Nobelpreis für ein seltsames Universum

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Credit: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA

Beschreibung: Vor dreizehn Jahren wurden erstmals Ergebnisse präsentiert, die darauf schließen lassen, dass die meiste Energie in unserem Universum nicht in Sternen oder Galaxien steckt, sondern an den Raum selbst gebunden ist. In der Sprache der Kosmologen bedeutet das eine große kosmologische Konstante, die durch Beobachtungen ferner Supernovae direkt impliziert wird. Vorschläge einer kosmologischen Konstante (Lambda) sind nicht neu – es gibt sie seit dem Beginn der modernen relativistischen Kosmologie. Solche Vorschläge waren jedoch unter Astronomen normalerweise nicht sehr beliebt, weil Lambda den bekannten Komponenten des Universums so unähnlich ist, da Lambdas Wert durch andere Beobachtungen begrenzt schien, und weil weniger seltsame Kosmologien ohne Lambda die Daten zuvor schon gut erklären konnten. Bemerkenswert ist hier die scheinbar direkte und zuverlässige Methode der Beobachtungen und der gute Ruf der Wissenschaftler, welche die Untersuchungen leiteten. Im Lauf der letzten dreizehn Jahre sammelten unabhängige Gruppen von Astronomen weiterhin Daten, welche die Existenz Dunkler Energie sowie das verwirrende Ergebnis einer derzeit beschleunigten Expansion des Universums zu bestätigen scheinen. Dieses Jahr wurden die Leiter dieser Gruppen für ihre Arbeit mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet. Das obige Bild einer Supernova, die sich 1994 am äußeren Rand einer Spiralgalaxie ereignete, wurde von einer dieser Gruppen aufgenommen.

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MESSENGERs erster Tag

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Credit: NASA/JHU APL/CIW

Beschreibung: Ein Sonnentag auf einem Planeten entspricht der Zeit von Mittag bis Mittag. Auf dem Planeten Erde dauert ein Sonnentag dauert 24 Stunden. Auf Merkur ist ein Sonnentag zirka 176 Erdentage lang. Und während seines ersten Merkur-Sonnentages hat die Raumsonde MESSENGER in der Umlaufbahn fast die gesamte Oberfläche des innersten Planeten abgebildet, um eine umfassende einfarbige Karte mit einer Auflösung von etwa 250 Metern pro Bildpunkt sowie eine Farbkarte mit einer Auflösung von einem Kilometer pro Bildpunkt zu erstellen. Beispiele der Karten – Mosaike, die aus Tausenden von Bildern mit einheitlicher Beleuchtung gemacht wurden – sind oben zu sehen (links das Schwarz-Weiß-Bild), beide auf den 75. östlichen Längenkreis des Planeten zentriert. Der zweite Merkur-Sonnentag der Raumsonde MESSENGER wird wahrscheinlich mehr hoch aufgelöste, zielgerichtete Beobachtungen der Oberflächenstrukturen des Planeten ermöglichen. (Hinweis des Herausgebers: Wegen der 3:2-Umlaufkopplung Merkurs ist ein Sonnentag auf Merkur 2 Merkurjahre lang.)

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Die Reise des Kometen Hartley 2

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Bildcredit und Bildrechte: Rolando Ligustri (CARA-Projekt, CAST)

Beschreibung: Anfang letzten November wurde der kleine, aber aktive Komet Hartley 2 (103/P Hartley) der fünfte Komet, der von einer irdischen Raumsonde aus der Nähe fotografiert wurde. Hartley 2, der weiterhin mit einer Umlaufperiode von 6 Jahren durch das Sonnensystem reist, macht nun wieder astronomische Schlagzeilen. Neue Messungen des Weltraumteleskops Herschel lassen den Schluss zu, dass das Wasser in der dünnen Atmosphäre oder Koma dieses Kometen denselben Anteil des Wasserstoffisotops Deuterium enthält (in schwerem Wasser) wie die Ozeane unseres lieblichen Planeten. Hartley 2 stammt aus dem fernen Kuipergürtel, einer Region jenseits der Neptunbahn, die eine Ansammlung eisiger kometarer Körper und Zwergplaneten ist. Da der Anteil an Deuterium mit der Umgebung des Sonnensystems zusammenhängt, in welcher der Komet entstand, lassen die Herschel-Ergebnisse vermuten, dass die Kuipergürtel-Kometen beträchtliche Wasseranteile zu den Ozeanen der Erde beigetragen haben könnten. Komet Hartley 2 zeigt auf dieser sternklaren Himmelslandschaft vom letzten November eine interessante, grünliche Koma, die passenderweise durch das nautische Sternbild Achterdeck (Puppis) segelt. Unter dem Kometen befinden sich die offenen Sternhaufen M47 (rechts) und M46 (links).

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M82: Sternbildungsgalaxie mit Superwind

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Bildcredit und Bildrechte: Dietmar Hager, Torsten Grossmann

Beschreibung: M82, wegen ihrer länglichen visuellen Erscheinung auch als Zigarrengalaxie bekannt, ist eine Sternbildungsgalaxie mit einem Superwind. Tatsächlich führt der Ausbruch an Sternbildung in M82, der durch Supernova-Explosionen und mächtige Winde von massereichen Sternen entsteht, zu den gewaltigen Materieströmen. Auf diesem scharfen Kompositbild, das auf Daten basiert, die mit kleinen Teleskopen auf dem Planeten Erde gewonnen wurden, gibt es klare Hinweise auf den Superwind aus der Zentralregion der Galaxie. Das Kompositbild betont Emissionen von Filamenten aus atomarem Wasserstoffgas in rötlichen Farbtönen. Die Filamente erstrecken sich über mehr als 10.000 Lichtjahre. Ein Teil des Gases im Superwind, das mit schweren Elementen angereichert ist, die in den massereichen Sternen gebildet wurden, wird vielleicht in den intergalaktischen Raum entweichen. Die rasende Sternbildung in M82, die von einer engen Begegnung mit der nahe gelegenen Galaxie M81 ausgelöst wurde, wird voraussichtlich etwa 100 Millionen Jahre anhalten. M82 ist 12 Millionen Lichtjahre entfernt und befindet sich nahe der nördlichen Grenze der Großen Bärin (Ursa Major).

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Komet und KMA auf der Sonne


Bildcredit: SOHO, SDO, NASA, ESA

Beschreibung: Hat ein in die Sonne stürzender Komet eine Sonnenexplosion verursacht? Wahrscheinlich nicht. Vergangenes Wochenende fiel ein Komet in die Sonne, und kurz darauf erfolgte auf der anderen Seite der Sonne ein koronaler Massenauswurf (KMA). Die ersten beiden Sequenzen des obigen Videos zeigen die spektakuläre Entwicklung der Ereignisse, gesehen vom Satelliten SOHO in der Sonnenumlaufbahn, während die gleichen Ereignisse auch von beiden die Sonne umkreisenden STEREO-Satelliten aufgenommen wurden. Nun sind sonnennahe Kometen, die beim Vorbeiflug an der Sonne zerbrechen, alles andere als selten – Hunderte wurden im Lauf der letzten Jahre katalogisiert. KMAs kommen sogar noch häufiger vor, wobei die drei Ereignisse, die während der acht Stunden des obigen Zeitraffervideos stattfanden, vielleicht sogar zu den kleineren Ereignissen gehören. Daher sind Sonnenforscher ziemlich sicher, dass die beiden Ereignisse in keinem Zusammenhang standen. Ein weiterer Grund für diese Einschätzung ist, dass KMAs durch rasche Veränderungen im Magnetfeld der Sonne hervorgerufen werden – Veränderungen, die ein kleiner Komet wahrscheinlich nicht bewirken kann. Solche Zufälle sind zu Zeiten hoher Sonnenaktivität sogar noch wahrscheinlicher als sonst – wie zum Beispiel jetzt.

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QR-Codes: Nicht für menschliche Augen

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Image Credit: Kaywa QR Code Generator (gratis)

Beschreibung: Diese Kommunikation ist nicht für menschliche Augen gedacht. Sie ist nicht einmal für die Augen Außerirdischer gedacht. Sie ist ein Versuch direkt mit Ihrem Smartphone zu kommunizieren. Kameras auf vielen Smartphones können den obigen Quick-Response-Code (QR) abbilden, und dann können ihnen weitverbreitete Applikationen sagen, was er bedeutet. Manchmal führt der entschlüsselte Code zu einer Internetadresse, was dann das Smartphone veranlasst Sie zu fragen, ob Sie diese Adresse zulassen wollen, um mehr über das Objekt zu erfahren. QR-Codes sind die zweidimensionale Entsprechung von Strichcodes, die in jeder Richtung gescannt werden können, und die mehrere Arten von Fehlern tolerieren. Diese Codes werden zunehmend als Türen zwischen realen Objekten und Internet-basierenden Informationen über diese Objekte verwendet und tauchen daher zunehmend an unerwarteten Orten auf. Jeder kann einen QR-Code über mehrere kostenlose Online- Dienste erzeugen, ihn ausdrucken und an einem Objekt befestigen. Obwohl sie nicht für die Kommunikation mit Außerirdischen gedacht sind, wenden QR-Codes mehrere Merkmale berühmter Kommunikationsversuche mit Außerirdischen an. Finden Sie – oder ein Smartphone – heraus, was dieser QR-Code bedeutet?

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Film mit Dunkler Materie aus der Bolshoi-Simulation


Video-Credit: A. Klypin (NMSU), J. Primack (UCSC) et al., Chris Henze (NASA Ames), NASA’s Pleiades Supercomputer; Musik (© 2002): Her Knees Deep in Your Mind von Ray Lynch

Beschreibung: Was wäre, wenn Sie durch das Universum fliegen und die Dunkle Materie sehen könnten? Während an der Technologie für einen solchen Flug noch gearbeitet wird, hat die Technik zur Visualisierung solch eines Flugs mit dem Abschluss der der Bolshoi-Kosmologie-Simulation einen großen Schritt vorwärts gemacht. Nach 6 Millionen CPU-Stunden warf der siebtschnellste Supercomputer der Welt viele wissenschaftliche Neuheiten aus, darunter die obige Flugsimulation. Ausgehend von der relativ gleichmäßigen Verteilung der Dunklen Materie im frühen Universum, die anhand des Mikrowellenhintergrundes und anderer großer Himmelsdatensätze feststellbar ist, folgte die Bolshoi-Simulation anhand des kosmologischen Standardmodells der Entwicklung des Universums bis zur oben gezeigten gegenwärtigen Epoche. Die hellen Punkte im obigen Video sind allesamt Knoten aus normalerweise unsichtbarer Dunkler Materie, von denen viele normale Galaxien enthalten. Lange Fasern und Galaxienhaufen, die gravitativ von Dunkler Materie beherrscht werden, werden treten hervor. Statistische Vergleiche zwischen Bolshoi und Himmelskarten aktueller Galaxien weisen eine gute Übereinstimmung auf. Obwohl die Bolshoi-Simulation das Vorhandensein Dunkler Materie stützt, bleiben viele Fragen zu unserem Universum offen, etwa die Zusammensetzung Dunkler Materie, die Natur der Dunklen Energie und wie sich die ersten Sterngenerationen und Galaxien gebildet haben.

Astrophysiker: Suchen Sie in der Astrophysics Source Code Library
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Tunguska: Der größte Einschlag in jüngster Vergangenheit

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Bildcredit: Leonid Kulik Expedition, Wikipedia

Beschreibung: Kann denn ein Meteorit das bewirken? Die mächtigste natürliche Explosion der jüngsten Geschichte der Erde ereignete wich am 30. Juni 1908, als ein Meteor über dem Fluss Tunguska in Sibirien (Russland) explodierte. Er detonierte mit einer schätzungsweise 1000-mal größeren Sprengkraft als jener der Atombombe, die über Hiroshima abgeworfen wurde. Die Tunguska-Explosion knickte mehr als 40 Kilometer entfernt Bäume und erschütterte die Erde in einem gewaltigen Erdbeben. Die Augenzeugenberichte sind erstaunlich. Das obige Bild wurde fast 20 Jahre nach dem Ereignis von einer russischen Expedition zum Tunguska-Schauplatz fotografiert, bei der Bäume wie Zahnstocher über den Boden verstreut vorgefunden wurden. Schätzungen der Größe des Meteors reichen von 60 bis zu mehr als 1000 Metern Durchmesser. Aktuelle Hinweise lassen darauf schließen, dass der nahe gelegene See Cheko sogar bei dem Einschlag entstanden sein könnte. Obwohl ein Meteor von der Größe des Tunguska-Meteors eine Großstadt einebnen könnte, bedecken Stadtgebiete einen so kleinen Anteil der Erdoberfläche, dass ein exakter Einschlag über einer Stadt sehr unwahrscheinlich ist. Viel wahrscheinlicher ist ein Einschlag auf dem Wasser nahe einer Stadt, der einen gefährlichen Tsunami erzeugen könnte. Ein Schwerpunkt moderner Astronomie ist Objekte im Sonnensystem zu finden, die eine solche Verwüstung auslösen könnten, lange bevor sie tatsächlich die Erde treffen.

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Asteroiden in der Nähe der Erde

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Illustrationscredit: NASA, JPL-Caltech, WISE

Beschreibung: Sonne und Planeten des inneren Sonnensystems sind, wenn auch nicht maßstäblich abgebildet, auf dieser Illustration zu sehen, auf der jeder rote Punkt einen Asteroiden darstellt. Neue Ergebnisse von NEOWISE, jenem Teil der Mission WISE, der im Infrarotlicht nach Asteroiden sucht, sind links zu sehen und werden mit alten Abschätzungen der Häufigkeit mittelgroßer oder größerer erdnaher Asteroiden aus Durchmusterungen in sichtbaren Wellenlängen verglichen. Und die gute Nachricht ist, dass es laut Abschätzungen aufgrund der NEOWISE-Beobachtungen 40 Prozent weniger erdnahe Asteroiden gibt, die größer als 100 Meters sind, als die Suche im sichtbaren Licht vermuten lässt. Die auf Infrarotabbildungen basierenden NEOWISE-Ergebnisse sind auch genauer. Asteroiden der gleichen Größe, die von der Sonne aufgeheizt werden, strahlen die gleiche Menge an Infrarotlicht ab, können aber sehr unterschiedliche Mengen an sichtbarem Sonnenlicht reflektieren, je nachdem wie reflektiv ihre Oberfläche beziehungsweise wie groß ihr Oberflächenalbedo ist. Dieser Effekt kann Durchmusterungen beeinflussen, die auf optischen Beobachtungen basieren. NEOWISE-Ergebnisse reduzieren die geschätzte Anzahl der mittelgroßen erdnahen Asteroiden von etwa 35.000 auf 19.500, doch der Großteil davon ist immer noch unentdeckt.

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