Unsere Milchstraße hat doch vier starke Arme

Vor fünfeinhalb Jahren brachten Daten des Spitzer Space Telescope das vertraute Bild der Milchstraße gründlich durcheinander, denn die vom ihm im Infraroten gesichteten Sterne konzentrierten sich in zwei und nicht etwa vier Spiralarmen (siehe ISAN 61-4) – aber jetzt scheint die die Red MSX Source Survey das alte Bild mit vier inetwa gleich starken Spiralarmen wieder hergestellt zu haben. Diese RMS Survey suchte die Milchstraße nach Massive Young Stellar Objects (MYSOs) ab: Sie haben gerade mit dem Wasserstoffbrennen begonnen und sind starke Quellen im mittleren Infraroten, die einst das Midcourse Space Experiment gut erfasst hatte. Angeleitet von dessen Daten sind dann etwa 1650 dieser Objekte identifiziert und radioastronomisch ihre Entfernungen ermittelt worden: Da sie extrem jung sind, findet man sie noch genau da, wo sie entstanden. Auf eine künstlerische Umsetzung der Spitzer-Ergebnisse (in blau; oben in der Mitte der Ort der Sonne) gezeichnet, bilden sie – auch statistisch analysiert – klar vier Arme: Spitzer hatte sich dagegen auf ältere Sterne konzentrieren müssen, die schon weit von ihren Entstehungsorten fort gedriftet sein können, und so waren zwei der Spiralarme irgendwie verloren gegangen. NACHTRÄGE: das Paper wie gedruckt, ein Press Release aus Leeds und Artikel hier, hier, hier und hier.

Das ist das größte Sternentstehungsgebiet der Milchstraße

Das aber nur wenig bekannt ist, weil sich W49A hinter viel Staub auf der ‚anderen‘ Seite der Galaxis verbirgt: Diese Aufnahme von molekularen Gas in den zentralen 30 Lichtjahren entstand mit dem Submillimeter Array im Rahmen der Multi-Scale Continuum and Line Exploration of W49 (MUSCLE W49), der Riesen-Molekülwolke, zu der W49A gehört. Danach stecken in einem Radius von 60 parsec gute eine Million Sonnenmassen Gas, ausreichend für mehrere große Sternhaufen oder sogar einen Kugelhaufen. Und der „Starburst“ funktioniert: In der Mitte von W49A sitzt bereits ein ungewöhnlich dichter Sternhaufen.

Das „Milky Way Project“ dehnt die Jagd weiter aus: Nachdem es zunächst nur um die Suche nach Blasenstrukturen in der großen Spitzer-Durchmusterung GLIMPSE der Milchstraße ging, geht das Citizen-Science-Unternehmen jetzt auch einer Reihe andersartiger Strukturen nach – Bugschocks, staubige Türme, auch andere Galaxien, die durch die Milchstraße schimmern.

Der bipolare Planetarische Nebel Sh2-71 im Adler auf einem Bild der Wide Field Camera am Isaac Newton Telescope auf La Palma: Bei ihm ist nicht nur nicht klar, wie die Form zustande gekommen ist, es ist auch umstritten, welcher der Sterne nahe des Zentrums eigentlich der echte Zentralstern ist.

Nicht eine sondern zwei Galaxien weit hintereinander bilden UGC10288, hat sich überraschend bei radioastronomischen Untersuchungen herausgestellt: Für diese Darstellung hier wurden Radiodaten des VLA (der Radiojet der Aktiven Galaxie im Hintergrund in Cyan) und IR-Bilder der Vordergrund-Galaxie sowie optische Daten gemischt. Und die Radiostrahlung der Hintergrund-Galaxie (ohne deren Beitrag UGC 10288 gar nicht zu den 35 untersuchten Galaxien der CHANG-ES-Survey gehört hätte) konnte genutzt werden, um über den Faraday-Rotations-Effekt das Magnetfeld der genau von der Seite gesehenen Vordergrundgalaxie noch in einigem Abstand von ihrer Scheibe zu messen: noch mehr Press Releases hier, hier und hier.

AAS 221: allerlei Strukturen in der Milchstraße

waren gestern Thema der 5. Pressekonferenz der 221. AAS-Tagung (komplette Aufzeichung). Das gab es zu sehen:

Der erste „Knochen“ der Milchstraße – denen auch gleich die eigene URL „MilkyWayBones“ gewidmet wird – ist diese 300 Lichtjahre lange und nur 1-2 Lichtjahre dicke Faser aus Staub und Gas, die auf dieser Spitzer-Aufnahme dunkel erscheint. Die Struktur könnte zu einem regelrechten ‚Skelett‘ der Galaxis gehören.

„Radio-dunkle Wolken“ in der Milchstraße im Kontinuum sind ein überraschendes Phänomen, durchdringt doch Radiostrahlung normalerweise alles und erscheint hell. Doch in den radio-dunklen Wolken fehlt tatsächlich Emission: Es sind dichte Molekülwolken, die in heißes Gas eingebettet sind – das kann emittieren, sie nicht.

So sieht die fliegende Sternwarte SOFIA den Quintuple Cluster und die Umgebung dieser links zu erkennenden heißen Sterne, die vor 4-6 Mio. Jahren bei einem Starburst 35 pc vom Milchstraßen-Zentrum entfernt entstanden: Die Sterne machen sich im Infraroten – Kamera FORCAST, 20 – 37 µm Wellenlänge – durch Staubhüllen bemerkbar, die die aufheizen; man erkennt aber auch noch viel anderes Interstellares.

Eine massereiche Molekülwolke, die kaum Sterne machen will, obwohl sie die 25-fache Dichte von Orion A hat, ist G0.253+0.016 in der Nähe des Milchstraßenzentrums: Wie neue Untersuchungen ergeben haben, fehlt es ihr an besonders dichten Kernen, das Gas bewegt sich zu stark, und vermutlich kollidieren hier gerade mehrere Wolken. [NACHTRAG: ein später Press Release dazu.]

Der Ring um das Galaktische Zentrum aus SOFIAs Sicht bei 20 bis 37 µm Wellenlänge: Der – schräg von der Seite gesehene – Circumnuclear Ring ist hier deutlich zu erkennen (darin sitzt ein Radioastronomen schon seit Jahrzehnten bekanntes „Y“ aus Gas, das wohl auf dem Weg in die Zentralmaschine Sgr A* ist). Mit FORCASTs Auflösung scheinen periodische und horizontale Strukturen im CNR sichtbar zu werden, die Rückschlüsse auf Prozesse in der Nähe von Sgr A* geben könnten – über deren Natur wurde auf der PK aber nicht mal spekuliert.

Live-Blog zum Start der nächsten zwei Galileos

Ein weiteres ESA-Foto vom Start – weitere im Stream – und ein Video ab t-3 min. [22:25 MESZ] Die Fregat brennt wieder, wird bestätigt! [23:55 MESZ] Und auch, dass der 2. Burn erfolgreich war. Jetzt wird die Stufe in die richtige Orientierung gedreht. [23:57 MESZ] Die Satelliten sind ausgesetzt! Wenn die beiden neuen Galileos einsatzbereit sind, kann mit den nunmehr vier operationellen zum ersten Mal tatsächlich eine Position auf der Erde bestimmt werden. [24:00 MESZ – ENDE. NACHTRÄGE: ESA und Arianespace Press Releases, Artikel hier, hier, hier, hier & hier, ein Jubel-Tweet und noch mehr Start-Bilder im Stream. NACHTRAG 2: Die ersten 1 1/2 Stunden ist alles bestens gelaufen. NACHTRAG 3: Auch Tags darauf die Satelliten beide glücklich, und die EU auch]

Intermezzo! Radioastronomen sehen grün auf diesem bemerkenswerten japanischen Bild vom ALMA-Interferometer in Chile im Mondschein – derweil dürfte man in München eher blau sein, wo der 50. ESO-Geburtstag gestern Abend heftig begossen vornehm gefeiert wurde … [22:15 MESZ]

Ein echtes Foto vom Soyuz-Start hat die ESA gerade veröffentlicht, mit dem Hinweis, dass die Galileos um 23:59 MESZ ausgesetzt werden sollen. Zuvor soll die Fregat ab 23:49 MESZ ein 2. Mal 5 Min. lang brennen. [21:30 MESZ]

Intermezzo! Die allerletzte Reise der Endeavour hat begonnen, mit dem zwei Tage währenden Landtransport vom Flughafen LAX – oben die Abfahrt heute ganz früh – ins California Science Center: Das Interesse ist groß. Unten noch Überflüge des Hollywood-Zeichens von LA und der Golden Gate Bridge in San Francisco (ein Amateur-Video vom Boden) bei der Ankunft an der Westküste am 21. September; Artikel dazu hier und hier, mehr Bilder, auch hier, hier, hier, hier und hier – und von einem Satelliten aus. [21:15 MESZ]

Die Fregat & die Galileos sind im Orbit in ballistischem Flug: In gut drei Stunden wird die Oberstufe erneut gezündet, bevor die Satelliten ausgesetzt werden. Der Webcast soll um 23:25 MESZ wieder aufgenommen werden. [20:45 MESZ]

Intermezzo! Richtige Fotos von der Ankunft des Dragon an der ISS mit DSLR-Kameras sind – diesmal mit erheblicher Verspätung – veröffentlicht worden. Und SpaceX und die NASA untersuchen gemeinsam, wieso der Falcon-Start beinahe schief gegangen ist … [20:35 MESZ]

Weitere Screenshots aus dem Arianespace/ESA-Webcast; die Zeit läuft von unten nach oben. Die Oberstufe Fregat hat gerade zum 1. Mal gezündet und wird 13 Minuten brennen. [20:25 MESZ]

Keine 2 Minuten mehr bis zum Start. [20:13 MESZ] Gut weg gekommen! Schöner Start am Tag, mit strahlendem Sonnenschein; auch der Abwurf der Booster war gut zu verfolgen. [20:18 MESZ]

Da sitzen sie drin: Fast exakt ein Jahr nach dem Start der ersten beiden operationellen Galileos („Der erste Start einer Soyuz in Französisch-Guayana“) warten nun die nächsten beiden auf ihren Start um 20:15 MESZ mit der 3. Südamerika-Soyuz. Ein Webcast hat soeben verspätet hier begonnen; mehr Artikel sind in dieser Sammlung und speziell hier und hier zu finden. [19:55 MESZ]

Mehr – Kosmologie-freie – Planck-Himmelskarten

sind heute auf einer Tagung vorgestellt worden, die sich wie schon die Produkte vor einem Jahr („Early Release …“) ausschließlich auf den Vordergrund beziehen, durch die der ESA-Satellit in die Tiefen des Universums schauen musste: zu sehen hier „galaktischer Dunst“ unbekannter Herkunft bei 30 und 44 GHz (oben; andere Strahlungskomponenten der Galaxis tragen hier auch bei) und Emission von Kohlenmonoxid – in der Mitte die erste Gesamtkarte des Himmels, die in diesem Licht je erstellt wurde (und gar nicht vorgesehen gewesen war), unten drei Detailkarten aus Regionen, die z.T. noch nie in CO untersucht wurden. Die eigentliche Kosmologie „hinter“ all diesem Getümmel wird erst in einem Jahr enthüllt – und wird hoffentlich auch alle Unklarheiten beseitigen, die der WMAP-Satellit hinterlassen hat.

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

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):

• der massereichste bisher bekannte Galaxienhaufen mit rund 2 Billiarden Sonnenmassen und dem Spritznamen „El Gordo“, auch hier, hier und hier beschrieben,
  
• der fernste Proto-Galaxienhaufen mit einer Rotverschiebung von 8, auch hier, hier, hier, hier und hier beschrieben, und
  
• die älteste & langsamste Kollision zweier Galaxienhaufen, bei der – wie beim Bullet Cluster – das Gas in der Mitte zurück blieb, während die beiden Haufen noch ihre Dunkle Materie besitzen; auch hier beschrieben.

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]

Eine neue „Bonner Durchmusterung“ – nun in H I

Eine Karte eines ausgedehnten Bereichs um das galaktische Antizentrum im Licht des atomaren Wasserstoffs HI aus der Effelsberg-Bonn HI Surveys (EBHIS): Dieser Himmelsausschnitt zeigt eine bislang unbekannte Vielzahl von kleinsten Strukturen in der 21-cm-Linie, die mit dem deutschen 100-m-Radioteleskop erstmals vermessen werden konnten. NACHTRAG: Gibt’s auch eine PM der Uni Bonn zu.

Die Umgebung des Galaktischen Zentrums im Infraroten: ein Mosaik des Hubble-Instruments NICMOS, das ionisierten Wasserstoff und jede Menge massereiche Sterne zeigt, die wiederum das Gas in Form bringen.

Der Supernova-Rest G299.2-2.9 in einem exotischen Komposit-Bild aus Röntgendaten von ROSAT(!) und Chandra und IR-Aufnahmen der 2MASS-Durchmusterung: mit ca. 4500 Jahren einer der ältesten noch sichtbaren Überreste einer Ia-Supernova; Wechselwirkung mit dem ISM bestimmt inzwischen seine Gestalt.

Eine Handvoll Galaxien aus dem Extended Groth Strip in Ursa Major in einem Hubble-ACS-Bild (erstellt nur aus V- und I-Aufnahmen): In dieser besonders ‚durchsichtigen‘ Zone gibt es etwa 50’000 Galaxien, deren Entwicklung in den letzten 8 Mrd. Jahren untersucht werden kann.

Der Galaxienhaufen MACS J1206.2-0847 als Gravitationslinse: ein Hubble-ACS-Bild von diesem April, das im Rahmen von CLASH entstand, der Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble, bei der die Dunkle Materie in 25 massereichen Haufen kartiert werden soll.

Kepler lässt keinen Zweifel: je kleiner ein Planet, desto mehr gibt’s davon in der Milchstraße

Dieses Diagramm, das vor einer knappen Stunde auf einer Pressekonferenz auf der 218. AAS-Tagung in Boston von Geoff Marcy präsentiert wurde [NACHTRAG: eine Aufzeichnung], zeigt zum ersten Mal ohne Auswahleffekte, wie häufig Planeten unterschiedlicher Größe in der Umgebung der Sonne sind: Die Entdeckungen des Kepler-Satelliten wurden dazu akribisch korrigiert, um die Entdeckungswahrscheinlichkeit zu berücksichtigen. „Supererden“ mit dem doppelten Erddurchmesser (darunter wird’s dann doch etwas unscharf) sind damit 10-mal so häufig wie Neptune (die die tatsächlichen Kepler-Entdeckungen dominieren), welche wiederum 10-mal so häufig wie Jupiters sind. Zu anderen interessanten Kepler-Trends gehört, dass jeder dritte der 1235 bisher bekannt gegebenen Kandidaten zu einem Mehrfachsystem gehört: Kepler hat derer schon 170 gefunden, viel mehr als man erwarten würde, wenn die Bahnneigungen von Planeten in einem System typischerweise so so stark von einander abweichen würden wie im Sonnensystem (bis zu 7°). Die Kepler-Systeme haben alle ihre Planeten innerhalb von 1°, sonst würden gar nicht 2 oder mehr von ihnen Transits vollführen.

Es fällt auf, dass es in den Kepler-Planetensystemen keine Heißen Jupiters gibt: Offenbar bringen massereiche Planeten die Ordnung gerne durcheinander, während sich Systeme mit nur masseärmeren Planeten friedlicher entwickeln und so flach bleiben wie sie einst entstanden sind. Dutzende Male hat Kepler inzwischen auch gegenseitige Bahnstörungen von Planeten in einem System gesehen, die sich als Transit Timing Variations bemerkbar machen und die Massen der Planeten und damit wiederum ihre Dichten liefern. Und im System Kepler-10 (siehe ISAN 128-9) ist nun auch die Existenz eines zweiten Planeten (10c) zweifelsfrei erwiesen, der sich nur durch Transits aber keinen messbaren Radialgeschwindigkeits-Effekt bemerkbar macht: Mit der BLENDER-Software wurden alle erdenklichen Doppelsternsysteme im Hintergrund durchgespielt, die Transits durch 10c vorgaukeln könnten, 10^15 Rechnungen – und die Wahrscheinlichkeit beträgt nur 1:60’000, dass so eine Täuschung vorliegt. Die Kepler-Missíon geht derweil immer weiter: Schon über 5.5 Milliarden einzelnen Helligkeitsmessungen an den 160’000 überwachten Sternen sind im Kasten und allein seit diesem Februar 66 wissenschaftliche Arbeiten erschienen. NACHTRAG: ein Paper zu Kepler-10c.

Ein neuartiger Nachweis von Dunkler Materie im Außenbereich von Galaxien

scheint mit Hilfe von Gravitationslinsen und dem Chandra-Satelliten gelungen zu sein, wurde heute auf der 217. AAS-Tagung verkündet, aber er ist nicht leicht nachzuvollziehen. Das Indiz ist eine „Anomalie“ der Helligkeit der Linsen-Bilder eines fernen Quasars, dessen Licht durch den Außenbereich einer großen Vordergrundgalaxie fällt: Dort wird es durch den starken Linseneffekt in mehrere Bilder gespalten, aber die die einzelnen Sterne wie die Dunkle Materie in der Galaxie überlagern dem einen zusätzlichen schwachen Linseneffekt durch Microlensing. Und der ist abhängig von der Wellenlänge, weil das sichtbare Licht und die Röntgenstrahlung aus unterschiedlich großen Bereichen des Quasars kommen und deswegen der Linseneffekt durch kompakte Sterne ein anderer ist. Nach allerlei Mathematik kommt heraus: Zwischen 5 und 8 kpc Zentrumabstand bestehen Galaxien (14 Fälle wurden untersucht) zu 85 bis 95% aus Dunkler Materie. Zumindest ist dies 5-mal wahrscheinlicher als dass es dort nur die sichtbaren Sterne gibt (und 10-mal wahrscheinlicher dass dort praktisch nur DM sitzt). Zwar wissen wir dadurch immer noch nicht, woraus die DM eigentlich besteht, aber angesichts der Evidenz im großen Kosmos für sie ist ein neuartiger Nachweis ihrer Existenz im Inneren von Galaxien ein wichtiger Aspekt.

Eine weitere Verbesserung der Ia-Supernova-Methode zur Messung der Dunklen Energie

wurde auf derselben PK präsentiert: Allmählich schält sich heraus, dass Supernovae mit höheren Ejekta-Geschwindigkeiten etwas rötlicher als der Rest sind, was wiederum hilft, Staubeffekte (die ebenfalls röten) heraus zu rechnen. Ungefähr um einen Faktor 2 mag das die Ungenauigkeit der Entfernungsbestimmung über die gemessene Maximumshelligkeit einer SN reduzieren helfen. Eine gute Nachricht für die Dark Energy Survey, die mit der Dark Energy Camera („Große Instrumente …“) gleich vier Methoden anwenden soll, um der Dunklen Energie Herr zu werden. Dazu zählen neben den Supernovae des Typs Ia auch die großräumige Struktur des Kosmos, Galaxienhaufen und Gravitationslinsen. 300 Mio. Galaxien, über 100’000 Haufen und 4000 Supernovae soll die Survey auf einem Achtel des Himmels einfahren, 4 Petabyte Daten in 5 Jahren; First Light der 570-Megapixel-Kamera ist Ende des Jahres.

„Dunkle“ Galaxien verraten sich in Gezeitenschweifen

großer Galaxien, in deren Nähe sie sich aufhalten und deren Wasserstoffgas sie zu großen Bögen herausreißen. Das läßt sich im Fall von Messier 51 aber auch bei kleineren – bekannten – Begleitgalaxien direkt testen (erfolgreich bei Massenverhältnissen große/kleine von 1:3 bis 1:100), und so weit draußen ist auch keine normale Spiralstruktur mehr möglich: Sieht man einen derartigen Wasserstoffschweif, dann muss da einer dran gezogen haben. Was zu der kühnen Vorhersage eines unentdeckten Begleiters der Milchstraße führt, mit 1/100 ihrer Masse, 80 kpc Abstand und einer relativ präzisen Position. Laufende Infrarot-Himmelsdurchmusterungen sollten „Galaxie X“ aufspüren können. NACHTRAG: Papers zur Technik und zur Prognose (Präzisierung).

Nachrichten aus der Astrophysik kompakt

Neutrinoteleskop „IceCube“ am Südpol fertig!

Am 18. Dezember (Neuseeland-Zeit) war es so weit: Der letzte von 86 Strings mit Photomultipliern des Neutrinoteleskops IceCube war mehrere Kilometer tief mit einem Heißwasserbohrer im Eis des Südpols versenkt, in dem nun 5160 dieser extrem empfindlichen Lichtdetektoren darauf lauern, das durchs Eis schießende Neutrinos charakteristische Cherenkov-Blitze aussenden. (Konkret funktionieren 98% der Photomultiplier perfekt und ein weiteres Prozent ist brauchbar – erfreulich, da sie nie wieder an die Oberfläche geholt werden können.) 279 Mio.$ hat das außergewöhnliche Observatorium gekostet, größtenteils finanziert von der amerikanischen National Science Foundation. Bereits seit 2005 hat der noch unfertige IceCube Daten gesammelt und allerlei Nullresultate („Auch keine …“) eingefahren – darunter das beste Limit zu Teilchen der Dunklen Materie im Sonneninneren. (LBL, NSF Releases 17., Jens’s Blog 19., Welt der Physik, Golem 20., Science News, Spiegel 21., Science Journalism Tracker 22., Scientific American, Discovery 23.12.2010) NACHTRAG: ein Nachzügler (lang). NACHTRAG 2: dito. NACHTRAG 3: dito (aber vor Ort). NACHTRAG 4: eine lange Geschichte des Projekts … NACHTRAG 5: … und ein Artikel von Spiering.

Noch ein Versuch, die Spiralstruktur der Milchstraße zu ergründen

Das Bild unserer eigenen Milchstraße („Wieder ein neues Bild …“) wird immer komplizierter: Nach einer farbenfrohen russischen Analyse ist der Innenbereich eine ordentliche vierarmige Spirale, die sich aber weiter draußen in eine asymmetrische Vielarm-Spirale verwandelt. Gewisse Ähnlichkeiten gibt es mit M 101 und M 31, aber es kommt ein – relativ kleiner – Balken dazu. Die besten Analogien am Himmel wären demnach NGC 3124, NGC 3992 = M 109 und NGC 2336. (Efremov, Preprint 20.11.2010)

„Dunkle“ Gamma-Ray Bursts sind v.a. die Folge von Staub in der Galaxie, wo die Sternexplosion stattgefunden hat, und stellen kein eigenständiges astrophysikalisches Phänomen dar: Das ist die Schlussfolgerung aus diversen GRB-Beobachtungen mit dem schnell und automatisch Richtung Quelle schwenkenden GROND-Teleskop – das in vielen Fällen doch noch schwindende schwache Strahlung im Sichtbaren sieht. Staub in der Galaxie oder eine einfach zu große Entfernung sind demnach der Grund, dass bisher bei 40-60% aller GRBs kein sichtbares Glühen gesehen wurde. (Greiner & al., Preprint 2.11., ESO PR 16., KosmoLogs 18.12.2010)

Auch stellare Jets werden von Magnetfeldern fokussiert

und sind damit tatsächlich genaue Gegenstücke von Jets Aktiver Galaktischer Kerne bzw. Mikroquasaren: Das zeigt der Nachweis polarisierter Synchrotronstrahlung von den Jets junger stellarer Objekte (YSOs) durch den Very Large Array. Alle astrophysikalischen Jets scheinen mithin nach denselben Prinzipien zu funktionieren. (Carrasco-González & al., Science 330 [26.11.2010] 1209-12; NRAO Release 25.11.2010)

Der bei weitem zirkonreichste Stern, der je gefunden wurde, hat einen 10’000-mal höheren Anteil dieses Elements als die Sonne, und auch Strontium, Germanium und Yttrium sind stark angereichert: Vermutlich haben sich in seinen äußeren Schichten – die allein der Beobachtung direkt zugänglich sind – kuriose Wolken gebildet; ein starkes Magnetfeld hat dabei auch eine Rolle gespielt. (Naslim & al., Preprint 25.10., R.A.S. Press Release 6.12.2010)

Erstes Atmosphärenspektrum einer „Super-Erde“ vielsagend öde

Keinerlei Features zeigt das Transmissionsspektrum der Super-Erde (2 bis 10 Erdmassen) GJ 1214b, das bei Transibeobachtungen mit dem VLT gewonnen wurde: Eine wolkenlose Wasserstoffatmosphäre scheidet damit aus. Entweder gibt es viel optisch dicken Dunst oder aber dichten Wasserdampf. (Bean & al., Nature 468 [2.12.2010] 669-72, auch Deming, ibid. 636-7; ESO, CfA, JPL Releases. Nature News, Physics World 1., Science Journalism Tracker, Space Today 2.12.2010)

Zwei verschiedene Zusammensetzungs-Gruppen bei den Trojanern des Jupiter zeigen NIR-Spektren dieser Asteroiden – und die rötlichere Gruppe (die räumlich genau so verteilt ist wie die andere) könnte ursprünglich aus dem äußeren Sonnensystem stammen: Dann wären dies die bei weitem am einfachsten zu erreichenden Materialproben aus dem Kuipergürtel! (Emery & al., Preprint 6.12.2010)

Fünf aktuelle Bilder aus dem Sonnensystem

Die Milchstraße über der Erde, aus dem Orbit aufgenommen von Bord des Space Shuttle Discovery während der letzten Mission STS-131 – ist das das deep-sky-igste Bild eines Astronauten aus dem LEO?

Discovery & ISS huschen um die Erde, eine andere Langzeitaufnahme während der Mission STS-131.

Das erste IR-Bild der ganzen Erde durch den neuen US-Wettersatelliten GOES-15 entstand am 26. April – und hat ein deutlich besseres Signal/Rausch-Verhältnis als entsprechende Instrumente auf GOES-8 bis -12.

Opportunity sieht ferne Krater am Horizont: Auf einem Mosaik vom 28. April (Sol 2226 seit der Landung) sieht man links einen Teil des Randes des neuen Zieles Endeavour in 13 km Entfernung (Durchmesser: 21 km) und rechts den Rand des noch weiter entfernten Iazu. NACHTRAG: was man hier sehen könnte.

Im Anflug auf den Saturnmond Enceladus schoss Cassini am 26. April diese Aufnahme – einen Tag später flog die Sonde in nur 100 km Höhe vorbei und konnte dabei das Schwerefeld des Mondes vermessen: Aus den Daten erhofft man sich Rückschlüsse auf sein Innenleben, z.B. ob es tatsächlich flüssiges Wasser unter den Fontänen gibt („Die überzeugendsten Indizien …“) und ob in Enceladus‘ Tiefe Blasen aus wärmerem Eis wie in einer Lavalampe hochsteigen.