Planck-Karten des Mikrowellenhintergrundes

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Bildcredit: Europäische Weltraumorganisation, Planck Collaboration

Beschreibung: Woraus besteht unser Universum? Um das herauszufinden, startete die ESA den Satelliten Planck, der von 2009 bis 2013 so detailreich wie nie zuvor leichte Temperaturunterschiede auf der ältesten optischen Oberfläche kartierte, die wir kennen – dem Himmelshintergrund, der vor Milliarden Jahren übrig blieb, als unser Universum erstmals für Licht transparent wurde.

Dieser kosmische Mikrowellenhintergrund ist in allen Richtungen sichtbar. Es ist ein komplexer Bildteppich, der die beobachteten heißen und kalten Muster nur dort aufweist, wo das Universum aus bestimmten Arten von Energie besteht, die sich auf bestimmte Weise entwickelt haben. Letzte Woche wurden die endgültigen Ergebnisse veröffentlicht. Diese bestätigen erneut, dass ein Großteil unseres Universums aus rätselhafter, unbekannter Dunkler Energie besteht, und dass auch ein Großteil der verbleibenden Materienenergie seltsam dunkel ist.

Zusätzlich bestätigen die „finalen“ 2018er-Planckdaten eindrucksvoll, dass das Alter des Universums etwa 13,8 Milliarden Jahre beträgt, und dass die lokale Expansionsrate, die als Hubblekonstante bezeichnet wird, 67,4 (+/- 0,5) km/sec/Mpc beträgt. Seltsamerweise ist diese durch Beobachtung des frühen Universums ermittelte Hubblekonstante etwas niedriger ist als jene, die durch andere Methoden im späten Universum ermittelt wurde. Die dadurch entstehende Diskrepanz sorgt für viele Diskussionen und Mutmaßungen.

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Das Magnetfeld unserer Galaxis von Planck

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Bildcredit und Bildrechte: ESA/Planck; Danksagung: M.-A. Miville-Deschênes, CNRSIAS, U. Paris-XI

Beschreibung: Wie sieht das Magnetfeld unserer Galaxis aus? Seit Langem ist bekannt, dass unsere Milchstraße von einem leichten Magnetfeld durchzogen ist, weil es offensichtlich die kleinen Staubkörnchen, die das Hintergrundlicht streuen, ausrichtet. Doch erst kürzlich erstellte der Satellit Planck im Erdorbit eine hoch aufgelöste Karte dieses Feldes. Die 30 Grad große farbcodierte Karte bestätigt unter anderem, dass der interstellare Magnetismus der Galaxis in der zentralen Scheibe am stärksten ist. Die Rotation des geladenen Gases um das galaktische Zentrum erzeugt dieses Magnetfeld, und man vermutet, dass das Magnetfeld der Milchstraße von oben wie eine Spirale aussieht, die von der Mitte nach außen wirbelt. Wie die zahlreichen Details auf dieser und ähnlichen Planck-Karten entstehen – und wie Magnetismus allgemein die Entwicklung unserer Galaxis beeinflusste – wird wahrscheinlich in den nächsten Jahren weiterhin erforscht.

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Planck kartiert den kosmischen Mikrowellenhintergrund

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Bildcredit: Europäische Weltraumagentur ESA, Planck Collaboration

Beschreibung: Woraus besteht unser Universum? Um das herauszufinden, startete die ESA den Satelliten Planck, um leichte Temperaturunterschiede in der ältesten bekannten Oberfläche so detailreich wie nie zuvor zu kartieren – den Hintergrundhimmel, der vor Milliarden Jahren zurückblieb, als unser Universum erstmals für Licht durchlässig wurde. Dieser in alle Richtungen beobachtbare kosmische Mikrowellenhintergrund ist ein komplexer Bildteppich, der die heißen und kalten Muster zeigt, die dort zu beobachten sind, wo das Universum aus spezifischen Arten von Energie besteht, die sich in einer bestimmten Weise entwickelte. Die Ergebnisse, die letzte Woche veröffentlicht wurden, bestätigen erneut, dass ein Großteil unseres Universums hauptsächlich aus geheimnisvoller und fremdartiger Dunkler Energie besteht, und dass sogar ein Großteil der Energie der restlichen Materie seltsam dunkel ist. Außerdem bestimmen die Planck-Daten das Alter des Universums eindrucksvoll mit etwa 13,81 Milliarden Jahren. Damit ist es nur wenig älter als mit zahlreichen anderen Instrumenten abgeschätzt wurde, etwa dem WMAP-Satelliten der NASA. Seine Ausdehnungsrate beträgt 67,3 (+/- 1,2) km/s/Mpc – also etwas weniger als laut früheren Schätzungen. Einige Besonderheiten der obigen Himmelskarte bleiben unbekannt, etwa warum die Temperaturschwankungen auf einer Himmelshälfte etwas größer zu sein scheinen als auf der anderen.

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Mikrowellenmilchstraße

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Credit: ESA, Planck HFI- und LFI-Arbeitsgruppen

Beschreibung: Die Milchstraße breitet sich von der Kantenperspektive aus gesehen über die Mitte dieser Falschfarben-Ansicht des ganzen Himmels aus. Die ausgedehnte Mikrowellenkarte basiert auf Daten, die im Laufe eines Jahres mit den Instrumenten an Bord der Raumsonde Planck, die den Himmel durchmustert, gewonnen wurden. Die hellen Streifen aus Gas- und Staubwolken entlang der galaktischen Ebene und die riesigen gewölbten Strukturen der Galaxis, die im Mikrowellenenbereich zu sehen sind, sind Hunderte oder Tausende Lichtjahre entfernt, während die gesprenkelten Regionen oben und unten der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) entsprechen und an die 13.7 Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Fluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die vom Urknall zurückgeblieben sind, entsprechen den Ursprüngen der Strukturen im sich entwickelnden Universum. Die Wissenschaftler von Planck, welche die Mikrowellendaten analysieren, wollen den Anteil der Milchstraße von der Hintergrundstrahlung zu trennen. Damit sollen die Charakteristika der Hintergrundstrahlung am gesamten Himmel untersucht und Informationen über den Aufbau unserer Galaxis, der Milchstraße, gesammelt werden.

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