Freitag: DIE Talkshow, live von der Sternwarte auf dem SFN

Pandemie bedingt, streamen wir in den nächsten Wochen live von zu Hause aus... Im Chat können Fragen gestellt oder Anmerkungen gemacht werden.

Wir beginnen mit einer hochkarätig besetzten Talkrunde:

Fr, 28.1., 20.00 Uhr

Warum sind moderne Teleskope im Infraroten empfindlich?

 - Mit Wärmestrahlen zu den  Ursprüngen unserer Existenz -

Das James Webb Space Teleskop ist an seinem Beobachtungsort eine Millionen km von der Erde entfernt angekommen. Im Sommer werden die ersten Aufnahmen erwartet.

Es wird besonders Wärmestrahlung untersuchen.

Das macht auch das fliegende Teleskop im Stratosphärenflugzeug SOFIA.

Mit Hilfe der IR-Strahlung kann man in die Geburtsstätten von Sternen und Planeten hineinsehen, aber auch die Bildung der allerersten Galaxien im Kosmos beobachten.

IR-Teleskope helfen, unseren Ursprung zu verstehen.

Am Freitag sind wir (mindestens) zu fünft: Mark ist neben mir dabei und als besondere Gäste begrüßen wir Prof. Dr. Thomas Giesen, den Chef vom Institut für Laborastrophysik der Universität Kassel, zusammen mit seinem Mitarbeiter Dr. Fuchs.

Die beiden machen spannende Untersuchungen mit IR- und Mikrowellenteleskopen, u.a. auch mit SOFIA. Wir werden von ihnen neueste Forschungsergebnisse erfahren.

Live aus Palmdale, Californien, wird der Leiter des 25-köpfigen DSI-Teams auf der NASA-Basis dabei sein: M. Hütwohl wird uns etwas über die bevorstehenden Einsätze von SOFIA sagen können.

Ebenso dabei ist Prof. Dr. A. Krabbe, Professor für Flugzeugastronomie und extraterrestrische Raumfahrtmissionen, Leitung des Deutschen SOFIA Instituts

Sicher werde ich auch persönliche Erfahrungen beitragen können, denn ich war im Oktober 2016 10 Tage auf der NASA - Basis in Palmdale  und habe zwei Nächte  im Flugzeug SOFIA verbracht, mit Forschenden diskutiert und im Cockpit gesessen und darüber einen Film gedreht, den man sich in der Mediathek ansehen kann:

https://www.mediathek-hessen.de/medienview_15355_Klaus-Peter-Haupt-OK-Kassel-SOFIA--Das-fliegende-IR-Teleskop.html

SOFIA Film

Das wird am Freitag ein hochspannendes und aktuelles Gespräch!

Hier der Zugang: www.sfn-kassel.de/live

Zum Stream

Warum gibt es keine leichteren Baryonen als die Protonen?

 Die Frage ist gar nicht so einfach zu beantworten und führt uns in die Tiefen der Physik.

Ich will es bei meinem Vortrag am Do, 27.1. um 18.00 Uhr versuchen.

Ich streame ihn live aus meinem Arbeitszimmer heraus, Präsenzbesuche im SFN sind wegen der Pandemie nicht möglich.

Der Vortrag ist in sich abgeschlossen, die früheren Vorträge aus der Reihe über Elementarteilchenphysik können aber rauf meiner Homepage www.natur-science-schule.info mit Folien abgerufen werden.

Link zum Vortrag:

www.sfn-kassel.de/live

Onlinezugang zum Vortrag

Das JWST: Eine neue Ära in der Erforschung des Kosmos, Post 8

 Angekommen!

Gestern Abend um 18.00 Uhr MEZ war es soweit...für knapp 5 Minuten zündeten die Triebwerke des Satelliten, erhöhten seine Geschwindigkeit um nur 1,6 m/sec und schossen ihn um seine Umlaufbahn um den Langrangepunkt L2, fast 1 Millionen km von der Erde entfernt.

Schon lange vorher war der Hauptspiegel entfaltet.

Nun ist das James Webb Space Telescope JWST einsatzbereit. Der riesige Schutzschirm sorgt dafür, dass die von d er Sonne abgewandte Seite mit dem Teleskop kalt bleibt und es seine IR-Aufnahmen machen kann.

Im Sommer werden wir mit den ersten Bildern rechnen können, Bilder, die die Anfänge der Galaxienbildung und die Entstehung von Sternen und Planeten zeigen werden.

Hinweis: Am Freitag um 20.00 Uhr streamen wir live ein Gespräch über die Bedeutung der IR-Astronomie auf www.sfn-kassel.de/live.

Weitere Infos: Siehe frühere Posts dieser Miniserie.

Bild: NASA

Video: Die Flugbahn mit Einschuss ist animiert.

Ein neues Modell, das alles erklärt...

 Das Higgs-Teilchen wechselwirkt mit fast allen elementaren Objekten und verhilft ihnen so zu einer Eigenschaft, die wir (träge) Masse nennen.

Dazu mehr: https://newtonzueinstein.blogspot.com/2021/12/p-61-zah-wie-schleim.html

Wie Higgs-Teilchen Masse machen

Es ist bei einer doch unerwarteten niedrigen Masse von 125 GeV (ca. 130 Protonenmassen) eindeutig in Experimenten am LHC nachgewiesen worden.

Aber warum es diese Masse hat, ist unbekannt.

Einen fast üblichen Ausweg aus dieser Situation haben jetzt D`Agnolo (CEA)  und Teresi (CERN) in den Physical Review Letters publiziert.

Unser Kosmos bestand zu Beginn aus vielen Universen, solche mit leichten und solche mit schweren Higgs-Teilchen. Die Universen mit schweren Higgs-Teilchen sind alle sehr schnell kollabiert, die mit dem leichten Higgs-Teilchen sind übriggeblieben.

In einem von ihnen leben wir.

Nun ja...

Aber: In ihrem Modell müssen sie zwei neue Teilchen einführen.

Mit ihnen können sie auch ein anderes Problem der Physik lösen:

Wenn man Physik in einer Spiegelwelt durchführt und gleichzeitig die Ladungen austauscht, so gibt es wieder funktionierende physikalische Prozesse. Das nennt man die CP-Invarianz.

Die schwache Kraft verletzt diese CP-Invarianz.

Das müsste die starke Kraft eigentlich auch tun, denn nur so könnten wir den Überschuss von Materie im Kosmos gegen die Antimaterie erklären.

Sie tut es aber nicht.

Das kann in dem neuen Modell erklärt werden.

Und die neuen Teilchen sind auch gute Kandidaten für die Dunkle Materie.

Warten wir ab, was man von diesem Modell noch hört...

Ich werde darauf in meiner Vortragsreihe über Elementarteilchen eingehen, vermutlich aber erst am 10.2.!

Am 27.2. um 18.00 Uhr unter www.sfn-kassel.de/live geht es um eine ebenso brisante Frage: Warum ist das Proton das leichteste Baryon und kann somit auch nicht zerfallen?

Das allerdings kann ich erklären.

Ein Rund-Um-Blick

 Heute Abend könnte es bei und nach dem Sonnenuntergang teilweise aufklaren, zumindest westlich von Kassel stehen die Chancen gut.

Wir sind es kaum gewohnt, aber das, was da durch die Wolken leuchtet, sind Sterne..., bis auf Jupiter, der steht noch hell leuchtend recht tief im SW.

Und bei ihm beginnen wir unseren Rund-um-Blick:

Drehen wir uns um 18.00 Uhr jetzt einmal herum:

Zwischen W und NW können wir gegen 18 Uhr noch das komplette Sommerdreieck sehen. Atair im Adler ist kurz vor dem Untergang. Deneb im Schwan steht recht hoch (der Schwan fliegt kopfüber auf den Horizont zu). Im NW steht Wega in der Leier. Sie ist in Kassel gerade noch so zirkumpolar. Heute steht sie um 22.45 Uhr etwa 1/4° über dem Nordpunkt und steigt dann wieder nach oben.

Im Norden beginnt die Deichsel des Großen Wagens, der sich weit nach oben im NO erstreckt und aufsteigt.

Es folgen die beiden Sterne Castor und Pollux in den Zwillingen. Genau im Osten geht gerade Procyon auf. Daneben ist der Orion vollständig über dem Horizont zu sehen. Oberhalb von ihm, fast im SO, sieht man Aldebaran und genau im SO die Plejaden.

Im Süden sind keine markanten hellen Sternbilder, die riesigen Konstellationen  Walfisch und Fische schwimmen über den Himmel.

Und dann haben wir uns einmal gedreht: Jupiter steht wieder tief im SW.

Nun müssen wir nicht mehr allzu lang auf die ISS warten:

Die Internationale Raumstation steigt um 18.14 Uhr rechts neben Jupiter nach oben, läuft recht hoch oberhalb von Aldebaran her und taucht um 18.21 Uhr im Osten in den Erdschatten ein.

Und spätestens danach sollten auch wieder die Wolken kommen....

Sternkarte: Stellarium

Die Besiedlung des Mondes

Die Besiedlung des Mondes 

Dieses sehr sehenswerte siebenminütige Video ist im Rahmen einer Projektarbeit des SFN entstanden.

Es zeigt die Forschungen von Marie, Adrian und Luke zur Verwendung von Mondgestein, um Unterkünfte auf dem Mond zu bauen. Auch ein Interview mit Rainer Kresken, Raumfahrtingenieur bei der ESA, Darmstadt ist enthalten.

Das Video ist auch auf 2021 einem internationalen Science Festival in Peking gezeigt worden.

Mit SOFIA unterwegs im Kosmos, Teil 10: Der heiße Kern des Orionnebels

 Kommen wir noch einmal zum Orionnebel zurück.

2019 wurde dieses Bild veröffentlicht. Es zeigt Magnetfeldstrukturen, an Bord von SOFIA vermessen, überlagert auf einem IR-Bild des Orionnebels vom VLT.

Deutlich erkennt man die vier Trapezsterne im Zentrum der Aufnahme.

Die Magnetfelder werden über die Polarisation des IR-Lichtes vermessen, denn sie richten Staubkörner aus und diese sorgen dafür, dass das gestreute IR-Licht nur in einer Ebene schwingt.

Deutlich sind Strukturen zu sehen, die von einem Materieausfluss erzeugt werden, der aus einem eher chaotischem Bereich herauskommt.

Hier könnte vor 500 bis 1000 Jahren ein Dreifach-Sternsystem aus Protosternen sich aufgelöst haben, wodurch zwei der Protosterne kollidiert sind und diesen explosiven Ausfluss erzeugt haben.

credit: NASA/SOFIA/VLT/ESO

Verwindungen

 Das 10 000 Lichtjahre Objekt MHO 2147 zeigt zwei gegenüberliegende Jets, die aber jeweils verbogen sind.

Das Bild wurde mit adaptiver Optik am 8,1 m Teleskop der Sternwarte Gemini-Süd in Chile aufgenommen (siehe Bild).

Im Zentrum, verborgen hinter Gas und Staub, steht ein junger Stern. Dessen Magnetfeld erzeugt aus dem einfallenden Material der Staubscheibe die beiden Jets. Die Verbiegung kann nur durch Schwerkraft entstehen.

Die Forschenden vermuten ein Dreifachsternsystem mit Abständen von etwa 300 Milliarden km.

credit: Gemini-S/NOIRLab

Wie es weiter geht...

 Corona schlägt mit der Omikronvariante immer stärker zu...

Wir wollen darauf im SFN reagieren.

Weiterhin betreuen wir natürlich Teams.

Da wir überall hochwertige Luftreiniger mit zusätzlichem UV haben, ständige Querlüftung, Maskenpflicht und tägliche Testpflicht vor Ort und sehr viele auch mehrfach geimpft und geboostert sind (auch unter unseren jüngeren Teilnehmer/innen) können wir das vertreten. Bei den Beratungen kann man gut auf Abstand achten und es sind auch nur wenige Personen gleichzeitig in den Räumen.

Der kontaktintensive Kidsclub findet schon seit Dezember online statt.

Aber alle anderen Veranstaltungen werden jetzt erst einmal für einige Wochen nur noch online angeboten.

Das ist der Landeswettbewerb des Physik-WeltCups GYPT am 29.1., das sind alle Fortbildungen und Konferenzen, das sind aber auch unsere Vorträge.

So habe ich heute am 21.1. zum letzten mal für hoffentlich nur einige Wochen im SFN vor Tafel und Leinwand gestanden und einen Vortrag gehalten. Wie immer haben auch einige wenige Jugendliche zugeschaut.

Mark muss aber immer mit Bus aus Zierenberg anreisen und ich selbst bin auch eine Stunde ohne Maske.

Aber auch um ein Zeichen zu setzen, dass wir alle jetzt vorsichtiger sein müssen und nicht alles was erlaubt ist auch sinnvoll ist, streamen wir nun erst einmal von zu Hause.

Ich lade also alle ein, am nächsten Donnerstag (27.1.) und bestimmt auch am 10.2. und 24.2. um 18.00 Uhr per Stream in mein Arbeitszimmer zu kommen. Dort werde ich um 18.00 Uhr live meine Vortragsreihe über Elementarteilchenphysik fortsetzen.

Fragen werde ich lesen und vielleicht während des Vortrages drauf eingehen, tippen geht nicht.

Am kommenden Donnerstag geht es hauptsächlich um die Frage, warum eigentlich Protonen nicht in masseärmere Quarkverbindungen zerfallen können.

Auch freitags werden Mark und ich um 20.00 Uhr weiter live streamen.

Entweder gibt es kürzere Vorträge, jeweils von zu Hause, oder wir führen mit interessanten Personen Gespräche. Wir planen auch eine Möglichkeit, live mit unseren Zuschauer/innen in Kontakt treten und diskutieren zu können.

Ob es gelingt, von Zierenberg aus mal mit Marks Fernrohr auf den Mond zu schauen, müssen wir sehen.

Nächsten Freitag geht es um die Frage, warum moderne Fernrohre hauptsächlich im Infraroten arbeiten.

Dann stelle ich eine interessante Planetenkonstellation vor. Und in 3 Wochen diskutiere ich mit drei Jugendlichen über Myonenforschung.

Auch ein Gespräch über die historische Entwicklung unseres Weltbildes ist geplant.

Und dann sind wir hoffentlich bald auch wieder in der Sternwarte.

SFN-Deutschland plant im FutureSpace in der Wilhelmsstraße auch einen eigenen Videokanal mit Liveveranstaltungen, die gestreamt werden.

Ich denke im Mai geht es los.

Ein Thema ist gewünscht worden: Warum sind Gravitationswellen so schnell wie das Licht?

Danach beginnen wir die Reihe 100 Tage MINT, parallel zur Documenta.

Und die nächste Winter-Vortragsreihe steht auch schon fest: Da geht es um Kosmologie.

Diese Vorträge werden öffentlich im FutureSpace sein und auch gestreamt werden.

Also, wir sind voller Tatendrang, blicken optimistisch in die Zukunft und hoffen dennoch, dass alle die nächsten Wochen gut überstehen.

Es liegt auch an jedem von uns, ob das klappt.

Übrigens:

Den Stream von heute über Entfernungen im Kosmos kann man direkt hier ansehen:

https://youtu.be/xAvf81dJadM

Sonnenuntergang am Hercules

 ...immerhin kommt ab und an mal der Mond durch die Wolken durch, so auch am Freitagmorgen gegen 7.30 Uhr in der Morgendämmerung.

Umgeben von einem leichten Hof  (gebeugtes Licht, innen blau, außen rötlich) konnte man doch einige Strukturen erkennen:

Der Krater Hercules steht an der Schattengrenze, für ihn geht die Sonne unter.

Auch die 550 km lange Geländestufe Rupes Altai ist in der Nachmittagssonne schon gut zu erkennen.

Neues vom Tonga-Vulkan

 Wie inzwischen viele wissen, sind die Auswirkungen doch deutlich stärker als bisher angenommen: Verwüstungen, Unterbrechung der Wasserversorgung, Asche überall und leider auch Tote. Die Insel ist komplett abgeschnitten.

Inzwischen gibt es weitere Aufnahmen und Registrierungen der Wellenstrukturen, die sich in der Atmosphäre ausgebreitet haben. Es sind Schwerewellen, da sich die Luftmassen vertikal bewegen.

Bild 1: Dichte Folge von schnellausbreitenden Wellenstrukturen, dargestellt mit den Daten des NASA Aqua-Satelliten (credit: Lars Hoffmann, Jülich Supercomputing Centre. AIRS Level-1 data by NASA DES DISC)

Bild 2: Videoanimation des Ausbruchs (NOOA)

Bild 3: Wenige Stunden nach dem Ausbruch sieht man 5000 km entfernt in Hawaii auf dem Mauna Kea die Wellenstrukturen in der Atmosphäre.(credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA)

Bild 4: Aufzeichnung der Druckänderung am Mauna Kea (credit: CFHT/international Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA), siehe mittlere gelbe Kurve. Man beachte den geringen Luftdruck von etwa 600 mb, da sich das Observatorium in 4200 m Höhe befindet.

Video: Hier sieht man nacheinander in den drei Richtungen Westen (22.45), Süden (22.40) und N (22.40) schwach rötliche wellenförmige Strukturen über den Himmel wandern, die vom Vulkanausbruch stammen.

siehe auch Post vom 16.1.

ISS fliegt vor dem Mond her

 Um 21.33 sieht man nördlich von Kassel die internationale Raumstation ISS vor dem Mond herlaufen.

Die Zentrallinie geht von Witzenhausen über Vellmar, Zierenberg nach Bad Arolsen.

Man benötigt ein Fernglas oder besser Fernrohr. Die ISS ist als winziger Schatten zu sehen, der in einer Sekunde über den Mond huscht.

Fotografieren ist da recht zwecklos, man sollte ein Video aufnehmen und sich dann die Bilder mit der ISS als Einzelbilder herausnehmen.

Die ISS ist um diese Uhrzeit komplett im Erdschatten, d.h. man sieht sie nicht ,erst als winziger Schatten vor dem Mond.

Wer die ISS vorher sehen will, hat von 18.13 Uhr bis 18.19 Uhr eine kleine Chance: Ganz dicht am Südosthorizont fliegt sie entlang.

Karte mit ISS Transit Finder

Freitags-Stream aus der Sternwarte: Himmelsleiter

 Am kommenden Freitag, 21.1., spricht um 20.00 Uhr KP Haupt über das Thema: 

"Mit Lichtechos auf die Himmelsleiter"

Wir werden bis an die Grenzen des Universums gehen und erfahren, warum 13,7 Milliarden, 40 Millionen, 45,6 Milliarden, 44 Milliarden und 36 000 Lichtjahre alles richtige Entfernungsangaben für ein und dasselbe Himmelsobjekt sind....

Nur online unter www.sfn-kassel.de/live

Letztmalig für wohl einige Wochen besteht die Gelegenheit bei schönem Wetter online einen Blick durch die Fernrohre zu werfen.

In den Wochen danach werden wir pandemiebedingt nur die Vorträge nur vom Homeoffice aus streamen, aber auch live. 

Geplant sind: Gespräche über die Entwicklung des historischen Weltbildes, Informationen über eine besondere Planetenkonstellation, ein Gespräch über Myonen und ein neues Forschungsnetzwerk und vieles mehr.

Mit SOFIA unterwegs im Kosmos, Teil 9: Zurück zur Erde

 Selbst wenn man aus einer Höhe von 14 km beobachtet, ist doch noch störende Strahlung der Erdatmosphäre dabei. Normalerweise wird die auf Grund der besonderen Temperaturen und Bewegungen erkannt und aus den Beobachtungsdaten herausgefiltert.

Aber man kann auch aus diesem "Abfall" etwas Produktives gewinnen, nämlich Daten für die Klimamodelle, mit denen wir den Klimawandel untersuchen.

Die Mesosphäre ist eine Atmosphärenschicht, die zwischen 50 km und 85 km Höhe liegt. Am oberen Ende hat unsere Atmosphäre ihr Temperaturminimum von etwa -110°C.

Etwa in 80 km Höhe beginnt die Thermosphäre, hier steigt die Temperatur wieder deutlich.

Wichtig für den Kühlungseffekt in der Mesosphäre ist der atomare Sauerstoff dort. Die Klimamodelle zeigen, dass im unteren Bereich der Atmosphäre durch den Klimawandel die Temperaturen steigen werden, aber in der Mesosphäre werden sie sinken.

Für die Klimamodelle ist es sehr wichtig, die Konzentration und Bewegung des Sauerstoffs in der Mesosphäre zu kennen. Ein Feinstrukturübergang der Atome liefert Strahlung bei einer Wellenlänge von 0,063 mm. Das entspricht einer Frequenz von 4,7 THz.

Die Breite der Spektrallinie ist durch den Doppeleffekt, also die Bewegung bestimmt. Die Stärke der Linie wird durch die Menge des atomaren Sauerstoffs festgelegt.

So können "Abfallbeobachtungen", die aber inzwischen auch gezielt gemacht werden, zu einer Verbesserung unseres Verständnisses zum Klimawandel beitragen.

Bild 1 (wetter.de) Aufbau der Erdatmosphäre

Bild 2: (DSI/NASA/DLR) Das grüne Leuchten der Mesosphäre entsteht durch einen Sauerstoffübergang bei 557,7 nm. Das Bild ist von der ISS aus aufgenommen.

Ebenso ist der 4,7 THz-Übergang eingezeichnet, mit dem von SOFIA aus die Bewegung und Konzentration des atomaren Sauerstoffs vermessen wird.

Lichtechos

Ein besonders schönes Beispiel für Lichtechos hat das HubbleSpaceTeleskop HST geliefert:

Der Stern RS Puppis ist ein pulsierender Veränderlicher vom Typ Cepheid. Etwa alle 40 Tage ändert er seine Helligkeit um einen Faktor 5.

Da er von einer dichten Staubwolke umgeben ist, spiegeln sich die Helligkeitsmaxima räumlich auseinandergezogen am Staub.

An diesem Lichtecho konnte man recht genau die Entfernung zu 5600 Lj bestimmen.

Bei Cepheiden lässt sich die Entfernung auch aus der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung bestimmen.

Der Vergleich mit der geometrischen Methode des Lichtechos führt zu einer Verbesserung der Entfernungsskala im Kosmos.

Der Stern hat die 10-fache Sonnenmasse und ist etwa 200 mal größer als unsere Sonne.

Am Ende ihres Sternenlebens geraten solche massereichen Sterne in eine Instabilität, die sie zum pulsieren bringt.

Das Video aus dem Jahr 2013 zeigt im Zeitraffer das Wandern des Lichtechos über den Staub hinweg.

Da das mit Lichtgeschwindigkeit geschieht, man aber so auch den überstrichenen Winkel bestimmen kann, lässt sich direkt (über eine Tangensfunktion) die Entfernung ausrechnen.

Mehr darüber gibt es auch auf meinem Vortrag am Fr, 21.1., 20.00 Uhr unter www.sfn-kassel.de/live

Internationales Myonenprojekt geht an den Start

Die Jugendlichen David, Jannis und Eva haben zusammen mit dem Studenten Max ein internationales Projekt zur Erforschung von kosmischen Myonen ins Leben gerufen.

Alle Informationen stehen auf der neuen Homepage

https://muon-sfn.org/

International Muon Project

Wer hat Lust mit zu machen?

Finanzielle Hilfe kommt auch von SFN-Deutschland gGmbH.

Informationen findet man auch in den beiden Vorträgen über Myonen:

50 Jahre AAK: Unsere erste Aktion

 In meinem Blog Erinnerungen auf meiner Homepage www.natur-science-schule.info erzähle ich die wahre Geschichte hinter dieser Pressemeldung der HNA vom 16.10.72 ...

mal reinschauen...

https://www.natur-science-schule.info/post/von-zweckentfremdeten-anhängerachsen-und-ängstlichen-förstern

Erinnerungen

Breaking News: Meeresvulkan ausgebrochen

 Gestern ist in der Nähe der Pazifikinsel Tonga ein Meeresvulkan ausgebrochen. Es gab einige Tsunamis, die aber keine größere Schäden angerichtet haben.

Der japanische Himawari-8 Wettersatellit hat sowohl den Ausbruch als auch die Meereswellen und atmosphärische Schockfronten bis zu Beginn der Dämmerung aufgenommen. Die Bilder siond von M.Shiraishi zu einer gif-Animation zusammengestellt worden.

Gleichwohl faszinierend und Angst einflößend.

Die genaueste Karte des Kosmos

 DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) stellt am 4 m Teleskop von Kitt Peak Spektren von Galaxien her. Daraus lässt sich die Rotverschiebung durch die Expansion bestimmen, die man in eine Entfernung umrechnen kann.

Auf diese Art stellen die Forschenden eine 3 D - Karte des Kosmos her.

Seit 7 Monaten läuft das Projekt. 7 Millionen Galaxien wurden schon untersucht. Bis 2026 sollen es insgesamt 35 Millionen sein!

Mit 400 000 Galaxienpositionen ist jetzt die bisher detailreichste Karte des Universums veröffentlicht worden.

Die Erde steht im Zentrum, Galaxien bis zu Lichtlaufzeiten von 10 Milliarden Jahren sind berücksichtigt.

Deutlich erkennt man die netzwerkartige Struktur, unter der die Galaxien verteilt sind. Diese Verteilung spiegelt das Netzwerk der Dunklen Materie wieder, das wir schon auf den Mikrowellenbildern 380 000 Jahre nach dem Urknall wiederfinden.

Welchen Einfluss spielt die Expansion, also die Dunkle Energie auf dieses Netzwerk?

Zur Beantwortung dieser Frage wird DESI sicher viel beitragen können.

credit: Schlegel/BerkeleyLab/DESI

Mit SOFIA unterwegs im Kosmos, Teil 8: Magnetisches Chaos in der Feuerradgalaxie

 ...eher bekannt als Whirlpool-Galaxie.

SOFIA besser der am Fernrohr angeschlossene Detektor, kann über die Polarisationsrichtung der IR-Strahlung auch die Struktur der Magnetfelder bestimmen. Das geht indirekt, denn Magnetfelder richten Staubkörner aus und diese polarisieren das Licht.

Besonders interessant ist die Struktur der Magnetfelder von Galaxien.

Insbesondere bei Spiralgalaxien beeinflusst ein großräumiges Magnetfeld die Bewegungen der Gase, verändert sogar das Rotationsverhalten, da Magnetfelder auch Drehimpulse abführen können.

Sogar dichte Gas- und Staubwolken, aus denen sich Sterne bilden, können wohl durch Magnetfelder umverteilt werden.

Um all das untersuchen und beurteilen zu können, muss man erst einmal den großräumigen Verlauf galaktischer Magnetfelder kennen.

Dazu ist die Magnetfeldstruktur der Whirlpoolgalaxie M 51 im Sternbild Jagdhunde genau analysiert worden.

M 51 ist etwa 23 Millionen Lichtjahre entfernt, mit einem Durchmesser von 60 000 Lichtjahren und etwa 100 Milliarden Sternen nicht allzu groß.

Die Begleitgalaxie zieht einen der Spiralarme zu sich und sorgt für eine intensive Sternbildung in M 51.

Einer Aufnahme des HubbleSpaceTeleskops sind in der Abbildung  die gemessenen Magnetfeldstrukturen überlagert.

Die innere Spiralarmstruktur prägt auch den Magnetfeldverlauf. Nach Außen werden die Magnetfelder immer chaotischer.

Die Spiralarme werden ja im Optischen hauptsächlich durch ionisiertes Wasserstoffgas (HII-Regionen) um junge Sterne markiert (rote Flecken). Vermutlich entstehen sie dadurch, dass Dichtwellen die interstellaren Gase zusammenpressen und zur Sternbildung anregen. Dabei könnte auch das Magnetfeld der Galaxie mitgenommen und auf die Spiralstruktur gebracht werden.

credit: NASA/SOFIA/ESA

Wo ist eigentlich der Marsheli? Teil 3 Breaking News

 Am 9.1. hat der Heli das letzte Bild vom Mars geschickt. Er sollte vorher seinen 19. Flug machen. Aber an den Gesteinsbrocken unter dem Heli sieht man, dass er nicht abgehoben hat.

Vermutlich sind Softwareprobleme die Ursache.

Im Video sieht man auch hellere Spuren im Marssand. Das könnten Reflexionen von der Verkleidungsfolie des Helis sein, aber es wäre auch möglich, dass da etwas unter dem Sand die Strukturen hervorruft.

Bild: NASA

Wo ist eigentlich der Marsheli? Teil 2

 In den letzten Wochen ist klar geworden, dass der Jezero-Krater vor etwa 3,5 Milliarden Jahren mit Wasser gefüllt war und es auch Zu- und Abflüsse gab.

Obwohl der Krater vulkanischen Ursprungs ist, erwartet man nun Hinweise auf mögliches damaliges Leben in Sedimenten. Organische Verbindungen sind schon gefunden worden.

Das Bild 2 (NASA/JPL) zeigen eine künstlerische Vorstellung davon, wie der Krater früher ausgesehen haben könnte im Vergleich zum heutigen Anblick (Bild 1).

Noch einige Rekorde:

Höchste Flughöhe: 12 m

Höchste Geschwindigkeit: 5 m/sec = 18 km/h

Längste Flugdauer 3 Minuten

Längste zurückgelegte Strecke: 625 m

Höchste Rotordrehzahl: 2700 Umdrehungen pro Minute

Da ab September die Luftdichte im krater leicht abgenommen hat, musste die Drehzahl auf diesen Wert erhöht werden. Um eine Überlastung zu vermeiden, ist die Flugdauer jetzt eingeschränkt.

Der neueste Flug, der 19., steht kurz bevor. Er wird mit einer Geschwindigkeit von 1 m/sec 100 sec dauern und in einer Höhe von 10 m eine Weite von 63 m haben.

Ein Breaking News kommt gleich.

Gibt es Dunkle Materie?

 Dreimal haben wir sie gebraucht...

1) Strukturen des Urknalls:

Als man erstmalig die kosmische Hintergrundstrahlung beobachtete, schien der Mikrowellenhintergrund nahezu gleichförmig zu sein.

Wie kann sich aus einem gleichverteilten Urknallgas in weniger als 14 Milliarden Jahren de r heutige Kosmos bilden? Ein Kosmos aus zusammengeballten Verdichtungen und dazwischen gähnende Leere?

Ein Aufatmen ging durch die Kosmologen, als man bei späteren Messungen wirklich Strukturen im Urknallgas fand, aber viel zu wenig ausgeprägt als erforderlich.

Da musste ein Verstärkungsmechanismus für Schwerkraft her..., etwas, was Massen durch Schwerkraft konzentrieren kann, aber sonst nicht mit ihnen in Wechselwirkung tritt.

Das kann Dunkle Materie!

2) Dynamik von Galaxienhaufen:

Die Galaxien in den Galaxienhaufen schwirren mit so hoher Geschwindigkeit durcheinander, dass es eigentlich gart keine Galaxienhaufen geben dürfte. Sie hätten sich schon längst auflösen müssen.

Da muss eine Schwerkraft her, die die Galaxien zusammenhält, aber sonst nichts macht. Das forderte Zwicky schon vor fast 90 Jahren.

Ein leichtes Spiel für Dunkle Materie.

3) Die Drehung der Galaxien

Eigentlich müssten Sterne, die weiter außen in einer Galaxie stehen, immer langsamer um das Zentrum laufen. Tun sie aber nicht.

Da muss eine zusätzliche nur in den Außenbereichen wirkende Schwerkraft her.

Das macht die Dunkle Materie, in die ganze Galaxien eingebettet sind.

Es gibt also gewichtige Gründe für die Existenz Dunkler Materie.

Insgesamt ist die Dunkle Materie etwa 6 Mal häufiger als die normale Materie und macht etwa 1/4 der Substanz unseres gesamten Kosmos aus.

Aber woraus besteht sie denn????

Es könnten irgendwelche elementaren Teilchen sein, die wenn überhaupt, nur über die schwache Kraft und die Schwerkraft wechselwirken.

Als ich vor 20 Jaren im Gran Sasso Untergrundlabor war, dachten Forschende am DAMA - Experiment einen eindeutigen Beweis für einen Nachweis gefunden zu haben. Ich musste mich zum Schweigen verpflichten, weil sie Angst um den Nobelpreis hatten...

Aber nichts konnte bestätigt werden. Außer den DAMA-Leuten selbst  glaubt heute keiner mehr an den gelungenen Nachweis: DAMA gegen den Rest der Welt war die Überschrift mancher Berichte...

Ähnliches scheint DEAP 3600 bevorzustehen. Das Experiment steht im SNO in Kanada, mit 2100 m das tiefste Labor der Erde. Ich war dort, als es aufgebaut wurde:

3600 kg flüssiges Argon dient als Detektor für Teilchen der Dunklen Materie. Das Video zeigt einen kurzen Bericht dazu.

Das Video zeigt den Aufbau und die Arbeit an DEAP 3600.

Nach den Dreharbeiten befüllte man den Detektor. Dabei riss eine Abdichtung, Verunreinigungen drangen ein.

Nach einem Jahr (es wurde gereinigt und repariert)  konnte im Winter 2016 der Detektor neu befüllt werden. Seit 5 Jahren wird gemessen...kein Nachweis...

Alternative Modelle, die auf alle oben genannten drei Fälle zutreffen, gibt es nicht.

Vielleicht muss jemand wie Einstein kommen, der deutlich sagt: Was man nicht findet, gibt es nicht.

So hat Einstein auch über den Äther gesprochen.

Als Ausweg hat er eine vollkommen neue Theorie aufgestellt, die Relativitätstheorie, die mit jeder bis dahin bekannten Vorstellung bricht.

Freitag Sternwarte online: Wie arbeitet man mit einem Fernrohr?

 Am Fr, 14.1. wird um 20.00 Uhr Mark Woskowski den Vortrag gestalten: Er zeigt, wie man mit einem kleinen Fernrohr umgehen und beobachten kann.

Vielleicht haben wir ja Glück, das Wetter spielt mit und wir können anschließend durch die Fernrohre der Sternwarte auf dem SFN den Mond beobachten.

Wie immer: alles live auf www.sfn-kassel.de/live

Sternwarte auf dem SFN

Es geht ab auf der Sonne

Der neue Sonnenfleckenzyklus (Nummer 25) scheint viel intensiver zu verlaufen als es die bisherigen Vorhersagen des Solar Cycle Prediction Panels auf Grund der langfristigen Aktivitäten annehmen lassen: Im Dezember 21 war die Aktivität etwa doppelt so hoch.

Das lässt auf viele Polarlichter und magnetische Stürme hoffen.

Bild 1: Vergleich Vorhersage und beobachtete Aktivität (SCPP)

Bild 2: Sonne am Mittwochvormittag (interessant: erneut die hauptsächliche Aktivität auf der Südhalbkugel).

Mitternächtlicher Blick auf den Mond

 Nach Mitternacht klarte es auf....und aus dem Küchenfenster konnte ich um 0.30 Uhr am 13.1. den Mond aufnehmen (600 mm Tele, mit Nachvergrößerung).

Ein klarer Dienstagabend, Teil 3

 Natürlich darf auch ein Blick auf den zunehmenden Mond nicht fehlen: 600 mm Tele mit Nachvergrößerung. Aufnahme um 17.30 Uhr

Sehr auffällig ist der große Krater Clavius, dessen Ostwände in den Schattenbereich hineinragen. Dort geht gerade die Sonne auf.

Ein klarer Dienstagabend, Teil 2

 Eigentlich wollte ich noch einmal Merkur fotografieren.

Um 17.20 Uhr war die Dämmerung weit genug fortgeschritten, aber da wo Saturn und Merkur hätten zu sehen sein sollen, waren Wolkenbänder. Jupiter, im Bild links oben in der Ecke war gut zu sehen.

Immerhin gab es eine nette Konstellation der Jupitermonde mit Sternen als neue Mondanwärter...

Ein klarer Dienstagabend, Teil 1

 In Kassel war es den ganzen Tag stark vernebelt. Deshalb fuhr ich nach der dritten Videokonferenz gegen 15.30 Uhr zum Herkules. Schon auf Höhe des Druseltales kamen Sonne und blauer Himmel durch.

Da muss natürlich erst einmal der Blick über Kassel vom Fuße des Herkules gemacht werden:

Schon beim Hinweg sieht man gegen 16.00 Uhr das Nebelmeer über Kassel, der Mond leuchtet durch die Bäume.

Das Handypanorama zeigt wieder den tollen Anblick des vernebelten Kasseler Beckens.

Gegen 17.45 Uhr ist es dunkel genug, die Lichter der Stadt dringen durch den Nebel durch. Die Sternbilder Orion und Zwillinge gehen über im SO gerade auf über Kassel auf.

Wo ist eigentlich der Mars Heli? Teil 1

 Für Januar ist der 19. Flug des Mars Helikopters geplant. Er wird weiterhin den Weg für den Rover Perseverance auskundschaften.

Das Bild (NASA/JPL) zeigt die bisher 2,83 km zurückgelegten Weg im Krater Jezero für den Marsrover Perseverance.

Zur Zeit pausiert der Rover, da es Probleme beim Beladen der Probenbehälter gegeben hat.

Die beiden Aufnahmen sind am 8.1. und am 9.1. gemacht worden.

Der erste Start in 2022 für den Heli steht nun an.

Das letzte Bild (NASA/JPL/University of California) zeigt den Rover vom Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommen.

Im nächsten Post stelle ich einige neue Ergebnisse der Erkundung vor.

Neutrinos am Südpol und die Suche nach der Dunklen Materie

 Am Donnerstag, 13.1., 18.00 Uhr geht meine Vortragsreihe  zur Elementarteilchenphysik weiter:

Ich zeige wie riesige Neutrinoteleskope am Südpol funktionieren, wie man das Zentrum der Sonne beobachten kann und wie man hofft, endlich die Dunkle Materie zu finden.

Der Vortrag ist live unter www.sfn-kassel.de/live zu sehen.

Auf meiner Homepage www.natur-science-schule.info ist er anschließend mit den Folien verlinkt.

Elementarteilchenvortäge

https://www.natur-science-schule.info/videos-kurs-elementarteilchen-2021-22

Dort findet man auch die früheren Vorträge!

Urknall-Rätsel bleibt ungelöst....

 Am 5.1. ist in Nature eine neue Arbeit zur Symmetrie von Materie und Antimaterie erschienen.

Am Experiment BASE  (Baryon-Antibaryon-Symmetrie-Experiment) konnte mit einer Genauigkeit von 97% eine Übereinstimmung zwischen dem Verhältnis aus Ladung und Masse eines Protons und eines Anti-Protons festgestellt werden.

Diese Übereinstimmung ist nur möglich, wenn auch die Schwerkraft keinen Unterschied zwischen Proton und Antiproton macht.

In Zukunft sind noch Versuche zum freien Fall von Antiwasserstoff (Positron um Anti-Proton) geplant.

Wenn auch der Antiwasserstoff genau so schnell fällt wie der Wasserstoff, dann verstehen wir noch weniger, wieso es beim Urknall zu einer winzigen Diskrepanz zwischen Materie und Antimaterie gekommen ist:

Auf 1 Milliarden Antimaterieteile gab es (1 Milliarden + 1 Materieteile).

Die Milliarden Paare aus Materie und Antimaterie haben sich zu Strahlung vernichtet, das übriggebliebene Materieobjekt hat zusammen mit den vielen anderen übriggebliebenen Objekten (es gab ja mehr als 1 Milliarden Objekte) zu unserem Kosmos zusammengeschlossen.

2020 wurde ebenfalls am CERN im ALPHA-Experiment bestätigt, dass die Lamp-Shift bei Wasserstoff und Antiwasserstoff identisch ist.

Die Lamb-Shift ist eine winzige Verschiebung von Energieniveaus, ausgelöst durch die Vakuumfluktuationen in der Umgebung des Atoms.

In meinem Kurs über Elementarteichenphysik (Online unter www.sfn-kassel.de/live) werde ich bald auf eine weitere Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie eingehen: Der Zerfall der Kaonen gestattet auch eine Unterscheidung zwischen uns und der Antiwelt.

Weitere Informationen auch in meinem Mechanik-Blog:

https://newtonzueinstein.blogspot.com/p/wieviel-wiegt-eigentlich-anti-materie.html

Antimaterie

2011: Antimaterieproduktion am CERN (eigene Aufnahme)

2020: ALPHA (CERN)

2021: BASE (CERN)