Was passiert, wenn ein Flugzeug kommt?

 Eines der vier Großteleskope vom VLT in Chile ist mit vier Laserstrahlen ausgestattet, je 30 cm breit  und je 22 Watt.

Damit werden Natriumatome in 90 km zum Leuchten angeregt. Mit diesem Licht der "künstlichen Sterne" kann man die Luftunruhe messen und mit einem verbiegbaren Spiegel das Bild des Teleskops korrigieren (adaptive Optik).

Damit Flugzeuge nicht in die Laserstrahlen hineinfliegen, wird der Himmel mit automatischen Kameras überwacht. Sobald ein Flugzeug auftaucht und in die Richtung der Laserstrahlen fliegt, werden diese sofort automatisch abgeschaltet.

credit: ESO/VLT/A. Ghizzi Panizza 

Es gibt mehr erdgroße Exoplaneten als gedacht

 Der Grund:

Wie eine neu veröffentlichte Arbeit zeigt, erkennen die üblichen Helligkeitsdurchmusterungen nach Exoplaneten in Doppelsternsystemen nur die großen jupiterähnlichen Planeten.

Häufig registriert man die Helligkeit eines Sternes mit hoher Genauigkeit. Fällt sie periodisch in einer bestimmten Art und Weise ab und steigt dann wieder an, geht man davon aus, dass ein Exoplanet von uns aus gesehen den Stern teilweise abgedeckt hat.

In Doppelsternsystemen stört aber das Licht des Begleiters die genaue Vermessung des Helligkeitsabfalls und nur der von großen Planeten verursachte Unterschied wird registriert.

Um das zu bestätigen, wurden mit den beiden Gemini Teleskopen (8,1 m) in Chile und in Hawaii sowie mit dem Teleskop des Kitt Peak National Observatory mit Hilfe von Speckles hochauflösende Bilder von Doppelsternsystemen gewonnen und der Helligkeitsverlauf vermessen. Dadurch  fand man dann viele erdgroße Exoplaneten.

Zur Anwendung kamen Speckles. Wir kennen sie als flackernde Elemente eines Laserstrahles. Es sind Bereich mit stabilen Interferenzen. Vergrößert man das Bild eines Sternes, dessen Licht durch die Erdatmosphäre gegangen ist, sieht man auch solche Flecken, Speckles, in denen wegen konstanter Lichtphase die Atmosphäre besonders ruhig ist. Fotografiert man nur im Licht solcher Speckles kann man die Luftunruhe ausgleichen.

Dieses Verfahren hatte seine Hochzeit vor der aktiven Optik, bei der man Spiegel verformt, um das Flackern der Sterne zu eliminieren. Aber es ist immer noch ein wirkungsvolles (und viel billigeres) Verfahren.

Fazit: Da jeder zweite Stern zu einem Doppelstern gehört, man dort aber nur große Exoplaneten entdeckt hat, geht man davon aus, dass es doppelt soviel erdgroße Exoplaneten gibt wie bisher angenommen.

Bild: Künstlerische Darstellung Planet wird im Doppelsternsystem überstrahlt) 

         (Gemini Observatory/NOIRLab/NSF

         Speckle Muster eines Laserstrahls (wikipedia)

Was passiert, wenn sich Laserschwerter kreuzen?

 Die neueste Late-Night-Physics Show ist online: Wenn Laser-Schwerter sich kreuzen: Interferenzen am Michelson-Morley-Interferometer - von warmer Luft zu Gravitationswellen

Spektren: 3) Physikalischer Hintergrund

 Physikalischer Hintergrund:

Atome senden Licht aus, wenn ihre Elektronen zwischen Energiezuständen wechseln. Die Differenzenergie wird  in Form von Licht abgestrahlt, wenn das Elektron von einem höheren zu einem niedrigeren Energiezustand wechselt.

Da Elektronen nur bestimmte Energiezustände im Atom annehmen können (abhängig vom Stoff), gibt es auch nur bestimmte Energiedifferenzen, also abgestrahlte Wellenlängen.

Das umgekehrte gilt ebenfalls:

Atome absorbieren genau dann ankommendes Licht, wenn dessen Energie möglichst genau dem Energieunterschied zweier Elektronenzustände entspricht. Dann wechselt ein Elektron zu einem höheren Energiezustand. Bei dieser entsprechenden Wellenlänge fehlt dann Licht, der Spektrograph kann kein Bild des Spaltes erzeugen und hinterlässt ein schwarzes Rechteck, eine Absorptionslinie im Spektrum.

Moleküle haben mehr Möglichkeiten Rnergien auszutauschen. Es sind nicht nur Elektronen, die Zustände wechseln, sondern auch das Molekül als Ganzes kann schwingen oder rotieren. Dadurch gibt es viele dichtbeieinander liegende Linien, die zu durchgehenden Bereichen zu verschmelzen scheinen.

So entstehen sog. Banden., die mit hochauflösenden Spektrographen sich als dicht beieinander liegende Folge von Linien erweisen.

Einstein hat erkannt, dass es drei Elementarprozesse für Licht gibt:

Spontane Emission: 

Ein Atom wird angeregt (in der Regel durch Stöße), das Valenzelektron (äußerstes Elektron) bekommt mehr Energie. Spontan gibt es diese Energie wieder ab.

Es ist üblich das mit sog. Energieniveaus und Pfeilen darzustellen. Diese Energieniveaus sind keine Elektronenbahnen.

Absorption:

Ein Atom absorbiert Lichtenergie, erhält ein Elektron mit mehr Energie, ist also angeregt. Die Lichtenergie fehlt dann bei einer bestimmten Wellenlänge im Spektrum.

Da Atome vergesslich sind, senden sie bei der anschließenden spontanen Emission das Licht in irgend eine Richtung. Deshalb fehlt es im fortlaufendem Strahl, bei dieser Wellenlänge ist es also dunkler. 

Absorptionslinien sind also nicht vollkommen schwarz, sie enthalten Restlicht, mit dem man sogar fotografieren kann.

 Induzierte Emission:

Ein angeregtes Atom, also eines mit einem Elektron in einem höheren Energieniveau, wird mit Licht genau der Wellenlänge bestrahlt, die das Atom auch selbst aussenden kann. Dann reagiert das Atom sofort und strahlt ebenfalls Licht bei genau dieser Wellenlänge  ab, dadurch ist das einfallende Licht verstärkt worden.

Diesen Mechanismus hat Einstein entdeckt, er führte letztlich zur Erfindung des Lasers.

Zum Schluss nochmal der Hinweis auf unser neues Forum:

Ab sofort kann man sich in einem neuen Discord-Forum einloggen:

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