Apophis: neuer Durchmesser, neue Bahnanalyse

Heute kam der berühmt-berüchtigte Near Earth Asteroid (99942) Apophis der Erde am nächsten, mit 15 Mio. km und nur 16 mag. eigentlich kaum der Rede wert, aber in Erwartung der wesentlich geringeren Distanz bei der Begegnung 2029 wurde Apophis – ein schönes Video am Himmel – natürlich trotzdem einiges Interesse zuteil. So hat der IR-Satellit Herschel den Durchmesser neu bestimmen können (mit 325±15 statt 270±60 m um 20% größer als bisher gedacht; die Albedo ist mit 23 statt 33% geringer; oben PACS-Bilder bei 70, 100 und 160 µm). Und es gibt eine neue Analyse der Bahn-Unsicherheit unter Berücksichtigung des Yarkovsky-Effekts, natürlich noch ohne die neuen Herschel-Daten, die ihn u.U. anders wirken lassen: „In particular we find an impact probability greater than 10^-6 for an impact in 2068,“ lautet eine Aussage zur Zeit. Auch weitere Amateuraufnahmen hier und hier und Artikel hier und hier. NACHTRAG: Aktuelle Radarbeobachtungen bestätigen, dass ein Impakt 2036 ausgeschlossen ist.

Tiefe Blicke von Hubble, Herschel & Spitzer

Der Homunculus-Nebel um Eta Carinae auf einer HST-Aufnahme: Hubble hat diesen instabilen Stern immer wieder auf’s Korn genommen; dieses Bild der Kameras ACS gilt als das schärfste. Auch eine ACS-Aufnahme des Planetarischen Nebels Hen 3-1333 um einen „Wolf–Rayet type star“.

Herschel & Spitzer schauen in den Orion-Nebel, wo im IR eine Kette ganz junger Sterne auffällt, deren Helligkeit schnell schwankt – überraschenderweise.

Die Antlia-Zwerggalaxie, erst 1997 entdeckt, auf einer Hubble-ACS-Aufnahme: Sie liegt knapp außerhalb der Lokalen Gruppe und besitzt Sterne ganz unterschiedlichen Entwicklungsgrades.

Das psychedelischste Bild des Herschel-Satelliten

ist vermutlich dieses der Staubhülle um den AGB-Stern CW Leonis: In den vergangenen paar tausend Jahren hat er alle 500 bis 1700 Jahre neue Schalen abgestoßen, die mit 14.5 km/s expandieren und inzwischen auf 25 K abgekühlt sind – nur ein IR-Satellit wie Herschel kann sie noch glühen sehen, hier mit der PACS-Kamera mit 70 bis 160 µm. (Alle radialen Strukturen sind übrigens nur Beugungseffekte …)

Der „Spiegelei-Nebel“ um einen gelben Überriesen, IRAS 17163-3907, auf einer VLT-Aufnahme im mittleren IR: Abgestoßene Schalen aus silikatreichem Staub und Gas umgeben den unruhigen Stern, der zu einer besonders seltenen Klasse gehört und selbst 20 Sonnenmassen, 1000 Sonnendurchmesser und 500’000 Sonnenleuchtkräfte besitzt.

Der Sternhaufen NGC 281 in einer kombinierten Spitzer- und Chandra-Aufnahme, wobei letzterem Röntgenteleskop die Farbe Lila zugeteilt wurde: Da er sich hoch über der galaktischen Ebene befindet, kann er – und die Wirkung massereicher Sterne darin – quasi ungefiltert beobachtet werden.

Der Lambda-Centauri-Nebel IC 2944 alias Running Chicken Nebula auf einer Aufnahme mit dem MPG/ESO-2.2-m-Teleskop – und oben rechts Thackerays Globulen, eine Anhäufung von Bok-Globulen.

Der Tadpole Nebula auf einer Aufnahme des WISE-Satelliten, dem der Asteroid (1719 Jens) durch’s Bildfeld flog und auf 11 aufeinanderfolgenden Aufnahmen erschien – zu sehen auf dem vollständigen Bild, das wie immer beim Anklicken erscheint.

Ein Ausschnitt aus der Milchstraße um 311° galaktischer Länge, gesehen von den Kameras SPIRE und PACS des o.g. Herschel-Satelliten: Die interstellaren Staubschwaden stechen ‚grell‘ hervor, je blauer dargestellt, desto mehr durch Sterne aufgeheizt.

Leuchtende Gasschalen in der irregulären Galaxie Holmberg II auf einem Bild der Hubble-Kamera ACS: Generationen von Sternen haben sie mit ihren Winden und SN-Ejekta geschaffen, und im schwachen Schwerefeld des Galaxienzwergs haben sie sich gut gehalten.

Herschel sieht Uranus – und viele ferne Galaxien

Denn dieses Bild ist natürlich nicht von Herschel, dem Mann (Sir William), sondern dem gleichnamigen ESA-Satelliten, der vor nunmehr 2 Jahren gestartet wurde: Es stammt von dessen SPIRE-Instrument, das den vom ‚anderen‘ Herschel entdeckten Planeten häufig zu Eichzwecken anschaut. Und im Hintergrund dutzende ferne Galaxien, 10’000-mal lichtschwächer.

Die Zwerggalaxie NGC 4214 aus Hubbles Sicht (mit der WFC 3): Sterne in allen möglichen Entwicklungsstadien sind hier zu sehen.

Der Röntgennebel um den Pulsar PSR B1509-58 auf einem Chandra-Bild, der gewissermaßen in Richtung des Gasnebels RCW 89 oben rechts greift: Das Bild wurde während der „100 Stunden Astronomie“ des IYA 2009 präsentiert; jetzt hat’s die NASA noch mal aus der Kiste geholt.

Nachrichten zu Teleskopen kompakt

Herschel + Gravitationslinsen = 100% ferne Galaxien

„Nahe an 100% Effizienz“ – eine in der Astrophysik selten gehörte Aussage – liegt der Nachweis von Gravitationslinsen mit Herschel: Das zeigen die ersten fünf Funde in der Astrophysical Terahertz Large Area Survey (ATLAS) des ESA-IR- und Sub-mm-Satelliten. Diese Himmelsdurchmusterung wird einmal 550 Quadratgrad umfassen, aber schon in den ersten 14.4 Quadratgrad sind 6600 Quellen katalogisiert worden: Unter den bei 500 µm Wellenlänge hellsten blieben nach allerlei Vorauswahl 5 Objekte übrig – und alle stellten sich bei Nachbeobachtungen mit anderen Teleskopen für lange Wellen als stark gelinste ferne Galaxien heraus. So schnell so viele Linsen finden kann keine andere Technik. (Negrello & al., Science [5.11.2010] 800-4; Herschel Results & Blog, ESA, University of Nottingham & UCI Releases)

Planck sieht ferne Galaxienhaufen über den SZ-Effekt, bei dem das heiße Haufengas die Energie der Photonen der Kosmischen Hintergrundstrahlung anhebt: Das führt zu einer leichten Verdunklung bei niedrigeren und Aufhellung bei höheren Frequenzen – und Planck sieht den ganzen Himmel in beiden Spektralbereichen und beide „Signale“! Mit dem Röntgensatelliten XMM-Newton können die Funde dann bestätigt werden, und in einem Fall wurde so sogar ein „Supercluster“ aus mindestens drei einzelnen ausgewachsenen Galaxienhaufen entdeckt. (ESA Science Release 15.9.2010. Auch das Atacama Cosmology Telescope hat per SZ-Effekt 23 Galaxienhaufen gefunden, davon 10 neue)

Wie die erste Phase des Square Kilometer Array aussehen könnte, des größten Radioteleskops aller Zeiten, das im südlichen Afrika oder Australien entstehen soll, scheint nun fest zu stehen: Für 350 Mio. EUR entstehen von 2016-19 Antennenfelder und Schüsseln, die zusammen drei Frequenzbereiche zwischen 70 MHz und 25 GHz abdecken – die Wissenschaft beginnt 2020. (Garret & al., Preprint 17.8.2010. Auch Papers zu Long baseline experiments mit LOFAR und der First Station des Long Wavelength Array – und zum Expanded Very Large Array)

Das Large Binocular Telescope ist jetzt ein Interferometer

Bei 11 µm wurden am 14. Oktober die ersten Fringes zwischen Sternlicht gesehen, das über beide Spiegel zusammen geführt wurde. Das LBTI ist damit das erste optische Interferometer mit großen Spiegeln (2 x 8 Meter), die auf einer gemeinsamen Montierung sitzen: Das erfordert eine weniger komplizierte Optik (Stichwort: Delay Lines) zum wellengenauen Zusammenführen des Lichts als Interferometer aus separaten Teleskopen. Bisher besitzt nur einer der beiden Strahlengänge auch eine Adaptive Optik, im kommenden Sommer – Monsunzeit in Arizona – soll auch der zweite eine erhalten. (Blog zu den Fortschritten, insbesondere der Eintrag vom 17.10.2010; Arizona Daily Star 23.10.2010)

VLTI vereinigt erstmals das Licht von vier Sternen gleichzeitig: Dieses Kunststück gelang mit den vier Auxiliary Telescopes des VLT und dem Strahlvereiniger PIONIER – ein weiterer Schritt auf dem Weg zu „ordentlichen“ 2D-Bildern mit optischer Interferometrie. (ESO Release 4.11.2010)

Große Instrumente für die Vermessung der Dunklen Energie mit optischen Teleskopen auf der Erde: HETDEX für das Hobby-Eberly Telescope in Texas hat einen NSF-Grant von 8 Mio.$ erhalten, und die Dark Energy Camera für das Blanco-Teleskop in Chile nähert sich der Fertigstellung. (McDonald Obs. Press Release 20.10. bzw. PM des Excellence Cluster Universe 24., Wired 18., DLF 17.11.2010)

Phase-apodization coronagraphy zur Abbildung von Exoplaneten

Mit einer Apodizing Phase Plate ist es am VLT gelungen, das Beugungsbild des Stern Beta Pictoris so weit zu formen, dass sein schon länger direkt abgebildeter Planet (siehe ISAN 112-7) klar hervortritt. Die Platte sorgt dafür, dass Licht des Sterns selbst das Beugungsbild teilweise auslöscht – und das im gesamten Gesichtsfeld, ohne genau mit einer Koronographenblende „zielen“ zu müssen. Ideal für die Suche nach engen Sternbegleitern. (Quanz & al., ApJL 722 [10.10.2010] L49-53; UA News 14., Laser Focus World 15.10.2010. Und ein Paper von Labadie & al. zur kontrastreichen Abbildung enger Begleiter mittels Lucky Imaging und Bildverarbeitung mit Wavelets)

Durchmesser des Sirius mit SUSI gemessen, dem Sydney University Stellar Interferometer: 6.05±0.04 Millibogensekunden bei 694 nm kommt heraus, in guter Übereinstimmung mit Messungen anderer Interferometer im IR. Damit hat der Stern 1.7 Sonnendurchmesser, 9850 K Oberflächentemperatur und 25 Sonnenleuchtkräfte. (Davis & al., Preprint 19.10.2010. Auch Papers über Stellar Intensity Interferometry, Broadband Fizeau Interferometers und ein Temporal Hypertelescope im Labor)

Mit interstellarer Szintillation im Optischen verborgenes Gas suchen: Das geht offenbar, haben Experimente mit dem New Technology Telescope der ESO gezeigt, das fortwährend IR-Bilder von Sternfeldern mit 10 Sekunden Belichtungszeit aufnahm – und in einer Lichtkurve einen verdächtigen Effekt sah, den eine durch die Sichtlinie ziehende Molekülwolke verursacht haben könnte. Eindeutig ist das allerdings noch lange nicht. (Habibi & al., Preprint 29.10.2010)

Sieben aktuelle kosmische Impressionen

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.

Nachrichten aus der Raumfahrt kompakt

Das Zentrum der Großen Magellanschen Wolke aus Sicht von Herschel und Spitzer, wobei der erstere IR-Satellit bei 250 µm (hier der Rotkanal) warmen Staub beisteuerte, während Spitzer bei 4.5 und 24 µm (blau bzw. grün) Stern bzw. die Bildung massereicher solcher zeigt. Die Herschel-Beobachtungen erfolgten im Rahmen eines Heritage-Programms, das detaillierte Zusammenhänge zwischen Staub und Sternentstehung aufdecken soll. (Herschel Blog 28.2.2010)

Satellit Planck schon bei der zweiten Durchmusterung der Kosmischen Hintergrundstrahlung

Am 14. Februar war der – zusammen mit Herschel gestartete – europäische Kosmologiesatellit mit der ersten kompletten Aufnahme des Himmels im Radiobereich fertig geworden und hatte sofort mit der zweiten begonnen, die in sechs Monaten komplett sein sollte: Damit wäre die Primärmission erfüllt. Planck ist aber so sparsam mit seinem Kühlmittel umgegangen, dass noch zwei weitere Komplettbilder der Kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung möglich sein sollten, die die ESA auch schon genehmigt hat. Mit viermal demselben Bild lässt sich besser nach systematischen Störeffekten suchen, was wiederum eindeutigere kosmologische Aussagen verspricht. (Planck Blog 28.2.2010)

Russland erwägt des Bau eines neuen Sonnen-Satelliten der Koronas-Serie, nachdem Koronas-Foton allzu schnell ausgefallen war („Sonnensatellit …“). Die Entwicklungsarbeit für den neuen Koronas könnte mit den nun eingesparten Mitteln für den Betrieb des kaputten finanziert werden, doch für den Bau – und einen Start um 2014 – wäre mehr erforderlich. (Russian Space Web Update Februar 2010) NACHTRAG: Komplett aufgegeben hat man Koronas-Foton aber noch nicht, hieß es im März. NACHTRAG 2: Aber im April war’s dann so weit.

Der Saturnmond Janus, zwischen Ringen und Rhea: Auf diesem Ausschnitt aus einer Cassini-Aufnahme vom Nov. 2009 ist der kleine Mond hinter den Ringen kaum zu erkennen und steht zugleich vor Rhea – letzterer Mond wird übrigens am 2. März angeflogen – Minimalabstand nur 100 km! – und schon am nächsten Tag die kleine Helene mit 1800 km Abstand. (CICLOPS Release 26.2.2010)

Das Deep Space Network der NASA wird allmählich modernisiert

An Stelle der drei alten 70-m-Schüsseln für die Kommunikation mit fernen Raumsonden wird bis 2025 eine neue Generation von 34-m-Antennen des „beam wave guide“-Typs treten, die flexibler eingesetzt werden können. In der ersten Phase des Projekts entstehen in der DSN-Station von Canberra drei dieser Antennen bis 2018: Man beginnt in Australien, weil die Deklinationen aller in nächster Zeit relevanten Planeten in den kommenden Jahren weit nach Süden driften. (JPL Release, Planetary Society Blog 25.2.2010) NACHTRAG: Zuerst wird aber mal die alte 70-m-Schüssel von Goldstone auf Vordermann gebracht. NACHTRAG 2: noch’n Artikel zu den diversen Upgrades.

3D-Marsbilder aus 3D-Aufnahmen mit Photoklinometrie alias „shape from shading„: Nur durch Analyse von Hell und Dunkel bei bekanntem Sonnenstand kann man ein Geländemodell erzeugen – und so z.B. ein berühmtes MRO-Bild eines Lawinenabgangs auf dem Mars in 3D-Versionen verwandeln. (Universe Today 25.2.2010. Und Cosmic Log über den Planungsstand für Mars Sample Returns)

Der allerletzte Test eines Space-Shuttle-Boosters fand am 25. Februar in Utah statt: Es war der 52., seit das Testprogramm 1977 begann. 258 Instrumente maßen dabei 43 verschiedene Parameter, um auch die Sicherheit der letzten vier Shuttle-Starts sicher zu stellen. Der 123-Sekunden-Test war ein weiteres von vielen „lasts“ des Shuttle-Programms, die in diesen Monaten abgehakt werden. (NASA Behind the Scenes 25.2.2010. Und Spaceflight Now 26. und 24.2.2010 zum Status der Startvorbereitungen der 1. Falcon 9)

Zwei „Flagschiffe“ zur Demonstration neuer Technologien für die bemannte Raumfahrt

mittels unbemannter Planetenmissionen könnte die NASA schon ab Ende 2011 bauen und um 2014 zum Mond (ein in Echtzeit ferngesteuerter Rover) und zu einem Asteroiden o.ä. starten – wenn sich der aufmüpfige Kongress mit dem neuen Kurs anfreunden kann. Jede dieser Missionen, denen weitere folgen sollen, würde zwischen 400 Mio. und 1 Mrd.$ kosten und sicher auch etwas Wissenschaft mit abwerfen. Andere Technologietester würden sich mit autonomem Andocken, Betankung im Weltraum, Präzisionslandung, Nutzung auf Himmelskörpern vorhandener Ressourcen und aufblasbaren Habitatmodulen usw. beschäftigen, wobei letztere an die ISS angedockt werden könnten. Zusätzlich gäbe es laut den am 22.2. ergänzten NASA-Budget-Dokumenten noch eine ganze Serie von schnellen Test-„Scouts“ für nur 100 bis 200 Mio.$ pro Flug. Und das aufgelöste „Institute for Advanced Concepts“ würde wiederbelebt. (Spaceflight Now 22., The Launch Pad, Space Politics, New Scientist 23., San Francisco Chronicle 24.2.2010)

Dürfen DLR und OHB In-Orbit-Servicing von Satelliten ausprobieren? Noch ist die „Deutsche Orbitale Servicing Mission“ (DEOS) nicht genehmigt, aber OHB ist schon mal aus Hauptkontraktor dieses Experimentalsatelliten ausgewählt, bei dem sich zwei Satelliten trennen und dann einer den anderen wieder einfängt und zum Eintritt in die Erdatmosphäre zwingt. (OHB PM, Space News 24.2.2010, Tagesspiegel 17.7.2008. Und Discovery 25.2.2010 zu ähnlichen NASA-Plänen) NACHTRAG: noch mehr zum zweiten Projekt.

Die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse des IR-Satelliten Herschel

werden morgen und übermorgen auf einem Workshop in Madrid präsentiert, und die meisten Pretty Pictures werden erst am Freitag gezeigt. Aber ein paar Highlights wurden trotzdem schon veröffentlicht: So hat Herschel mit PACS und SPIRE einen tiefen Blick in Sternentstehungsgebiete im Adler riskiert (oben) und dort rund 700 künftige Sterne entdeckt, von denen 100 kurz vor der ‚Zündung‘ stehen – und PACS hat einen Teil des kosmischen Infrarot-Hintergrunds in einzelne Quellen aufgelöst, wobei mehr als die Hälfte dieser Strahlung identifiziert werden konnte. Um in den Bildern Herschels schwelgen zu können, wurde auch ein neues grafisches Portal eingerichtet. NACHTRAG: In den Kommentaren hier mehr Details zum Bild. NACHTRAG 2: weitere Highlights vom Workshop – und Präsentationen en masse … NACHTRAG 3: … sowie ein Bericht von der Tagung.

Jede Menge Spektren vom Herschel-Satelliten – und HIFI wird „repariert“

Ein ganzer Schwung Spektren aus der Test- und frühen Beobachtungsphase aller drei Instrumente auf dem IR-Satelliten Herschel ist heute vorgezeigt worden, mit hunderten von Spektrallinien etwa aus der Hülle des (durchmessermäßig) größten bekannten Sterns VY CMa, aus dem Orionnebel, Starburst-Galaxien oder auch dem Kometen Garradd. Darunter sind auch die ersten Spektren von SPIREs Fourier Transform Spectrometer, das den gesamten Bereich 194-672 µm abdeckt, während PACS für kürzere Wellenlängen zuständig ist. Auch vom dritten Instrument HIFI waren ein paar Spektren ganz vom Beginn der Mission dabei – doch am 2. August war es schlagartig vorbei gewesen.

Erst ein knappes Vierteljahr später war das Malheur verstanden und ein Plan für die Wiederinbetriebnahme verabschiedet: Aufgrund eines unbekannten „Single Event Upsets“, vermutlich eines Einschlags eines kosmischen Strahlungsteilchens in einen Computerspeicher, hatte der Processor der Local Oscillator Control Unit (LCU) neu gebootet – und dabei war auch ein Schalter aktiviert worden, der die LCU gegen Spannungsabfälle schützen soll. Die Spannung war aber normal hoch, und so zuckte eine Spannungsspitze durch die Gleichstrom-Gleichstrom-Konverter der LCU, was eine Diode nicht überlebte. Zumindest ist dies das einzige plausible Szenario, das am Boden nachgespielt werden konnte.

Im Januar soll HIFI nun mit der redundanten Stromversorgung wieder hochgefahren werden – aber erst nachdem Softwareänderungen eine Wiederholung des Problems ausschließen können; insbesondere wird der fatale Schalter dauerhaft lahmgelegt, und es soll insgesamt weniger Spannungsspitzen geben. Dann kann HIFI endlich mit der jäh unterbrochenen Performance Verification weiter machen – der Ausfall hatte immerhin den anderen beiden Instrumenten mehr Zeit beschert, so dass sie mehrere Wochen früher als geplant fertig waren. Der zusammen mit Herschel gestartete Satellit Planck hat derweil schon die systematische Abtastung des Himmels mit seinen beiden Instrumenten begonnen, die auf 15 Monate angelegt ist – für Auswertung und saubere Publikation stehen weitere zwei Jahre zur Verfügung, so dass man die ultimative Karte der kosmischen Hintergrundstrahlung im Herbst 2012 erwarten darf.

ESA, STFC Releases, Herschel Blog, BBC 27., SRON News 19.11., 26.10., Planck News 29., 17., Jaffe’s Blog 17.9.2009. NACHTRAG: Wie @ESAHerschel am 1.12. twittert, soll HIFI bereits am 7.12. für „a simple power on and complete health check“ eingeschaltet werden.

Herschels erste Parallelbeobachtungen mit SPIRE und PACS

Nach den First-Light– und ersten systematischen Test-Beobachtungen hat das neue Weltraumobservatorium Herschel nun auch sein erstes richtiges „Pretty Picture“ geliefert – und es handelt sich zugleich um den ersten Paralleleinsatz seiner beiden abbildenden Instrumente. Zu sehen ist ein Detail der Milchstraßenebene (60° vom Zentrum entfernt) zwischen 70 und 500 µm Wellenlänge, also im Fernen Infraroten: „The resulting data unveil a part of the Milky Way galaxy in spectacularly detailed images as we have never seen it before!“ Die Falschfarbendarstellung (je röter desto kälter) liefert direkte Einsichten in die Physik der Sternentstehungsgebiete. Das dritte Herschel-Instrument, der Spektrograph HIFI, ist übrigens seit einer Störung vor 2 Monaten weiterhin offline; wie dieses Blog erfahren hat, macht die Aufklärung der Probleme aber Fortschritte, doch bevor permanent auf ein Ersatzsystem umgeschaltet wird, sind noch einige Tests nötig.