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Live-Blog „von“ der 219. AAS-Tagung in Texas

9. Januar 2012

Der 1. Exoplanet mit großem Saturn-artigem Ringsystem?

Es gibt nur einen einzigen beobachteten Transit dieses höchst seltsamen Objekts vor dem Scheibchen seines Sterns, aber der dauerte ~54 Tage und wurde von zwei voneinander entfernten Teleskopen verfolgt (Lichtkurven oben): Die einfachste Interpretation ist ein kleiner Begleiter des Sterns mit einem ausgedehnten Ringsystem (Grafik Mitte), der sich 2007 in die Sichtlinie schob, mit einer dicken inneren Scheibe und drei dünnen äußeren Ringen und deutlichen Lücken dazwischen. Aber weder vorher noch nachher ist auch nur ein weiterer Transit beobachtet worden: Die Bahnperiode muss mindestens 850 Tage betragen, und auch Amateurastronomen sind aufgerufen, nach weiteren Durchgängen Ausschau zu halten, um wenigstens die Jahreslänge des Objekts einzugrenzen. Auch seine Masse ist noch unbekannt; spektroskopische Messungen der Radialgeschwindigkeit sind aber beantragt. Ob man bei solch einer gewaltigen Scheibe – von der Masse ungefähr unseres Mondes! – noch von einem Ring sprechen kann, ist im Vergleich mit den Saturnringen (artist’s view unten) die Frage: Die Entdecker sprechen selber von einem „protoexosatellite system“, da sich aus den Ringen – die mehrere Lücken aufweisen – durchaus noch mehrere Monde des Objekts (sei es nun ein Planet oder ein Brauner Zwerg) bilden dürften. Die Lücken zwischen den Ringen lassen vermuten, dass die Mondbildung schon begonnen hat.

Mehrere weitere Kepler-Entdeckungen wurden auf der letzten AAS-PK ebenfalls vorgestellt: zum einen zwei weitere Exoplaneten, die um Doppelsterne kreisen. Kepler-34b und Kepler-35b gesellen sich zu Kepler-16b (siehe ISAN 146-7) und etablieren Planeten auf stabilen Bahnen um Doppelsterne als nicht mal seltene Kategorie in der Milchstraße, mit hochgerechnet Millionen Exemplaren. Beide Planeten sind etwa Saturn-groß und liegen deutlich außerhalb der habitablen Zonen (zu nahe an ihren Sonnen). Und es gibt die drei vom Durchmesser her kleinsten Exoplaneten, die alle um den Roten Zwerg KOI-961 kreisen und 0.78, 0.73 und 0.57 Erddurchmesser haben: Entdeckt wurden sie nicht vom Kepler-Team selbst sondern in öffentlichen Daten des Satelliten.

Weitere Nachrichten von der Tagung, die am Donnerstagnachmittag zu Ende gehen und keine weiteren PKs mehr bieten wird, umfassen erste Entdeckungen von ALMA, die ‚amtliche‘ Abkürzung „Jansky VLA“ (wer’s denn benutzen wird), weitere Einsichten von SOFIA, eine AAS-Rede zu LGBT-Fragen und weitere umfangreiche Impressionen vom heutigen Nachmittag und Vormittag sowie vom ganzen Dienstag. Aufzeichungen aller PKs – auch mehrerer vorangegangener AAS Meetings – sind übrigens hier zu finden! [21:45 MEZ am 11. Januar – Ende! Weitere AAS-News auf Twitter und im Cosmic Mirror]

Die fernste Typ-Ia-Supernova mit spektroskopischer Rotverschiebung – nämlich 1.55, was einem Weltalter zum Explosionszeitpunkt von nur 4.2 Mrd. Jahren entspricht – ist im Rahmen eines großen Hubble-Programms entdeckt worden, mit der WFC3 und ihren neuen IR-Möglichkeiten im Hubble Ultra Deep Field. Damit erweitert sich das kosmologische Diagramm dieser SNe (für den linken Teil gab’s letztes Jahr den Nobelpreis) deutlich, und mit weiteren so fernen SNe – mehrere Kandidaten gibt’s schon – wird sich u.a. untersuchen lassen, ob die Dunkle Energie zeitlich variabel ist. Und man wird auch sehen, wie alt oder jung ein Ia-Progenitor (siehe 19:50 MEZ) sein kann, auch hilfreich. [20:05 MEZ]

Aufwind für doppelt entartete Progenitoren der Ia-Supernovae

gab es auf der nächsten – und vorletzten – AAS-PK zu hören: Insbesondere gibt es mit dem Supernova-Rest SNR 0509-67.5 in der LMC jetzt einen Fall, wo alles andere ausgeschlossen ist als die Fusion zweier Weißer Zwerge als Ursache der Ia-Supernova. Denn eine tiefe Suche im Zentrum der Blase (die die Autoren übrigens beim Astronomy Picture of the Day ‚entdeckt‘ hatten!) hat keinerlei verbliebene Sterne – bis 26.9 mag.V herab, was +8.4 Mag.V absoluter Helligkeit entspricht, zum Vorschein gebracht: Bei allen anderen Szenarien als Weißzwerg-Fusionen bleibt aber der materiespendende Partner zurück. Allerdings mehren sich die Anzeichen, dass es mehrere Wege zu einer Ia-Explosion geben könnte, und so ist dieser eine – per se klare – Fall kein Beweis, dass alle doppelt-entartet sind.

Auch bei der Aufklärung des Vorgänger-Systems der SN 2011fe in M 101 gibt es Fortschritte: Hatte die Analyse der frühen Lichtkurve anhand der Fotometrie durch das Entdecker-Teleskop der PTF (Nugent & al., Nature 480 [15.12.2011] 344-7, zusammen gefasst in ISAN 153-4) noch eine Obergrenze des explodierten Objekts von höchstens 1/10 Sonnendurchmesser geliefert, so zeigt die Nichtdetektion der Supernova auf einer 1-Stunden-Aufnahme des Teleskops PIRATE auf Mallorca noch 7 1/2 Stunden vor dem ersten PTF-Datenpunkt bzw. etwa 4 Stunden nach der Explosion, dass das Objekt sogar höchsten 2% des Sonnendurchmessers gehabt haben kann! Eindeutig ein Weißer Zwerg also: Das folgt sowohl aus Modellierungen – und damit ein paar Annahmen – des Shock-Breakouts wie der Interaktion mit dem Massenspender. Dessen Durchmesser ist in diesem Fall weniger gut eingeschränkt, dürfte aber unter 1/10 Sonnendurchmesser gelegen haben: „a compact object of some sort“. Auch wenn es also weiter kein abschließendes Urteil zur Natur der Ia-Supernovae gibt: Das Feld ist mächtig in Bewegung geraten! [19:50 MEZ]

Das schärfste Bild des „Doppelkerns“ der Andromeda-Galaxie gab‘ auf der 1. PK des 3. Tages zu sehen: Diese Aufnahme mit Hubbles High Resolution Channel der ACS zeigt einen Haufen blauer Sterne um das mutmaßliche Schwarze Loch im Galaxienzentrum und einen Haufen roter Sterne, der es in größerem Abstand umkreist – so kommt die Illusion des Doppelkerns zustand. Andere Beiträge beschäftigten sich mit „failed AGB stars“ in der Nähe des Zentrums derselben Galaxie (wo stärkere Metallizität die Sternentwicklung beeinflusst): Die sorgen für Extra-UV-Licht. Und durch Vergleich mit anderen ähnlichen Galaxien wurde berechnet, dass die Milchstraße eine Farbtemperatur von 4840 Kelvin hat und damit sehr weiß ist: Dem Auge erscheinen ja auch Glühlicht (3000 K) und die Mittagssonne (6500 K) weiß. [17:25 MEZ]

Der VLA heißt jetzt „Karl G. Jansky Very Large Array“

Das also ist das Ergebnis der – von Astronomen wie Lokalpolitikern mit Argwohn betrachteten – ‚Volksbefragung‘ zur Umbenennung des 1980 gebauten aber seit 2000 innerlich runderneuerten (siehe Artikel 34) Radiointerferometers. Ein neues Akronym enthält die Pressemitteilung – der ’neue‘ Name wird in diesen Minuten auf der AAS-Tagung feierlich verkündet – übrigens nicht … Weitere News von der Tagung: die Rolle von Mergers (oder auch nicht), keine Hinweise auf Raumzeit-Granularität durch einen fernen GRB („Die Lorentz-Invarianz …“) und wie man sicher kein Funding bekommt (Grafik) – und weitere Berichte vom Tagungsgeschehen vom Nachmittag und Vormittag des 10. Januar und Nachmittag sowie ganzen 9. Januar. [1:45 MEZ]

Infrarot-Extravaganz Nr. 5: SOFIA und die Folgen der Sternentstehung in W3, wo der massereiche Jungstern IRS2 einen Hohlraum in das umgebende ISM geblasen hat (links im SOFIA-Bild, dessen Ausschnitt auf einer Spitzer-Aufnahme markiert ist) – ein typischer Prozess in Sternbildungsgebieten, den hier das Instrument FORCAST der fliegenden Sternwarte bei 37 µm so scharf wie noch nie betrachten konnte. [22:55 MEZ am 10. Januar]

IR-Extravaganz Nr. 4: Sternentstehungs-Statistik mit WISE anhand eines 1000-Quadratgrad-Mosaiks der Milchstraße, von dem hier nur ein Ausschnitt zu sehen ist. Die Sterndichte in verschiedenen Regionen als Funktion vom Abstand eines Konzentrations-Peaks spricht klar für eine Sternbildung in Kettenreakion, sog. triggered star formation, und gegen ein Alternativmodell mit bevorzugter Sternbildung in einer Schale. [22:45 MEZ]

IR-Extravaganz Nr. 3: Die Spitzer Cygnus X Legacy Survey, eine Durchmusterung einer der aktivsten Sternentstehungsregionen der Milchstraße, umfasst 25 Quadratgrad und hat eine große Zahl Young Stellar Objecs erwischt. [22:40 MEZ]

Infrarot-Extravaganz Nr. 1+2 (so hieß der Obertitel der letzten AAS-PK des 2. Tages): Spitzer und Herschel betrachten die Magellanschen Wolken, oben die LMC, und die SMC. Zu sehen ist kalter Staub, erstmals auf der Skala der Sternentstehung – die in den metallarmen Magellanschen Wolken so ablaufen dürfte wie allerorten vor 10 Mrd. Jahren zur Zeit der heftigsten Sternbildung in der kosmischen Geschichte. [22:25 MEZ]

Auf zu hohen (Röntgen-)Energien: RXTE, Fermi & NuSTAR

spielten bei dem nächsten Runde Pressekonferenzen auf dem Süßwarenmarkt für Astronomen AAS die Hauptrolle.

  • Der (gerade abgeschaltete) Rossi X-ray Timing Explorer hat – zusammen mit dem Radiointerferometer VLBA – den Ausbruch eines Schwarz-Loch-Kandidaten in der Milchstraße nahezu perfekt überwacht: Erst gab’s QPOs, als etwas in der Akkretionsscheibe nach innen spiralierte, dann wurden Jets herausgeschleudert: Der Zusammenhang beider zentralen Phänomene der Astrophysik lässt sich an diesem Beispiel näher ergründen.
  • Der Satellit Fermi hat den Kosmos jenseits von 10 GeV Photonenenergie erschlossen – das dauerte eine Weile, weil manche Quellen nur alle vier Monate mal ein Photon schicken! Der Vorgänger EGRET (auf dem Satelliten CGRO) hatte insgesamt nur 1500 Photonen > 10 GeV in 9 Jahren gesehen, von gerade mal 4 diskreten Quellen, alles Pulsare. LAT auf Fermi hat dagegen in 3 Jahren bereits 496 solche Quellen mit mindestens 4 Sigma nachgewiesen, galaktische wie extragalaktische: 274 sind AGNs, 25 Pulsare, 25 SNR & Pulsarwind-Nebel – aber 168 haben kein Gegenstück bei niedrigerer oder höherer Energie und bleiben einstweilen unidentifiziert. Nach 10 Jahren sollte LAT etwa 1000 Quellen >10 GeV identifiziert haben, alles Objekte mit außerordentlich energiereichen Prozessen.
  • Schließlich wurde noch der NASA-Satellit NuSTAR vorgestellt, der Nuclear Spectroscopic Telescope Array mit den ersten fokussierenden Teleskopen für 6 bis 79 keV, die ein dramatisch schärferes Bild des Himmels in diesem Energiebereich als frühere Satelliten versprechen. Während seine Webseite vor allem Beobachtungen an Supernovaresten, mutmaßlichen Schwarzen Löchern etc. als zentrale Ziele nennt, wurde in der PK betont, dass sich NuSTAR auch der Sonne zuwenden wird: in der Hoffnung, den Mechanismus der Heizung ihrer Korona aufzuklären.
Ansonsten noch frohe Kunde von Gemini (wo die AO jetzt ein 90″-Feld korrigiert), eine Lichtverschmutzungs-Story und Werbung für’s JWST bei den Postern. [20:45 MEZ]

Drei aus dem Rahmen fallende Galaxienhaufen

waren das Thema der ersten Pressekonferenzen am 2. Tagungstag (an dessen Ende gegen 1:30 MEZ übrigens die – umstrittene! – Umbenennung des Very Large Array verkündet werden soll):

Von der Tagung gibt’s außerdem einen Bericht und noch einen über den Vortrag „Big Science in Crisis“, Tagungs-Impressionen aus Zooniverse-Sicht, einen Artikel über das Missions-Proposal FINESSE und die PM zur LOFAR-PK in Englisch (und einen Artikel dazu) sowie einen Bericht von einer Vortagung über Venustransits in der Geschichte. [18:35 MEZ]

Und war da noch … jenseits der Pressekonferenzen

am ersten Konferenztag zum Beispiel von der Entdeckung zweier weiterer Planetenkandidaten durch die Planethunters und von einem Exoplaneten mit 10 Jahren Umlaufszeit zu hören sowie von Spekulationen über einen Exomond von Kepler 16b. Eine andere Arbeitsgruppe hatte ebenfalls (siehe 9. Januar, 18:10 MEZ) eine große Karte der Dunklen Materie im Kosmos zu bieten, das James Webb Space Telescope – das finanziell angeblich aus dem Gröbsten raus sei – wurde schon mal vorab gelobt und vermutet, dass Chandra noch weitere 20 Jahre durchhalten könnte. Der erdgebundenen US-Astronomie geht’s dagegen nicht so gut. Und dann war da noch der Astronaut S. Hawley, der in einer Festrede zu 50 Jahren bemannter Raumfahrt behauptete, Shepard hätte vor Gagarin im All sein können, wenn man nicht wegen der Schwierigkeiten beim Flug des Schimpansen Ham den menschlichen Flug noch mal verschoben hätte. [0:05 MEZ]

Erste vielversprechende Ergebnisse von LOFAR, dem europaweiten Radio-Interferometer, das sich der Fertigstellung nähert aber schon jetzt Wissenschaft produziert: oben ein typisches Einzelbild einer großen Himmelsdurchmusterung (deren Parameter darunter stehen), eine Pulsarbeobachtung und ihre Auswertung (die überraschend nahelegt, dass die Radiostrahlung bei allen Wellenlängen aus der selben Region der Pulsarmagnetosphäre kommt) sowie ein Ausblick auf den möglichen Nachweis eines Signals aus der Ära der Reionisation (EoR) des Kosmos – das sich in etwa einem Jahr aus dem Rauschen schälen können sollte, wenn viele Daten aufintegriert sind. [22:15 MEZ am 9. Januar]

Erste Ergebnisse von APOGEE, dem neuesten Subprojekt der SDSS-III, dessen aufwändiger IR-Spektrograph vor wenigen Monaten den Betrieb aufnahm. Ziel ist die Spektroskopie eines gehörigen Teils der Milchstraße, um ihre Struktur besser zu verstehen: Die detailreichen Spektren verraten sowohl Chemie (oben) wie Radialgeschwindigkeit (Mitte: Verteilung im markierten Feld). Und der Vorgänger SEGUE-2 ist auf Sterne auf Abwegen gestoßen. [19:25 MEZ]

Die große Astro-Show hat begonnen: Wie jeden Januar steigt diese Woche eine der größten Astronomie-Tagungen des Jahres, diesmal in Austin, Texas: Seitens der Teilnehmer wird – was bei entsprechenden Tagungen in Europa leider noch nicht der Fall ist – kräftig gebloggt und getwittert. Und es gibt neun Pressekonferenzen, die auch per Webcast verfolgt werden können. Bei der ersten gerade (oben das Panel, mit 75% Frauenanteil) ging es um die Beobachtung von Dunkler Materie: ihre Kartierung auf der bisher größten Skala per Weak Lensing – und die Vermessung von DM-Halos einzelner Galaxien durch Gravitationseffekte von Nachbargalaxien auf den Wasserstoff in der ausgedehnten Scheibe. Ein Ableger einer Technik, den dieselbe Gruppe schon ein Jahr zuvor präsentiert hatte („‚Dunkle‘ Galaxien …“). [18:10 MEZ]

Fundamental-physikalische Nachrichten kompakt

8. Juli 2011

Zuviel Galaxien-Klumpung auf den größten Skalen?

Der Effekt ist nur ein paar Prozent groß, und viele systematische Störquellen – quer durch’s Universum – müssen sicher ausgeschlossen werden, aber derzeit scheint es, ab ob die Verteilung der Galaxien im Kosmos auf den größten Skalen klumpiger ist als es die Standardkosmologie (die auf kleineren Skalen bestens passt) vorhersagt. 723’556 leuchtkräftige rote Galaxien (LRGs) aus der Sky Digital Sky Survey – genauer: deren MegaZ DR7 Photometric Redshift Survey – waren in vier Rotverschiebungsintervalle zwischen 0.45 und 0.65 eingeteilt worden: Je größer die Rotverschiebung desto ausgeprägter das Clustering. Offensichtliche Dreckeffekte sehen die Autoren nicht, die entweder subtile Effekte speziell bei den fernsten und schwächsten Galaxien oder aber „neue Physik“ als Erklärung vorschlagen. Eine unabhängige Überprüfung mit SDSS-Galaxien des DR8 sieht die behauptete Klumpung übrigens nach Beseitigung vieler Störquellen nicht … (Thomas & al., Phys. Rev. Lett. 106 241301, Hudson, Physics 13.6., Ross & al., Preprint 1.7.2011)

Die Lorentz-Invarianz ist so gesund wie noch nie bzw. eine Lorentz Invariance Violation (LIV) besser denn je ausgeschlossen: Das ergibt sich aus Polarisationsmessungen eines Gamma-ray Bursts in 85 Mpc Entfernung durch den Satelliten Integral. Eine mögliche Folge von LIV – die sich bei bestimmten Verknüpfungen von Allgemeiner Relativität und Quantentheorie ergäbe – wäre Doppelbrechung im Vakuum (vaccum birefringence): Die Polarisationsebene von Photonen würden sich anhängig von ihrer Energie verschieden verdrehen. Das war schon beim nahen Krebspulsar nicht gesehen worden und nun auch beim besonders hellen GRB 041219A nicht, was mögliche LIV noch um vier Größenordnungen stärker einschränkt. Kann man auch so ausdrücken, dass die „Körnigkeit“ der Raumzeit < 10^-48 m ist, was manchen Theoretikern aber nicht passt. Und zu der kuriosen Hypothese eines "holografischen Universums" passt's auch nicht. (Laurent & al., Physical Review D 83 121301 (2011); ESA Release 30.6., Discovery 1., New Scientist 7.7.2011)

Oszillationen von Myon- in Elektron-Neutrinos gesehen

hat offenbar das MINOS-Experiment in den USA, bei dem Neutrinostrahl vom Fermilab 735 km weit zu einem Detektor in die Soudan-Mine geschickt wird: Dieses Ergebnis passt zu den Messungen von T2K in Japan und schränkt die physikalischen Parameter der Neutrinooszillationen noch schärfer ein als dieses. MINOS setzt seine Messungen noch bis 2012 fort, T2K soll sie – nach Behebung der Bebenschäden – Ende des Jahres wieder aufnehmen, und weitere Oszillationsexperimente mit Neutrinos aus KKWs sind in Vorbereitung: In absehbarer Zeit wird das Wesen dieser extrem flüchtigen Elementarteilchen noch viel besser im Griff sein. (Fermilab Press Release, Nature Blog, Ars Technica 24.6.2011. Und D0-Akten, Symmetry Breaking 30.6., Resonaances, BBC 1., New Scientist 6.7.2011 zum signifikanter gewordenen B-Mesonen-Effekt am Tevatron, der etwas zum Überwiegen der Materie gegenüber der Antimaterie aussagen könnte)

Das Untergrundlabor DUSEL würde Milliarden von Dollar kosten, hat eine detaillierte Studie für das dringend gewünschte Labor in der ehemaligen Homestake-Mine („Neues Untergrundlabor …“) ergeben: zwischen 1.2 und 2.2. Mrd.$. Drei Experimente soll(t)en dort ihre Heimat finden, der gewaltige Neutrinodetektor LBNE, der wieder (s.o.) Neutrinos aus dem Fermilab sehen würde, und zwei kleinere Instrumente. Um das Deep Underground Science and Engineering Lab nebst LBNE in absehbarer Zeit zu realisieren, wäre ein baldiger „Buckel“ im Budget des federführenden US-Energieministeriums vonnöten, der angesichts der enormen Sparzwänge derzeit nicht in Sicht ist. (Science 1.7.2011 22-23) NACHTRAG: Zumindest die DUSEL-Wissenschaft hat gute Noten bekommen, auch wenn’s jetzt wenig hilft.

Materie zerschmilzt zu Quark-Gluonen-Plasma bei 2 x 10^12 Kelvin (2 Billionen Grad)

bzw. – physikalischer gesprochen – bei 175 MeV Energie: Das ist eine zentrale Erkenntnis aus Messungen mit dem Beschleuniger RHIC (siehe Artikel A50a) im Zusammenspiel mit theoretischen Berechnungen, die diesen fundamentalen Parameter der Quantenchromodynamik nun so direkt wie möglich festgelegt haben. Das Ergebnis passt zwar auch zu indirekteren Herleitungen aus der Lattice-Variante der QCD, aber die Berechnungen der RHIC-Forscher halten mache Lattice-Theoretiker für weitgehend wertlos. So oder so zielen neue RHIC-Messreihen bereits auf den kritischen Punkt im Phasendiagramm der QCD, eine noch bedeutendere Größe in diesem Theoriegebäude der Materie, während gleichzeitig das ALICE-Experiment des LHC bei gelegentlichen Blei-Blei-Kollisionen („Erste LHC-Blei-Ergebnisse …“) die – überraschend geringe – Viskosität des Quark-Gluonen-Plasmas bestimmt. (LBL Press Release, Physics World 23.6.2011. Und Welt der Physik 24.6.2011 zur möglichen Beobachtung von Hadronen aus 6 Quarks im Forschungszentrum Jülich – die leider nur 10^-23 Sekunden lebten …)

Eine ausgedehnte Staubwolke umgibt Betelgeuse

23. Juni 2011

Der Überriese im Orion (im Deutschen fälschlicherweise Beteigeuze geschrieben) hat sie mit seinem starken Sternwind produziert, das VISIR-Instrument des VLT nun bei 7 bis 19 µm in schrillen Falschfarben abgebildet. Im gleichen Maßstab im Zentrum sternnahe Nebelstrukturen im nahen IR von NACO ebenfalls am VLT aufgenommen (siehe ISAN 91-9), die vielleicht mit den nun entdeckten staubigen Wolken bis in 60 Mrd. km Entfernung von der Sternoberfläche zusammen hängen.

Der protoplanetarische Nebel IRAS 22036+5306 aus Hubbles Sicht mit dem hochauflösenden Kanal der ACS: Noch wird das Licht des Zentralsterns von den Gasmassen, die er zuvor ausgestoßen hat, nur reflektiert – aber wenn er sich in einen heißen Weißen Zwerg umgewandet hat, wird er sie zur Emission anregen. Die Übergangsphase ist viel kürzer als der Zustand als planetarischer Nebel, weshalb nur einige hundert protoplanetarische bekannt sind.

Ein Stück aus dem Staubband der Galaxie Centaurus A, von UV bis NIR von Hubble aufgenommen mit der WFC3: Sonst hinter Staub verborgene Sternentstehungsgebiete werden so sichtbar.

Die Spiralgalaxie NGC 7479 auf einer Hubble-Aufnahme mit der ACS: Im Radiobereich sieht man kurioserweise einen Jet, der sich entgegen der Spiralstruktur im Sichtbaren krümmt – vermutlich das Ergebnis einer Kollision.

Sichtbare Galaxien, heißes Gas und Dunkle Materie des Galaxienhaufens Abell 2744: Das optische Bild stammt von Hubble und dem Very Large Telescope (die Galaxien machen kaum 5% der Haufenmasse aus), das Gas sieht Chandra im Röntgenlicht glühen (hier rosa dargestellt; 20% der Haufenmasse) – und die Verteilung der DM (blau; 75%) ist aus dem Hubble-Bild und Aufnahmen mehrerer irdischer Großteleskope über den Gravitationslinsen-Effekt auf Galaxien im Hintergrund ermittelt worden. Die komplexe Konfiguration von Gas und Dunkler Materie deutet auf die gleichzeitige Kollision von vier Galaxienhaufen hin.

Gravitationslinsen verzerren unser Bild vom frühen Kosmos – und zwar gewaltig!

12. Januar 2011

Rund 20% aller Galaxienkandidaten mit Rotverschiebungen von 8 bis 10 im Hubble Ultra Deep Field stehen in der Nähe von Vordergrundgalaxien – die ihr Licht durch den starken Gravitationslinseneffekt heller erscheinen lassen: Das erleichtert zwar ihre Entdeckung, sorgt aber gleichzeitig für eine erhebliche Verzerrung der Zahlen. Und die Helligkeitsverteilung der jungen Galaxien zu kennen, ist wesentlich für das Verständnis ihrer Entstehung, wurde gerade auch auf einer PK auf der 217. AAS-Tagung betont. NACHTRAG: das Paper als Preprint!

Das JWST wird von diesem Effekt noch krasser betroffen sein, da das Riesen-IR-Teleskop zu noch größeren Rotverschiebungen vordringen soll: Bei z>12 dürften schon mehr als Hälfte aller Galaxien betroffen sein! Doch mit seinem speziellen Instrumentarium – auf der PK wurde geradezu flehentlich angemahnt, daran bitte nichts mehr zu verändern (was angesichts der gewaltigen Probleme passieren könnte) – sollte das JWST in der Lage sein, den Gravitationslinsen-Effekt wieder zu entwirren.

Proto-Galaxienhaufen mit z=5.3 charakterisiert

Der fernste bekannte „richtige“ Galaxienhaufen hat eine Rotverschiebung von 1.62 (siehe ISAN 110-8) – aber rund um die Galaxie AzTEC-3 im COSMOS-Feld ist bereits eine Weile ein Proto-Haufen bekannt, der nun von drei NASA-Weltraumteleskopen sowie etlichen Teleskopen auf dem Boden im Detail untersucht worden ist. Mindestens 400 Mrd. Sonnenmassen gibt es dort, es entstehen rund 4000 Sterne pro Jahr, und es gibt eine Menge Gas, um diese hohe Rate aufrecht zu halten – und das nur 1.1 Mrd. Jahre nach dem Urknall.

Dreimal Galaxien, von nah bis (ganz) fern

24. November 2010

Das Zentrum unserer Milchstraße bei 1.7 bis 2.3 µm Wellenlänge aufgeommen mit der ISAAC-Kamera des VLT; das Bildfeld ist 2.5 Bogenminuten breit. Nur das (nahe) IR erlaubt einen Blick durch den vielen Staub in die Zentralregion, wo eine Menge passiert …

Die Zentralregion der Elliptischen Galaxie NGC 4150 im UV-Licht aufgenommen mit der WFC3 des HST: Die Streamer aus Gas und Staub und klumpen blauer Sterne zeugen von einem großen Starburst, der nur 50 bis 400 Mio. Jahre zurückliegt, während die meisten Sterne der Galaxie 10 Mrd. Jahre alt sind. Offenbar die Folge eines zuvor „verschluckten“ Zwerg-Begleiters: U.a. dank Beobachtungen des GALEX-Satelliten (siehe ISAN 117-6) wissen wir schon länger, dass die Sternentstehung in Elliptischen Galaxien noch lange nicht zuende ist.

Eine detailreiche Karte der Dunklen Materie im Galaxienhaufen Abell 1689 (bekannt aus ISAN 118-5!), berechnet – mit einem neuen, direkteren Algorithmus – aus seiner Gravitationslinsenwirkung auf 42 Hintergrundgalaxien, die in insgesamt 135 Bilder verformt werden. Die rekonstruierte Dichtekarte der DM (noch Zweifel …?) ist hier der in der Analyse verwendeten Aufnahme der ACS des HST (auf der man etliche der Linsen-Bögen ausmachen kann) überlagert: Die größte Konzentration gibt’s im Zentrum des Haufens.

Neun aktuelle kosmische Impressionen

8. September 2010

Der AO-Laser des VLT-UT Yepun schießt Richtung Galaktisches Zentrum, um einen künstlichen Stern für den Ausgleich der Luftunruhe zu erzeugen – ein Weitwinkelfoto von Mitte August.

Der Galaxienhaufen Abell 1758 in einer kombinierten Aufnahme von Chandra und dem GMRT, dem indischen Giant Metre Wave Telescope: Von diesem Radioteleskop stammt der rote Kanal, der ultrarelativistische Teilchen und Magnetfelder auf großen Skalen zeigt (dass solch ein Halo noch existiert ist ein Beleg dafür, dass hier zwei Haufen zusammen gestoßen sind), während die Röntgenstrahlung vom heißen Gas im Haufen blau dargestellt ist.

„Sternströme“ um die Galaxien NGC 4651 (o.) und M 63: Sie entstehen, wenn sich große Galaxien kleine einverleiben. Bei der Suche nach den charaktistischen Überbleibseln sollen sich übrigens auch Amateurastronomen beteiligen – siehe die Vortragsankündigung um 14:45 Uhr!

Die Galaxien NGC 6444 (o.) und NGC 300, beide mit dem Wide Field Imager am MPG/ESO 2.2-mTelekop auf dem La Silla Observatory aufgenommen: Erstere ist eine Starburst-Galaxie mit (im Optischen allerdings unsichtbarem) „Superwind“, letztere zeigt die ESO einfach ’nur so‘, weil an dem Bild insgesamt 50 Stunden lang belichtet wurde. NACHTRAG: Hier findet auch einer, dass das letztere Bild keinerlei Nachrichtenwert hat …

Zwei unterschiedliche Blicke auf den Rosetten-Nebel NGC 2237-9 und seinen zentralen Sternhaufen NGC 2244: Oben ist ein Chandra-Mosaik (rote Punkte = Röntgenstrahlung von 160 jungen Sternen, wo vorher nur 36 bekannt waren) einem optischen Bild überlagert, unten ein WISE-Bild von 3.4 bis 22 µm – mit einer Satellitenspur; vor dieser himmlischen Umweltverschmutzung sind nicht einmal Satelliten selbst gefeit …

Das kuriose „Produkt“ eines Doppelsterns, der Protoplanetare Nebel IRAS 23166+1655 um den Stern LL Pegasi alias AFGL 3068: Durch die Orbitalbewegung eines der beiden Sterne hat sein Wind eine bemerkenswerte Spiralform angenommen. Die Schalen liegen etwa 800 Jahre auseinander, was auch der Bahnperiode entspricht. Solch eine Windspirale ist nichts Neues und schon lange bei Wolf-Rayet 104 bekannt; spätere Blogger hatten das mitbekommen. NACHTRAG: Hier wird weiter gestaunt – auch wenn das Bild Jahre alt und in der Planetarische-Nebel-Community bestens bekannt ist.

Nachrichten aus der Astrophysik kompakt

25. August 2010

NJIT und Ciel & Espace

Ein Sonnenfleck mit ~80 km Auflösung vom neuesten Sonnenteleskop, dem NST (siehe ISAN 96-8) des Big Bear Solar Observatory: Eine erste Adaptive Optik mit ’nur‘ 97 Aktuatoren hat hier die Luftunruhe ausgeschaltet; 2011 wird ein System mit 394 Stempeln unter einem biegsamen Spiegel eingesetzt.

Die Außenbezirke des Ringnebels, siehe auch ISAN 97-6: hier mal mit dem Isaac Newton Telescope auf La Palma im Licht von H-Alpha, O III und S II.

Der Galaxienhaufen CLG J02182-05102 mit z=1.6 in einer kombinierten Aufnahme des Subaru-Teleskops (700 nm = blau) und des Spitzer-Satelliten (4.5 und 24 µm = grün & rot): Bei den „grünen und roten“ Galaxien findet noch viel Sternentstehung statt, auch im Zentrum des – auch aus diesem und diesem Press Release bekannten – Haufens statt, wo in jüngerer Zeit alte Sterne dominieren.

Sitzt der fernste Quasar in einem Proto-Galaxienhaufen?

Sieben Lyman-Break-Galaxien sitzen am Himmel in der Nähe des fernsten bekannten Quasars (mit z=6.4 Rotverschiebung), während anderswo in einem gleich großen Feld nur eine zu finden ist. Leider gibt es noch keine Spektren, die zeigen würden, ob die Galaxien gleich weit entfernt sind und damit zu dem Quasar gehören, aber verdächtig ist die Häufung schon. Und die Galaxien scheinen einen Ring um den Quasar zu bilden: Vielleicht unterdrückt er ihre Entstehung in seiner Nähe? (Utsumi & al., Preprint 4.8.2010)

Tiefste Himmelsdurchmusterung in harter Röntgenstrahlung abgeschlossen: Dank neuer Datenverarbeitung gibt es nun vom ESA-Satelliten INTEGRAL die tiefste Himmelskarte bei Energien von 17 bis 60 keV; Massenweise unbekannte Quellen sind zu erkennen. (ESA Science Release 11.8.2010)

Gammastrahlung während einer Nova-Explosion

hat der Fermi-Satellit während eines Ausbruchs des symbiotischen Doppelsterns V407 Cygni im März gesehen: mit 1-10 GeV, während man sonst höchstens Röntgenstrahlung von derlei thermonuklearen Explosionen auf der Oberfläche eines Weißen Zwergs kannte. Da hat wohl die Nova-Schale mit dem umgebenden Gas (vom Partner, einem Roten Riesen und Mira-Stern) wechselgewirkt. (Fermi-LAT Colloab., Science 329 [13.8.2010] 817-21; NASA Release, Uni Innsbruck PM 12., NRL Release 23.8.2010) NACHTRAG: Dann müsst’s auch Neutrinos mit hoher Energie geben, die nachweisbar wären.

Der 24. Sonnenfleckenzyklus begann um den 6. November 2008, womit der 23. mit 12.6 Jahren relativ lang war: Das schließen bulgarische Astronomen aus vier verschiedenen Messreihen solarer Daten. Und aus dem langsamen Anstieg der Aktivität seither folgern sie( anhand einer ziemlich verrauschten Korrelation), dass das kommende Maximum mit einer mittleren Fleckenzahl um 70 besonders mau ausfallen wird. (Komitov & al., Preprint 2.8.2010)

Ein Exoplanet mit schrumpfender Bahn?

Die Umlaufsperiode des Transitplaneten OGLE-TR-113b scheint um 60±15 Millisekunden pro Jahr abzunehmen: Entweder zieht da ein anderer (unbekannter) Planet mit langer Periode an ihm – oder aber die Bahn schrumpft, weil ihr Gezeiteneffekte mit der Stern Energie entziehen. So etwas gilt bei sternnahen Planeten wie diesem als denkbar, wurde aber noch nie direkt beobachtet. (Adams & al., Preprint 10.8.2010)

Neue Verwirrung um TMR-1C: Jenes schwache Himmelsobjekt, das die NASA 1998 allzu forsch als „erstes Bild eines extrasolaren (Ex-)Planeten“ anpries, bevor es 2000 zu einem Stern im Hintergrund erklärt wurde, ist möglicherweise doch ein planetarer Körper – aber das Spektrum macht immer noch keinen rechten Sinn. (Petr-Gotzens & al., Preprint 29.7., Rias & Martin, Preprint 6., Science News 12.8.2010) NACHTRAG: noch ein Artikel über die beiden Papers. NACHTRAG 2: und noch einer vom selben Autor.

Sieben aktuelle kosmische Impressionen

23. August 2010

Der Galaxienhaufen MACS J0717.5+3745 aus Hubbles Sicht, aufgenommen während der Massive Cluster Survey – manche Deformationen durch Gravitationslinsung ist zu erkennen.

Ein Röntgenbild der Galaxie M 87 von Chandra, das ihren bipolaren Ausfluss zeigt – und Schockwellen im umgebenden intergalaktischen Gas. Dieselbe Physik, die auch in der Aschewolke eines gewissen Vulkans (letzter Absatz) zu sehen war.

Der Kugelsternhaufen Omega Centauri aus der Sicht von WISE bei 3.4 bis 12 m – heute gilt es als weitgehend sicher, dass es sich in Wirklichkeit um die Kernregion einer ehemaligen Zwerggalaxie handelt.

Die Umgebung des Sterns GL 490 in einem Bild von Spitzer & 2MASS, der großen IR-Himmelsdurchmusterung vom Boden aus (2.2 µm); PAHs sorgen für den Nebel. Die Spitzer-Daten (aus der neuen Durchmusterung GLIMPSE360) bei 3.6 & 4.5 µm stammen bereits aus der warmen Phase des Satellitenbetriebs. NACHTRAG: ein PR der IA State Univ. dazu.

Die galaktische Ebene im Adler aus Sicht Herschels bei 70 bis 250 µm: Alle jungen Sterne werden so sichtbar gemacht.

Der Tycho-Supernovarest – und mehr – von WISE gesehen: Rechts sitzt das Sternentstehungsgebiet Sharpless 175.

Das Magnetfeld der Sonne am 20. August auf einem SDO-Bild eingezeichnet: Der Verlauf der Feldlinien wurde anhand von Daten des Helioseismic and Magnetic Imagers auf demselben Satelliten rekonstruiert.

Weltraumforschung kompakt

19. November 2009

Ein riesiges VLBI-Projekt zur Verbesserung des kosmischen Koordinatensystems

International Celestial Reference Frame (ICRF2; s.a. hier die GPS-Notiz) findet im Augenblick statt: Am 18. und 19. November beobachten 35 Radioteleskope rund um den Globus 243 Quasare. Das ICRF2 wurde auf der IAU GA diesen Sommer als das fundamentale Referenzsystem der Astronomie festgelegt und ist an 295 himmlischen Radioquellen ohne Eigenbewegung aufgehängt; leider gibt es zu wenig Radioteleskope auf der Südhemisphäre, um sie alle gleichzeitig einzubeziehen. (NRAO Release, Malkin, Preprint 16., Mittelbayerische Zeitung 17., Nature Blog 19.11.2009; auch eine Outreach-Seite dazu)

Starburst-Galaxien „neue“ Quelle von Gamma-Strahlung

Sowohl Gammastrahlen-Teleskope auf dem Boden wie VERITAS als auch der Fermi-Satellit haben diffuse Gammastrahlung aus – relativ nahen – Galaxien mit hoher Sternbildungsrate entdeckt, so NGC 253 und M 82, und auch die 30-Doradus-Region in der LMC ist eine Gammaquelle. Hinter der harten Strahlung steckt jeweils Kosmische Strahlung – und die wiederum wird vermutlich in Supernovaresten beschleunigt, die ein Abfallprodukt der Bildung massereicher (und damit kurzlebiger) Sterne sind. (CfA, NASA Press Releases 2.11.2009)

NACHTRAG: Acero & al. (Science 326 [20.11.2009] 1080-2) haben Gammastrahlung von NGC 253 auch mit H.E.S.S. nachgewiesen, wo 5-mal so viel Energie der Kosmischen Strahlung in diesen Kanal geht als in der Milchstraße. NACHTRAG 2: Der Nachweis von M 82 mit VERITAS wird von dessen Kollaboration in Nature 462 [10.12.2009] 770-2 diskutiert – dies Dichte der Kosmischen Strahlung in der Starburst-Zone der Galaxie ist 500-mal so hoch wie in der Milchstraße. NACHTRAG 3: noch ein Paper zu VERITAS & M 82. NACHTRAG 4: Guten Morgen! Sky & Tel. hat’s auch mitbekommen …

22 ganz junge Galaxien sind mit der neuen WFC3 des HST aufgespürt worden und lassen neue Rückschlüsse über den Verlauf der kosmischen Reionisation zu – und bei einer der z=7-Galaxien (siehe auch hier) gelang sogar die direkte spektroskopische Messung der Rotverschiebung. (Ouchi & al. Preprint 14.10., Carnegie Release 6.11.2009)

Komplizierte Gravitationslinse bei z=1.0 hilft bei Eichung der Massenbestimmung von Galaxienhaufen

Ein Galaxienhaufen WARPS J1415+36 bei z=1.03 ist einer der am weitesten entfernten, der das Bild einer weit dahinterstehenden (z=3.9) Galaxie dramatisch verzerrt: An ihm lassen sich gut verschiedene Verfahren der Massenbestimmung von Galaxienhaufen testen und zeigen, dass sie auch bei z~1 noch ganz gut gelten. (Huang & al., Preprint 4.11.2009)

Eine „gewaltige kosmische Struktur“ bei z=0.55 von mindestens 60 Mio. LJ Ausdehnung gilt als bis dato prominenteste Einzelstruktur des kosmischen ‚Skeletts‘. (ESO Release 3.11.2009)

Der Neutronenstern im SNR Cassiopeia A hat eine Kohlenstoffatmosphäre

Jedenfalls kann man nur so ein Emissionsverhalten der zentralen Röntgenquelle des jungen Supernovarestes modellieren, das seine ganze Oberfläche involviert und nicht nur einen Hotspot – denn dann würde der ~330 Jahre alte Neutronenstern pulsieren, was es aber nicht tut. (Ho & Heinke, Nature 462 [5.11.2009] 71-3, Chandra Release 4.11.2009)

Ist NGC 5408 X-1 ein „Mittelklasse“-Schwarzloch? Diese Ultraluminous X-ray Source (ULX) zeigt 100-mal langsamere quasiperiodische Oszillationen der Helligkeit als SL-Kandidaten stellarer Masse und ist gleichzeitig 100-mal heller als diese: Das könnte zu einem SL mit 1000 bis 9000 Sonnenmassen passen. (NASA Feature 10.11.2009)

Untersuchung an Sternhaufen: Lange Sonnen-Minima „normal“?

Das – spektroskopisch bestimmbare – Aktivitätsniveau von 60 ziemlich sonnenähnlichen Sternen im offenen Sternhaufen Messier 67 mag Rückschlüsse auf den „typischen“ Zustand der Sonne zulassen: Danach waren Sterne mit sonnengleicher Rotation eher geringer aktiv als die Sonne, während die aktiveren zugleich schneller rotierten. Bedeutet das, dass die Sonne einen „signifikanten Teil ihrer Zeit“ in einem Maunder-Minimums-artigen Zustand verbringt? (Reiners & Giampapa, Preprint 2., Physics World 12.11.2009)

Die Temperatur der Sonnenkorona fiel von 2006 bis 2008: Das ergibt sich aus der Vergleich von Emissionslinien, die während der Sonnenfinsternisse der beiden Jahre beobachtet wurden – insbesondere war die [Fe XIV]-Linie 2008 wesentlich schwächer geworden. (Voulgaris & al., Preprint 30.10.2009)

Jede Menge Details über Lage und Wanderung der Sternflecken auf CoRoT-2a

haben sich aus 142 Tagen ununterbrochener Photometrie durch den Satelliten herausfinden lassen: So gab es zu Beginn der Beobachtungen zwei einander gegenüber liegende Aktivitätszentren, die sich aber aufeinander zu bewegten. (Lanza & al., Preprint 4.11.2008)

Kapteyn’s Stern aus Omega Centauri entlaufen? Der 25.-nächste Stern (13 Lichtjahre Entfernung von der Sonne) ist wohl nur zufällig hier – er scheint aus derselben Zwerggalaxie zu stammen, die die Milchstraße einst verschluckte und deren Kern nun als „Kugelsternhaufen“ Omega Cen bekannt ist. (New Scientist 11.11.2009)

Sonnenähnliche Sterne mit Planeten haben weniger Lithium

auf ihren Oberflächen – dieser Effekt ist nach den Daten der HARPS-Durchmusterung sehr signifikant. Offenbar wird die Sternkonvektion in einer Phase der Planetenentstehung markant beeinflusst; was da allerdings genau passiert, ist noch ziemlich offen. Aber den Effekt – der wohl auch für das Lithium-Defizit unserer Sonne verantwortlich ist – könnte man zur Vorauswahl von Sternen nutzen, bei denen man Planeten suchen will. (Israelian & al., Nature 462 [12.11.2009] 189-91, auch Pinsonneault, ibid. 168-9, Tracker 13., Welt der Physik 12., ESO Release 11.11.2009) NACHTRÄGE: das Paper als Preprint – und tiefschürfende(re) Gedanken.

Staubscheibe von HR 8799 nachgewiesen, dem Stern mit den drei abgebildeten (mutmaßlichen) Planeten (siehe z.B. hier): Der Staub, den das Spitzer Space Telescope glühen sieht, ist bei Kollisionen von kleinen Körpern untereinander entstanden – die drei Planeten haben wohl noch nicht ihre endgültigen Bahnen gefunden. (Spitzer Feature 4.11.2009)

Ultra-primitive Staubteilchen von Komet Grigg-Skjellerup eingefangen

Im April 2003 zog die Erde durch den Staubschweif des Kometen G-S, und in der Stratosphäre wurde gezielt Jagd auf diese Teilchen gemacht – mit Erfolg: Es handelt sich um deutlich ursprünglichere Partikel als was die Stardust-Sonde aus der Koma des Kometen Wild 2 holte (siehe Artikel C00), und diese IDPs sind sogar älter als die Sonne. (Carnegie PR 2.11.2009) NACHTRAG: ein reichlich später Press Release aus Manchester.

Die „beste“ Sternbedeckung durch Pluto für Europa in mindestens einem Jahrzehnt scheint am 14. Februar 2010 bevorzustehen, wenn ein Stern 11. Größe getroffen wird – schon mit einem Sechszöller müsste man die schwindende Atmosphäre des Zwergplaneten nachweisen können. (PlanOccult 8.11.2009; Sonderseite der IOTA-ES)

Der 50. Jupitermond hat einen Namen erhalten

S/2003 J17, der diesen August wiederentdeckt worden war, ist nun amtlich und darf sich „Herse“ nennen; 12 weitere Jupitermonde warten noch auf ihre Bestätigung. Und der Mond des Kuiper-Gürtel-Objekts (50’000) Quaoar heißt nun ganz offiziell Weywot. (IAUC #9094 11., Planetary Society Blog 12.11.2009)

Saturnmond dank seines Schattenwurfs entdeckt: Als S/2009 S1 wird jetzt ein nur etwa 300 m großer Saturnmond ínmitten des B-Rings geführt, der sich im Juli mit der Sonne fast in der Ringebene durch einen 36 km langen Schatten bemerkbar machte. (IAUC #9091 2.11.2009)