Quasare in rätselhaftem Gleichschritt

Quasare in rätselhaftem Gleichschritt

Jetzt hatten wir gedacht endlich verstanden zu haben, wie Materie in Schwarze Löcher stürzt und auf welche Weise sich dabei um diese kosmischen Abflüsse rotierende Scheiben bilden, die wir Quasare (quasi-stellar radio source) nennen - und jetzt kommt heut´ morgen das:   Link zur Publikation 

Aber der Reihe nach: Schwarze Löcher lassen jenseits des Ereignishorizonts kein Licht entkommen - deshalb nennt man sie ja "schwarz".  Wird aber etwas hineingerissen, dann gibt es eine Lichtshow erster Güte. Die Gezeitenkraft zerfetzt die Materie bereits vor dem Überschreiten des Ereignishorizonts und setzt dabei bis zu 43 Prozent der Ruhemasse in Form von Strahlung frei. Man nennt es etwas martialisch den finalen Todesschrei der Materie.

 

(Bemerkung zur Gezeitenkraft: Die Gravitation verringert sich allgemein mit dem Quadrat der Entfernung zur anziehenden Masse. Für einen Fallschirmspringer, der mit den Füßen voran auf die Erde zustürzt, bedeutet das, dass auf seine Füße eine stärkere Gravitationskraft wirkt als auf seinen Kopf. Die Füße sind eben schon eine Körperlänge näher an der anziehenden Masse – der Erde – dran. Tatsächlich bemerkt er davon nichts, weil die Kräfte, die seinen Körper zusammenhalten, viele Größenordnungen stärker sind. Je größer allerdings die Ausdehnung des einstürzenden Körpers und je schwerer die anziehende Masse ist, desto stärker wirkt diese sogenannte Gezeitenkraft. Das kann letztendlich den Körper beim Sturz in ein Schwarzes Loch extrem verformen - man spricht von Spagherttifizierung - bis hin zum Zerreißen.)

Credit: astro.caltech.edu

Die Energiefreisetzung beim Sturz in ein Schwarzes Loch lässt sich theoretisch berechnen. Für ruhende Schwarze Löcher läge die Effizienz bei 7 Prozent der Ruhemasse (10-mal höher als bei der Fusion im Innern unserer Sonne!).   

Tatsächlich liegt die beobachtete Freisetzung bei 43 Prozent der Ruhemasse des einstürzenden Körpers. Das ist ein Beleg dafür, dass sich Schwarze Löcher drehen und dadurch ihren Einfluss auf ihre Umgebung deutlich verstärken.  

Die um Quasare rotierenden Scheiben erzeugen wiederum Jets. Derartige Strömungen entlang der Drehachse entstehen immer wenn sich was dreht und Magnetfelder beteiligt sind. An den Jets lassen sich also die Drehachsen der Quasare präzise ablesen. Soweit die etablierte Theorie...

Credit: eso / M. Kornmesser

Verblüffenderweise scheint es über Milliarden Lichtjahre hinweg eine kosmische Absprache unter 93 untersuchten Quasaren zu geben, in welche Richtung sie ihre Drehachse ausrichten. Das zumindest behaupten Kollegen von der Universität Lüttich, basierend auf Beobachtungen mit dem FOS2-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte in Chile. Demnach würden sich Quasare bevorzugt senkrecht oder parallel zu den großräumigen kosmischen Filamenten ausrichten. Das klingt nicht schlimm, solange man sich nicht die Frage stellt: WARUM?

Damit wird die Theorie der Quasarentstehung neu befeuert. Fehlt womöglich noch ein wesentlicher Bestandteil? Hoffentlich ist es am Ende nicht wieder irgendwas "Dunkles"...    

Josef M. Gaßner (20.11.2014)

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Kopf einziehen - der nächste kosmische Brummer kommt...

Kopf einziehen - der nächste kosmische Brummer kommt...

Schon wieder ein kosmischer Streifschuss. Ende Januar bis Mitte Februar scheint im Sonnensystem eine gefährliche Zeit zu sein. Vor zwei Jahren rauschte 2012DA14 vorbei (27.800 km Entfernung), am Montag wird es ihm der Asteroid 2004BL86 gleichtun. Mit einem halben Kilometer Durchmesser schon ein imposanter Brocken. Über 10-mal größer als 2012DA14 aber zum Glück mit dem nötigen Sicherheitsabstand von 1,2 Mio Kilometern Entfernung (zum Vergleich: der Mond ist im Mittel 385.000 km entfernt). Erst 2027 wird mit "1999 AN10" ein noch schwerer Brummer erwartet - ungefähr im Mondabstand.

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Irgendwann wird ein größerer Brocken hier einschlagen, es ist keine Frage ob, sondern wann. Statistisch treffen uns bedrohliche Kaliber alle 50 Mio Jahre. Klingt beruhigend, aber der letzte ist schon 65 Mio Jahre her...

19. Jan 2015 / Josef M. Gaßner

 

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New Horizons - Mission zum Pluto

New Horizons - Mission zum Pluto

Das Imperium schlägt zurück - nachdem die esa mehr oder weniger erfolgreich auf dem Asteroiden Rosetta gelandet ist, hat sich die NASA nun das bislang entfernteste Objekt im Sonnensystem vorgenommen: den Zwergplaneten Pluto.

 

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Es ist zwar keine Landung geplant, aber ein naher Vorbeiflug in weniger als 9.600 km Entfernung soll viele offene Fragen klären. Die Mission New Horizons ist dafür bereits vor 9 Jahren (am 19. Januar 2006) gestartet (damals war Pluto noch vollwertiges Mitglied am Planetenstammtisch). Eine Atlas-V-Trägerrakete hat die rund eine halbe Tonne schwere Sonde in der Form eines Klavierflügels mit  bisheriger Rekordgeschwindigkeit von 58.536 km/h auf den Weg gebracht - nach einem Swingby am Jupiter beträgt die Geschwindigkeit sogar beeindruckende 80.000 km/h. Zum Vergleich: nach 9 Stunden hatte New Horizons den Mond passiert, die Apollo-Missionen benötigten dafür 3 Tage. Nach einem Jahr konnten bereits spannende Jupiterbilder erstellt, Wolkenbewegungen analysiert und die Magnetosphäre untersucht werden. Auf dem Jupitermond Io konnte sogar ein Vulkanausbruch dokumentiert werden. Weiterer Flugplan:  8. Juni 2008 Saturn, 18. März 2011 Uranus und 25. August 2014 Neptun. Dabei legte die Sonde jeweils ca. 10 Monate pro Jahr im Energiesparmodus, dem sog. Hibernation mode zurück. Seit Dezember 2014 ist sie nun ständig online - die heiße Phase hat begonnen.

 

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 Was wissen wir bislang über die eisige Welt am Rande des Sonnensystems?
Entdeckt wurde der Pluto 1930 von Clyde Tombaugh - zu Ehren des amerikanischen Astronomen reist ein Teil seiner Asche mit an Bord der Sonde. Da soll noch einer sagen, Astronomen wären nicht sentimental. Seinen Namen verdankt der Zwergplanet dem römischen Gott der Unterwelt, der sich unsichtbar machen konnte. Angeblich sollen auch die Initialen PL von Sir Percival Lowell eine Rolle gespielt haben. Lowell war amerikanischer Astronom (entstammte einer der reichsten Patrizierfamilien Bostons) und gründete das nach ihm benannte Observatorium, wo letztendlich der Nachweis gelang.
Pluto ist ein Drittel kleiner als unser Erdmond, seine Umlaufdauer beträgt 248 Jahre in einer mittleren Entfernung von 5,9 Mrd. km. Die gravitative Anziehung auf seiner Oberfläche beträgt 6 % der Erdanziehungskraft. Ein Plutotag dauert ca. 6 Erdtage und 9 Stunden. Vermutlich besitzt Pluto eine dünne Stickstoffatmosphäre (mit Kohlenmonoxyd und Methan) und eine Oberfläche aus Stickstoffeis und Methaneis. Durch die extrem elliptische Bahn (49,3 AU bzw. 7,4 Mrd. km bis 29,7 AU bzw. 4,4 Mrd. km) friert und taut die Oberfläche periodisch. Gerade ist Sommer auf Pluto mit kuscheligen 43 Grad... allerdings Kelvin, d.h. minus 230 Grad Celsius. Im Perihel ist Pluto sogar näher an der sonne als Neptun, seine Bahn ist allerdings stark gegen unsere Bahnebene geneigt, mit ca. 17 Grad. 

 

 

 

 

 

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Credit: NASA, ESA, A. Field (STScI)

Pluto ist stolzer Besitzer von 5 Monden, Nix, Styx, Hydra, Kerberos und Charon, wobei er mit Letzterem, der immerhin halb so groß ist und ein Achtel der Plutomasse aufweist, eine Art Doppelsystem bildet.  

Eigentlich hätte bereits Voyager I in den späten 1980er Jahren an Pluto vorbeifliegen sollen, aber man entschied sich für den Saturnmond Titan. Später fiel ein Orbiter - ähnlich Cassini - den Budgetkürzungen zum Opfer. New Horizonts soll nun mit 700 Mio USD Projektkosten die Rätsel der eisigen Weiten des Sonnensystems lüften.

Die Sonde wurde dafür mit mehreren Kameras, Infrarot- und Ultravioletspektrometer ausgerüstet. Auch ein Staubdetektor und zwei Partikelsprektrometer sollen wertvolle Daten liefern. Ein Bißchen muss ich allerdings auf die Euphoriebremse treten: Bis wir allerdings an die hoffentlich spektakulären Bilder herankommen, dürften einige Monate vergehen. Das Signal ist zwar nur rund 4 Stunden unterwegs, die Datenübertragung mittels imposanter 2,1-Meter-Parabolantenne vollzieht sich aber nur mit einem Achtel Kilobyte pro Sekunde. Die maximale Auflösung von RALPH wird 250 m/Pixel betragen und LORRY könnte sogar 50 m/Pixel erreichen. Die bislang höchsten Auflösungen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen 500 km/Pixel. 

Die Sonde hat übrigens keinen eigenen Antrieb und ihre Energieversorgung wird durch einen Radioisotopengenerator sichergestellt. Seine 11 kg Plutonium setzten durch radioaktiven Zerfall Wärme frei, die in Strom umgewandelt wird.

Damit wird New Horizons auch nach dem Vorbeiflug an Pluto und Charon betriebsbereit bleiben und am Rande des Sonnensystems nach neuen eisigen Welten Ausschau halten. Diese Folgemission trägt den bezeichnenden Namen IceHunter. 

John Spencer, wissenschaftlicher Mitarbeiter, meinte: "Wir wären überrascht, nicht überrascht zu werden." Na dann wünsche ich angenehme Überraschungen!

(Josef M. Gaßner, 23. Juni 2015)

 

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Sonnenfinsternis

Sonnenfinsternis

Am Freitag, 20. März vormittags, ist es so weit - der Mond knipst das Licht aus. Allerdings nur in einem ca. 110 km breiten Streifen im Nordatlantik. Hierzulande wird das Ereignis mit einer maximalen Sonnenbedeckung von 68 % in München und 80 % in Hamburg selbst bei optimalem ter die Erwartungen wohl eher enttäuschen. Aus meiner Erfahrung hält eine Sonnenfinsternis erst ab 90 % Bedeckung, was ihr Name verspricht. In jedem Falle gilt aber für Neugierige: Bitte unbedingt geeignete Schutzbrillen tragen! Bei jeder Sonnenfinsternis passieren Augenverletzungen durch Verbrennungen der Netzhaut (Retina).  Professionelle Brillen reduzieren das Sonnenlicht auf ein Hunderttausendstel. Vielleicht finden Sie ja die Brillen von 1999 auf dem Dachboden. Damals hatten wir hier in Landshut das Glück einer totalen Sonnenfinsternis beiwohnen zu können. Tausende strömten in den Süden - der Stau auf der A5 betrug legendäre 100 Kilometer.  

Die nächste partielle Sonnenfinsternis gibt es bereits am 13. September zu bewundern, allerdings nur in Teilen Afrikas und Südindiens. Wer die nächste totale Sonnenfinsternis von Deutschland aus sehen möchte, der sollte sich gesund ernähren und viel Bewegung an der frischen Luft betreiben - der 3. September 2081 könnte sonst für viele von uns knapp werden. Als Trost gibts vorab mit ähnlichem Bedeckungsgrad wie nächsten Freitag am 12. August 2026 nochmals eine "Arme-Leute-Sonnenfinsternis". Die Schönen und Reichen werden bis Freitag auf die Färöer-Inseln jetten und auch die Kreuzfahrtschiffe haben Hochkonjunktur.  

Soll ich noch einen Satz zu den angekündigten Problemen der Stromnetze sagen? Es ist ja vielerorts zu lesen, dass bis zu 19 GW Solarleistung in einem kurzen Zeitfenster eingespeist werden, sobald der Mond die Sonne wieder freigibt. Wie bei allen angekündigten Sonnen-Katastrophen wie z.B. X-Flares etc. kann man auf breiter Front Entwarnung geben - alle diese "Probleme" sind wohl eher dem großen Medieninteresse an Problemen geschuldet.  

 

Beeindruckend finde ich schon eher den Schatten einer Sonnenfinsternis aus der ISS betrachtet:

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Es ranken sich ja viele Verschwörungstheorien um Sonnenfinsternisse. Wie wärs denn damit: Der Bedeckungsgrad bei uns in Landshut - also die Verdunklung - entspricht genau dem Anteil der Dunklen Energie am Universum. Viel Vergnügen bei einem Naturschauspiel, das man selber ein bisschen inszinieren muss. Auf unserem YouTube-Kanal werden wir Donnerstag abend eine Sondersendung bringen.

(Josef M. Gaßner 18. März 2015)

 

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Happy Birthday - Hubble!

Happy Birthday - Hubble!

Eines der produktivsten wissenschaftlichen Instrumente feiert am 24. April seinen 25. Geburtstag. Über eine Million Beobachtungen stehen zu Buche, wobei 38.000 Objekte ins Visier genommen wurden. Josef M. Gaßner stellt das astronomische Instrument vor und präsentiert in zwei Beiträgen (Teil 2 am 24. April) atemberaubende Originalbilder aus 100 Terabytes Archivmaterial.

>>  zum Teil 1: Das Hubble Space Teleskop

>>  zum Teil 2: Bildmaterial aus 100 TB Daten 

 

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