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#1

Kosmologie

in Aus der Welt der Wissenschaft 06.12.2011 22:38
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Dienstag, 6. Dezember 2011Weltraumteleskop Kepler bestätigt ersten Planeten mitten in habitabler Zone um sonnenähnlichen Stern


Künstlerische Darstellung des möglicherweise erdähnlichen Planeten Kepler-22b. | Copyright: NASA/Ames/JPL-Caltech


Pasadena/ USA - NASA-Astronomen haben den ersten Planeten bestätigt, der mit dem Weltraumteleskop Kepler entdeckt wurde und seinen Stern deutlich innerhalb der sogenannten habitablen Zone umkreist. Hierbei handelt es sich um jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Temperaturen auf seiner Oberfläche Wasser in flüssiger Form und somit die Grundlage des Lebens, wie wir es auf der Erde kennen, existieren kann. Hinzu haben die Kepler-Wissenschaftler 1.094 neue Entdeckungen, sogenannte Kandidaten für ferne Planeten veröffentlicht, von welchen - sollten sie bestätigt werden können - weitere 10 ihre Zentralgestirne innerhalb der "grünen Zone" umkreisen.


Diesen Bestätigungsprozess hat der 600 Lichtjahre von der Erde entfernt gelegene Planet "Kepler-22b" bereits hinter sich. Er umkreist den sonnenähnlichen (G-)Stern Kepler-22 mitten innerhalb dessen habitabler Zone und hat einen Radius, der dem 2,4-fachen des Radius der Erde entspricht. Für eine Umrundung seines Sterns benötigt der Planet 290 Tage. Ob es sich um einen vorwiegend felsigen Planeten handelt, oder ob seine Zusammensetzung hauptsächlich gasförmig oder flüssig ist, können die Wissenschaftler derzeit noch nicht sagen. Die Entdeckung stelle jedoch einen weiteren und wichtigen Schritt hin zur Entdeckung erdähnlicher Planeten dar.

Frühere Suchen nach sogenannten Exoplaneten, Planeten also - außerhalb unseres Sonnensystems - hatten bereits einige vergleichsweise erdgroße Planeten innerhalb habitabler Zonen entdeckt - doch in allen dieser Fälle erwies sich eine Bestätigung der Planeten oder deren exakte Position im Verhältnis zur "grünen Zone" als schwierig und kontrovers (...wir berichteten, s. Links).


Erst vor kurzem konnten dann jedoch zwei in etwa erdgroße Planeten an den jeweils gegenüberliegenden Außenrändern der habitablen Zonen um kleinere und somit kühlere Sterne als unsere Sonne bestätigt werden, deren Umlaufbahnen wohl am ehesten mit jenen von Venus und Mars in unserem Sonnensystem zu vergleichen sind.

Das Weltraumteleskop Kepler fahndet nach Exoplaneten, in dem es nach minimalen Helligkeitsschwankungen im Licht ferner Sterne Ausschau hält. Stellen diese sich in regelmäßigen Abständen immer wieder ein, so handelt es sich um den Transit, also den Vorbeizug eines Planeten zwischen seinem Stern und dem Weltraumteleskop. Insgesamt werden mindestens drei solcher Transits benötigt, um die Existenz eines Planeten bestätigen zu können.


Grafischer Vergleich unseres Sonnensystems mit dem System um Kepler-22. | Copyright: NASA/Ames/JPL-Caltech, dt. Übers.: grenzwissenschaft-aktuell.de

Laut den NASA-Wissenschaftlern, die ihre Ergebnisse im Fachmagazin "Astrophysical Journal" veröffentlichen, wurde der erste Transit von Kepler-22b schon drei Tage nach Inbetriebnahme der wissenschaftlichen Beobachtungsphase des Weltraumteleskops identifiziert und der Planet schon im Februar 2011 als einer von 54 Kandidaten für Planeten innerhalb der habitablen Zone um ihre Sterne veröffentlicht. Nachdem 2010 auch die weiteren notwendigen Helligkeitsabschwächungen registriert wurden, konnte die Existenz des Planeten dann auch mit dem Weltraumteleskop Spitzer und Teleskopen auf der Erde bestätigt werden.

Das von Kepler überwachte Sternenfeld beinhaltet rund 150.000 Sterne in den Sternbildern Cygnus (Schwan) und Lyra (Leier). Mittlerweile hat Kepler darin bereits 2.326 Planetenkandidaten entdeckt. 207 davon haben in etwa eine erdähnliche Größe, während es sich bei 680 um sogenannte Super-Erden handelt (Planeten also von der 1,5 bis 10-fachen Masse der Erde). 1.181 sind in etwa so groß wie Neptun. 203 der Planetenkandidaten haben eine vergleichbare Größe wie Jupiter und 55 sind größer als dieser zugleich größte Planet unseres Sonnensystems.

Seit Mai 2009 zeigt sich anhand der Entdeckungen des Kepler-Teleskops ein dramatischer Anstieg der Anzahl neu entdeckter kleinerer Planetenkandidaten. Alleine die Anzahl der erdgroßen Planeten und der Super-Erden hat sich seit damals um 200 und seit Februar 2011 um 140 Prozent vergrößert.

Der leichte Abfall in der Anzahl der Planetenkandidaten innerhalb habitabler Zonen von 54 im Februar auf "nur noch" 48 in der aktuellen Charge, liegt laut NASA in einer verschärften Definition dessen, was die habitable Zone ausmacht. Der neuen Katalog nimmt nun auch Rücksicht auf den wärmenden Effekt der Atmosphären von Planeten, wie sie die Zone vom Stern selbst hinweg verlagert, zugleich aber auch Planeten mit längeren Umlaufperioden miteinbezieht.

"Der deutliche Anstieg der Anzahl an erdgroßen Kandidaten belegt, dass wir uns langsam auf jene Planetenklasse konzentrieren, für deren Entdeckung Kepler hauptsächlich konzipiert wurde. Hierbei handelt es sich nicht nur um erdgroße, sondern auch um potentiell lebensfreundliche Planeten", erläutert Natalie Batalha vom wissenschaftlichen Team der Kepler-Mission an der San Jose State University in Kalifornien. "Je mehr Daten wir bekommen, desto mehr konzentrieren wir uns auf die Entdeckung kleiner Planeten mit langen Umlaufperioden."

Quelle: Grenz|Wissenschaft-aktuell


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franzpeter
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#2

RE: Kosmologie

in Aus der Welt der Wissenschaft 06.12.2011 22:43
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Dienstag, 6. Dezember 2011

Astronomen finden größte Schwarze Löcher in fernen Riesengalaxien


NGC 3842 (o.l.) ist die hellste Galaxie im Leo-Galaxienhaufen. Das Schwarze Loch in ihrem Zentrum (s. künstl. Darst. m.) ist von zahlreichen Sternen umgeben, die durch sein enormes Gravitationsfeld verzerrt werden. Das Schwarze Loch hat die siebenfache Ausdehnung der Umlaufbahn des Pluto um die Sonne (Darst. u.r.). Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. | Copyright/Quelle: Pete Marenfeld, berkeley.edu


Berkeley/ USA - Astronomen der University of California in Berkeley haben die beiden größten bislang bekannten Schwarzen Löcher entdeckt. Die galaktischen Monster verfügen über eine Masse von rund 10 Milliarden Sonnen und verschlingen sogar das Licht auf einer Fläche, die der fünffachen Größe unseres Sonnensystems entspricht.


Wie die Astronomen um Professor Chung-Pei Ma und Nicholas McConnell aktuell im Fachmagazin "Nature" berichten, bilden die beiden Schwarzen Löcher die Zentren zweier gewaltiger Galaxien in rund 300 Millionen Lichtjahren Entfernung zur Erde. Wahrscheinlich, so vermuten die Wissenschaftler, handelt es sich um die Überreste einstiger sehr heller Galaxien, sogenannter Quasare, aus der Frühzeit des Universums.

"Im frühen Universum gab es eine große Anzahl solcher Quasare bzw. aktiver Galaxienkerne und einige davon wurden von gewaltigen Schwarzen Löchern in ihrem Zentrum angetrieben", erläutert Ma. "Die beiden nun entdeckten Schwarzen Löcher verfügen mit rund 10 Milliarden Sonnenmassen über eine vergleichbare Masse wie junge Quasare und könnten deshalb das bislang noch fehlende Bindeglied zwischen Quasaren und supermassereichen Schwarzen Löchern, wie sie heute zu finden sind, darstellen."

Schwarze Löcher selbst sind extrem dichte Massekonzentrationen, die ein derart starkes Gravitationsfeld besitzen, aus dem sogar das Licht nicht entkommen kann. Während explodierende Sterne Schwarze Löcher mit der Masse des einstigen Sterns entstehen lassen können, entstanden supermassereiche Schwarze Löcher möglicherweise aus der Verschmelzung mehrerer Schwarzer Löcher oder durch das Verschlingen großer Mengen von Sternen durch ein ursprünglich normales Schwarzes Loch.

Bislang sind etwa 63 supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von, nach kosmischen Maßstäben, "nahen" Galaxien bekannt. Das bislang größte dieser Schwarzen Löcher verfügt über eine Masse von 6.3 Milliarden Sonnen und sitzt im Zentrum der Galaxie M87.

Eines der nun entdeckten Schwarzen Löcher bildet den Kern der elliptischen Galaxie NGC 3842 im 320 Millionen Lichtjahre entfernten Leo-Galaxienhaufen und verfügt über die Masse von 9,7 Milliarden Sonnen. Das zweite Schwarze Loch ist entweder gleichgroß oder sogar noch größer und sitzt im Zentrum der rund 336 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 4889 im Coma-Galaxienhaufen. Beide Schwarzen Löcher haben einen Schwerkrafteinfluss auf ihre Umgebung mit 4000 Lichtjahren Durchmesser.

Der Grund, weswegen die beiden komischen Monster bislang nicht entdeckt wurden liegt in dem Umstand, dass sich beide Schwärzen Löcher sozusagen im Ruhestand befinden. Ihre aktive Phase liege wahrscheinlich mehrere 10 Milliarden Jahre zurück, so Ma. Damals hatten sie gewaltige Mengen an Materie verschlungen und die in ihrem galaktischen Umfeld verbleibenden Gase bildeten sich zu Sternen, die die Schwarzen Löcher seither friedlich umkreisen.

Grenz|Wissenschaft-aktuell


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franzpeter
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#3

Gestirn stellt neuen Rotationsrekord

in Aus der Welt der Wissenschaft 07.12.2011 23:45
von franzpeter | 8.075 Beiträge

07. Dezember 2011Astronomie Riesenstern dreht sich 300-mal schneller als die Sonne
Von Rainer Kayser
Gestirn stellt neuen Rotationsrekord auf und wird fast von der Fliehkraft zerrissen


Der Tarantel-Nebel in der Großen Magellanschen Wolke. Der Pfeil zeigt auf den Rekord-Stern VFTS 102.


© ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey/Cambridge Astronomical Survey UnitBelfast (Nordirland) - Der Riesenstern VFTS 102 in der Großen Magellanschen Wolke rotiert an seiner Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von mehr als zwei Millionen Kilometern pro Stunde. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile. VFTS 102 ist damit der am schnellsten rotierende bekannte Stern - seine Drehgeschwindigkeit übertrifft die der Sonne um das Dreihundertfache. Demnach steht er kurz davor, durch die starken Zentrifugalkräfte zerrissen zu werden, berichten die Astronomen im Fachblatt "Astrophysical Journal Letters".
Die Beobachtungen des Teams um Philip Dufton von der Queen’s University in Belfast haben zudem gezeigt, dass sich die Geschwindigkeit des Sterns, der etwa die 25-fache Sonnenmasse hat und rund hundert Mal heller strahlt als die Sonne, deutlich von den Geschwindigkeit der Sterne in seiner näheren Umgebung unterscheidet. “Die auffällig hohe Rotationsgeschwindigkeit und die ungewöhnliche Bewegung verglichen mit seiner Umgebung haben uns aufmerken lassen", so Dufton. "Wir wurden argwöhnisch und haben uns gefragt, ob der Stern eventuell eine besondere Vorgeschichte hat.”

Die Astronomen vermuten, dass VFTS 102 ursprünglich Mitglied eines engen Doppelsternsystems war. Durch die Übertragung von Materie des zweiten, massereicheren Sterns auf VFTS 102 wurde dessen Rotation enorm beschleunigt. Nach einer kurzen Lebensdauer von nur zehn Millionen Jahren ist der massereichere Begleiter dann als Supernova explodiert. Dabei ist VFTS 102 aus dem System heraus katapultiert worden. Tatsächlich haben die Forscher in der Nähe des ungewöhnlichen Sterns eine Explosionswolke mit einem Pulsar gefunden - Überreste einer Supernova.

Dufton und seine Kollegen haben den neuen Rekordstern bei einer systematischen Untersuchung des Tarantel-Nebels in der Großen Magellanschen Wolke aufgespürt. Die Große Magellansche Wolke ist eine kleine Satelliten-Galaxie unserer Milchstraße und etwa 160.000 Lichtjahre von uns entfernt. Das Ziel der Beobachtungen war es, die leuchtkräftigsten und massereichsten Sterne des Nebels aufzuspüren.

© Wissenschaft aktuell


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franzpeter
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#4

Gesamtmasse von Kugelsternhaufen auch ohne Dunkle Materie erklärbar

in Aus der Welt der Wissenschaft 19.12.2011 20:57
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Montag, 19. Dezember 2011
Gesamtmasse von Kugelsternhaufen auch ohne Dunkle Materie erklärbar


Der Kugelsternhaufen M22 mit der Position des nun entdeckten massearmen Sterns. | Copyright: UZH


Zürich/ Schweiz - Schweizer, polnischen und chilenische Astrophysikern ist es erstmals gelungen, einen massearmen Stern in einem Kugelsternhaufen nachzuweisen. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass die Gesamtmasse von Kugelsternhaufen möglicherweise auch ohne die immer noch rätselhafte Dunkle Materie zu erklären ist.


Bislang vermuteten Astrophysiker lediglich, dass es diese massearme und damit extrem lichtschwachen Sterne Sternen geben muss. Doch gerade diese Eigenschaften, gemeinsam mit den riesigen Distanzen versagen selbst modernste Teleskope.

Die Astrophysiker um Philippe Jetzer von der UZH haben nun jedoch mit Hilfe des sogenannten Mikrolinseneffekt einen massearmen Stern im Kugelsternhaufen M22 nachgewiesen und ihre Entdeckung ausführlich im Fachmagazin "Astrophysical Journal Letters" beschrieben.

Demnach handelt es sich dabei um einen 10.3000 Lichtjahren von der Erde entfernten Zwergstern, mit etwas weniger als einem Fünftel der Masse unserer Sonne.


Der sogenannte Gravitationsmikrolinseneffekt konnte von den Wissenschaftlern am VLT-8-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) mit adaptiver Optik im Paranal-Observatorium in Chile genutzt werden, um so den Stern sichtbar zu machen.

"Schon im August 2000 entdeckten polnische Astronomen, dass die Helligkeit eines rund zwei Bogenminuten vom Zentrum des Kugelsternhaufens M22 entfernten Sterns während zwanzig Tagen zunahm", erläutert die Pressemitteilung der Universität Zürich (uzh.ch). "Sie vermuteten, dass das Phänomen auf einen sogenannten Gravitationsmikrolinseneffekt zurückzuführen sei. Dieser beruht darauf, dass sich Licht in der Nähe von großen Massen entlang von gekrümmten Bahnen und nicht geradlinig ausbreitet."

Die Helligkeit des Sterns wird durch die Gravitation eines vor ihm durchziehenden Objekts, das als Linse wirkt, kurzzeitig vergrößert. Der Stern, also die Lichtquelle, erscheint für kurze Zeit heller, um dann nach dem Durchgang der Linse wieder schwächer zu leuchten. Um diese Vermutung zu bestätigen, holten die Astronomen den Züricher Gravitationsmikrolinsen-Spezialisten Philippe. Die am 17. Juli 2011 durchgeführte Kontrollmessung im Paranal-Observatorium der ESO bestätigte dann die Vermutung. Die Detailanalyse zeigte, dass die Quelle außerhalb von M22 liegt. "Als Linse wirkte ein massearmer Stern innerhalb des Kugelsternhaufens selbst", erklärt Jetzer.

Für die Astrophysik ist der erste Nachweis eines massearmen Sterns in einem Kugelsternhaufen von großer Bedeutung, erlaubt er doch neue Aussagen über den Aufbau von Kugelsternhaufen. Bislang konnte die Gesamtmasse von Kugelsternhaufen nicht erklärt werden, außer mit Dunkler Materie, deren Existenz aber unbewiesen ist. "Die Gesamtmasse oder zumindest ein wesentlicher Teil von Kugelsternhaufen lässt sich jetzt aber auch durch das Vorhandensein von bislang nicht detektierbaren massearmen, lichtschwachen Sternen erklären", so Jetzer.


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franzpeter
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#5

Weltuntergangsszenario 2012

in Aus der Welt der Wissenschaft 20.12.2011 17:15
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Dienstag, 20. Dezember 2011
Weltuntergangsszenario 2012

- NASA verneint Gefahr durch sonnennahe Sternenexplosionen
In der Supernova 1987A explodierte der bislang dem Sonnensystem nächstgelegene Stern seit Beginn der astronomischen Beobachtungen. Die Heimat von 1987A ist die Große Magellansche Wolke, eine kleine Galaxie, die unsere eigene Galaxie, die Milchstraße, umkreist.


Copyright: NASA / ESA / P. Challis and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)


Washington/ USA - Während schon das erwartete Maximum der Sonnenaktivität von Sonnenforschern der NASA um ein Jahr von 2012 auf 2013 verschoben wurde, haben sich NASA-Wissenschaftler nun auch zu einer weiteren möglichen Gefahr für die Erde im kommenden Jahr 2012 geäußert, wie es das Ende des vieldiskutierten Maya-Kalenders darstellt und von einigen Autoren mit apokalyptischen Weltuntergangsszenarien verbunden wird und verneinen eine Gefahr durch Explosionen von Sternen im näheren Umfeld unseres Sonnensystems.


Während derartiger Sternenexplosionen, sogenannte Supernovae, werden Energien freigesetzt, die dem gesamten Energieausstoß unserer Sonne entsprechen. Eine solche Explosion - so einige Endzeittheorien rund um das Ende des Maya-Kalenders - könnte 2012 also auch die Erde in Mitleidenschaft ziehen.

"Angesichts der enormen Ausdehnung des Weltraums und den langen Zeitabständen zwischen einzelnen Supernovae, können wir schon heute sagen, dass es keinen Stern gibt, der unserem Sonnensystem nahe genug ist, als dass seine solche Explosion für die Erde ein Risiko darstellen könnte", so die NASA-Wissenschaftler in einer Erklärung der Weltraumbehörde.

Astronomen schätzen, dass es durchschnittlich zu einer oder zwei Sternenexplosionen alle hundert Jahre kommt. "Damit die Ozonschicht der Erde von einer fernen Supernova beschädig werden könnte, müsste sich diese in weniger als 50 Lichtjahren Entfernung ereignen. Alle bekannten Sterne, denen kurz- und mittelfristig eine Supernova bevorstehen könnte, sind jedoch deutlich weiter von der Erde entfernt."

Allerdings gestehen die NASA-Astronomen ein, dass natürlich jeder Planet in der kosmischem Nähe einer Supernova von starker Röntgen- und Gammastrahlung überflutet werden würde, wie sie dessen Ozonschicht beschädigen könnte, die normalerweise die Oberfläche vor schädlicher ultravioletter Strahlung des Zentralgestirns, in unserem Fall der Sonne, schützt.

Oft geht mit Supernovae auch ein anderes, explosives Ereignis einher: sogenannte Gammastrahlenausbrüche (gamma-ray bursts, GRB). Diese entstehen, wenn massereiche Sterne kollabieren oder wenn zwei kompakte Neutronensterne miteinander kollidieren und daraus ein Schwarzes Loch entsteht, aus dem mit annähernder Lichtgeschwindigkeit Teilchenströme, sogenannte Jets, herausgeschleudert werden können. Wenn sie direkt in Richtung Erde gerichtet sind, könnten sie die Erde auf ähnliche Weise beeinträchtigen, wie eine nahe Supernova. Selbst GBRs in einer Entfernung von 10.000 Lichtjahren könnten laut Berechnungen von Astronomen die Erde in einer solchen Art und Weise beeinträchtigen.

Allerdings fand der bislang der Erde am nächsten gelegene Gammastrahlenausbruch, GRB 031203, in einer Entfernung von 1,3 Milliarden Lichtjahren statt.

"Ähnlich wie der Einschlag von Asteroiden und Kometen, so hat unser Planet mit großer Sicherheit in seiner Geschichte bereits nahe Supernovae sowie in Richtung Erde gerichtete Gammastrahlenausbrüche erlebt", so de NASA-Astronomen. "Es gibt aber keinen Grund solche Ereignisse in naher Zukunft zu erwarten und noch weniger im Dezember 2012."

GrenzWissenschaft-aktuell


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franzpeter
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#6

Exoplaneten-Supererden machen Superprobleme

in Aus der Welt der Wissenschaft 21.12.2011 11:10
von franzpeter | 8.075 Beiträge

20.12.2011
Exoplaneten
Supererden machen Superprobleme
Planetenkundler reiben sich die Augen: Kepler findet immer mehr Exoplaneten, die es laut Theorie gar nicht geben dürfte. Die Modelle bedürfen einer dringenden Überarbeitung.
Eric Hand
Die Autor arbeitet als Redakteur für Nature.

Nun, da das Weltraumteleskop Kepler neue Exoplaneten gleich im Dutzend entdeckt, überraschen Mitteilungen wie diese kaum noch jemanden: 2326 Planetenkandidaten habe der Satellit identifiziert, hieß es beispielsweise Anfang Dezember auf der ersten Kepler-Fachtagung am NASA Ames Research Center im kalifornischen Moffet Field. Seine Ausbeute hat das Weltraumobservatorium damit seit Februar nahezu verdoppeln können.

Womit dagegen niemand gerechnet hat, ist der unerwartet hohe Anteil an "Supererden" unter diesen Fundstücken: Planeten also, die größer sind als die Erde, kleiner jedoch als der Neptun. Sie machen ungefähr ein Drittel bis die Hälfte aller neu entdeckten Welten aus. Es scheint sogar, als handele es sich bei dieser gerade erst geschaffenen Kategorie um den häufigsten Planetentyp überhaupt im Weltall.

Bereits die schiere Existenz von Planeten dieses Typs bereitet den Astronomen Kopfzerbrechen; umso schlimmer, dass viele dieser Supererden ihren Stern in einer äußerst engen Umlaufbahn umkreisen – exakt dort, wo sie laut den Modellen der Forscher gerade nicht sein dürften.


© M. Garlick/SPL

Planetenentstehung
Beim Kern-Akkretionsmodell sammeln Planetesimale immer mehr Staub und Gas aus ihrer Umgebung auf, bis sie schließlich zur stattlichen Größe eines ganzen Planeten heranwachsen – hier dargestellt in einer Illustration. Die Beobachtungen des Weltraumteleskops Kepler kann dieses einfache Modell jedoch nicht erklären.
"Das stellt uns alle vor Herausforderungen", bekennt Douglas Lin, Direktor des Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics der Universität Peking, der die Entstehung von Planeten mit Hilfe von Modellrechnungen erforscht. An ein paar Parametern zu drehen, würde das Problem nicht lösen, so der Forscher: "Wir sind gezwungen, die Physik dahinter zu überdenken."

Bröckchen in der Scheibe
Ältere Modelle zur Planetenentstehung basierten zwangsläufig auf Vorstellungen, die an unserem eigenen Sonnensystem gewonnen wurden: Sie führen zu zwei fein säuberlich getrennten Planetenkategorien und haben das so genannte Kern-Akkretionsmodell als Basis. Dabei geht man davon aus, dass sich eine Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Stern dreht, deren Material sich im Lauf der Zeit zu Klümpchen aus Fels und Eis, Planetesimale genannt, zusammenzieht. Die Planetenvorläufer stoßen fortwährend aneinander und vereinigen sich dabei zu immer größeren Brocken.


© Nature

Supererden en masse In den inneren Regionen einer solchen protoplanetaren Scheibe fehlt jedoch das nötige Material, um die Kerne zu mehr als Erdgröße heranwachsen zu lassen. Weiter draußen hingegen sammeln sie Vorläufer bis zu zehn Erdmassen oder mehr auf. Irgendwann sind sie schließlich massereich genug, um ein gewaltiges Gasvolumen in ihrer Atmosphäre festzuhalten: Es entstehen Gasriesen wie Jupiter.

Schon die allerersten Exoplaneten, die man Mitte der 1990er entdeckte, widersprachen dieser Theorie. Es handelte sich dabei um ebenjene jupiterartigen Gasriesen; nur hatten sie Umlaufperioden von einigen Erdtagen, umkreisten ihren Stern also auf einer sehr engen Bahn. Die Theoretiker reagierten darauf mit einer Anpassung ihrer Modelle: Sie ließen die "heißen Jupiter" zwar immer noch weit draußen entstehen, erlaubten ihnen dann aber, allmählich Richtung Zentrum zu wandern. Diejenigen Giganten, die diese Reise hinter sich hatten, waren den Planetenjägern ins Netz gegangen.

Zwei Planetenschicksale
Die angepassten Modelle machten allerdings auch die Voraussage, dass jeder Planet, der zu Supererdengröße heranwächst, entweder als Gasriese enden oder aber von seinem Stern verschluckt würde. Im entsprechenden Abschnitt der Planetendiagramme sollte sich daher eine trostlose Einöde ausbreiten. "Es hat aber mehr was von einem tropischen Regenwald", findet Andrew Howard, Astronom von der University of California in Berkeley. Keplers Entdeckungen hätten mit dieser Theorie kurzen Prozess gemacht. "Hoffentlich können wir das noch in unsere Theorien integrieren."

Das NASA-Weltraumobservatorium misst die Größe eines Planeten, indem es die minimale Verdunklung eines Sterns aufzeichnet, wenn ein Planet an ihm vorbeizieht. Dies liefert ein indirektes Maß für die Größe des Himmelskörpers. Für eine Hand voll der von Kepler entdeckten Supererden haben Forscher nun nachträglich auch die Masse bestimmt. Dabei beobachteten sie mit Hilfe erdgestützter Teleskope das leichte Wackeln der Sterne, das auf den Schwerkrafteinfluss des sie umrundenden Planeten zurückgeht. Wie sich zeigte, haben einige dieser Supererden eine sehr geringe Dichte – was wiederum darauf hindeutet, dass sie aus einem kleinen felsigen Kern und einer großen Hülle aus Eis bestehen.

Am Gasriesen vorbeigeschrammt
Jack Lissauer, Kepler-Experte vom Ames Research Center, schlägt nun vor, dass solche Supererden als kleine Kerne in den äußeren Regionen ihres Sonnensystems entstehen. Dort würden sie ebenfalls größere Mengen an Gas einsammeln, ohne allerdings den Punkt zu erreichen, an dem ihr Zuwachs – wie bei Gasriesen – nicht mehr zu stoppen wäre.

Einem solchen Planeten würde dann der gewaltige gravitative Zug fehlen, der den Giganten hilft, ihre Atmosphäre festzuhalten. Ihre Hülle wäre daher groß und von sehr geringer Dichte, dennoch könnten sie zu den endgültigen Ausmaßen einer Supererde heranwachsen, wenn ein Abkühlungsprozess ihre Atmosphäre schrumpfen lässt. Das dürfte das Ansammeln weiterer Gasmassen ermöglichen, schätzt Lissauer.


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"Erst migrieren, dann zusammenbauen!"
(Norm Murray)

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Unklar bleibt bei diesem Szenario allerdings, wie es zu kleineren und dichteren Supererden kommen kann. Einige solche Planeten kenne man bereits, und nun nähere sich auch Kepler einem Empfindlichkeitsbereich, in dem genau dieser Typ für ihn messbar werde, meint Greg Laughlin, Astronom von der University of California in Santa Cruz. "Im Moment sieht Kepler lediglich die Spitze des Eisbergs", so der Planetenkundler.

Planetenentstehung auf den Kopf gestellt
In Erklärungsnot geraten die Forscher auch, wenn es um die Position der Supererden geht. Wie können sie sich so nah an ihrem Zentralgestirn aufhalten? Lissauer glaubt, der Fehler stecke in der Modellierung der Migrationsbewegungen. Sein Kollege Norm Murray jedoch, der an der University of Toronto alternative Entstehungsszenarien für Supererden untersucht, hat eine ganz andere Idee: In seinem Modell bilden sich solche Planeten nicht in den Außenbezirken und werden dann ins Innere geschleudert, sondern es wandern felsige Planetesimale nach innen, um dann im zweiten Schritt an Masse zuzulegen. "'Erst migrieren, dann zusammenbauen' ist das Schlagwort", sagt er.

Wie dem auch sei, ob nun das Wandern oder das Anwachsen am Anfang steht, man könne sicher sein, dass die Modellierer einen Weg finden, die Beobachtungen zu erklären, meint Greg Laughlin. "Sie können es in der Tat kaum erwarten, die Fehler in den Modellen zu beheben." Aber es dürfte wohl kaum das letzte Mal sein, dass sie ihre Software überarbeiten müssen. "Was auch immer die nächste große Entdeckung sein wird – wenn Sie mich fragen, werden die Modellierer komplett danebenliegen."

© spektrum.de


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franzpeter
zuletzt bearbeitet 21.12.2011 11:14 | nach oben springen

#7

RE: Exoplaneten-Supererden machen Superprobleme

in Aus der Welt der Wissenschaft 22.12.2011 11:21
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Meldung | 21.12.2011
Sternentwicklung
Planeten überleben Roten Riesen
Haben sonnenähnliche Sterne ihren Wasserstoffvorrat im Innern verbraucht, blähen sie sich zu einem Roten Riesen auf. Planeten in unmittelbarer Nähe werden dabei von der Sternhülle förmlich verschluckt. Zwei nun entdeckte Himmelskörper, die einen ehemaligen Roten Riesen eng umkreisen, geben nun Aufschluss darüber, wie offenbar selbst Planeten auf engen Umlaufbahnen dieses Schicksal überstehen und wie es die weitere Entwicklung des Sterns beeinflusst.

Mit dem Weltraumteleskop Kepler beobachteten Stéphane Charpinet von der Université de Toulouse in Frankreich und seine Kollegen die Helligkeitsschwankungen des pulsierenden Sterns KIC 05807616. Vor rund zwanzig Millionen Jahren beendete das Gestirn sein Stadium als Roter Riesenstern und verlor nahezu seine gesamte Hülle, während sein Kern als sogenannter Unterzwerg zurückblieb. Im aufgezeichneten Sternspektrum stießen die Astronomen auf ungewöhnliche Signaturen, die nicht auf den Stern selbst zurückzuführen sind. Alle sechs und acht Stunden änderte sich das vom Stern emittierte Licht minimal – eine viel zu niedrige Frequenz im Vergleich zu internen Helligkeitsschwankungen.


© S. Charpinet

Ehemaliger Roter Riesenstern und seine Planeten Eine plausible Erklärung dafür bieten zwei nahezu erdgroße Himmelskörper, die KIC 05807616 in weniger als einem Hunderstel des Abstandes von Erde und Sonne umkreisen und das Sternlicht dabei unterschiedlich stark reflektieren. Die Astronomen spekulieren weiter, dass es sich dabei um die Kerne von Riesenplaneten ähnlich Jupiter handeln könnte. Ursprünglich befanden sich die Planeten vermutlich etwas weiter außerhalb – allerdings nah genug, um von der Hülle des Muttersterns verschlungen zu werden, als sich dieser um ein Vielfaches der ursprünglichen Größe ausgedehnte und zu einem Roten Riesenstern anwuchs.

Die Planeten mussten ihre Bahnen fortan durch die heiße Sternatmosphäre ziehen. Durch die dabei auftretenden Reibungseffekte verloren sie nicht nur an Energie, was sie auf eine spiralförmige Bahn gen Stern führte. Gleichzeitig wurden auch die gasförmigen Schichten der Planeten abgestreift und vermutlich sogar ein Teil des festen Kerns. Andererseits könnten die beiden Planetenüberreste aber auch für den Masseverlust des Sterns verantwortlich sein, so Charpinet und sein Team, der ihn zu einem heißen Unterzwerg werden ließ.

Wegen ihrer enormen Nähe zum Zentralgestirn sollten die beiden Planeten dem Stern immer dieselbe Seite zuwenden. "Die Tagseite des Merkur ist heiß genug, um Blei zu schmelzen – dann kann man sich vorstellen, welche rauen Bedingungen auf den beiden kleinen Planeten herrschen müssen, deren Zentralstern fünfmal heißer ist als unsere Sonne", erläutert Charpinet. Auch unser Zentralgestirn wird sich in rund fünf Milliarden Jahren zu einem Roten Riesen aufblähen und die innersten Planeten unseres Sonnensystems, also Merkur, Venus und die Erde, verschlucken.

© spektrum.de


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#8

RE: Exoplaneten-Supererden machen Superprobleme

in Aus der Welt der Wissenschaft 11.01.2012 09:19
von franzpeter | 8.075 Beiträge

11. Januar 2012
Astronomie Kosmologie
Erstmals fotografiert: Das kosmische Netz der Dunklen Materie
Von Rainer Kayser
Verzerrte Bilder von zehn Millionen Galaxien zeigen großräumige Verteilung der mysteriösen Substanz


Uplo Ausschnitt aus der Karte der Dunklen Materie


© Van Waerbeke, Heymans, CFHTLens CollaborationAustin (USA) - Die Dunkle Materie – der geheimnisvolle Hauptbestandteil des Universums – bildet genau wie die sichtbare Materie ein kosmisches Netz aus Filamenten und Knoten. Das zeigt die Analyse von zehn Millionen verzerrten Galaxienbildern, die ein internationales Forscherteam am Montag auf einer Fachtagung im texanischen Austin vorgestellt hat. Computersimulationen der kosmischen Entwicklung hatten bereits eine solche Verteilung der Dunklen Materie vermuten lassen.
„Wir freuen uns, dass unsere Ergebnisse diese Erwartungen so gut bestätigen“, sagt der Leiter des Projekts, Ludovic Van Waerbeke von der University of British Columbia in Vancouver, Kanada. Fünf Jahre lang hat eine Spezialkamera am Canada-France-Hawaii-Telescope Galaxien in Entfernungen von bis zu sechs Milliarden Lichtjahren aufgenommen. Van Waerbeke und seine Kollegen haben diese Daten nun akribisch ausgewertet, um eine Karte der großräumigen Verteilung der Dunklen Materie zu erstellen.

Rund 80 Prozent der Materie im Kosmos ist unsichtbar – sie sendet keine Strahlung aus und tritt nur über ihre Anziehungskraft in Erscheinung. Es ist die Schwerkraft dieser Dunklen Materie, deren Zusammensetzung immer noch ein großes Rätsel für die Forscher ist, die Galaxien und Galaxienhaufen zusammenhält. Unsichtbare Materie abzubilden klingt zunächst paradox – doch es ist wiederum die Schwerkraft, die die Dunkle Materie verrät. Diese Kraft nämlich verbiegt die Lichtstrahlen ferner Galaxien und verzerrt so deren Aussehen. Aus diesen Verzerrungen können die Forscher daher Rückschlüsse auf die Verteilung der mysteriösen Substanz ziehen.

Computersimulationen der kosmischen Evolution zeigen, dass sich Galaxien und Galaxienhaufen dort bilden, wo auch die Dichte der Dunklen Materie am größten ist. Die netzartige Verteilung der sichtbaren Materie folgt daher der Verteilung der Dunklen Materie. Mit dem Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey (CFHTLenS) ist es Van Waerbeke und seinen Kollegen erstmals gelungen, das Netz der Dunklen Materie sichtbar zu machen. „Unsere Karte der Dunklen Materie ist hundertmal größer als alle bisherigen Karten“, so der Forscher. Jetzt wollen die Wissenschaftler das Verfahren auf Daten des Very Large Telescopes der Europäischen Südsternwarte ESO anwenden und damit die Karte der Dunklen Materie nochmals um das Zehnfache erweitern. Die Astrophysiker hoffen, auf diese Weise auch Informationen über den physikalischen Aufbau der Dunklen Materie zu erhalten.

© Wissenschaft aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#9

Planck-Satellit vollendet Kartierung des Urknalls

in Aus der Welt der Wissenschaft 18.01.2012 15:43
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Planck-Satellit vollendet Kartierung des Urknalls
Von Rainer Kayser
Erfolgreiche Mission liefert bessere Daten als erwartet – Forscher hoffen auf neue Erkenntnisse über den Ursprung des Kosmos


Künstlerische Darstellung des Planck-Satelliten
© ESAOrsay (Frankreich) - Mission erfolgreich beendet: Am vergangenen Wochenende hat das Hochfrequenz-Instrument an Bord des europäischen Astronomie-Satelliten Planck seine Arbeit eingestellt, nachdem planmäßig das als Kühlmittel verwendete flüssige Helium verbraucht war. Planck erstellt die bislang genaueste Karte der kosmischen Hintergrundstrahlung, des Strahlungsechos des Urknalls vor 13,7 Milliarden Jahren. Die Astronomen hoffen auf neue Erkenntnisse über die Entstehung und die Frühzeit des Universums.
„Wir haben bessere Daten erhalten, als wir von der Mission erwartet hatten“, sagt Jean-Loup Puget von der Université Paris Sud in Orsay, der Chef-Wissenschaftler des Hochfrequenz-Instruments der Planck-Mission. Das im Mai 2009 gestartete Observatorium sollte ursprünglich den ganzen Himmel zweimal erfassen. Doch Planck hat 30 Monate fehlerlos gearbeitet und sogar fünf komplette Scans des Himmels geschafft. Ein zweites Gerät an Bord von Planck, das Niederfrequenz-Instrument, kann darüber hinaus noch mehrere Monate weiter Messungen durchführen, die zur Kalibrierung der Hochfrequenzdaten nützlich sind und so die Qualität der Ergebnisse weiter verbessern.

400.000 Jahre nach dem Urknall hatte sich der Kosmos auf 4.000 Grad abgekühlt und wurde schlagartig für elektromagnetische Strahlung durchsichtig. Die Expansion des Weltalls hat die damals freigesetzte Strahlung im Verlauf von Jahrmilliarden auf heute 2,7 Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt. Winzige Temperaturschwankungen in dieser Hintergrundstrahlung liefern den Astronomen Auskunft über die Entstehung der ersten Strukturen im Universum, über den Materie- und Energiegehalt des Kosmos und über den genauen Ablauf des Urknalls. Die Forscher hoffen, dass die von Planck gelieferte Karte der Hintergrundstrahlung mindestens dreimal genauer ist als die bislang besten Daten, die der amerikanische Satellit WMAP von 2001 bis 2010 zur Erde gefunkt hat.

Nun müssen die an der Mission beteiligten Forscher mühsam alle Störungen – wie etwa die Vordergrundstrahlung der Milchstraße – aus den Daten eliminieren. Mindestens ein Jahr wird die Auswertung der Daten dauern, schätzt Puget. Von den Astrophysikern in aller Welt werden die Ergebnisse sehnsüchtig erwartet, denn noch gibt es zahlreiche konkurrierende Theorien über den Ursprung des Kosmos. „Plancks Daten werden ganze Familien dieser Modelle aus dem Rennen werfen“, so Puget, „wir wissen nur noch nicht, welche.“

© Wissenschaft aktuell

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franzpeter
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#10

Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße

in Aus der Welt der Wissenschaft 18.01.2012 15:50
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Astronomen wollen erstmals das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße direkt abbilden


Eine Computersimulation von ultraheißem Plasma, bevor es den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs übertritt (Illu.). | Copyright/Quelle: Scott Noble/RIT / arizona.edu

Tucson/ USA - Schwarze Löcher sind astronomische Objekte mit einer derart großen und auf verhältnismäßig kleinstem Raum konzentrierten Masse und mit einer entsprechend gewaltigen Gravitation, dass alles, was den sogenannten Ereignishorizont überschreitet unweigerlich davon angezogen wird. Ihre Anziehungskraft ist dabei derart groß, dass ihr selbst das Licht nicht mehr entkommen kann. Astrophysiker gehen davon aus, dass besonders massereiche Schwarze Löcher die Zentren von Galaxien bilden. Auch im Zentrum der Milchstraße vermuten sie ein entsprechendes kosmisches Monster. Ein internationales Astronomenteam will dieses Schwarze Loch nun erstmals abbilden. Auf einer Konferenz treffen sich nun internationale Teilnehmer an dem Projekt. Zugleich soll das erhoffte Ergebnis auch Einsteins Relativitätstheorie testen.


Die Konferenz wird von Professor Dimitrios Psaltis und Dan Marrone von und am Steward Observatory der University of Arizona gemeinsam mit Sheperd Doeleman vom Haystack Observatory der Massachusetts Institute of Technology (MIT) organisiert. Das Projekt, so gestehen die Astronomen ein, wäre noch vor wenigen Jahren von den meisten Wissenschaftlern als abstrus bezeichnet worden. "Jetzt verfügen wir aber über die notwendige Technologie, um dieses Vorhaben angehen zu können", erläutert Doeleman.

Erstmals von Albert Einstein in dessen Relativitätstheorie postuliert, gilt die Existenz Schwarzer Löcher mittlerweile durch Beobachtungen, Messungen und Experimenten den meisten Astrophysikern als belegt. Die kosmischen Monster jedoch direkt abzubilden, ist bislang noch nicht gelungen.

"Bevor Staub und Gase um ein Schwarzes Loch herumwirbeln, um dann in das Innere des Schwarzen Lochs zu stürzen, entsteht in dessen Umfeld sozusagen eine Art Materie-Verkehrsstau", erläutert Doeleman. "Wie Wasser, dass in einem Abfluss hinabwirbelt, wird hier Materie komprimiert und durch die dabei entstehende Reibung in Plasma umgewandelt, das bis auf mehre Milliarden Grad erhitzt wird, wodurch es zu glühen beginnt und dabei Energie abgibt, die dann auch von der Erde aus entdeckt werden kann."

Durch die Abbildung dieser glühenden und das Schwarze Loch umkreisenden Materie, noch bevor sie den Ereignishorizont übertritt und in den Abgrund aus Raum und Zeit hinabstürzt, würde zumindest die auch als "Schatten des Schwarzen Lochs" bezeichnete Silhouette des Schwarzen Lochs offenbaren.

"Bislang verfügen wir nur über indirekte Belege für die Existenz eines Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße", so Psaltis. "Sobald wir aber seinen 'Schatten' sehen, wissen wir zweifelsfrei, dass es existiert."

Obwohl dieses postulierte supermassereiche Schwarze Loch eine Masse von vier Milliarden Sonnen haben soll, ist es nach astronomischen Maßstäben ein Winzling - ist diese Masse doch auf eine Größe komprimiert, deren Durchmesser kleiner ist als die Umlaufbahn des innersten Planeten des Sonnensystems, Merkur. Da es sich zudem 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, entspräche seine von hier aus sichtbare Größe gerade einmal einer Grapefruit auf dem Mond.

"Um etwas derart Kleines so weit entfernt von uns zu sehen, benötigt man ein wirklich sehr großes Teleskop", erklärt Marrone. "Das größte auf Erden mögliche Teleskop wäre, den gesamten Planeten selbst zu einem Teleskop werden zu lassen."

Um genau dies zu erreichen, planen die Astronomen den Zusammenschluss von bis zu 50 Radioteleskopen rund um den Globus, darunter das Submillimeter Telescope auf dem Mount Graham in Arizona, Teleskopes auf Mauna Kea in Hawaii und die Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy in Kalifornien. Diese weltweite Anlage wird auch mehrere Radioteleskope in Europa, ein 10-Meter großes Teleskop am Südpol und eine 5.000 Meter hoch gelegene Anlage in Mexiko.

"Schlussendlich lassen wir ein virtuelles Teleskop entstehen, dessen Spiegel so groß wie die Erde ist", erläutert Doeleman. "Das 'Event Horizon Telescope' wird jedoch nicht auf einmal die benötigen Daten liefern, sondern diese über Jahre hinweg zusammentragen und während dieser Zeit auch durch das Hinzufügen weiterer Teleskope anwachsen. Dadurch wird das gewünschte Bild des Schwarzen Lochs nach und nach immer schärfer werden." Eines der wichtiges Elemente des globalen Teleskops stellt die Fertigstellung der "Atacama Large Millimeter Array" (ALMA) der Europäischen Südsternwarte in Chile dar (...wir berichteten), deren zusammengeschlossene Einzelantennen alleine schon einen Durchmesser von 90 Metern erreichen.


Blick auf einige der ALMA-Teleskope. | Copyright: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO)/H. Heyer (ESO)/H. Zodet (ESO)

Mit dem virtuellen Teleskop wird es Astronomen erstmals möglich sein, zu sehen, was sich in unmittelbarer Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs abspielt. Hierbei handelt es sich um die gewaltigsten Gravitationsfelder des Universums. "Niemand hat Einsteins Relativitätstheorie bislang anhand derart starker Felder getestet."

Laut dieser sollte die Außenlinie des Schattens des Schwarzen Lochs einen perfekten Kreis beschreiben. "Sollte sich dieser Schatten aber abgeflacht darstellen, so würde dies auf Fehler in der Relativitätstheorie hindeuten", so die Forscher. "Doch selbst wenn wir keine Abweichung von der Vorhersage finden, wird das Ergebnis dazu beitragen, fundamentale Aspekte der Relativitätstheorie sehr viel besser zu verstehen."

Neben dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße, das Astronomen als "Sagittarius A*" bezeichnen, vermuten Wissenschaftler noch etwa 25 weitere jedoch deutlich kleinere Schwarze Löcher in unserer Galaxie.

"Das Besondere des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße ist, dass es gerade groß und nahe genug für unser Projekt ist. Zwar gibt es in anderen Galaxien größere Schwarze Löcher und innerhalb der Milchstraße einige näher gelegene Exemplare, doch sind diese entweder zu weit entfernt oder deutlich kleiner als "Sagittarius A*".

Quelle: Grenz|Wissenschaft-aktuell


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franzpeter
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#11

Die Milchstraße sollte schon längst großflächig kolonialisiert worden sein

in Aus der Welt der Wissenschaft 24.01.2012 19:17
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Dienstag, 24. Januar 2012


Mathematische Studie: "Die Milchstraße sollte schon längst großflächig kolonialisiert worden sein"
Erkundung der Milchstraße mit den Teleskopen der Europäischen Südsternwarte. | Copyright: ESO.org


Fort Myers/ USA - Während neuste Beobachtungen nahe legen, dass nahezu jeder Stern in unserer Milchstraße mindestens einen Planeten besitzt (...wir berichteten) und sich somit auch die Wahrscheinlichkeit für intelligentes außerirdisches Leben vervielfacht hat, rätseln Kosmologen immer noch über darüber, warum die Menschheit nicht schon längst offizielle Kenntnis von diesen Anderen hat - eine Situation, die als sogenanntes Fermi-Paradoxon oder auch das "Große Schweigen" bezeichnet wird. Zwei Mathematiker haben sich nun der Problematik mathematisch angenommen und auch sie kommen zu dem Schluss, dass unsere Heimatgalaxie die Milchstraße, schon längst von Außerirdischen kolonialisiert worden sein müsste und wir auch in der Lage sein sollten, Hinweise auf diese Kolonialisierung zu finden.


An einer möglichen Antwort auf das Fermi Paradoxon haben sich seit seiner Formulierung durch den US-italienischen Physiker Enrico Fermi 1950 schon zahlreiche Wissenschaftler versucht: Könnte es beispielsweise möglich sein, dass sich andere Zivilisationen der Erde einfach nicht mitteilen möchten und sogar darum bemüht sind, ihre Existenz vor uns geheim zu halten? Dringen Zivilisationen grundsätzlich zu langsam in den Weltraum vor, als dass sie noch während ihrer Existenz andere Planetensysteme mit intelligentem Leben , geschweige denn die Erde erreichen können; oder liegt die Erde zufälligerweise gerade in einem einsamen Quadranten der Milchstraße, während es um uns herum - aber dennoch zu weit entfernt - von Leben nur so wimmelt...?

Dr. Thomas Hair and Andrew Hedman, of Florida Gulf Coast University haben sich der Frage nun auf mathematische Weise genähert und ihre Ergebnisse auf dem Jahrestreffen der "Amercian Mathematical Society and the Mathematical Association of America" vorgestellt.



Anhand unterschiedlicher Parameter, so berichtete der "Economist" (economist.com) haben sich die Mathematiker also erneut die Frage gestellt, wie lange es dauert, bis eine Zivilisation damit beginnt, ihre kosmische Umgebung zu kolonialisieren und wie schnell sich diese im ausweitet. In allen ihre Berechnungen kamen die Mathematiker zu dem gleichen Ergebnis: Unsere Milchstraße sollte schon längst kolonialisiert worden sein.

Grundlage verschiedener von den Wissenschaftlern durchgerechneter Szenarien waren Variationen der Grundannahme, dass die Milchstraße alle fünf Lichtjahre ein Sonnen, bzw. Planetensystem aufweist. Als nächstes widmeten sich die Forscher dann der Frage, wie lange es dauert, bis eine Zivilisation über die für eine Kolonialisierung notwendige Technologie verfügt und wie hoch die Wahrscheinlichkeit sei, dass sich eine Zivilisation überhaupt auf ihre Nachbarplaneten ausdehnt. Technisch und zeitlich setzten die Mathematiker für diesen Schritt ins All nach erlangen der technischen Voraussetzungen 1.000 Jahre an: Bei einer Reisegeschwindigkeit von einem Zehntel Lichtgeschwindigkeit 500 Jahre für die erste Reise selbst und weitere 500 Jahre für die Ausdehnung auf einen weiteren Planeten usw.

Selbst anhand niedrigster Wahrscheinlichkeitswerte, kommen Hair und Hedman zu dem Schluss, dass sich jede entsprechend entwickelte Zivilisationen bereits mit einer Geschwindigkeit von 0,25 Prozent Lichtgeschwindigkeit auf weitere Planeten ausgedehnt haben sollte. Nach 50 Millionen Jahren, wäre demnach eine Region von 130.000 Lichtjahren abgedeckt. Da die Milchstraße selbst zwischen 100.000 bis 120.000 Lichtjahre Durchmesser misst, sollte sie mittlerweile also bereits mit Außenposten diese Kolonialisten durchsetzt sein - selbst dann, wenn sich der Heimatplanet, ganz so wie die Erde, in der Peripherie der Galaxie befindet.

Selbst bei einer langsameren Ausdehnungsrate, sollten sich schon nach 250.000 Jahren alle 30 Lichtjahre eine Kolonie finden lassen. Radiosignale der Erde könnten also bereits von entsprechenden Kolonien aufgefangen worden sein. Allerdings sollte vor diesem Hintergrund auch sogar schon eine Antwort auf unsere Signale empfangen worden sein.

Für die Mathematiker lässt ihr Ergebnis vor dem Hintergrund der Annahme, dass die Menschheit noch keine Kenntnis außerirdischer Zivilisationen hat, nur zwei mögliche Schlussfolgerungen zu: Entweder, es gibt außer auf der Erde tatsächlich keine weiteren entsprechend entwickelten Zivilisationen in der Milchstraße oder aber diese sind absichtlich darum bemüht, keinen Kontakt mit der Erde herzustellen und ihre eigene Existenz vor uns zu verbergen.

Während diese Schlussfolgerung aus Sicht der Mainstream-Wissenschaft, die davon ausgeht, dass es tatsächlich noch keinen Kontakt zu außerirdischen Besuchern und Zivilisationen gegeben habe, durchaus nachvollziehbar ist, verweisen zahlreiche Forscher aus grenzwissenschaftlichen Forschungsbereichen darauf, dass dieser Kontakt jedoch schon längst in Form UFO-Sichtungen, Kornkreis-Botschaften und geheimen Kontakten durch Regierungen und Militärs aber auch zu angeblich auserwählten Privatpersonen (sogenannten Kontaktlern), bereits stattgefunden haben könnte oder Regierungswissenschaftler und Raumfahrtbehörden wie etwa die NASA, die europäische ESA oder Russlands Roskosmos, schon längst konkrete Hinweise auf außerirdische Artefakte selbst in unserem Sonnensystem gefunden haben. Auch solche Szenarien könnten eine mögliche Lösung des angeblichen Fermi Paradoxons darstellen...

Quelle: Grenz|Wissenschaft - aktuell


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franzpeter
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#12

Gammablitz

in Aus der Welt der Wissenschaft 25.01.2012 17:25
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Hintergrund | 23.01.2012
Katastrophen
Selten tödlich
Die gewaltigsten Strahlungsausbrüche des Universums wurden bislang nur in sicherem Abstand gemessen. Ob ein naher Gammablitz aber jemals irdische Organismen dezimierte, ist unklar.
Karl Urban
Der Autor ist freier Wissenschaftsjournalist in Heidelberg.

Als ab 1963 US-amerikanische Vela-Satelliten nach sowjetischen Kernwaffentests fahndeten, erreichte die Detektoren an Bord mehrfach kurze hochenergetische Gammastrahlung. Einige der besonders energiereichen Photonen stammten dabei nicht von der Erde, sondern aus den Tiefen des Raums. Erst zehn Jahre später erkannte ein Wissenschaftler am Forschungszentrum Los Alamos, dass Vela zuvor kosmische Ereignisse aufgezeichnet hatte. Die maximale Intensität lag im Bereich so harter Gammastrahlung, dass die Messwerte gänzlich unwahrscheinlich anmuteten. Astronomen berechneten, dass die punktförmigen Quellen für kurze Zeit die Leuchtkraft einer ganzen Galaxie überstrahlten.

Gammablitze überall
Doch was genau hinter diesen Ereignissen steckte, versuchten über Jahrzehnte lediglich theoretische Physiker auf dem Papier abzuschätzen. Zu schnell waren die gewaltigen Ausbrüche vorbei, die sich zunächst nur aus dem Erdorbit beobachten ließen. Erst ab 1991 gelang es dem NASA-Weltraumteleskop Compton und mehreren Nachfolgern, den gesamten Himmel systematisch nach den seltenen Ereignissen zu durchforsten. Seitdem konnten Forscher diverse Gammablitze direkt beobachten oder aus ihrem optischen Nachglühen auch von der Erdoberfläche aus auf die Ursachen zurückschließen. Die Forscher unterscheiden zwei Gruppen: Die über Minuten andauernden stärkeren Gammablitze scheinen mit starken Supernovae zusammenzuhängen, während die Ursachen der kürzeren Ausbrüche bis heute unklar bleiben und vermutlich mit kollidierenden Neutronensternen in Verbindung stehen.


© ESO CC BY-SA Gammablitz Künstlerische Darstellung eines dunklen Gammastrahlenausbruchs in einer Geburtsstätte von Sternen.

Gammablitze wie dieser gehören zu den energieintensivsten Ereignissen im Weltraum.
Mit den immer besseren Beobachtungsdaten gelang es Astronomen auch abzuleiten, wie die Gammablitze im Universum verteilt sind. Sie beerdigten die anfängliche Vermutung, die Ausbrüche stammten überwiegend aus unserer eigenen Galaxie: Dafür traten sie zu gleichförmig über den gesamten Himmel auf. Das hieß, dass die gewaltigen Ereignisse überwiegend vor Milliarden Jahren im jungen Universum ausgesandt wurden. Dementsprechend mussten sie ursprünglich sehr viel stärker gewesen sein, da die gemessene Intensität mit wachsendem Abstand deutlich abnimmt.

Ein naher Gammablitz in unserer eigenen Galaxie hätte daher dramatische Auswirkungen auf unseren Planeten. Zwar ereigneten sich seit 1967 alle gemessenen Gammablitze in sicherer Entfernung – aber könnte nicht zumindest ein naher Ausbruch in der Erdgeschichte für eines der ungeklärten Massensterben verantwortlich sein?

Was wäre wenn
Auf der Erde zu überleben, war nicht immer leicht. Seit sich vor über 3,5 Milliarden Jahren die ersten Zellen formten, waren irdische Organismen ständig kosmischen Gefahren ausgesetzt. Viele davon, wie herabstürzende Asteroiden und Kometen, lassen sich heute gut einschätzen. Ein solcher Einschlag besiegelte im letzten großen Massensterben in der späten Kreidezeit nachweislich das Ende der Dinosaurier und vieler anderer. Doch es gibt insgesamt fünf große Aussterbeereignisse in der Erdgeschichte, und längst nicht alle davon sind einwandfrei aufgeklärt.

In letzter Zeit haben sich vor allem Astrophysiker um Adrian Melott von der University of Kansas hervorgetan, die Konsequenzen eines erdnahen Gammablitzes zu durchdenken [1]. Kritisch könnte es ihnen zufolge bei einem Ereignis in einem Abstand von 10 000 Lichtjahren werden, wenn der Strahlungskegel der meist fokussierten Ausbrüche direkt auf das Sonnensystem fällt. Das betrifft immerhin ein Zehntel des Milchstraßendurchmessers.

Gefährlich ist jedoch nicht direkt die Gammastrahlung, denn sie wird effizient in der Atmosphäre absorbiert. Doch die Lufthülle selbst würde beschädigt werden: Sonst sehr stabile Stickstoffmoleküle würden von der Strahlung aufgebrochen und zu diversen Stickoxiden reagieren. Diese wiederum wirken als Katalysatoren beim Abbau von 30 bis 50 Prozent der Ozonschicht. Dagegen klingen die menschengemachten Abbauwerte von wenigen Prozent harmlos.

Weiterhin würden die Stickoxide den Himmel braun färben und deutlich weniger sichtbares Licht sowie Wärmestrahlung der Sonne hindurchlassen. Das Resultat: Organismen an der Oberfläche müssten mit deutlich weniger Licht auskommen, während sie gleichzeitig durch die zersetzte Ozonschicht plötzlich mehr DNA-schädigender Ultraviolettstrahlung ausgesetzt wären.

Doch das gilt vermutlich nur für den massiveren der zwei bekannten Typen der Gammablitze, die mehrere Minuten andauern können. Ob auch sekundenlange Ausbrüche in Sonnennähe das irdische Leben beeinflussen würden, ist dagegen umstritten. Astrophysiker John Scalo von der University of Texas in Austin vermutet, dass die Mutationsraten zwar in einer Generation alle Arten auf einer Hemisphäre leicht ansteigen würden. Doch die Gammablitze seien so kurz, dass die Rate genetischer Veränderungen kaum das gewöhnliche Maß an Mutationen überschreiten würde.

Kann es überhaupt nahe Gammablitze geben?
Bislang bleibt es außerdem pure Spekulation, ob in der langen Erdgeschichte jemals ein so naher Gammablitz stattfand: Astronomen um Krzysztof Stanek von der Ohio State University werteten 2006 die Eigenschaften von wenigen energiereichen Gammablitzen aus, die in eher nahen Galaxien stattgefunden hatten und die mit Supernovae großer Sterne in Verbindung gebracht werden konnten. Diese Blitze gingen nur von solchen Sternen aus, die kaum schwere Elemente enthielten. Solche Sterne sind aber in der Milchstraße sehr selten, denn sie gehören überwiegend zur ersten Sternpopulation nach dem Urknall, als die atomare Materie sich fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium zusammensetzte.

Die zweite und schwächere Gruppe von Gammablitzen könnte dagegen auch in der Milchstraße stattgefunden haben. Die dafür notwendigen Neutronensterne sind zwar selten, kommen aber besonders in dicht gepackten Kugelsternhaufen regelmäßig vor, die auch unsere Galaxie in einem Halo umkreisen. Deshalb schlug Wilfried Domainko vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik kürzlich vor, einfach in der Vergangenheit der Milchstraße zu fahnden, wann die Sternhaufen dem Spiralarm der Sonne besonders nahe gekommen sind [2]. Denn sie umkreisen das Zentrum unserer Galaxie wie alle anderen Objekte, was sich prinzipiell auch in die Vergangenheit zurückrechnen ließe. Ob so eine räumliche Nähe aber auch mit großen Sterbeereignissen zusammenfiel, wird wohl erst die exaktere Vermessung galaktischer Bewegungsmuster ergeben. Der astrometrische Satellit Gaia der Europäischen Raumfahrtagentur sollte bald entsprechend genaue Daten liefern können.

Die sauberste Art, auszusterben
Doch das nahe Vorüberziehen eines Kugelsternhaufens allein wäre längst noch kein Beweis für ein Massensterben durch einen nahen Gammablitz. Indizien dafür müssten Geologen parallel auch in alten Sedimenten oder Fossilien finden, und das gilt bislang als problematisch. Zwar könnten durch Spallation Radionuklide in der Atmosphäre entstehen und sich im Sediment ablagern. Doch mit mehreren Sekunden bis Minuten sind die Strahlungsausbrüche viel zu kurz, um sie mit heutigen Messinstrumenten noch nachweisen zu können: Die radioaktiven Reste dürften seit dem Massenaussterbeereignis längst zerfallen oder durch die Effekte ständig eintreffender kosmischer Strahlung verwischt worden sein.

US-Forscher Adrian Melott hält diese Art der kosmischen Katastrophen daher für die "sauberste" Methode, ein Massensterben auszulösen. Forscher müssten die unaufgeklärten Ereignisse so lange als mögliche Gammablitzkandidaten werten, bis das Gegenteil bewiesen wird. Globale Ablagerungen des in Asteroiden gehäuft vorkommenden Metalls Iridium könnten etwa ein solcher Gegenbeweis sein. Denn damit gelang es immerhin, das große Sterben am Ende der Kreidezeit durch einen massiven Einschlag zu belegen.

Solch ein Beweis fehlt derzeit für das zweitgrößte der fünf großen Aussterbeereignisse: Als im Ordovizium vor 450 Millionen Jahren mehr als die Hälfte aller Arten verschwand, waren auffällig viele planktonisch und ufernah lebende Organismen betroffen. Adrian Melott folgert daraus, dass die nach einem Gammablitz beschädigte Ozonschicht vermehrt sterilisierende UV-Strahlung durchließ, was die Arten in den Tiefen der Meere weniger störte. Gleichzeitig stellte eine von Stickoxiden verdunkelte Atmosphäre kaum noch genügend Licht und Wärmestrahlung für die Fotosynthese bereit. Dazu passt auch, dass sich dem Massensterben im sonst eher warmen Ordovizium eine Eiszeit anschloss.

Wenn überhaupt, dann selten
Dennoch könnten solche Gedanken ewige Spekulation bleiben, da geologische Überbleibsel aus dieser Zeit rar sind. Gleichzeitig war das Leben damals längst nicht so verbreitet wie heute. Krebsartige Trilobiten, Wasser filtrierende Moostierchen oder Korallen bewohnten die Ozeane, während die Landoberfläche noch öd und leer war. So könnten fehlende Hinweise auf andere Sterbeursachen wie Asteroiden oder großräumige Vulkanausbrüche einfach nur in den Wirren der Erdgeschichte verloren gegangen sein.

Die meisten Forscher sind sich aber einig darin, dass Gammablitze selten sind und die von ihnen ausgehende Gefahr für die Menschheit gering. Ein Zusammentreffen mit einem kilometergroßen, die Erdbahn kreuzenden Asteroiden ist dagegen viel wahrscheinlicher.

© Spektrum.de

Anmerkung:

Zitat
Die meisten Forscher sind sich aber einig darin, dass Gammablitze selten sind und die von ihnen ausgehende Gefahr für die Menschheit gering. Ein Zusammentreffen mit einem kilometergroßen, die Erdbahn kreuzenden Asteroiden ist dagegen viel wahrscheinlicher.


Wie beruhigend ist das denn?


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
zuletzt bearbeitet 25.01.2012 17:29 | nach oben springen

#13

Helixnebel-das Auge Gottes

in Aus der Welt der Wissenschaft 28.01.2012 13:42
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Samstag, 28. Januar 2012
Astrofotografie: Das "Auge Gottes" in neuem Licht

Heidelberg/ Deutschland - Mit dem VISTA-Teleskop am Paranal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile haben Astronomen ein spektakuläres neues Bild des auch als das "Auge Gottes" bezeichneten "Helixnebels" erstellt. Die Infrarotaufnahme zeigt Fasern aus kaltem Gas, die bei Aufnahmen im sichtbaren Licht verborgen bleiben, sich hier jedoch deutlich von einem reichhaltigen Hintergrund aus Sternen und Galaxien abheben.


- Bei der folgenden Meldung handelt es sich um eine Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (ESO), eso.org

Der Helixnebel im Sternbild Aquarius (der Wassermann) ist ein bemerkenswertes Beispiel für einen planetarischen Nebel. Astronomisch gesehen ist der Nebel uns mit einer Entfernung von etwa 700 Lichtjahren recht nahe. Das außergewöhnliche Objekt entstand in den letzten Stadien des Lebens eines sonnenähnlichen Sterns: Er ist nicht mehr in der Lage, die äußeren Teile seiner Atmosphäre zu halten, die wiederum langsam in das umgebende Weltall strömen und so den schalenartigen Nebel gebildet haben. Der Stern selber, der als kleiner blauer Punkt in der Bildmitte sichtbar ist, entwickelt sich zurzeit zu einem Weißen Zwerg.

Der Nebel ist ein komplexes Gebilde aus Staub, ionisierten Bestandteilen und molekularem Gas, die ein vielschichtiges blütenförmiges Muster bilden, welches von der intensiven Ultraviolettstrahlung des heißen Zentralsterns zum Leuchten gebracht wird.


Der Hauptring des Helixnebels hat einen Durchmesser von etwa zwei Lichtjahren, was grob der halben Entfernung zwischen unserer Sonne und dem nächstgelegenen Fixstern entspricht. Insgesamt erstreckt sich der Nebel jedoch mehr als vier Lichtjahre weit vom Zentralstern aus ins All. Im Infrarotbild kann man dies anhand der roten Klumpen aus molekularem Gas in den beiden unteren Ecken und oben rechts in der Aufnahme deutlich sehen.

Für die empfindlichen Infrarotdetektoren von VISTA ist das im visuellen Bereich kaum sichtbare schwache Glühen des dünnen Gases leicht nachzuweisen. Außerdem ist das 4,1-Meter Teleskop in der Lage, eine beeindruckende Menge von Hintergrundsternen und -galaxien zu sehen.


Ein Vergleich der bisherigen Aufnahme des "Auge Gottes" (rechts) mit der neuen Ansicht im infraroten Lichtspektrum (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESO/VISTA/J. Emerson / Cambridge Astronomical Survey Unit

Der scharfe Blick des VISTA-Teleskops der ESO zeigt auch sehr feine Strukturen in den Ringen des Nebels. Im Infrarotlicht zeigt sich die Struktur des kühleren, molekularen Gases. Dieses Gas verklumpt sich zu Filamenten, die vom Zentrum des Nebels nach außen verlaufen und deren Anblick an ein kosmisches Feuerwerk erinnert.

Diese auch als kometenartige Knoten bezeichneten Stränge aus molekularem Wasserstoff sehen auf den ersten Blick zwar winzig aus, sind aber vergleichbar groß wie unser gesamtes Sonnensystem. Die Gasmoleküle konzentrieren sich in diesen Knoten und können - abgeschirmt durch die Schichten aus Staub und molekularem Gas - der hochenergetischen Strahlung des sterbenden Sterns widerstehen. Die Astronomen wissen derzeit allerdings noch nicht im Einzelnen, wie solche kometenartigen Knoten entstehen.

Quelle: Grenz|wissenschaft-aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
zuletzt bearbeitet 28.01.2012 13:43 | nach oben springen

#14

RE: Helixnebel-das Auge Gottes

in Aus der Welt der Wissenschaft 28.01.2012 13:47
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Samstag, 28. Januar 2012


Massiver Sonnenausbruch der Kategorie X1,8
Sonnenausbruch der Kategorie X1,8 am 27. Januar 2012 | Copyright: NASA


Washington/ USA - Es kommt nicht oft vor, dass die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA ihre Internetseite mit einer Einmeldung, einer "Breaking News" spontan aktualisiert. Gestern Abend, dem 27. Januar 2012, war dies jedoch der Fall, als die Sonnenobservatorien um 19:15 Uhr (MEZ) einen gewaltigen Ausbruch der Sonne, einen sogeannnten Flare, der höchsten Kategorie "X" registrierten. Auch wenn sich die von diesem Ausbruch ins All gestoßene Plasmawolke nicht in Richtung Erde bewegt, erwarten Sonnenforscher dennoch leichtere Auswirkungen energetischer Protonen im Zwischenspiel mit der Erdatmosphäre.


Erst am Montag ereignete sich bereits eine Sonneneruption der Kategorie M9 und schon diese wurde als stärkster Sonnenausbruch seit 2005 registriert (...wir berichteten). Der gestrige Ausbruch aus der aktiven Sonnenfleckenregion Nummer 1402 hatte nun die Intensität der Kategorie X1,8 (also nahezu X2) und führte aufgrund der von der Sonne ins All katapultierten Partikel schon wenige Zeit später laut NASA zu Störungen des irdischen Radioempfangs.


Mit rund 2.400 Kilometer pro Sekunde bewegen die Partikel des dem Ausbruch folgenden koronalen Masseauswurfs derzeit von der Sonne fort. Während Plasmafackel zwar nicht in Richtung Erde zieht, könnte es dennoch zu Wechselwirkungen mit der Erdatmosphäre unter anderem in Form von spektakulären Polarlichtern durch Protonen kommen.


Derzeit, so die NASA-Sonnenwissenschaftler werde die Situation intensiv beobachtet und das Ereignis anhand der Aufzeichnungen der Sonnenobservatorien SDO, STEREO and SOHO analysiert.
Quelle: Grenz|wissenschaft-aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#15

Tod eines Planeten

in Aus der Welt der Wissenschaft 01.02.2012 21:59
von franzpeter | 8.075 Beiträge

01. Februar 2012

Astronomie
Tod eines Planeten
Von Rainer Kayser
Schmutzige Sternatmosphäre liefert Einblick in kosmische Katastrophe


Weißer Zwerg mit Trümmerscheibe (künstlerische Darstellung)
© CaltechMontreal (Kanada)


440 Lichtjahre von der Erde entfernt hat sich eine kosmische Katastrophe zugetragen: Ein alternder Stern hat einen Planeten zerrissen. Beobachtungen mit mehreren Großteleskopen auf der Erde und im Weltall haben nun neue Informationen über den zerfallenen Himmelskörper geliefert: Er war mindestens so groß wie der Zwergplanet Ceres in unserem Sonnensystem und ähnelte in seiner Zusammensetzung der Erde. Das berichtet ein Team kanadischer und US-amerikanischer Forscher im Fachblatt „Astrophysical Journal“.
„Unsere detaillierte Analyse, die Daten von sieben verschiedenen Teleskopen berücksichtigt, zeigt eindeutig, dass der Stern J0738+1835 große Mengen an felsiger, erdähnlicher Materie aufnimmt“, schreiben Patrick Dufour von der Université de Montréal und seine Kollegen. Diese Materie stamme von einem durch Gezeitenkräfte zerrissenen Himmelskörper, dessen Überreste jetzt in einer Trümmerscheibe um den Stern kreisen. J0738+1835 ist eine Weißer Zwerg, das Endstadium eines ursprünglich der Sonne ähnelnden Sterns, der seinen nuklearen Energievorrat verbraucht hat. Die Atmosphäre von J0738+1835 ist extrem „schmutzig“, sie enthält viele schwere Elemente, die von außen auf den Stern gefallen sein müssen.

Dufour und seine Kollegen konnten mit ihren Beobachtungen insgesamt 14 Elemente schwerer als Helium in der Atmosphäre des Weißen Zwergs nachweisen und auch ihre relativen Häufigkeiten messen. Aus den Daten ziehen die Astronomen den Schluss, dass der zerfallene Planet einen Durchmesser von mindestens tausend Kilometern hatte und zu weniger als einem Prozent aus Eis bestand. Das deutet darauf hin, dass er innerhalb der „Schneegrenze“ entstanden ist, die in unserem Sonnensystem zwischen Mars und dem Asteroidengürtel verläuft. Es hat sich also offenbar um einen erdähnlichen Himmelskörper gehandelt.

Es gibt aber auch Unterschiede zur Erde: Einige Elemente wie Silizium und Aluminium treten in signifikant geringerer Konzentration auf. Dabei handelt es sich um Stoffe, die sich typischerweise in der Kruste eines Planeten ablagern. Dufour und seine Kollegen spekulieren daher, ein starker Sternwind könnte die Planetenkruste abgetragen haben, als J0738+1835 die Entwicklungsphase eines Roten Riesensterns durchlaufen hat.

Quelle: © Wissenschaft aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#16

Rückseite des Mondes

in Aus der Welt der Wissenschaft 02.02.2012 18:34
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Donnerstag, 2. Februar 2012
NASA-Satelliten filmen Rückseite des Mondes


Blick auf die der Erde abgewandte Seite der Südpolregion des Mondes. | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Pasadena/ USA - Die Zwillingssatelliten der NASA-Mondmission "Gravity Recovery And Interior Laboratory" GRAIL haben ihr erstes Video von der Rückseite des Mondes zur Erde gefunkt.


Aufgenommen wurde der Film am 19. Januar 2012 von der Ebb-Sonde der Mission und zeigt deren Flug vom Nord- zum Südpol des Mondes auf dessen von der Erde abgewandten Seite, wie sie von der Erde aus aufgrund der Rotationsgebundenheit des Mondes an die Erde nie zu sehen ist. Entsprechend ungewohnt mutet denn auch diese Ansicht des Erdtrabanten an.


Zu den auf der Rückseite besonders hervorstechenden geologischen Merkmalen gehöret das Mare Orientale - ein rund 900 Kilometer durchmessendes Einschlagsbecken an der Grenze der zur Erde zugewandten Seite des Mondes. Die Aufnahme endet dann mit einem Blick auf das zerklüftete und von Kratern übersäte Terrain kurz vor dem lunaren Südpol.

Gemeinsam sollen die Sonden GRAIL-A und GRAIL-B ("Ebb" und "Flow") ab kommenden März die Mondoberfläche gemeinsam überfliegen. Die Fortwährend extrem genaue Abstandsmessung zwischen den beiden Sonden wird es den NASA-Wissenschaftlern erlauben, ein bislang nicht erreichtes Bild des lunaren Magnetfelds, wenn dieses von den Merkmalen des Mondes wie beispielsweise Anhöhen, Berge und Krater, sowie von im Untergrund verborgenen Massen beeinflusst wird, und so die Entfernung zwischen den beiden Zwillingssonden jeweils leicht verändert.

Diese entsprechenden Daten können dann in eine hochauflösende Karte des Gravitationsfeldes des Mondes übertragen werden und sollen zudem einen Einblick in die Vorgänge im Mondinnern und die genauer Zusammensetzung des Erdtrabanten ermöglichen

Quelle: Grenz|Wissenschaft-aktuell

Anmerkung:
Na, also doch nichts mit Edgar Allan Poe's Wohnsitz von Hexen, Zauberern und Dämonen!


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#17

RE: Rückseite des Mondes

in Aus der Welt der Wissenschaft 03.02.2012 20:06
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Freitag, 3. Februar 2012


Erde 2.0: Neuentdeckte Super-Erde umkreist einen nahen Stern innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone
Künstlerische Darstellung der Super-Erde "GJ667Cc" (r.) vor dem Hintergrund seines Muttergestirns.


Dieser ist selbst Teil eines Dreifachsternensystems ist (l.). In dem Planetensystem finden sich wahrscheinlich noch weitere Planeten (s. Diagramm) Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. | Copyright: Guillem Anglada-Escudé, Carnegie Institution / Collage: grenzwissenschaft-aktuell.de


Washington/ USA - Ein internationales Astronomenteam hat eine potentiell lebensfreundliche Super-Erde entdeckt, die einen nach kosmischen Maßstäben nahen Stern umkreist, der von der Erde gerade einmal 22 Lichtjahren Entfernung also "nur" etwa 209 Billionen Kilometer entfernt ist. Zudem gibt es Hinweise auf drei weitere Planeten in dem System. Bei dem Planeten handele es sich um den bislang besten Kandidaten für einen lebensfreundlichen Planeten außerhalb des Sonnensystems. Die Entdeckung deutet zudem daraufhin, dass lebensfreundliche Planeten in einer deutlich größeren Vielfalt vorkommen als bislang vermutet und es in unserer Galaxie, der Milchstraße, Milliarden von potentiell lebensfreundlichen Felsplaneten geben muss.


Die Forscher entdeckten den Planet mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode in den öffentlich zugänglichen Beobachtungsdaten der Europäischen Südsternwarte. Diese nutzt den Umstand, dass die Gravitationskräfte eines Planeten, der einen Stern umkreist, ein leichtes Wackeln seines Zentralgestirns hervorruft und so seine eigene Existenz verrät. Durch Folgebeobachtungen mit dem High Resolution Echelle Spectrograph des W. M. Keck Observatory und dem Carnegie Planet Finder Spectrograph am Magellan II Teleskop konnte Existenz des Planeten nun bestätigt werden.

Wie das Team um Guillem Anglada-Escudé von der Carnegie Institution for Science und aktuell an der Universität Göttingen tätig, aktuell auf "arxiv.org" und bald im Fachmagazin "Astrophysical Journal Letters" berichtet, ist das Zentralgestirn Teil eines Dreifachsternensystems ist ein Zwergstern der Klasse M und hat so aufgrund geringerer Anteile schwerer Elemente wie Eisen, Kohlenstoff und Silizium eine unterschiedliche Zusammensetzung als unsere Sonne.

Die beiden anderen Sterne des Dreifachsystems (GJ 667A und B) sind orangene K-Zwergsterne mit einer Konzentration schwererer Elemente von nur 25 Prozent der Anteile in unserer Sonne. Solche Elemente sind eigentlich die Bausteine erdartiger Planeten, weswegen Planetenwissenschaftler bislang davon ausgingen, dass im Umfeld derartiger Sterne die Wahrscheinlichkeit für massemassenniedrigeniedrige erdartige Felsplaneten unwahrscheinlich sei.

"Hierbei handelte es sich um eine Art von Stern, um den herum wir am wenigsten Planeten dieser Form erwartet hatten", so der an der Entdeckung beteiligte Steven Vogt von der University of California in Santa Cruz. "Dennoch gibt es Planeten um diesen nahen und metallarmen Stern der Kategorie von Sternen, die in unserer Galaxie am häufigsten vorkommen. Die frühe Entdeckung eines derart nahen Planeten, deutet daraufhin, dass es in unserer Galaxie Milliarden von potentiell lebensfreundlichen Felsplaneten geben muss."


Grafische Darstellung der Umlaufbahnen der bislang bekannten und vermuteten Planeten um den Zwergstern GJ667 (m.) | Copyright: Guillem Anglada-Escudé, Carnegie Institution

Schon zuvor hatten Astronomen um GJ 667C mit dem Planeten "GJ667Cc" eine Super-Erde entdeckt, diese Daten jedoch bislang nicht veröffentlicht. Dieser Planet umkreist seinen Stern jedoch so dicht, dass es auf ihm zu heiß wäre, um flüssiges Wasser halten zu können (GJ667Cb"). Die Entdeckung der neuen Super-Erde gelang den Astronomen nun im Rahmen eines Projekts, das die Eigenschaften dieses zuvor entdeckten Planeten bestimmen sollte.

Zusätzlich zum ersten Planetenkandidaten entdeckten die Forscher nun das Signal der neu entdeckten Supererde "GJ 667Cc". Die Super-Erde erhält von ihrem Stern etwa 90 Prozent des Lichts, das die Erde von der Sonne erhält. Da es sich bei dem größten Teil dieses Lichts um infrarotes Licht handelt, absorbiert der Planet wahrscheinlich eine merklich größere Menge an Energie. "Zieht man beide Effekte in Betracht, so dürfte der Planet in etwa gleichviel Energie wie die Erde von der Sonne erhalten", so die Forscher.


Künstlerische Darstellung der Super-Erden GJ 667Cb und GJ 667Cc und ihrer Nähe zu ihem Zentralgestirn (Illu.). | Copyright: Guillem Anglada-Escudé, Carnegie Institution


Mit einer Umlaufzeit von rund 28,15 Tagen und einer Masse des mindestens 4,5-fachen der Erde, umkreist "GJ667Cc" seinen Stern innerhalb dessen sogenannter habitabler Zone, also jener Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seine "Sonne" umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form und damit die Grundlage des Lebens, wie wir es auf der Erde kennen, existieren kann.

"Dieser Planet ist der bislang beste Kandidat für einen Exoplaneten, auf dem Wasser in flüssiger Form und damit vielleicht auch Leben, wie wir es kennen, existieren könnte", so Anglada-Escudé.

Das Planetensystem um GJ 667C könnte auch noch einen Gasriesen und eine weitere Super-Erde mit einer Umlaufzeit von 75 Tagen beinhalten (GJ 667Cd). Deren Umlaufbahn würde wahrscheinlich außerhalb der habitablen Zonen des Sterns liegen (s. Diagramm). Weitere Beobachtungen seien jedoch notwendig, um diese Kandidaten zu bestätigen und kategorisieren zu können.

"Schon mit den kommenden Generationen von Beobachtungsinstrumenten werden Forscher in der Lage sein, viele weitere M-Zwergsterne nach ähnlichen Planeten abzusuchen und vielleicht auch in deren spektroskopischen Signaturen nach Anzeichen für Leben auf diesen Welten zu fahnden."

Quelle: Grenz|Wissenschaft-aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
zuletzt bearbeitet 03.02.2012 20:07 | nach oben springen

#18

Sind Außerirdische tatsächlich "grün"?

in Aus der Welt der Wissenschaft 09.02.2012 14:57
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Donnerstag, 9. Februar 2012
Neuer Erklärungsansatz für Fermi-Paradoxon: Sind Außerirdische tatsächlich "grün"?



Künstlerische Darstellung eines Asteroidengürtels um einen sonnenähnlichen Stern mit erdartigem Planeten. Fortgeschrittene Zivilisationen könnten Sonden entwickelt haben, die sich in Form und Zusammensetzung kaum von natürlichen Objekten im All unterscheiden. | Copyright: NASA/JPL-Caltech


Toronto/ Kanada - Vorausgesetzt, intelligentes Leben ist kein auf die Erde begrenzter Zufall, dann sollten wir eigentlich schon längst zumindest Spuren und Hinterlassenschaften, ja wahrscheinlich sogar Sonden und Botschaften von anderen Zivilisationen im All entdeckt haben. Der Umstand, dass - zumindest aus Sicht der konservativen Mainstream-Wissenschaften - noch kein Nachweis für derartige Zivilisationen gefunden und erbracht wurde, ist Inhalt des sogenannten Fermi-Paradoxon, an dessen Erklärung sich seit seiner Formulierung durch den US-italienischen Physiker Enrico Fermi 1950 schon zahlreiche Denker versucht haben. Ein neuer Ansatz kommt nun von dem kanadischen Science-Fiction-Autoren Karl Schroeder, der vermutet, Außerirdische könnten tatsächlich "grün" geworden sein.

Im Gegensatz zur der zur stereotypen Floskel gewordenen vermeintlichen Hautfarbe fiktiver Bewohner von Mars & Co, will Schroeder seinen Ansatz jedoch eher ökologisch verstanden sehen: Angelehnt an die Aussage von Arthur C. Clarke, wonach "jede ausreichend fortgeschrittene Technologie von Magie nicht zu unterscheiden sei", uns Menschen also die Technologien einer uns möglicherweise um Millionen von Jahren weiter entwickelte Zivilisation nur wie wahres Zauberwerk vorkommen müsste, fasst der Schriftsteller seinen Erklärungsansatz für das Fermi-Paradoxon nun derart, dass "jede ausreichend fortgeschrittene Technologie von der Natur nicht mehr zu unterscheiden wäre."

Jede Zivilisation, die es demnach schaffe, lange genug zu überleben, um sich über ihren eigenen Heimatplaneten hinaus ins All hinaus auszubreiten und fremde Welten und Planetensysteme zu erforschen, müsse sich nahezu unweigerlich derart umweltfreundlich werden, so dass sie keine nachweisbaren "Abfallprodukte" mehr hinterlasse. Die künstlichen Signaturen solcher Zivilisationen würden demnach mit jenen des natürlichen Universums verschwimmen und es uns somit noch schwerer machen, diese als solche zu erkennen geschweige denn diese überhaupt zu entdecken, erläutert Schroeders seine These auf seiner Internetseite "kschroeder.com".

Die Frage nach einer Erklärung für das Fermi-Paradoxon wird zusehends interessanter. Nicht zuletzt da selbst die astronomische Lehrmeinung mittlerweile davon ausgeht, dass nahezu jeder Stern in unserer Galaxie über mindestens einen Planeten verfügt, es also mehr Planeten als Sterne in der Milchstraße gibt und somit deren Anzahl in die Abermilliarden reicht.

Sollte Schroeder recht haben, so wären natürlich auch jegliche traditionellen Methoden der Suche nach außerirdischen Zivilisationen - etwa das SETI-Programm, das nach künstlichen Radio- und Lasersignalen aus dem All fahndet - schon von vornherein zum Scheitern verurteilt. Auch die Suche nach außerirdischer, also "extraterrestrischer", Technologie (SETT) wäre vor dem Hintergrund eines solchen Szenarios nahezu sinnlos, da sie etwa in der spektralen Signatur ferner Sonnen nach Hinweisen auf Rückstände künstlich herbeigeführter nuklearer Spaltung fahndet, deren sich eine postulierte Zivilisation beispielsweise durch Abkippen in ihre "Sonne" entledigt hat.

Selbst die Annahme, dass sich fortgeschrittene Zivilisationen fast schon automatisch selbst zerstören, zuvor jedoch noch Sonden in die Galaxie entsandt haben könnten, würde im Licht von Schroeders Hypothese eine Kehrtwende erfahren. Bislang gingen die Vertreter dieser Theorie davon aus, dass entsprechende Sonden schon längst selbst in unserem Sonnensystem hätten entdeckt werden müssen (...wir berichteten 1, 2) und sozusagen die Nichtentdeckung belege, dass wir alleine im All sind. Sollten diese Sonden jedoch von einer "grünen" Zivilisation entsandt worden sein, wäre es wahrscheinlich deutlich schwerer, sie überhaupt zu entdecken, das sie sich möglicherweise kaum von natürlichen Objekten des Sonnensystems unterscheiden und keine Spuren hinterlassen würden (s. Abb.).

Quelle: Grenz|Wissenschaft-aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#19

RE: Sind Außerirdische tatsächlich "grün"?

in Aus der Welt der Wissenschaft 11.02.2012 17:57
von franzpeter | 8.075 Beiträge

10. Februar 2012Astronomie Kannibalismus unter Zwerggalaxien
Von Rainer Kayser
Astronomen beobachten erstmals Verschmelzung kleiner Milchstraßensysteme



Die Zwerggalaxie NGC 4449 (großes helles Objekt im unteren Bereich) und ihr kleiner Begleiter NGC 4449B (schwach leuchtendes, diffuses Objekt oben rechts). Bei den anderen Galaxien auf dem Bild handelt es sich um Hintgergrundobjekte.
© R. Jay Gabany/Black Bird Observatory/Subaru Observatory/NAOJHeidelberg/Los Angeles (USA) -


Große Galaxien wachsen, indem sie kleinere Sternsysteme schlucken. Dieser kosmische Kannibalismus sorgt aber auch für das Wachstum der kleineren Sternsysteme. Das zeigen Beobachtungen von zwei internationalen Forscherteams. Die Astronomen haben erstmals beobachtet, wie eine Zwerggalaxie ein noch kleineres Milchstraßensystem verschlingt. Die Wissenschaftler berichten in den Fachblättern „Nature“ und „Astrophysical Journal Letters“ über ihre Untersuchungen.
„Eine Reihe von Modellen sagt vorher, dass Zwerge andere Zwerge verschlingen sollten. Jetzt haben wir solch eine Mahlzeit erstmals direkt beobachten können und so ein wichtiges Puzzlestück der Galaxienentwicklung gefunden“, sagt David Martínez-Delgado vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, der eines der beiden Teams leitet. „Außerdem ist uns NGC 4449 mit einer Entfernung von 12 Millionen Lichtjahren relativ nahe. Das zeigt, dass solche Prozesse auch im heutigen Universum noch eine Rolle spielen. Sie müssen berücksichtigt werden, um unsere kosmische Nachbarschaft zu verstehen.“

NGC 4449 ist eine nur schwach leuchtende Zwerggalaxie im Sternbild Jagdhunde. Schon 2007 hatten Astronomen einen verdächtigen Strom von Sternen in der Umgebung dieses Systems aufgespürt. Die Beobachtungen von Martínez-Delgado und seinen Kollegen, sowie einem zweiten Team um Michael Rich von der University of California in Los Angeles zeigen nun, dass es sich bei dieser Sternenansammlung ebenfalls um eine Zwerggalaxie handelt, die allerdings noch kleiner ist als NGC 4449. Das nun NGC 4449B getaufte Objekt zeigt eine auffällig gestörte Struktur. Das werten die Himmelsforscher als Indiz dafür, dass das kleinere System schon einmal nahe an dem größeren vorbei gezogen ist und nun kurz davor steht, von NGC 4449 endgültig verschluckt zu werden. Wobei „kurz davor“ astronomisch gesehen immer noch einen Zeitraum von mehreren hundert Millionen Jahren umfasst.

Massenabschätzungen der Astronomen für NGC 4449B deuten darauf hin, dass die Miniatur-Milchstraße beträchtliche Mengen an Dunkler Materie enthält. Diese geheimnisvolle Substanz sendet selbst kein Licht aus und macht sich nur durch ihre Schwerkraft bemerkbar. Galaxien, die sehr viel Dunkle Materie enthalten und nur wenige leuchtende Sterne, sind nur schwer zu beobachten. Andererseits können sie aber bei einer Verschmelzung trotzdem einen signifikanten Einfluss auf Form, Größe und Dynamik der größeren Galaxie ausüben. Die Zwergenmahlzeit von NGC 4449 könnte nach Ansicht von Martinez-Delgado ein Beispiel für eine solche „versteckte Verschmelzung“ sein.

Quelle: © Wissenschaft aktuell


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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#20

RE: Sind Außerirdische tatsächlich "grün"?

in Aus der Welt der Wissenschaft 22.02.2012 16:21
von franzpeter | 8.075 Beiträge

Mittwoch, 22. Februar 2012

Hubble-Beobachtungen bestätigen neue Klasse von Exoplaneten



Künstlerische Darstellung der exotischen wässrigen Super-Erde "GJ 1214b" vor ihrem Stern (Illu.). | Copyright: ASA, ESA, and D. Aguilar (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Washington/ USA - Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble haben Astronomen eine neue Analyse der Eigenschaften der bereits 2009 entdeckten fernen Super-Erde "GJ 1214b" durchgeführt und damit zugleich eine neue Klasse von Exoplaneten, eine Wasserwelt mit einer dichten Dampfhülle, beschrieben. Hauptsächlich aus Wasser und nur zu einem kleinen Teil aus Gestein bestehend, gleicht "GJ 1214b" damit keinem der bislang bekannten Planeten.


Das internationale Team aus Astronomen um Zachory Berta vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), untersuchte den 2009 vom MEarth Project unter David Charbonneau, ebenfalls vom CfA, entdeckten Planeten (...wir berichteten) aktuell mit der Wide Field Camera 3 (WFC3) des Hubble-Weltraumteleskops und hat die Ergebnisse aktuell im Fachmagazin "Astrophysical Journal" veröffentlicht.

Zuvor wurden die Atmosphäre der Super-Erde mit dem 2,7-fachen Durchmesser der Erde und deren nahezu siebenfachen Masse, schon 2010 von CfA-Astronomen um Jacob Bean untersucht. Schon damals kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass der einen roten Zwergstern (GJ 1214) in einem Abstand von nur zwei Millionen Kilometern alle 38 Stunden umkreisende Planet hauptsächlich aus Wasser bestehe, es jedoch auch möglich sei, dass die Beobachtungswerte auch auf eine in eine dichte Dunsthülle gehüllten Planeten deuten (...wir berichteten). Anhand seines geringen Abstands zu seinem Zentralgestirn dürften auf "GJ 1214b" Temperaturen von rund 230 Grad Celsius herrschen.


Das Team um Berta habt den Planeten nun während seiner Transits, also seinem Vorbeiziehen vor der "Sonnenscheibe" seines Muttergestirns beobachtet und dabei seine Atmosphäre mit Hilfe des Spektrums des durch sie hindurchscheinenden Sternenlichts auf ihre Zusammensetzung analysiert.

Dunst ist im infraroten Licht transparenter als im sichtbaren Spektrum, weswegen mit Hilfe der aktuellen Hubble-Beobachtungen zwischen einer dunst- und einer dampfhaltigen Atmosphäre unterschieden werden konnte.

Das Ergebnis der Analyse des Spektrums von "GJ 1214b" zeigt, dass der Planet, bzw. seine Atmosphäre, über eine große Bandbreite der Wellenlängen nichts sagend ist. Laut den gängigen atmosphärischen Modellen besitzt "GJ 1214b" demnach eine dichte Atmosphäre aus Wasserdampf.

Anhand der bereits bekannten Daten zu Größe und Masse des Planeten, können die Forscher auch dessen Dichte berechnen. Diese liegt bei nur zwei Gramm pro Kubikzentimeter. Wasser hat eine Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter, während die durchschnittliche Dichte des Planeten Erde bei 5,5 Gramm liegt. Dies legt nahe, dass "GJ 1214b" über deutlich mehr Wasser und weniger Felsgestein als die Erde verfügt.

Aus diesen Werten lässt sich schlussfolgern, dass sich die innere Struktur des Planeten deutlich von allen bislang bekannten Planeten unterscheidet: "Unter den hohen Temperaturen und hohen Druckverhältnissen bilden sich wahrscheinlich exotische Materialien wie 'heißes Eis' oder 'superflüssiges Wasser' und damit Substanzen die sich völlig von den Eigenschaften dieser Substanzen unterscheiden, wie wir sie aus unserem Alltag kennen", erläutert Berta.

Laut den Theorien zur Planetenentstehung bildete sich der Planet einst deutlich weiter von seinem Stern entfernt, in einer Region reich an Wassereis, und bewegte sich erst dann langsam auf seinen Stern zu. Während dieses langwierigen Vorgangs, hätte der Planet also auch die habitable Zone seines Stern durchquert haben müssen, innerhalb derer aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form auf seiner Oberfläche existieren kann. Wie lange der Planet allerdings innerhalb dieser "grünen Zone" verweilte, ist unbekannt.

Mit einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren im Sternbild Schlangenträger (Ophiuchus) handelt es sich bei "GJ 1214b" um ein ideales Ziel für das von NASA, ESA und CSA für 2018 geplante James Webb Space Telescope.


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
zuletzt bearbeitet 22.02.2012 16:24 | nach oben springen


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