In der ersten Kurzmeldungen-Episode von Auf Distanz schauen wir tief ins All. Mehrere Meldungen beschäftigen sich mit Objekte, die mehrere Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Aber auch näher dran wurden interessante Objekte entdeckt. Natürlich fehlt auch die Raumfahrt nicht. Danach folgen ein Veranstaltungstipp und einige astronomische Ereignisse.

Erschienen: 10.01.2018, Dauer: 0:22:50

Kurzmeldungen

Kleinster jemals gemessener Stern entdeckt

Astronomen haben den kleinsten bislang gefundenen Stern entdeckt. Er ist nur ein kleines Stück größer als unser Planet Saturn. Das gaben Astronomen bereits im Juli 2017 bekannt. Der Stern ist wohl gerade eben so groß, dass er noch Wasserstoff zu Helium fusionieren kann. Wäre der Stern noch kleiner, wäre dieser Prozess nicht in Gang gekommen und es wäre ein Brauner Zwerg entstanden.

Braune Zwerge haben etwa 13 bis 75 mal die Masse des Planeten Jupiter. Sie schaffen es nicht, die Wasserstofffusion zu starten, können aber Deuterium fusionieren. Der nun entdeckte Stern hat 85 plus/minus 4 Jupitermassen, deswegen schafft er die Wasserstofffusion so gerade eben.

Der Stern ist 600 Lichtjahre von uns entfernt und Teil eines Doppelsternensystems. Er wurde entdeckt, als er zwischen uns und seinem viel größeren Begleiter hindurch zog.

Zum Einsatz kam hier WASP, kurz für „Wide Angle Search for Planets“. Das ist eine Zusammenarbeit mehrerer Institute, die mit automatischen Teleskopen den Himmel beobachtet. Über die Aufnahmen werden Lichtkurven der Objekte erstellt. Ändert sich das Licht von Sternen, könnte es sich um einen Transit handeln. Dann zieht vielleicht ein Begleiter hindurch. Das kann dann ein Exoplanet sein oder wie in diesem Fall ein anderer Stern.

Smallest-ever star discovered by astronomers (englisch)

The EBLM project III. A Saturn-size low-mass star at the hydrogen-burning limit (englisch)

Wikipedia: Brauner Zwerg

Ein ungewöhnliches Paar: Zwergstern mit Riesenplanet

Eigentlich sollte ein Zwergstern keinen Riesenplaneten haben. So sagen es die gängigen Theorien über die Planetenentstehung. Über die Transitmethode hat man aber ein System gefunden, das nicht zu dieser Theorie zu passen scheint.

Der Stern NGTS-1 liegt im Sternbild Taube am Südhimmel. Er ist nur halb so groß wie unsere Sonne. Trotzdem wird er von einem Planeten umkreist, der die Größe Jupiters hat. Theorien zufolge nimmt die Entstehung eines Sterns einen großen Prozentsatz an Masse im System ein, so dass deutlich weniger Materie für die Entstehung der Planeten zur Verfügung steht.

Bei unserem Sonnensystem nimmt die Sonne mehr als 99 Prozent der Masse ein. Der Rest verteilt sich auf die acht Planeten, die Asteroiden und die Kometen.

Der Stern NGTS-1 und sein Planet NGTS-1b sind deswegen ein Rätsel, das es noch zu lösen gilt.

Entdeckt wurden die Objekte mit dem NGTS, einer Teleskopanlage in Chile. NGTS steht für „Next-Generation Transit Survey“. Diese Anlage besteht aus zwölf Einzelteleskopen mit jeweils 20 Zentimetern Durchmesser. Die Anlage sucht automatisch nach Helligkeitsänderungen bei Sternen.

Ein ungewöhnliches Paar: Zwergstern mit Riesenplanet

Spindelförmige Galaxien entdeckt

Wenn man sich Galaxien vorstellt, denkt man vermutlich meist an Spiralgalaxien, große, eher runde Objekte mit Spiralarmen. Auch andere Formen sind bekannt, z.B. elliptische oder linsenförmige Galaxien. Galaxien mit unregelmäßiger Form nennt man irreguläre Galaxien.

Weniger bekannt sind spindelförmige Galaxien. Diese hielt man bislang für ziemlich selten. Eine neue Studie mit Daten der CALIFA-Durchmusterung zeigt aber, dass es mehr von diesen Galaxien gibt als gedacht.

Die CALIFA-Durchmusterung untersuchte mehr als 600 Galaxien mit abbildender Spektrographie. Damit ist tiefgehende Studie dieser Objekte möglich. Die Daten werden am Calar Alto-Observatorium in Spanien gewonnen. Beteiligt sind mehr als 80 Wissenschaftler aus 13 verschiedenen Ländern.

Mit den CALIFA-Daten fand man heraus, dass acht der untersuchten Galaxien spindelförmig sind, von denen man das bislang nicht wusste. Damit hat sich die Zahl der bekannten Spindelgalaxien fast verdoppelt. Es gibt sie also offenbar häufiger als bislang bekannt.

Mit den Daten konnte man auch eine mögliche Erklärung für die Entstehung der Galaxien ermitteln. So könnte die Verschmelzung zweier scheibenartiger Galaxien zu einer Spindelgalaxie führen. Dazu müssten die beiden Galaxien vor der Verschmelzung im rechten Winkel zueinander stehen. Eine der Galaxien bildet dann einen Balken in der Nähe des Zentrums. Dieser Balken bildet die Längsachse der neuen Galaxie. Die Sterne der zweiten Galaxie geben der neuen Spindelgalaxie ihre Drehrichtung vor.

Anhand der Daten wurden Vorhersagen für weitere Eigenschaften von Spindelgalaxien gemacht. Diese Eigenschaften konnte man bislang nicht beobachten, könnten aber mit großen Teleskopen nachweisbar sein.

Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Video bei Youtube: How to make a cosmic spindle (englisch)

Neue astronomische Durchmusterung erfasst den gesamten Himmel

Durchmusterungsprogramme gibt es immer wieder. Dabei werden Bereiche des Himmels erfasst und ausgewertet. Eines der Durchmusterungsprogramme war das SDSS-I. SDSS steht dabei für „Sloan Digital Sky Survey“, finanziert wurde es von der Alfred P. Sloan Foundation.

SDSS-I lief von in den Jahren 2000 bis 2005 und erfasste Galaxien und Sterne auf der Hälfte der nördlichen Hemisphäre. Man nutzte dafür ein 2,5 Meter-Teleskop im Apache Point Observatory in New Mexico. Daran angeschlossen war eine moderne Digitalkamera und ein Spektroskop. Man erfasste die Spektren von mehr als 700.000 Objekten.

Die Wissenschaft hatte damit Zugang zu Beobachtungsdaten, die unter einheitlichen Bedingungen aufgenommen wurden. Nach 2005 wurde SDSS mehrfach erweitert und konnte für über 1 Million Galaxien und Hunderttausenden Quasaren dreidimensionale Positionen bestimmen. Dazu wurde die Bewegung von mehr als einer Viertelmillion Sternen erfasst.

Nun wird SDSS in eine neue Phase eintreten: Die Alfred P. Sloan Foundation hat die Finanzierung des Programms SDSS-V zugesagt und stellt Fördergelder in Höhe von 16 Millionen Euro bereit.

Mit SDSS-V soll erstmals der gesamte Himmel spektroskopisch erfasst werden. Dafür möchte man das bisherige Teleskop in New Mexico nutzen und zusätzlich das du-Pont-Teleskop der Carnegie Institution am Las Campanas Observatory in Chile.

Die Beobachtungen von SDSS-V sollen wiederholt werden. Das ermöglicht die Dokumentation von Veränderungen von Objekten. Vielleicht werden damit sogar neue, bislang unbekannte Phänomene entdeckt. Für die Beobachtung werden Spektren im infraroten und im sichtbaren Licht ausgewertet.

Bei SDSS-V kommen auch neuere Techniken zum Einsatz. So möchte man mit der Integralfeldspektroskopie auch einzelne Regionen benachbarter Galaxien untersuchen.

Die Carnegie Institution for Science leitet das neue Projekt, unterstützt wird sie dabei von einem Konsortium von 18 Institutionen, so auch dem Max-Planck-Institut für Astronomie und dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.

Neue astronomische Durchmusterung erfasst den gesamten Himmel

Next Generation Astronomical Survey to Map the Entire Sky (englisch)

SDSS – The Sloan Digital Sky Survey: Mapping the Universe (englisch)

MUSE taucht in bisher unbekannte Tiefen des Hubble Ultra Deep Field

Mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope VLT der ESO in Chile hat man einen tiefen Blick in das „Hubble Ultra Deep Field“ geworfen.

Das Hubble Ultra Deep Field ist der Name einer speziellen Aufnahme des Hubble Space Telescope. Mit dieser Aufnahme wurde ein kleiner Himmelsbereich im Sternbild Chemischer Ofen genauer untersucht. Das Resultat war ein tiefer Blick in die Vergangenheit. Man sah die lichtschwächsten Galaxien, die bis dahin beobachtet wurden, in einem Zustand, als das Universum noch nicht einmal eine Milliarde Jahre alt war. Das Hubble Ultra Deep Field wurde 2004 veröffentlicht.

Das Gebiet wurde danach noch mehrfach untersucht, nun auch mit dem Instrument MUSE am VLT in Chile. Diese Messungen waren die tiefste spektroskopische Untersuchung, die je durchgeführt wurden. Dabei wurden 1600 sehr lichtschwache Galaxien beobachtet. Darunter waren 72, die man noch nie zuvor gesehen hatte.

Diese 72 Galaxien sind Lyman-alpha-Emitter, sie scheinen nur auf einer bestimmten Wellenlänge im ultravioletten Licht zu strahlen. Unser Verständnis für Sternentstehungen reicht nicht aus, um diese Galaxien vollständig zu erklären.

Die Durchmusterung gab aber noch weitere Ergebnisse. Eines davon ist der Nachweis von leuchtenden Wasserstoffhalos um Galaxien im frühen Universum. Diese Halos sind beinahe kugelförmige Bereiche um die Galaxien. Mit ihnen kann man vielleicht herausfinden, wie Materie in frühe Galaxien hinein- und herausfließt.

MUSE taucht in bisher unbekannte Tiefen des Hubble Ultra Deep Field

Wikipedia: Hubble Ultra Deep Field

Wikipedia: Lyman-Alpha-Emitter

Das fernste Schwarze Loch im Kosmos: Quasar in Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren entdeckt

Astronomen haben das am weitesten entfernte Schwarze Loch entdeckt, das wir kennen. Es befindet sich in einem Abstand von 13 Milliarden Lichtjahren in einem Quasar. Das bedeutet, dass das Licht 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Damit wurde Licht aufgefangen, das nur 690 Millionen Jahre nach dem Urknall ausgesandt wurde.

Quasare sind extrem helle Galaxienkerne. In ihrem Inneren befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Um das Schwarze Loch gibt es eine sehr heiße Scheibe aus Gas, das vom Schwarzen Loch angezogen wird. Diese Scheibe nennt man Akkretionsscheibe.

Bei dem nun entdeckten Objekt hat das Schwarze Loch etwa eine 800 Millionen mal die Masse von unserer Sonne. Der Quasar gibt 40 Billionen mal mehr Energie ab als unsere Sonne.

Die Beobachtung von Quasaren ist ein astronomischer Blick in die ferne Vergangenheit. Etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall konnten sich Wasserstoffatome bilden. Vorher war das Universum zu heiß. Im Laufe der Zeit bildeten sich sich erste Sterne und die Akkretionsscheiben der ersten Schwarzen Löcher. Die ultraviolette Strahlung dieser Objekte zerlegte die Wasserstoffatome: Die Elektronen wurden von den Protonen getrennt. Wann genau das passiert ist, ist eine offene Frage.

Der nun beobachtete Quasar liefert aber einen Hinweis: Sein Licht zeigt, dass 690 Millionen Jahre nach dem Urknall ein großer Teil des Wasserstoffs noch nicht ionisiert war. Das spricht für Modelle, nach denen dieser Vorgang erst später passierte.

Auch die Größe des Schwarzen Loches belastet einige der gängigen Modelle: Dass ein Schwarzes Loch nach 690 Millionen Jahren bereits über 800 Millionen Sonnenmassen besitzt, passt zu einigen Modellen nicht.

Ähnliche Fragen stellen sich zur umgebenden Galaxie: Sie hatte nach den 690 Millionen Jahren bereits sehr viel Staub und schwere chemische Elemente gebildet. Auch diese Beobachtung muss noch geklärt werden.

Man hat also neue Puzzlesteine gefunden. Weitere Beobachtungen und die Suche nach weiteren Quasaren sollen bei der Beantwortung der Fragen weiterhelfen.

Das fernste Schwarze Loch im Kosmos: Quasar in Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren entdeckt

Schwarze Löcher beeinflussen die Sternentstehung

Erstmals konnten Astronomen einen direkten Zusammenhang zwischen zentralen Schwarzen Löchern und Sternentstehungsraten bestimmen.

Die dazu nötigen Daten standen bereits zur Verfügung. Eine Durchmusterung hatte für viele Galaxien die Masse der supermassereichen Schwarzen Löcher in ihrem Zentrum bestimmt. Außerdem waren die Spektren der Galaxien gemessen worden. So konnte man bestimmen, wann in einer Galaxie wieviele Sterne entstanden waren.

Schon vor rund 15 Jahren entdeckte man einen Zusammenhang zwischen der Masse der Galaxie und der Masse im zentralen Schwarzen Loch. Ein möglicher Grund ist schnell gefunden: Je mehr Masse die Galaxie hat, desto mehr Masse kann das Schwarze Loch im Zentrum sammeln und umso mehr Sterne können entstehen.

Aber man vermutete noch einen zweiten Grund. Demnach könnten Schwarze Löcher die Sternentstehung in ihrem Umfeld stören. Wenn Schwarze Löcher wachsen, wird sehr viel Energie frei. Diese Energie besteht aus Strahlung und aus Teilchen und erwärmt Gas in der Umgebung. Damit sich aber aus Gas neue Sterne bilden können, muss es kühl sein. Die Störung ist umso stärker, je größer das Schwarze Loch ist.

Dieser Zusammenhang war bereits vermutet worden und Teil von Simulationen. Ansonsten hätten simulierte Galaxien zu viele Sterne enthalten. Die neuen Beobachtungen verbinden erstmals Sternentstehungsraten erstmals mit den Massen der Schwarzen Löchern. Nun können die Modelle überprüft und angepasst werden.

Schwarze Löcher beeinflussen die Sternentstehung

GRACE-Satelliten vor Wiedereintritt in die Erdatmosphäre

Nach dem Ende der GRACE-Mission stehen die beiden Satelliten vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre. Die Satelliten werden dabei zerstört werden.

Die Satelliten GRACE-1 und -2 waren seit März 2002 unterwegs. Das Kürzel GRACE steht für „Gravity Recovery And Climate Experiment“. Die Satelliten haben die Gravitation und das Klima der Erde vermessen und dabei große Genauigkeit erreicht. Betrieben wurden sie von der NASA und der deutschen Raumfahrtagentur DLR.

Für die Vermessung nutzten die Satelliten ein interessantes Verfahren. Beide Satelliten flogen während der wissenschaftlichen Mission auf der gleichen Umlaufbahn, aber mit 220 Kilometern Abstand. Dabei haben die beiden Satelliten ständig mit Mikrowellen ihren Abstand voneinander gemessen. Unterschiede in der Gravitation der Erde konnten so sehr genau erfasst werden.

Ausgelegt war die Mission für eine Dauer von fünf Jahren, die Satelliten funktionierten aber deutlich länger. Zwischenzeitlich zeigten sich dann aber schon Alterserscheinungen. Im September 2017 gab es dann ein bei GRACE-2 ein Problem mit der Batterie. Man entschied sich, die wissenschaftliche Mission im Oktober 2017 zu beenden. Danach werden die Satelliten aus dem Orbit entfernt.

Für GRACE-2 hat in der Zwischenzeit der Sinkflug bereits begonnen. Der Eintritt in die Erdatmosphäre wird im Januar 2018 erwartet.

GRACE-1 wurde noch zur Kalibrierung der Beschleunigungssensoren weiterbetrieben. GRACE-1 soll Anfang 2018 den Orbit verlassen und ebenfalls in die Erdatmosphäre eintreten.

Das Ende der GRACE-Mission war durch die Alterungserscheinungen absehbar und so steht die Nachfolgemission bereits kurz vor dem Start. Sie heißt GRACE-FO, kurz für „Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On“. Auch bei dieser Mission werden zwei Satelliten ihren Abstand voneinander bestimmen, zusätzlich zur Messung mit Mikrowellen werden auch Laserstrahlen eingesetzt. Betrieben wird diese Mission von der NASA und dem Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ.

Der Start ist für Frühjahr 2018 an Bord einer Falcon-9-Rakete von SpaceX vorgesehen.

Die deutsch-amerikanische Klimamission GRACE endet nach 15 erfolgreichen Jahren

GRACE Making Plans for Final Science Data Collection (englisch)

Prolific Earth Gravity Satellites End Science Mission (englisch)

Next-Generation GRACE Satellites Arrive at Launch Site (englisch)

Weitere Galileo-Satelliten im All

Am 12. Dezember 2017 startete die ESA die Satelliten „Nicole“, „Zofia“, „Alexandre“ und „Irina“ ins All. Die vier Satelliten sind Teil des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo. Sie wiegen jeweils 715 Kilogramm und umkreisen die Erde nun in gut 23.000 Kilometern Höhe.

Ins All gestartet wurden die Satelliten mit einer Ariane-5ES-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana. Der Flug der Rakete dauerte knapp vier Stunden, dann waren alle Satelliten ausgesetzt.

Nun folgt zunächst eine Testphase. Nach 6 Monaten sollen die Satelliten dann regulär ihren Betrieb aufnehmen.

Mit den vier neu gestarteten sind nun 22 Galileo-Satelliten im All. Insgesamt soll das Galileo-System aus 30 Satelliten bestehen. Davon sollen 24 aktiv im Einsatz sein, 6 weitere dienen als Reserve. Die Satelliten sollen jeweils rund 12 Jahre halten. Die vollständige Inbetriebnahme ist für 2020 geplant.

Bis dahin muss die Flotte noch etwas wachsen. Das dauert aber nicht mehr lange. Weitere vier Satelliten sollen im Juli 2018 gestartet werden. Auch dafür soll eine Ariane-5ES-Rakete zum Einsatz kommen.

Galileo-Satelliten „Nicole“, „Zofia“, „Alexandre“ und „Irina“ umkreisen die Erde

OHB und Arianespace einig: Heinrich Hertz wird mit Ariane 5 starten

Der Satellit „Heinrich Hertz“ soll zwischen Mitte 2021 und Ende 2022 gestartet werden. Der Start soll mit einer Ariane-5-Rakete erfolgen. Dieses sind Punkte des Startvertrages zwischen den Unternehmen OHB System AG und Arianespace.

Der Satellit Heinrich Hertz soll auf einer geostationären Umlaufbahn platziert werden. Er ist ein Kommunikationssatellit und soll zur Erprobung neuer Technologien eingesetzt werden. Dazu werden rund 20 Experimente an Bord sein. Abdeckt werden damit die Bereiche Kommunikations-, Antennen- und Satellitentechnik.

Die Experimente sollen autonom erfolgen und die Daten dann von Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen ausgewertet werden.

OHB und Arianespace einig: Heinrich Hertz wird mit Ariane 5 starten

Auf dem Weg zur ISS: Deutsche Experimente in Smartphone-Größe

Am 15. Dezember 2017 ist eine Falcon-9-Rakete mit einer Dragon-Kapsel ins All gestartet. Zwei Tage später dockte die Kapsel an die internationale Raumstation ISS an. Die Mission heißt CRS-13.

CRS-13 brachte über zwei Tonnen Material zur ISS, darunter Versorgungsgüter für die Besatzung, Hardware für die Raumstation, Material für Weltraumspaziergänge. Der größte Teil ist Material für wissenschaftliche Forschung.

Zu dieser Forschung gehören drei Zellkultur-Experimente von Wissenschaftlern der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und der Universität Hohenheim.

Die Experimente werden im Destiny-Modul der ISS installiert und bleiben dort 30 Tage in Schwerelosigkeit, Mitte Januar 2018 fliegen sie dann mit der Dragon-Kapsel zurück zur Erde und werden im Labor untersucht.

Mit den Experimenten möchte man die Aktivität von Immunzellen durch veränderte Schwerkraft erforschen. Das Immunsystem des Menschen ist im All beeinträchtigt. Man vermutet eine Störung des Zellskeletts bei Makrophagen. Das sind weiße Blutkörperchen, die als Fresszellen dienen. Sie vernichten Bakterien und andere Krankheitserreger.

Beim zweiten Experiment werden Schilddrüsenkrebszellen untersucht. Man hat festgestellt, dass spezielle Krebszellen unter Schwerelosigkeit eine kugelförmige Struktur bilden. Mit dem Experiment möchte man die Auswirkungen biochemischer Substanzen auf diese Struktur untersuchen und Signalwege innerhalb der Zellen analysieren. Mit diesen Forschungen möchte man Ansätze für die Tumorbekämpfung und die Entwicklung spezifischer Krebsmedikamente finden.

Um das Zellskelett von Nervenzellen geht es im dritten Experiment. Auch bei den Zellen hat man Beeinträchtigungen durch die Schwerelosigkeit entdeckt. Hier möchte man spezielle Proteine untersuchen, die in der Zellmembran verankert sind. Man möchte herausfinden, ob sich diese Proteine verändern oder umgestalten. Man erhofft sich Erkenntnisse über die Auswirkungen von Langzeitaufenthalten in Schwerelosigkeit.

Auf dem Weg zur ISS: Deutsche Experimente in Smartphone-Größe

Overview: SpaceX CRS-13 Mission (englisch)

Astronomische Ereignisse

Diese habe ich mit Erlaubnis von Heiko Ulbricht verwendet.
Nachgelesen werden können sie auf der Homepage der Zeitschrift Sternzeit.

5. Norddeutsche Tagung der Planetenfotografen

20.01.2018
Ort: Tagungsraum in der D. Schröder KG in Bremervörde
Weitere Informationen zur Veranstaltung

Copyright-Hinweise

Titelbild der Episode

Oben links:
© Carnegie Institution for Science

Oben rechts:
© OHB System AG

Unten links:
© ESO / MUSE HUDF collaboration

Unten rechts:
© Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg / Markus Wehland