Aktuelle Informationen über Himmelsereignisse, die besonders von Kassel aus zu beobachten sind / Neues aus der Wissenschaft / Veranstaltungshinweise
FutureSpace /
Astronomischer Arbeitskreis Kassel (AAK) e.V.
Im frühen Universum war die Sternentstehungsrate in Galaxien sehr hoch, dann ist sie schnell auf ein niedriges aber konstantes Maß gesunken.
Alte Galaxien, also solche, die ihre Gasanteile verloren oder aufgebraucht haben, können keine neuen Sterne mehr bilden.
Die Graphik (NASA/DSI/DLR) zeigt eint typisches Spektrum einer Galaxie mit intensiver Sternbildung (weiße Linie). Zusätzlich ist die Lage vieler wichtiger Emissionslinien u.a. von Wasserstoff und organischen Molekülen eingezeichnet.
Darunter sieht man die Wellenlängenbereiche, die vom fliegenden IR-Teleskop SOFIA, dem JWST und ALMA abgedeckt werden können.
Ganz unten sehen wir die Durchlässigkeit der Erdatmosphäre, einmal für SOFIA in 14 km Höhe und dann für ALMA in 5,1 km Höhe. In fast allen Bereichen kann SOFIA besser aus der Erdatmosphäre hinaussehen.
17 Jahre lang konnte die Temperatur der Neptunatmosphäre mit IR-Kameras beim VLT, den Gemini Nord und Süd Teleskopen, dem Keck Teleskop und dem SptizerSpaceTelescope vermessen werden.
Etwa 100 Beobachtungen sind nun ausgewertet worden.
Alle Messungen sind im beginnenden Neptunsommer gemacht worden. Eine Jahreszeit auf Neptun dauert etwa 40 Jahre (Umlaufszeit 165 Jahre).
Logischerweise hatte man im Frühsommer einen Anstieg der Temperatur erwartet.
Das war aber nicht der Fall:
Von 2003 bis 2018 sank die globale Temperatur der Neptunatmosphäre um 8°C. Von 2018 bis 2020 stieg die Temperatur des Südpols steil um 11°C an.
Die mittlere globale Temperatur des Neptun liegt bei -220°C.
Die Ursachen der unerwarteten Temperaturänderungen sind nicht bekannt. Es könnten chemische Prozesse in der Atmosphäre sein, aber auch Änderungen der Sonnenaktivität.
credit: ESO/Roman/NAOJ/Subaru/COMICS
Das Video fasst die Beobachtungen noch einmal schön zusammen:
Um 20.30 Uhr am Sonntagabend, noch in der Dämmerung, entstand die Mondaufnahme (600 mm Tele, nachvergrößert). Kopernikus (Durchmesser 95 km) taucht gerade im Morgenlicht auf.
Auffällig ist der große Krater Clavius (Durchmesser 225 km). In ihm wurde 2018 Wasser durch seine IR-Signale entdeckt.
Entweder ist es über Mikrometeorite dahin gekommen, oder aus dem Wasserstoff des Sonnenwindes mit OH-Radikalen entstanden.
Wer jetzt an einen zukünftigen Badeurlaub in Clavius denkt, wird enttäuscht sein:
Der Wassergehalt entspricht etwa 0,33 Liter, verteilt auf einem Fußballfeld......
Oberhalb von Clavius sieht man Tycho (Durchmesser 85 km), eher ungewohnt, denn sein Strahlensystem bei Vollmond machen ihn eigentlich bekannt.
In natureAstronomy ist jetzt eine neue Arbeit über den Planeten AB Aur b veröffentlicht worden.
AB Aur ist ein etwa 160 Lichtjahre entfernter junger Stern im Sternbild Fuhrmann, etwa 3 Millionen Jahre alt. Mit einer Masse von 2,4 Sonnenmassen und 60 Sonnenleuchtkräfte bei knapp 10 000 K Photosphärentemperatur ist es schon eine recht schwere Sonne.
Die in den letzten Jahren mit dem Subaru-Teleskop und ALMA gemachten Aufnahmen im Sub-MM-Bereich (etwa 0,9 mm Wellenlänge) zeigen eine teils spiralförmige angeordnete Gas- und Staubscheibe um den Stern.
In einem Abstand von 93 AE (Entfernung Erde-Sonne) ist die Strahlung eines tief in Staub eingebetteten entstehenden Exoplaneten gefunden worden, der noch ständig an Masse zunimmt.
Zur Zeit sind es wohl noch unter 10 Jupitermassen bei knapp dreifacher Jupitergröße. Dieser im Entstehen befindliche Exoplanet hat noch eine Temperatur von etwa 2200 K. Teile der Bahn konnten beobachtet werden: Exzentrizität 0,4, Bahnneigung 43°.
Noch weiter außen, bei 430 AE und 580 AE gibt es Anzeichen für weitere Planetenbildungen.
Interessant ist, dass nach gängigen Theorien zur Entstehung jupiterähnlicher Planeten Gravitationsinstabilitäten so weit außerhalb nicht als Ursache eignen. Die angedeutete Spiralstruktur der Staubwolke lässt eine Gravitationsinstabilität vermuten, die zur Entstehung beigetragen hat.
Bild 1: Bild des Exo-Jupiters
Bild 2: Bewegung des Exo-Jupiters in 13 Jahren
credit: Currie, Lawson, Schneider et al, natureAstronomy
Geplant war maximal eine Stunde, fast 90 Minuten wurden daraus.
Mark Woskowski und KP Haupt haben sich mit Wissenschaftlern unterhalten, die alle die langwellige Strahlung nutzen, um ins Innere von Sternentstehungsgebieten und die Galaxienbildung am Anfang des Universums zu sehen.
Bedingt durch die Pandemie haben wir die große Chance ergriffen, live über ZOOM miteinander zu reden, Videoausschnitte und Bilder zu zeigen und einen spannenden Einblick in astronomische Forschung zu geben.
Unsere Gäste:
Prof. Dr Giesen, Leiter Institut für Laborastrophysik der Universität Kassel
Dr. G. Fuchs, Institut für Laborastrophysik der Universität Kassel
Prof. Dr. A. Krabbe, Leiter des Deutschen SOFIA Instituts, Stuttgart
Prof. Dr. B. Fricke, Theoretischer Physiker (emeritiert)
Fragen:
Mark Woskowski, Abiturient, AAK, Vorführer im Planetarium
KP Haupt, CEO FutureSpace, AAK
Technik:
Rico Janusch, Büroleiter FutureSpace, Vorführer im Planetarium
An konkreten Beispielen wurde das Vorgehen bei der Erforschung von Molekülen im Kosmos diskutiert.
Spannend war auch der Einblick in die Praxis der Beantragung und Genehmigung von Beobachtungszeit, auch das Wechselspiel zwischen Theorie und Praxis.
Antragsschluss ist am Sa, 29.1.22, 6.00 Uhr
Wir waren sehr aktuell...Dr. Fuchs hat seinen Antrag kurz vor Beginn des Streams abgegeben.
Das Gespräch fand in lockerer Atmosphäre statt, ging in die Tiefe und zeigte, dass dieses Format, was wir heute zum ersten Mal live gestreamt haben, wohl öfters jetzt genutzt werden soll.
Es lohnt sich unbedingt da noch mal reinzuschauen.
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.
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:
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.
2021 konnte mit dem FORECAST Spektrometer am SOFIA-Teleskop erstmalig auf der sonnenbeschienenen Seite des Mondes Wasser nachgewiesen werden. Tief im Inneren des Clavius-Kraters verbirgt sich Wasser, eingeschlossen in kleinen glasperlenartigen Strukturen. Es verrät sich durch Biegeschwingungen H - O - H mit Emission bei 6,1 Mikrometer Wellenlänge im IR. Bei dieser Wellenlänge kann nur aus der Hochatmosphäre beobachtet werden.
M 82 ist eine Spiralgalaxie im Sternbild Großer Bär, 11,5 Millionen Lichtjahre entfernt, nur 37 000 Lichtjahre groß. Sie hat somit auch relativ wenig Sterne (30 Milliarden, etwa 10% der Sternenzahl unserer Galaxis).
Sie ist eine Galaxie mit starker Sternentstehung (starburst) und besitzt einen extrem starken Sternenwind aus dem Zentrum heraus, der bis in das Halo hinein Staub und Gase transportiert.
SOFIA hat bei 53 Mikrometer Wellenlänge den warmen Staub im Inneren detektiert und bei 154 Mikrometern den kühleren Staub in äußeren Bereichen. Damit sind auch die Strukturen des Magnetfeldes sichtbar geworden.
Im ersten Bild ist das gelb dargestellt. Der Ausfluss des Wasserstoffgases ist rot unterlegt.
Die Magnetfeldstrukturen sind offen. Vom Prinzip her kann man sich das so wie auf der künstlerischen Darstellung im zweiten Bild vorstellen.
SOFIA ist ein Forschungsflugzeug, eine umgebaute B 747, mit einem großen 2,7 m IR-Teleskop an Bord. Regelmäßig fliegt sie bis zu 12 Stunden in 13 km Höhe und mehr, die Außenwand des Flugzeuges wird geöffnet und das Teleskop kann beobachten.
Damit das Objekt im Blickfeld bleibt, sind Teleskop und Flugzeug so getrennt, dass das Flugzeug sich immer so anordnen kann, dass das Teleskop perfekt aus der Öffnung schaut. Bis ein neues Objekt eingestellt wird fliegt die B747 um das ausgerichtete und stabilisierte Teleskop herum..
Ich durfte 2016 an zwei Forschungsflügen von der NASA Basis Palmdale in den USA teilnehmen und habe dazu einen einstündigen Lehrfilm gedreht, in dem alle Phasen des Fluges gezeigt werden, aber auch die an Bord befindlichen Wissenschaftler ihre Forschungen im Flugzeug live erklären.
SOFIA (Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie) wird gemeinsam betrieben von der NASA und der DLR (Deutsches Institut für Luft- und Raumfahrt) Die deutsche Zentrale ist das DSI (Deutsches SOFIA-Institut) in Stuttgart.
In einer Postserie werde ich die wichtigsten Forschungsergebnisse von SOFIA der letzten Jahre vorstellen.
Damals habe ich auch aus Kalifornien meinen ersten Blog geschrieben. Da steht viel über IR-Astronomie drin, aber es sind auch tägliche Liveberichte mit vielen Bildern dabei:
