine sichtbare Staubwolke um sich hat. Viele glauben, dass genau in dieser Scheibe viele neue Planeten geboren werden, denn die Bedingungen stimmen mit anderen Planetengeburtstätten über ein.

„Noch können wir um den Stern AU Mic keine Planeten erkennen, aber sie werden sich nicht ewig vor uns verstecken können“, scherzt Dr. Liu. Die bisherigen Ergebnisse werden in der September-Ausgabe des Magazins Science erscheinen. Eine Staubwolke entsteht aus dem Material, dass die Sterne umkreist und gibt sich bei der Entstehung kaum zu erkennen. Die Scheibe ist normal auch noch sehr symetrisch. All dies trifft nicht auf die Staubwolke von AU Mic zu.

Aber trotz dieser Ungereimtheiten glauben die Forscher, dass sich in dieser Scheibe erdähnliche Planeten befinden, denn man fand Klumpen in dieser Staubscheibe, die entweder bereits kleine Planeten sind oder sich später zu riesen Planeten formen. „Da wir sie jetzt noch nicht sehen können, können sie jetzt noch keine riesen Planeten sein“, meint Dr. Liu. Des Weiteren wurden Verdichtungen in der Staubwolke entdeckt, die sich um AU Mic befindet, der übrigens erst zirka 10 Millionen Jahre alt ist. Dieser Stern ist wirklich noch sehr jung, im Vergleich zu unserer zirka 4.5 Milliarden Jahren alten Sonne. Diese Klumpen in der Wolke sind zwischen 25 und 40 Astronomische-Einheiten vom Zentralstern AU Mic entfernt (1 Astronomische-Einheit = Abstand Sonne – Erde). In unseren Sonnensystem wären die Klumpen zwischen Neptun und Pluto, also ziemlich weit entfernt.
Die Suche nach erdähnlichen Planeten geht weiter und ist zurzeit auf einen Höhepunkt angelangt, denn nicht nur das Liu Team sondern auch viele andere Teams suchen weiterhin nach erdähnlichen Planeten.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceFlightNow.

Einen Team rund um Robert Jedicke von der Hawaii-Universität ist es gelungen nachzuweisen, dass Asteroiden ihre Farbe ändern, je älter sie werden. David Nesvorny, ein Teammitglied, hat eine spezielle Methode benutzt, um Asteroiden zu überwachen die zwischen sechs Millionen und drei Milliarden Jahre alt sind. Dabei wurden mehr als 100.000 Asteroiden überprüft und beobachtet. Weiters wird erklärt das die Farbänderung nicht von heute auf morgen einsetzen wird sondern ein Prozess über mehrere Millionen ja sogar Milliarden Jahre sein kann. Meteoriden, kleine Teile eines Asteroiden oder Kometen, wurden ebenfalls für diese Untersuchung herangezogen. Zumeist wurden die Meteoriden verwendet, die bereits auf die Erde gefallen sind und leicht zu untersuchen waren.

„Wir haben einen Meteoriten aus den Grand Canyon genommen, der so rot war wie ein mögliches Deckblatt einer Zeitschrift“, erinnert sich Jedicke. „Es ist klar, dass der Meteorit nicht von einen roten, erdnahen Asteroiden oder Kometen kommt, zumal bisher nur graue erdnahe bis schwarze Asteroiden gefunden wurden. Also muss der Meteorit eine Reise von über mehreren Millionen Jahren hinter sich haben! Natürlich wurde er durch den Wettereinfluss ebenfalls verändert aber es ist klar, dass er nicht grau auf der Erde landete. Also ist diese Oberfläche mehrere Millionen Jahre alt.“

Nesvorny erklärt das die Meteoriten Forschung eine sehr wichtige ist, da man so unter Umständen die Geschichte der Erde und des ganzen Sonnensystems verstehen kann. Aber das Interessanteste ist immer die Suche, zu welchen Kometen der Meteorit passt. Wenn er zu einem unbekannten Kometen gehört, erweist sich die Suche als aussichtslos. Die Oberfläche eines Meteoriten wird auch durch den Ritt durch die Erdatmosphäre verändert und somit auch die Farbe. Das wird in speziellen Laboren untersucht. Die Farbe könnte sich auch durch den Einfluss anderer Faktoren geändert haben, wie zum Beispiel der Sonnenstrahlung oder den Sonnenwind. Doch das glaubt das Forscherteam eher weniger.
Die Entdeckung, dass Asteroiden ihre Farbe ändern, ist eine sehr interessante. Doch es bleiben weiterhin ungeklärte Fragen offen, die man versuchen wird zu beantworten.

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Ein Beitrag von meiklampmann. Quelle: nature.com.

Das Mondeis könnte einer Kolonie Wasser liefern und mit Hilfe der Solarkraft könnte man aus Eiswasser Raketentreibstoff herstellen. Das wird auch dem US-Raumfahrtprogramm neuen Schwung geben und man könnte auf dem Mond nach wertvollen Mineralien suchen beziehungsweise graben.

Die Sonde „Luna Prospector“ der NASA entdeckte 1998 riesige Mengen an Eis, vielleicht Hunderte von Millionen Tonnen, im Schattenbereich der Kratern an den Polen des Mondes. Dieser Befund bestätigte die Analyse des Mondprogramms „Clementine“. Ben Bussey von der Universität Hawaii glaubt sogar, das eine Milliarde Tonnen von Wasser auf dem Mond geben könnte.

Die durchschnittliche Temperatur an der Oberfläche des Mondes beträgt minus 23 Grad Celsius. Im direkten Sonnenlicht ist es auf der Oberfläche natürlich viel wärmer. Aber in permament beschatteten Regionen liegen die Temperaturen niemals über minus 230 Grad Celsius. Hier könnte eine Menge von Wasser in gefrorenen Zustand geben. In der frühen Geschichte des Mondes brachten Kometen und Meteoriden das Wasser.

Busseys Team hat den Bereich des Kraterbodens berechnet, der in Schatten liegt. Dies ist aber nicht so leicht, weil es keine vollständigen, detallierten Landkarten von der Oberfläche des Mondes gibt.

Sie schätzen, das um den Nordpol etwa 7,500 Quadratkilometer permament in Schatten liegen und um den Südpol sind es etwa 6500 Quadratkilometer.

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Ein Beitrag von Dominik Mayer. Quelle: http://www.space.com.

Die Monde sind die ersten, die seit der Voyager II Mission 1989 gefunden wurden, und seit 1949, die ersten von der Erde aus entdeckten. Jeder hat einen Durchmesser von ungefähr 30 – 40 Kilometerns. Die Forschungsgruppe wurde von Matthew Holmen vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und JJ Kavelaars vom National Research Council of Canada geleitet.

Neptun ist der achte Planet in unserem Sonnensystem und wechselt seinen Platz regelmäßig, nach einigen hundert Jahren, mit Nr. 9, Pluto, einer gigantischen Eiswelt. Neptun ist an Platz vier der Planeten mit den meisten Monden. Gegen Anfang des Monats fanden Astronomen der University of Hawaii einen kleinen Mond um den Jupiter, der jetzt 40 bekannte Trabanten besitzt. Saturn hat 30, Uranus 21.

Das von den neu gefundenen Neptunmonden reflektierte Sonnenlicht ist so minimal, dass sie 100 Millionen mal schwächer sind als alles, was unter einem dunklen Himmel von der Erde aus gesehen werden kann. Die Entdeckungen wurden erst durch die Verknüpfung mehrerer Bilder des 4,0 Meter Blanco Telescope des Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile und des 3,6 Meter Canada-France-Hawaii Telescope in Hawaii ermöglicht. Alle drei neuen Monde sind unregelmäßig, das bedeutet, dass sie den Planeten entweder entgegen seiner Rotationsrichtung umkreisen, oder einen Pfad beschreiben, der stark gegen die Rotationsebene des Planeten geneigt ist. Neptun hat noch zwei weitere, unregelmäßige, Monde und sechs regelmäßige. Triton, der größte Neptunmond, umkreist ihn in entgegengesetzter Richtung und es wird vermutet, dass er ein, vom Gravitationsfeld des Planeten, eingefangenes Objekt ist. In der Tat haben alle unregelmäßigen Monde eine zurückverfolgbare Geschichte. Die kleineren sind, laut Astronomen, wahrscheinlich das Resultat der Kollision eines Mondes mit einem vorbeifliegenden Kometen oder Asteroiden. „Diese kollisionsartigen Zusammenstöße haben den Ausstoß von Teilen des Mondes und der Produktion einer ‚Mondfamilie‘ zur Folge. Diese Familien sind genau das, was wir finden,“ erklärt Kavelaars. Die Entdeckungen öffnen ein Fenster, durch welches Astronomen die Bedingungen im Sonnensystem zu der Zeit beobachten können, in der sich die Planeten gebildet haben, so Holman.

Weitere Mitglieder des Teams: graduate student Tommy Grav, University of Oslo & Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
undergraduate students Wesley Fraser und Dan Milisavljevic, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada.
Dank verbesserter Teleskope und neuer Computertechniken werden einige neue Monde pro Jahr entdeckt. Viele müssen weiterhin beobachtet werden um endgültig bestätigt werden zu können. Ein anderes Forschungsteam erklärte in der letzten Woche, es habe einen Beweis für die Existenz des ersten sogenannten Trojanischen Mondes um den Neptun gefunden. Das ist kein richtiger Mond, sondern ein Asteroid, welcher in einem Graviatationsfeld zwischen Neptun und Sonne gefangen ist. Jupiter hat einige Trojanische Asteroiden. „Es wurde lange vermutet, dass Trojanische Neptunmonde existieren und es ist gut endlich zu wissen, dass es sie gibt,“ so Eugen Chiang von der University of California in Berkeley.

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Ausführliche Informationen zum Neptun

Details zu Voyger II

Die Ausgabe #001 unseres Radios InSound beinhaltet einen Beitrag zum Sonnensystem.

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