Bis auf 1174 km kam der Orbiter am 26. Oktober um 17:30 MESZ (Sondenzeit) an Titan heran, womit das Ziel von 1200 km um nur 26 km verfehlt wurde, und planmäßig um 3:25 MESZ begannen in der folgenden Nacht - mit einer Signallaufzeit von einer Stunde und 14 Minuten - die Daten einzulaufen. Größtenteils über die DSN-Antenne bei Madrid: Dort hatte man wegen drohenden schlechten Wetters zeitweise Datenausfälle befürchtet, doch dazu kam es nicht. Alle programmierten Bilder, Radardaten und Messungen trafen in den folgenden Stunden ein, mit Ausnahme der Daten des Spektrometers CIRS, das ein Softwareproblem lahmgelegt hatte (aber inzwischen wieder einwandfrei läuft). Es war der mit Abstand nächste Vorbeiflug einer Sonde an Titan gewesen, der erste mit einer hochauflösenden Radaranlage (einem Synthetic Aperture Radar oder SAR) und der erste, bei dem ein Massenspektrometer direkt von der oberen Atmosphäre des Himmelskörpers kosten konnte.

Auf zwei Pressekonferenzen und einer Telefonkonferenz mit Reportern bemühten sich die Cassini-Wissenschaftler an den folgenden Tagen, aus der Fülle der Beobachtungen ein neues Bild des verschleierten Mondes zu zeichnen: Seine Oberfläche scheint geologisch jung und von vielfältigen Prozessen geformt zu sein, organische Verbindungen gibt es dort reichlich - und der Mond hat 3/4 seiner ursprünglichen Atmosphäre verloren. Letztere Erkenntnis ergibt sich aus einem deutlichen Defizit des leichteren Stickstoffisotops, das das INMS in der oberen Atmosphäre maß, ein klares Indiz für ein Entweichen dieser Hauptkonstituente der Atmosphäre in den Raum, bei dem das schwerere Isotop zurückbleibt. Zugleich ist aber das Kohlenstoff-Isotopenverhältnis beim zweitwichtigsten Atmosphärenmolekül Methan das ursprüngliche (sprich: identisch mit z.B. dem Kohlenstoff im menschlichen Körper), was für eine interne Quelle sprechen dürfte.

Daß man bei bestimmten IR-Wellenlängen bis auf die Oberfläche Titans schauen kann, wußte man schon durch erdgebundene und Hubble-Beobachtungen, und beim fernen Titanvorbeiflug im Juli waren auch ein paar Bilder zustandegekommen (siehe Artikel 923). Jetzt lieferten sowohl die Kamera ISS wie das IR-Instrument VIMS deutlich schärfere Impressionen ausgewählter Gebiete auf der Oberfläche, leider ohne jeden Schatten und daher auch ohne Topografie. Das dominante Merkmal sind lange Streifen, überwiegend parallel zum Äquator: Es hat wohl etwas das Material verschoben, vorzugsweise Wind. Und tatsächlich hat sich aus der Bewegung der wenigen Wolken, die gesichtet wurden, eine Superrotation der Titanatmosphäre wie bei der Venus ableiten lassen, wobei am Boden ausreichende Winde mit rund 1 m/s zu erwarten sind. Die Streifen erinnern durchaus an Windverwehungen auf dem Mars; es könnten allerdings auch flüssiges Wasser oder strömende Kohlenwasserstoffe die Ursache sein.

Haarfeine Risse in dunklen Gebieten (wie einem, das an England erinnert) werden dagegen als Folge tektonischer Prozesse gedeutet. Was auf dem Titan hingegen völlig zu fehlen scheint, sind Einschlagskrater, wie sie auf den anderen Saturnmonden - so Tethys, von Cassini am 28.10. mit höherer Auflösung denn je aufgenommen - in großer Zahl vorkommen: Die Oberfläche Titans entsteht mithin immer wieder neu. Das kann durch eine Art Kryovulkanismus geschehen aber auch durch dicke Schichten organischer Substanzen, die aus der dichten Atmosphäre ausfallen und sich über die Landschaft legen. Hinweise auf solch einen Belag liefern die VIMS-Spektren, die alle recht ähnlich aussehen, egal ob eine optisch helle oder dunkle Zone erfaßt wurde. Was das ISS dieses Mal auch wieder nicht sah, war ein greller (»spekularer«) Reflex von Sonnenlicht, wie er von einem der vermuteten zahlreichen Seen auf der Oberfläche (vgl. Artikel 754) zu erwarten gewesen wäre.

Auch die ersten Radarbilder Titans - ein Streifen von 120 x 2000 km, insgesamt rund 1% der Oberfläche, mit 300 m Auflösung - zeigen keine eindeutigen Feuchtgebiete, die als besonders dunkle Zonen erscheinen würden, weil sie die schräg einfallenden Radarimpulse kaum zum Orbiter zurückwerfen würden. Allerdings gibt es quasi fraktal geformte Dunkelfelder (insbesondere eine Struktur, die »Haloween-Katze« getauft wurde ...), bei denen es sich um Seenplatten handeln könnte. Atmosphärenmodelle erfordern geradezu flüssiges Ethan und Methan auf der Oberfläche; es könnte sich allerdings auch in Hohlräumen darunter befinden. Die Interpretation von SAR-Bildern ist eine Kunst, denn »hell« bedeutet in erster Linie »rauh«, weil solch eine Oberfläche auch viel Radarenergie schräg zurückstreuen kann, und hat mit der optischen Helligkeit rein gar nichts zu tun. Auch der Winkel zur Antenne und die dielektrische Konstante des Materials spielen eine Rolle. Und man kann noch nicht einmal sicher sein, ob man die Oberfläche selbst sieht oder etwas in den Boden hinein.

Da es nun aber SAR-Karten in großer Zahl von der Erde und - dank Magellan - der Venus gibt, bieten sich Analogieschlüsse an. Und der Titan-Radarstreifen - der sich leider überhaupt nicht mit den optischen Aufnahmen überlappt - weist tatsächlich Parallelen auf: Da gibt es lange lineare Strukturen, 200 m breit und 100 km lang, bei denen es sich um Bergrücken aus Eis handeln könnte. Und es gibt helle dreieckige Gebilde, die auffällig an Lavafinger auf der Venus erinnern. Natürlich würde man auf dem eisigen Titan keinen basaltischen Vulkanismus erwarten, sondern zeitweise aufschmelzendes Wassereis, aus dem zumindest die Kruste des Mondes überwiegend bestehen sollte (wobei Beimischungen den Schmelzpunkt deutlich senken können). Andere Radarstrukturen erinnern an optische Bilder von Ganymed, Enceladus oder Triton.

Auch die Mikrowellenstrahlung Titans selbst hat die Radarantenne passiv gemessen (Radiometrie): Der Mondkörper strahlt effizienter ab als es ein reiner Eisball tun würde, was wiederum für einen dicken Belag aus organischem Fallout spricht. Manche Regionen sind dabei wärmer als andere: vor allem diejenigen, die im Optischen dunkel erscheinen.Und so hat sich in den ersten Tagen nach dem Vorbeiflug »Titan A« zum ersten Mal überhaupt ein Bild von der Oberfläche dieses fernen Mondes geformt, von der man rein gar nichts wußte: Die Voyagers hatten lediglich einiges über die Atmosphäre herausgefunden, daß sie überwiegend als N₂ besteht, mit ein paar Prozent Methan. Das würde von der Sonnenstrahlung zerhackt, hatten dann die Theoretiker gesagt, neue, komplexere organische Moleküle würden sich bilden und in fester oder flüssiger Form auf die Oberfläche regnen und dort eine mehrere hundert Meter dicke Schicht bilden.

Titans Oberfläche hätte auch geologisch gänzlich tot sein können, doch das Gegenteil ist offensichtlich der Fall: Vielmehr sind hier, wie vor allem die Radarbilder zeigen, eine ganze Reihe Prozesse am Werk, interne vermutlich ebenso wie atmosphärische, die lockeres Material kräftig herumschieben. Die grundlegende Natur der Geologie Titans ist dabei noch völlig unklar - aber nur Tage nach dem Lüften des Schleiers war das auch nicht anders zu erwarten. Über 40 weitere Titan-Passagen werden nun folgen, die nächste schon am 13. Dezember: Dann wird es keine Radaraufnahmen geben, dafür aber vermutlich noch etwas schärfere optische Bilder. Und dann ist der Lander Huygens an der Reihe, der am 14. Januar durch die Atmosphäre absteigen und dabei fortwährend Panoramabilder schießen wird: Noch am selben Tag sollten sie via den Cassini-Orbiter die Erde erreichen. Der Lander wird nahe der Grenze zwischen einer optisch hellen und einer dunklen Zone niedergehen: Welch eine Landschaft ihn da wohl erwartet? [30.10.2004]

[970] Quellen JPL-Pressekonferenzen vom 27. + 28. via WWW + eine NASA-Telecon am 29.10.2004. Links: JPL Press Releases vom 29., 27. und 25. Oktober, alle Titan-A-Bilder, die neuen Tethys-Bilder und Artikel mit weiteren Details von Wired, New Scientist, CSM, Sky & Tel., Spaceflight Now und AstroBiology.

Tychos Supernova: überlebender Täterstern auf der Flucht erwischt?

Eine der populärsten Erklärungen für Supernovae des Typs Ia sieht dahinter ein Doppelsternsystem: Ein Weißer Zwerg wird von seinem normalen Partner so lange mit Materie gefüttert, bis er über die kritische Massengrenze rutscht und explodiert. Ein anderer diskutierter Mechanismus geht stattdessen von zwei fusionierenden Weißen Zwergen aus. Eine tiefe Suche in der Umgebung von Tychos Supernova aus dem Jahre 1572 hat jetzt genau einen Stern zutage gefördert, bei dem es sich um den »Spender« handeln könnte, der die damalige Explosion verursachte. Und dabei eine hohe Raumbewegung mitbekam, dreimal so hoch wie in diesem Teil der Milchstraße üblich. Geschwindigkeit und Entfernung des relativ sonnenähnlichen G-Sterns passen: Als nächstes soll untersucht werden, ob er chemische Besonderheiten aufweist, denn beim Untergang seines Partners müßten charakteristische schwere Elemente implantiert worden sein. [30.10.2004]

[969] Quelle: Ruiz-Lapuente & al., Nature 431 [28.10.2004] 1069-72. Links: das Paper als Preprint, ein HST Press Release und Artikel von Nature, AFP und BdW.

Mysteriöser gibt sich »Keplers Supernova« von 1604, deren Explosion sich diesen Monat zum 400. Mal jährte - hier sind weder Typ noch Entfernung wirklich klar: ein Paper von Blair & al., ein HST Release und Astronomy Now (PDF) zur Geschichte.

2.8 Mio. Jahre alte Supernova-Spuren in Sedimenten im Pazifik? Das wäre die naheliegendste Erklärung für das Eisen-60, das jetzt wesentlich deutlicher gesehen wird als bei seiner Entdeckung vor fünf Jahren: Physics News Update, BdW.

Ein besonders detailreiches Radiobild des Mikroquasars SS 433 und insbesondere der komplizierten Jets dieses ungewöhnlichen Doppelsystems, das seit 25 Jahren für Aufregung sorgt, ist mit dem VLA gelungen: NRAO Press Release.

Interferometer beweist: Cepheiden richtig geeicht!

Sie sind immer noch der Schlüssel zur Entfernungsbestimmung anderer Galaxien: helle veränderliche Sterne des Cepheiden-Typs, bei denen es ein ziemlich festes Verhältnis von absoluter Helligkeit von Periodendauer gibt. Aber die Eichung dieser Relation war immer ein Problem, weil selbst die erdnächsten Cepheiden in der Milchstraße für genaue direkte Entfernungsmessungen über ihre Parallaxe zu weit entfernt sind. Eine ganz neue Technik hat nun die optische Interferometrie möglich gemacht: Man mißt direkt am Himmel, wie die winzigen Sternscheibchen größer und kleiner werden, während spektroskopisch die Expansion und Kontraktion über den Dopplereffekt verfolgt wird. Daraus ergibt sich rein geometrisch die Distanz, ohne weitere Annahmen. Bei vier Cepheiden - keiner größer als 3 Millibogensekunden! - ist dies inzwischen mit dem VLT-Interferometer mit 5% Genauigkeit gelungen: Die auf wesentlich indirektere Weise geeichte Relation erweist sich als korrekt. Neue Instrumente am VLTI sollten bald noch wesentlich mehr Cepheiden für solch direkte Entfernungsbestimmungen zugänglich machen. [30.10.2004]

[968] Quelle: ESO Press Release.

Magnetische Sterne haben ihr Feld von Anfang an mitbekommen und stets behalten können - neue Berechnungen stabilier Feldkonfigurationen legen dieses Szenario nahe: MPG PM.

Sonnenaktivität der letzten 12'000 Jahre rekonstruiert

Kohlenstoff-14 in den Jahresringen uralter Bäume oder deren Fossilien macht es möglich: Weil mit der Aktivität der Sonne auch der Fluß der Kosmischen Strahlung auf die Erdatmosphäre und damit die Produktion dieses kurzlebigen radioaktiven Isotops schwankt, hat sich das langjährige Auf und Ab der Sonnenfleckenzahl für die vergangenen 11'400 Jahre ableiten lassen. Das Ergebnis ist verblüffend: So aktiv wie derzeit war die Sonne nur rund 10% der Zeit, das letzte Mal vor 8000 Jahren, und die meisten aktiven Phasen dauerten nur um die 30 Jahre, während die gegenwärtige schon 70 Jahre anhält (und statistisch gesehen in spätestens ein paar Jahrzehnten zuende sein muß). Ein weiteres Mosaiksteinchen zur Frage langfristiger Aktivitätsschwankungen sonnenähnlicher Sterne (vgl. Artikel 919) - und kein Indiz dafür, daß nicht der Treibhauseffekt für den starken globalen Temperaturanstieg der letzten 15 Jahre verantwortlich ist: Gerade in dieser Zeit blieb die Sonnenaktivität im Mittel konstant. [30.10.2004]

[967] Quelle: Solanki & al., Nature 431 [28.10.2004] 1084-7. Links: MPG und HD Akad. der Wiss. PMn und Artikel von Nature, New Scientist und NetZeitung.

Es hat erste Tage ganz ohne Sonnenflecken gegeben, womit das Nahen des nächsten Aktivitätsminimums nicht mehr zu übersehen ist - vielleicht kommt es schon 2006 statt 2007: Science@NASA.

Keine signifikanten Häufungen von Sonnenflecken bei bestimmten Längen der Sonne ist zu erkennen - ein entsprechendes Ergebnis war ein mathematisches Artefakt: ein Paper von Pelt & al.

Meade kauft Coronado, den bekanntesten Hersteller von Spezialteleskopen für die Sonnenbeobachtung - für die Kunden soll sich aber wenig ändern, außer daß die Lieferzeiten kürzer werden könnten: Sky&Tel.

Das 4-m-Sonnenteleskop kommt wahrscheinlich nach Hawaii - der Haleakala auf Maui wird vermutlich bald als Standort für das Advanced Technology Solar Telescope (ATST) festgelegt: Univ. of Hawaii PR.

China plant einen Satelliten für die Sonnenforschung, der 2008 starten soll - ein Fernost-SOHO sozusagen: Xinhua.

Jede Menge Dunkle Materie um isolierte elliptische Galaxie

Große Verblüffung löste letztes Jahr die Entdeckung aus, daß mehrere elliptische Galaxien keine Halos aus Dunkler Materie besitzen (Artikel 640) - nicht nur solche in engen Gruppen, die Halos durch Wechselwirkungen eingebüßt haben könnten, sondern auch ein isoliertes Exemplar. Jetzt hat umgekehrt der Röntgensatellit Chandra bei der isolierten elliptischen Galaxie NGC 4555 einen um so größeren Halo nachgewiesen: Sie ist von so viel heißem Gas umgeben, daß man noch einmal die 300-fache Menge an Dunkler Materie benötigt, um es festzuhalten. Solch ein dicker Halo paßt zum klassischen Bild der Entstehung dieser Galaxien durch Fusionen, halofreie Elliptische nicht: Vielleicht gibt es mehrere Wege, wie Galaxien dieses Typs entstehen können? [30.10.2004]

[966] Links: ein Chandra Press Release und ein New Scientist-Artikel.

Große Schau in Halle: Die Scheibe von Nebra wird vorgestellt

Schon über 15'000 Besucher konnte »Der geschmiedete Himmel« im Landesmuseum für Vorgeschichte in Halle an den ersten zehn Tagen begrüßen: Zum ersten Mal ist hier - noch bis zum 24. April 2005 - die Himmelsscheibe von Nebra aus Artikel 460 frisch restauriert und in einen fast noch spektakuläreren Kontext eingebettet zu bestaunen. Die Bronzescheibe steht natürlich im Mittelpunkt, auch geometrisch: Schon durch die Museumspforte leuchtet sie dem Besucher entgegen, platziert in einer Vitrine mitten im Atrium des Museumsbaues, die sie sich mit dem Sonnenwagen von Trundholm und einem Haufen kleiner goldener Schiffchen teilt.

Das ganze Ensemble thront selbst wiederum in einem stilisierten Riesenschiff, einer Anspielung auf die mutmaßliche Sonnenbarke, als die ein als letztes angebrachter Bogen auf der Scheibe meist gedeutet wird. Die Ausstellung mit dem Untertitel »Die weite Welt im Herzen Europas vor 3600 Jahren« bietet eine Fülle von oft spektakulären Funden der Bronzezeit aus ganz Europa auf, in denen man die Symbolwelt der Scheibe wiederzufinden scheint: Darstellungen von Sonne, Mond und Schiffen hat es nicht wenige gegeben. Und sind die Bilder einmal schwer zu erkennen, dann machen exzellente Fotos derselben Objekte direkt daneben klar, was gemeint ist. Die Ausstellung ist von der Fläche her zwar gut überschaubar, doch die Fülle des Materials, verteilt auf drei Etagen, erfordert ihre Zeit: mindestens zwei, besser 3 bis 4 Stunden.

Die Scheibe selbst begegnet dem Besucher gleich dreimal: Da ist das Original im Erdgeschoß, inzwischen komplett gereinigt, so daß sie nun in einem makellosen Grün erstrahlt. Und auch die eingelegten Goldmotive strahlen mehr denn je, wobei das von den Raubgräbern herausgeschlagene Stück der großen Scheibe durch ein aus identischer Legierung nachgebildetes Fragment ergänzt wurde. Dies nicht zu tun, hätte den Raubgräbern »zu viel Ehre« erwiesen, so ein Museumssprecher zu MegaLithos - und wenn man dieser Reparatur später einmal doch überdrüssig sein sollte, kann sie leicht wieder entfernt werden. So oder so: In ihrem jetzigen supersauberen Zustand wirkt die Scheibe fast schon steril (um nicht zu sagen wie eine Kopie), und der Kritiker wäre nicht der erste, der sie im schmuddeligen Fundzustand irgendwie aufregender fand.

Aber bitte sehr: Eine Etage höher gibt es auch eine Kopie der Scheibe, der Schwerter und der anderen Gegenstände, mit denen zusammen sie gefunden worden war - genau so wie sie damals aussahen. Und noch ein Stockwerk höher werden Scheibe und Co. in einer dramatisch ausgeleuchteten Installation so dargeboten, wie sie vor 3600 Jahren ausgesehen haben dürften. Damals war die Scheibe noch fast schwarz, wodurch die offenkundig astronomisch inspirierten Motive noch stärker zur Geltung kamen. Bei deren Deutung werden - in den Ausstellungstexten, Grafiken und einem aufwändig animierten Video - ausschließlich die Hypothesen des Bochumer Astronomen Wolfhard Schlosser vorgestellt, die unter den Scheibenforschern praktisch zum Standardmodell erklärt worden sind. Denen im Umfeld der Hallenser Archäologen jedenfalls.

Mangels irgendeiner Veröffentlichung zur Scheibe in einer referierten Fachzeitschrift - geschweigedenn in englischer Sprache - sind alle Diskussionen über die Bedeutung der Scheibe bislang nur informell zwischen einer Handvoll Wissenschaftlern gelaufen: Daß die dargestellte Version (s.a. Artikel 535 und 779) bereits eine Art Konsens darstellt, wie die Ausstellungsmacher sagen, mag da ein wenig übertrieben sein. Aber sie ist gewiß plausibler als die unzähligen Alternativen, die fortwährend auftauchen: Im Standardmodell sind die große Goldscheibe der Vollmond, die Sichel rechts davon der abnehmende Mond und die sieben gehäuften Sterne dazwischen die Plejaden. Der Deutung der großen Scheibe als Mond statt Sonne scheinen sich die meisten im Umfeld der Ausstellung inzwischen angeschlossen zu haben - bis auf einen Archäometer, der im Begleitbuch weiter von der Sonne spricht ...

Die weitergehende Interpretation ist dann, daß Konjuktionen von Sichel- bzw. Vollmond mit den Plejaden tief am Abendhimmel just dann zu erwarten sind, wenn Aussaat bzw. Ernte anstehen: Diese wesentlichen Daten des bäuerlichen Jahres könnten hier durch die astronomische Symbolik angedeutet sein. Wobei die Scheibe natürlich nicht als Zeitmesser oder auch wie eine drehbare Sternkarte mißverstanden werden darf, aus der man präzise oder maßstabsgerecht etwas ablesen könnte. Das begann sich erst in einer späteren Phase zu ändern, als die Horizontbögen eingefügt wurden. Und mit der wiederum späteren Einpassung der Sonnenbarke, dem ersten unphysikalischen Element, wurde endgültig ein Kultgegenstand daraus - der schließlich, nach vermutlichen hunderten Jahren Benutzung, sorgfältig beerdigt wurde. Ein paar Erkenntnisse sind neu:

• Die gleich langen Horizontbögen liegen einander nicht genau gegenüber, sondern einander auf einer Seite um ein paar Grad näher. Das entspricht den tatsächlichen Gegebenheiten am Himmel, wo die Sonnenauf- und - untergangpunkte durch die endliche Größe des Sonnenscheibchens und die atmosphärische Refraktion in ähnlicher Weise Richtung Norden rücken. Die Anbringung der Bögen auf der Scheibe dürfte mithin aufgrund echter Messungen erfolgt sein.

• Daß die Scheibe mehrere Male umgestaltet wurde, ergibt sich nicht nur aus der Position der Einlagen (für die Horizontbögen wurden Sterne versetzt, die Barke paßt nur mühsam zwischen die Sterne) und der unterschiedlichen Chemie der Goldelemente: Inzwischen kann man an der Art der Tauschierungen - also wie die Goldstücke von kleinen Bronzerändern festgehalten werden - die Arbeitstechnik von mindestens zwei Künstlern unterscheiden.

• Und es gibt eine erste direkte Altersbestimmung - leider nicht der Scheibe selbst, die frei von jedwedem orgischem Material ist, wohl aber von einem der Schwerter, die dazugehören. Derlei zu kultischen Zwecken benutzte Schwerter hatten oft eine Seite aus metallenem und eine aus organischem Material (Holz oder Knochen) - und ein winziger Rest des letzteren ist erhalten geblieben. Die C-14-Datierung hat diesen Sommer genau dasselbe Alter von 3600 Jahren ergeben, das man bereits aus dem Typus des Schwertes geschlossen hatte.