Die MegaLithos News
Nr. B91-C00 vom 15.2.-15.3.2006
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Integral guckt Richtung Erde | Kampf um SOFIA | Natur des Linsen-Planeten | GEMS nachgemacht | Galactic Ridge X-rays erklärt? Satellit Akari gestartet | GRB ganz früh erwischt | Exoplanet starke IR-Quelle | HST-Grossmosaik | MRO im Orbit - und mehr
Einst gut geheizte Staubteilchen im Stardust-Fang

Zwei Überraschungen gibt es bereits festzuhalten bei der ersten Sichtung des Staubs von Komet Wild 2, den die Raumsonde Stardust einfing und wohlbehalten zur Erde brachte (Artikel B80): Einige der Teilchen sind bis zu 50-mal größer als erwartet - und die Mineralien darin wurden vor dem Einbau in den Kometenkern sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Während der Kern in rund 45 AU Sonnenabstand bei nur 30 Kelvin entstand, sind manche der Bausteine zuvor bis zu 1500 Kelvin heiß geworden und bis zur Weißglut getrieben worden, andere haben zumindest einmal rot geglüht. Die große Frage ist nun, ob ihnen das im innersten Bereich des solaren Urnebels widerfuhr, aus dem sie dann sehr schnell - die ganze Bildung des Sonnensystems dauerte nur etwa 10 Mio. Jahre - durch einen unbekannten Transportmechanismus bis an den Rand des Nebels gejagt wurden, oder ob vielmehr lange vorher in die unmittelbare Nähe eines anderen Sterns geraten waren, während ihres vorherigen Lebens als interstellares Staubteilchen.

Künftige Untersuchungen der Isotopenzusammensetzung werden das vermutlich klären können: Während das Sonnensystem aus einem Gemisch interstellarer Materie aus vielen Quellen besteht und eine einheitliche durchgängige Isotopenchemie besitzt, sollten Teilchen aus anderen Sternsystemen deutlich abweichen. So oder so muß man aber von dem Standardbild Abschied nehmen, daß Kometenkerne aus interstellaren Teilchen wuchsen, die niemals warm wurden. Wie groß der Anteil der extrem geheizten Mineralien am Gesamtbestand der Stardust- Sammlung ist, läßt sich noch nicht sagen: Der Einfachheit halber wurden zuerst die größten Staubteilchen aus 6 der 132 Aerogel-Zellen isoliert und untersucht - und vielleicht sind sie nicht ganz repräsentativ. Etwa 45 insgesamt sind mit dem bloßen Auge zu erkennen gewesen und rund 10 µm groß: Höchstens ein Teilchen dieses Formats war erwartet worden, da die bisherigen Kometensonden vor Ort überwiegend winzige Partikel gemessen hatten - man hatte vermutet, daß der Großteil der eingefangenen Masse in Teilchen von nur 1/4 µm stecken würde.

Als dann das erste Riesenpartikel mineralogisch untersucht und seine heiße Vergangenheit klar wurde, waren die Stardust-Forscher erst ziemlich geschockt: War das nur eine irdische Verunreinigung, die da in den Staubfänger geraten war? Aber Teilchen auf Teilchen hatte dieselben Eigenschaften, dominiert von Mineralien, wie man sie oft auch auf der Erde oder dem Mond kennt, aber nicht in einem Kometen erwartet hätte. (Hingegen erinnern sie stark an eine bestimmte Chondriten-Klasse.) Zu den flüchtigen Bestandteilen des Kometenstaubs - an deren Existenz, organische Verbindungen inklusive, Satellitenmessungen vor Ort keinen Zweifel lassen - läßt sich noch wenig sagen. Erstaunlich große Volumina mancher Eindringtrichter - 100-mal größer als in Labortests! - deuten jedenfalls auf viel expandierendes Gas oder gar regelrechte Miniexplosionen hin. Organisches wurde tatsächlich bereits gefunden, aber die Gefahr der Verunreigung im Labor ist erheblich: Man kann Räume weitgehend staubfrei machen, aber alles Organische aussperren ist praktisch unmöglich. 150 Teilchen wurden bereits aus dem Aerogel geschält (wobei die Techniken ständig verfeinert werden) und an Forscher in alle Welt verschickt, in wenigen Tagen werden es schon rund 200 sein.

Um das extrem poröse Aerogel überhaupt schneiden zu können, mußte eigens ein spezielles Messer entwickelt werden, das auf bestimmte Weise vibriert: Das Aerogel in jeder einzelnen Zelle von 2 x 4 x 3 cm wird damit in einige Millimeter dicke Scheiben geschnitten, nachdem es zuvor erst mit Digitalkameras im Ganzen und dann in vielen Einzelfeldern mit der 10-fachen Schärfe mikroskopisch fotografiert wurde. Da oft Teilchenmaterial bereits im Trichter hängengeblieben sein dürfte, wird vielfach der gesamte Kanal herausoperiert, zuweilen mit der Hand (!) einzelne große Partikel geborgen, und manche werden auch - nach Einbettung in ein hartes Substrat - mit einem Diamantmesser in hunderte feine Scheiben zersägt. Bis zum Spätsommer sollte dann jedes Kometenteilchen geborgen sein, und in einer zweiten Phase der Analyse darf jeder Forscher weltweit einen Antrag auf Auslieferung stellen - nicht verbrauchtes Material geht dabei immer an die NASA zurück, damit es später mit Methoden untersucht werden kann, die es heute noch gar nicht gibt. Von den Techniken, die heute schon angewendet werden, gab es vor 20, 25 Jahren, als die ersten Pläne für die Stardust-Mission reiften, auch noch so gut zu keine.

In wenigen Tagen beginnt auch die Arbeit an der Rückseite des Staubfängers, in der rund 100 interstellare Staubteilchen steckengeblieben sein sollten, keines größer als 1 µm und mit dem Auge allesamt unsichtbar. Die komplette mikroskopische Abtastung dieses Aerogels beginnt kommende Woche, damit die Öffentlichkeit im Rahmen von Stardust@home auf die Suche gehen kann. Wie man die lokalisierten Teilchen dann herausholen wird, ist noch gar nicht klar, denn beim Einsammeln des Kometenstaubs hat man sich nur bis an mindestens 3 µm große Teilchen herangewagt - im Rahmen der weiteren Arbeit am Kometenstaub wird man aber lernen, auch den interstellaren handzuhaben. Und wer weiß: Vielleicht lernt man von ihm noch mehr als vom kometaren. Dieser wird vor allem über die physikalischen Prozesse im frühen solaren Urnebel Auskunft geben, während man aus den Apollo-Proben im Wesentlichen etwas über die Bildung der größeren planetaren Körper gelernt hat: Ob die vergleichsweise extrem billige Stardust-Mission die wissenschaftliche Ausbeute Apollos übertreffen kann, dazu äußern sich die Forscher lieber nicht. [15.3.2006]

[C00] Quelle: Pressekonferenz der Stardust-Forscher Brownlee, Tsou & Zolensky am Johnson Space Center in Houston am 13.3.2006 - zufälligerweise exakt dem 20. Jahrestag des Giotto-Vorbeiflugs an Halley. Links: Univ. of WA, Argonne Nat'l Labs und NASA Press Releases, Stardust News und Artikel von AstroBio, Discovery, Sky & Tel., BBC, Houston Chronicle, Space Today, NetZeitung, Rh. Post, DPA und AFP.


MRO im Mars-Orbit - Hayabusa lebt noch - Dawn kämpft ums Überleben!

Die Meldungen aus dem Sonnensystem überschlagen sich in diesen Tagen: Während der Mars Reconnaissance Orbiter am 10. März eine bilderbuchreife Mars Orbit Insertion (MOI) hinlegte, hat die japanische Flugkontrolle bereits seit Ende Januar wieder Kontakt mit der schwer angeschlagenen Asteroidensonde Hayabusa - und die NASA hatte ihre eigene nahezu startbereite Asteroidenmission Dawn am 2. März zunächst abgebrochen, will es sich nach massiven Protesten aber dem Vernehmen nach noch einmal überlegen. Die MOI des Mars Reconnaissance Orbiter aus Artikel B05 war von gewisser Spannung begleitet, denn es würden zwar der Beginn, nicht jedoch das Ende der 27-minütigen Zündung des Haupttriebwerks von der Erde aus zu verfolgen sein, da die Sonde drei Minuten nach der größten Annäherung (400 km über Marsoberfläche um 22:43 MEZ Erdempfangszeit) für genau ½ Stunde hinter dem Mars verschwand. Die kritischen Momente waren damit die Zündung (22:24 MEZ) und das Wiedererscheinen des MRO bereits auf dem korrekten ersten Orbit und zum rechten Zeitpunkt (23:16 MEZ): Beides wurde am JPL stürmisch gefeiert.

Statt eines großen hatte man der Sonde 6 kleinere Triebwerke für das kritische Manöver verpaßt: Wäre eines ausfallen, hätten die anderen 5 einfach länger gebrannt und den Einschuß doch noch geschafft. Die Hardware sollte eigentlich das Landetriebwerk des für 2001 geplanten Marslanders werden (der inzwischen als Phoenix 2007 seiner Wiederauferstehung entgegenblickt). Weil es dabei auf Einfachheit und nicht Schubstärke angekommen wäre, wird keines der üblichen Bipropellant-Systeme mit getrenntem Brennstoff und Oxidator verwendet, sondern Hydrazin, das bereits beim Kontakt mit einem Katalysator in der Brennkammer entflammt. 35 Minuten vor der Zündung wurde das Hydrazin durch Helium unter Druck gesetzt und in die Kammer gescheucht - ein kritischer Moment, denn genaz dabei war 1993 der Mars Observer wahrscheinlich durch eine Explosion seines Bipropellant-Systems verloren gegangen. Beim MRO gab es jedoch genau so wenig Probleme wie schon während der gesamten Reise: So war die Sonde derart präzise gestartet worden, daß die letzten beiden der vier eingeplanten Bahnkorrekturen ersatzlos gestrichen werden konnten. Was wiederum 25 kg Treibstoff sparte: Nur 10 statt 35 kg wurden verbraucht, die Reserve im Orbit ist nun größer.

Im Anflug auf den Mars wurde im Februar und März bereits erfolgreich ein erstes Experiment zur Navigation anhand der Positionen von Phobos und Deimos vor dem Sternenhimmel absolviert, für das eine kleine Kamera mitgeführt wurde. Jetzt befindet sich der Orbiter auf einer hochelliptischen Umlaufbahn mit 35 Stunden Umlaufszeit, in der zunächst die Instrumente getestet werden (die ersten Aufnahmen seiner drei Hauptkameras waren für den 14.3. geplant). Ungefähr am 30. März beginnt dann das Aerobraking, das die Bahn mittels rund 500 Flügen durch die obere Atmosphäre bis Oktober in eine 320 x 254 km hohe sonnensynchrone Fastkreisbahn (niedriger als bei MGS, Odyssey und Mars Express) verwandeln soll: Alle 2 Stunden kreuzt sie den Äquator um 15:00 Ortszeit. Damit beginnt die zweijährige Wissenschaftsphase von Nov. 2006 bis Dez. 2008, und bis Dez. 2010 ist der MRO anschließend als Funkrelais für die beiden Lander Phoenix und MSL gebucht, wobei durchaus noch weiter geforscht werden kann. Am 31.12.2010 ist die Primärmission zwar vorbei, aber der MRO hat so viel Treibstoff dabei, daß er noch bis 2014 weitermachen könnte.

Daß mit Hayabusa wieder Funkkontakt besteht, gaben die Japaner erst am 7. März bekannt - und entschuldigten sich gleichzeitig für ihr langes Schweigen; man hatte erst ganz sicher sein wollen, woran man eigentlich war und z.B. erst tags zuvor den Ort der Sonde im Raum bestimmen können. Ihre Situation ist leider noch kritischer geworden, seit sie am 9.12.2005 plötzlich wegen eines Lecks im Treibstoffsystem eine rabiate Drehung im Raum vollführt hatte und dabei aller Funkkontakt abgerissen war. Nach damaligen Modellrechnungen der japanischen Weltraumbehörde JAXA bestand Hoffnung, daß die Erde nach einigen Monaten wieder in den Bereich von Hayabusas Antennen kommen würde, und überraschenderweise war das sogar schon am 23. Januar der Fall, sogar mit überraschend hoher Stärke. Zunächst war nur die Trägerwelle zu empfangen, aber im Lauf der Wochen verbesserte sich die Kommunikation so weit, daß Hayabusa auf Kommandos reagierte und vor allem der Status der Sondensysteme abgefragt werden konnte - und der ist bedenklich, wenn auch nicht gänzlich hoffnungslos:

  • Nach dem Treibstoff, der bereits im Dezember komplett aus den Tanks entwich, hat sich inzwischen vermutlich auch aller Oxidator des chemischen Antriebssystems davongemacht, zumindestens zeigt das der Sensor an - aber der könnte selbst beschädigt sein. Nachdem bereits die Drallräder für die Lageregelung ausfielen, sind nun auch die Düsen nutzlos geworden.

  • Völlig tot sind jetzt weiterhin die Batterien der Sonde, bei denen man sich wegen Explosionsgefahr nicht trauen wird, sie noch einmal zu laden zu versuchen. Nur wenn die Solarzellen genügend Licht abbekommen, kann Hayabusa fürderhin funktionieren, aber das ist - eine funktionsfähige Lageregelung vorausgesetzt - kein Problem.

  • Während der kommunikationslosen Zeit gab es einen totalen Stromausfall an Bord, bei dem wahrscheinlich sämtliche während der kritischen Manöver im November 2005 (siehe Artikel B53 für damals eine leider zu optimistische Einschätzung der Lage) gespeicherten Daten verlorengingen - damit dürfte nicht mehr festzustellen sein, ob Hayabusa beim 2. Anflug eine Bodenprobe entnehmen konnte oder nicht.
Zur Lageregelung der z.Z. 13'000 km vor Itokawa fliegenden Sonde kann nun das Xenon-Gas des Ionenantriebs verwendet werden, das man langsam ausströmen läßt: Das wird bereits seit Anfang Februar mit Erfolg praktiziert. Die kommenden Monate wird die Flugkontrolle mit Tests weiterer Bordsysteme und ansonsten damit verbringen, alle Reste des Treibstoffs und Oxidators, die sich vermutlich noch irgendwo innerhalb Hayabusas befinden, herauszutreiben: Dazu werden bis Ende 2006 alle Sondensysteme eingeschaltet, um die Temperatur in die Höhe zu treiben (man spricht von "Ausbacken"). Und dann könnte Anfang 2007 der Rückflug zur Erde angetreten werden, wenn es das Ionentriebwerk noch tut: Mit ca. 43 kg sollte eigentlich noch genügend Xenon in den Tanks sein. Daß dann im Juni 2010 die Probenkapsel in Australien landet, wäre damit noch lange nicht sicher (und ob etwas darin steckt, ist - s.o. - ohnehin nicht zu klären). Aber daß nun überhaupt wieder Kontakt zu Hayabusa besteht (selbst die Japaner sprechen von einem »Wunder«), hat der JAXA bereits erneut größten Respekt im Ausland eingebracht.

Auf des Messers Schneide steht derweil das Schicksal der amerikanisch-deutschen Asteroidenmission Dawn: Am 2. März hatte die NASA überraschend den kompletten Abbruch des seit letztem Herbst unterbrochenen Projekts (siehe Artikel B53 Kurzm.) angeordnet, soll aber inzwischen einen erneuten Review vorbereiten. Ende Februar hatten unabhängige Gutachter Dawn bescheinigt, daß frühere technische Probleme mit dem Xenon-Tank des Ionenantriebs gelöst sind und daß der einst beschlossene Etat zwar deutlich überschritten wurde, das Projekt mit den jetzt eingeplanten Mitteln aber auskommen werde. Trotzdem begründete die NASA den Abbruch mit angeblich weiter unklaren Etatzahlen - was heftigen Widerspruch unter Amerikas Planetenforschern hervorrief. Das Hauptinstrument Dawns, die Kamera, würde von Deutschland beigestellt - und DLR-Chef Wittig wurde, wie er am 10.2. gegenüber MegaLithos erwähnte, von der NASA-Entscheidung völlig überrascht ... [15.3.2006]

[B99] Links: ein JPL Release und Artikel von Spacefl. Now, Plan. Soc., New Sci., Space.com, Space Today, Rh. Post und DPA zum Einschuß des MRO und ein JPL Release und die Planetary Soc. zur Reise bisher, ein JAXA Press Release, ein Transkript einer JAXA-PK und ein Artikel der Planetary Soc. zur Rettung Hayabusas und Artikel von Spacefl. Now, Space.com und Discovery, ein offener Brief eines erzürnten Astronomen, SpaceRef und der Planetary Soc. Blog zur Dawn-Krise. Zusätzliche Quelle: AW&ST vom 6.3.2006 S. 35 zum MRO.

Das größte Hubble-Mosaik einer Galaxie

zeigt Messier 101 mit 16'000 x 12'000 Pixeln; Bilder der ACS und der WFPC2 aus 10 Jahren (und auch von Teleskopen auf der Erde zwecks Stopfens von Lücken) wurden dazu kombiniert - aber es existiert bereits mindestens ein Galaxien-Mosaik mit noch viel mehr Bildpunkten, das ein Amateur aus Bodendaten erstellte, weshalb die Hubble-Publizisten ihre ursprüngliche Pressemitteilung (»It is the largest and most detailled photo of a spiral galaxy beyond the Milky Way that has ever been publicly released«) gleich wieder umschreiben mußten: HST und HST ESA Press Releases - und das andere Mosaik mit (im Original) 21'904 x 14'454 Pixeln. [1.3.2006]

Die Supernova 2006X in Messier 100, die im Februar bis zu 13m hell wurde, beobachtete auch das VLT: ESO Press Release.

Starkes direktes IR-Signal eines Exoplaneten

Die Methode, die schon zweimal erfolgreich war (Artikel A43), hat sich erneut bewährt: Das Spitzer Space Telescope maß bei einem weiteren Exoplaneten, wie sein Beitrag zur Gesamtstrahlung verschwindet, wenn er hinter seine Sonne taucht - aber diesmal ist der Effekt mit 1/2% ungleich stärker! Sofort nach der Entdeckung des neuen Falles eines Exoplaneten, der vor und damit auch hinter seinem Stern herzieht (Artikel B36), war aufgefallen, daß er für die Spitzer-Technik geradezu prädestiniert ist: großer Durchmesser, kurze Umlaufszeit - und nur 19 Parsec von der Erde entfernt. Die dramatische IR-Lichtkurve der Bedeckung des Planeten durch den Stern hat ein so gutes Signal/Rausch-Verhältnis, daß man sogar an der Schwelle zur Meßbarkeit der Temperaturverteilung auf seiner Oberfläche (der Mittelwert ist 1100 K) und damit quasi einer groben Karte steht. [1.3.2006]

[B98] Links: ein Paper von Deming & al. und ein GSFC Press Release.

Schon wieder ein Exoplanetensystem mit 2:1-Resonanz der Umlaufszeiten der beiden Planeten ist (bei HD 73526) entdeckt worden - es ist bereits der 4. Fall, bei dem ein Planet genau halb so lange um den Stern braucht wie der andere, was Rückschlüsse auf die Mechanismen der Bahnmigration erlauben sollte: ein Paper von Tinney & al.

Exoplaneten-Abbildung mit »optischem Vortex«? Eine exotische Optikkomponente zur partiellen Lichtverlangsamung könnte - nach viel weiterer Entwicklungsarbeit - einen besonders effizienten Koronographen erlauben: Univ. of AZ Press Release.

Hüllen zweier Cepheiden per Interferometer entdeckt hat man mit dem VLTI bei Delta Cephei (dem Prototypen dieser Klasse heftig pulsierender Riesensterne) und L Carinae - wie die Hüllen vom 2- bis 3-fachen Sterndurchmesser entstehen, ist noch unklar, es könnte aber eine direkte Folge der Pulsationen sein: ESO Press Release.


Swift verfolgte Gammaburst von Anfang an aus allen Rohren

Dank eines schwachen Precursors 570 Sekunden vor dem eigentlichen Ausbruch war der GRB-Satellit Swift am 24. Januar bereit wie noch nie: Schon 6 Minuten vor dem Gammaburst hatte er alle seine Instrumente, auch die mit nur kleinem Bildfeld, auf die richtige Himmelsstelle ausgerichtet und konnte dann die Entwicklung der Gamma-, Röntgen- und optischen Strahlung in den kritischen Sekunden und Minuten gleichzeitig dokumentieren. Während die Röntgenstrahlung bei 0.2 bis 10 keV Energie eng der Gammaemission folgte und offensichtlich aus derselben Quelle im Feuerball der Explosion stammte, nahm die optische Strahlung einen deutlich anderen Verlauf: Offensichtlich wird sie an einer anderern Stelle erzeugt, vielleicht in Schocks, die der expandierende Feuerball im Umgebungsgas auslöst. [1.3.2006]

[B97] Link: ein Paper von Romano & al.

Ein weiterer Fall eines Gammabursts, dessen Nachglühen zur Supernova mutiert (vgl. Artikel 646) spielt sich im Augenblick am Abendhimmel ab, wobei die nach drei Tagen im Spektrum des GRB 060218 aufgetauchte SN 2006aj erst Anfang März ihr Maximum von 16. bis 17. Größe erreichen dürfte - und die Umstände des GRB wie seine extrem lange Dauer und geringe Leuchtkraft sind exotisch wie nie: eine AAVSO Special Note, eine Webseite mit vielen Daten, GSFC und PPARC Press Releases und Artikel von Sky & Tel., New Sci. und Wash. Post.

Ein Pulsar, der regelmäßig durch die Scheibe um seinen Begleiter taucht, wird mit XMM-Newton beobachtet - dabei kommt es zu komplexer Wechselwirkung zwischen Pulsar- und Sternwind: ein Paper von Chernyakova & al. und ein ESA Press Release.

Ein weiteres Indiz für die relevante Rolle von Magnetfeldern bei der Formgebung Planetarischer Nebel (vgl. Artikel 994) liefern direkte VLBA-Messungen der Feldstärke in Jets: NRAO Press Release.


Neues bedeutendes Observatorium im Orbit: Japan startet IR-Satellit Akari

Er könnte unser Bild - wörtlich gemeint - vom Himmel im Infraroten so nachhaltig verändern wie zuletzt vor über 20 Jahren der Satellit IRAS: der neue japanische Infrarotsatellit Astro-F, den am 21. Februar (22.2. Ortszeit) eine M-V-Rakete auf eine polare Umlaufbahn in 745 km Höhe brachte. Dort wurde er Akari (Licht) getauft, und in rund zwei Monaten sollte er mit der Arbeit beginnen - jedenfalls wenn sich gewisse Probleme mit der Lageregelung des Satelliten schnell beheben lassen. Das Primärziel der Mission ist eine komplette Durchmusterung des Himmels in sechs Monaten mit viel größerer Schärfe als IRAS und in mehr Farben. Anschließend sind gezielte Langzeitbelichtungen ausgewählter Objekte und Himmelsfelder geplant, bis nach vielleicht 10 weiteren Monaten alles flüssige Helium verdampft ist, das die zwei Instrumente Akaris auf 6 Kelvin kühlt. Und selbst danach sollte eines der beiden im Nahinfraroten weitermachen können, bis auch das mechanische Kühlsystem den Geist aufgibt.

Mit seinem 69-cm-Spiegel und einem Wellenlängenbereich von 2 bis 160 µm ist Akari in etwa dem Spitzer Space Telescope der NASA (siehe Artikel 729) vergleichbar, doch die beiden Satelliten sind geradezu komplementär: Akari hat ein größeres Gesichtsfeld - und kann nahezu den ganzen Spektralbereich in 13 Bändern vom nahen bis fernen IR lückenlos erfassen, während Spitzer nur bestimmte Wellenlängen sieht und einiges verpaßt. Das eine Instrument, der Far-Infrared Surveyor (FIS), ist speziell für die anfängliche Durchmusterung gedacht und sieht den Himmel in vier Farben von 50 bis 160 µm, mit 30 bis 60 Bogensekunden Auflösung, während die für Langzeitbelichtungen ausgewählter Felder ausgelegte InfraRed Camera (IRC) für 2 bis 26 µm zuständig ist. Bei der Durchmusterung wird der ganze Himmel in 6 Wellenlängenbereichen von 9 bis 160 µm erfaßt: Die Karten und abgeleiteten Kataloge werden auch eine wichtige Rolle für die Zielplanung des Anfang 2008 startenden ESA-Satelliten Herschel spielen.

Aufgrund seiner polaren Umlaufbahn und Vermeidung von Sonne und Erde schaut Akari besonders häufig in Richtung der beiden Ekliptikpole: Das wird für zwei besondere tiefe Aufnahmen mit der IRC genutzt, vom Nordekliptikpol (wo man auf viele Galaxien mit z = 3 bis 4 hofft) und der Großen Magellanschen Wolke, die nahe des südlichen liegt (hier geht es um interstellare Materie, Sternbildung und späte Sterne). Eigentlich der ganze Kosmos steht bei der Durchmusterung, den tiefen Aufnahmen und gezielten Einzelbeobachtungen tausender von Objekten auf dem Speiseplan: Über eine halbe Million Galaxien bis z=1 sollte z.B. der FIS sichten, dazu exotische und seltene Objekte mit hoher Rotverschiebung, in der Milchstraße sind nahe Sternbildungsregionen von Interesse, dazu Braune Zwerge, Sterne mit Staubscheiben und Protosterne. Beim Empfang des Datenstroms aus dem Orbit hilft auch die ESA mit einer Bodenstation im schwedischen Kiruna mit, ebenso bei der Datenanalyse, wofür europäischen Astronomen 10% der Beobachtungszeit in der zweiten und dritten Missionsphase zustehen: So können sie schon mal für die Arbeit mit Herschel üben. [23.2.2006]

[B96] Links: ein Paper von Matsuhara & al. über die Mission, JAXA, ESA und PPARC Press Releases zum Start und ein JAXA Release zu den Störungen, Homepages bei der JAXA und der ESA und Artikel von Spacefl. Now, BBC, Space Today, Telepolis und Raumfahrer.


Die weiche galaktische Röntgenstrahlung stammt von Milliarden Sternen

Während die harte Röntgenstrahlung, die einen Hintergrund am ganzen Himmel bildet, schon lange auf unzählige weit entfernte Aktive Galaktische Kerne zurückgeführt wird (siehe Artikel B91), war die Quelle des weicheren Röntgenglühens, das sich auf die Ebene der Milchstraße konzentriert, stets umstritten und gilt als eine der größten aktuellen Kontroversen der Röntgenastronomie. Eine verbreitete Interpretation war heißes Gas, doch das müßte sich eigentlich durch seinen eigenen Druck davonmachen - und Gas, das umgekehrt aus dem intergalaktischen Raum auf die Milchstraße fällt (vgl. Artikel B89), paßt auch nicht recht. Zehnjährige Beobachtungen des Röntgensatelliten RXTE, die zur genauesten Röntgenkarte der Milchstraße geführt haben, zeigen nun, daß wahrscheinlich allein Sterne für diese Galactic Ridge X-ray Emmission (GRXE) im Energiebereich 3 bis 20 keV sorgen.

Die entscheidende Folgerung aus der Karte ist nämlich, daß die Flächenhelligkeit der GRXE sehr genau der Nahinfrarotemission folgt - und diese wiederum entspricht der stellaren Massendichte. Zum einen sind es kataklysmische Doppelsterne, bei denen ein Partner Gas auf einen Weißen Zwerg abläd und so für Röntgenemission sorgt: Etwa eine Million solcher Systeme tragen 1/3 zur GRXE bei. Und die restlichen 2/3 stammen aus den Koronae von rund einer Milliarde normalen Sternen, die wegen ihrer hohen Temperatur ebenfalls schwache Röntgenquellen sind (wie auch die Korona der Sonne): Hier dürften aber ebenfalls Partner beteiligt sein, die das Magnetfeld der Sterne aufwühlen. Die Fraktion der Gas-Befürworter zweifelt noch, ob die gemeinsame Strahlung all dieser Sterne - deren Zahl man bisher für viel geringer hielt - wirklich die komplette GRXE erklären kann, und weitere Beobachtungen u.a. mit Chandra sind schon in Vorbereitung. Doch mit heutiger Technik ist eine konkrete Auflösung des Großteils der GRXE in Einzelquellen noch nicht möglich. [20.2.2006]

[B95] Quelle: Papers von Revnivtsev & al. und Sazonov & al., eine MPG PM und Artikel von Sky & Tel. und New Sci.

Ausbruch des Soft Gamma Repeaters beeinflußte die Ionosphäre der Erde enorm - der Gammablitz von SGR1806-20 vom 27.12.2004 traf zwar die Tagseite der Erde, hatte aber weit stärkere Auswirkungen als die Sonne: Stanford Univ. PR. Der Ausbruch kündigte sich schon Monate vorher an - erkennt man heute: ein Paper von Woods & al. Hochfrequente Schwingungen der Kruste des Neutronensterns nach dem Ausbruch sind in Röntgendaten angedeutet: ein Paper von Watts & Strohmayer.


Bestandteil interplanetarer Staubteilchen im Labor nachgebaut

Es ist eine wesentliche Komponente der interplanetaren Staubteilchen (IDPs), die wahrscheinlich aus Kometen in die Erdatmosphäre gelangen: GEMS, Glass with Embedded Metal and Sulphides, das bereits in Artikel 648 vorgestellt wurde. Diese Objekte haben ein paar 100 nm Durchmesser und bestehen aus Silikatglas, in das 10 bis 50 nm große runde Körnchen aus Eisen, Nickel und Sulphiden eingebettet sind, manchmal auch kristalline Silikateinschlüsse überwiegend aus Forsterit. Über den Ursprung der GEMSen - ein paar sind interstellar, die meisten haben solare Isotopen - wird immer noch gerätselt, doch zumindest ist es in einem Labor im französischen Orsay gelungen, derartiges Material auf einfache Weise entstehen zu lassen. Eine dünne Schicht (das sollte die große Oberfläche der winzigen Teilchen simulieren) aus Olivin, einem amorphen Eisen-Magnesium-Silikat, wurde tagelang erhitzt - und bei Temperaturen um 750°C bildeten sich bei diesem Tempern genannten Prozeß unter Vakuum in dem Film kugelförmige metallische Nanopartikel, 2 bis 50 nm groß, sowie größere Kristalle.

Das Eisenoxid in dem Ursprungsmaterial hatte offensichtlich mit Kohlenstoff - einer Verunreinigung aus der Vakuumpumpe! - reagiert und wurde dabei reduziert: Eisenfreie Forsteritklumpen einerseits und winzige Metallpartikel andererseits bildeten sich in der amorph gebliebenen Matrix. Das elektronenmikroskopische Bild erinnert so frappant an das Innenleben echter GEMS- Partikel, daß sich die Franzosen auf dem Weg zu deren Erklärung wähnen: Schließlich sind IDPs reich an Kohlenstoff, und genau dasselbe Tempern kann ihnen widerfahren sein. Als sie bereits Festkörper waren, wohlgemerkt: Man muß nicht mehr wie üblich annehmen, daß die GEMS-Bildung in einer Gasphase stattgefunden hat. Amorphe, präsolare oder interstellare Staubteilchen, die in den inneren heißen protoplanetaren solaren Nebel gerieten, könnten allein durch die Wärme zu ihren GEMSen gekommen sein, und später gelangten sie durch Transportprozesse auch ins äußere Sonnensystem, wo sie in Kometenkerne eingebaut wurden. Das würde auch das Auftreten kristalliner, Magnesium-reicher Silikate in Kometen erklären - während sich das Eisen als eingeschlossene Nanopartikel unbeobachtbar gemacht hat. [20.2.2006]

[B94] Quelle: Davoisne & al., A&A 448 [2006] L1-4. Links: ein A&A Press Release (der die entscheidende Rolle der schmutzigen Pumpe verschweigt :-) - und Cornell und JPL Press Releases zur Entdeckung von Forsterit-Kristallen in Spitzer-Spektren von 21 von 72 ULIRGs, ultraleuchtkräftigen IR-Galaxien, die vermutlich in den starken Sternwinden massereicher Sterne entstehen.

Planetenbausteine aus der Umgebung der Erdbahn sind immer noch im Asteroidengürtel geparkt und u.a. die Hauptquelle der heute auf die Erde fallenden Eisenmeteoriten - das ist das Ergebnis vom Simulationen der Entwicklung des Sonnensystems, die zahlreiche Probleme klären (und die prinzipielle Möglichkeit, Urbausteine der Erde zu besichtigen, eröffnen) könnten: Artikel von New Sci. und BdW.

Die Zustände in den Kernen der Riesenplaneten unterscheiden sich nach neuen Modellrechnungen - bei Uranus und Neptun sollte Post-Perovskit vorhanden sein, bei den extremen Drücken und Temperaturen tief in Jupiter und Saturn nur noch metallartig verändertes Gestein: U of M Press Release.

Besonders geeignete Sterne für die direkte Abbildung eventueller Planeten wie (eine andere Liste) das Abhören zwecks SETI sind nach harten Kriterien aus 17'129 Kandidaten für »habitable Sternsysteme« ausgewählt worden - Epsilon Indi A bzw. Beta Cvn gewinnen: ein AAAS Press Release und Artikel von BBC und Guardian.


Warum der gefeierte Microlensing-Planet nicht »erdähnlich« ist

Eine solide, finstere Kugel, umhüllt von einer dünnen Atmosphäre, die ohne Probleme den Blick auf die Oberfläche freigibt: So sieht die künstlerische Darstellung des kleinsten per Microlensing entdeckten Planeten aus Artikel B83 aus, die zahlreiche beteiligte Institutionen verteilten. Eine glatte Irreführung, findet der Exoplaneten-Spezialist (und Co-Entdecker des ersten Exemplars überhaupt) Didier Queloz von der Genfer Sternwarte: Wir haben zwar »keine Ahnung«, wie dieser Planet aussieht - aber bestimmt nicht so, wenn man von den Verhältnissen in unserem Sonnensystem ausgeht. Das ist zwar nur bedingt vergleichbar, weil unsere Sonne die fünffache Masse derjenigen des Micro-linsenden Planeten und eine erheblich höhere Leuchtkraft hat, aber im Grunde genommen ist ihr Planetensytem eine verkleinerte Ausgabe des unsrigen.

Für die Planetenbildung kommen nach heutiger Sicht im Wesentlichen zwei Prozesse in Betracht: In der Nähe des Sterns, wo kein Eis existieren kann, finden sich Felsbrocken zu steinigen Welten zusammen, weiter draußen bilden sich zunächst Kerne aus Eis, die dann mehr oder weniger gewaltige Gashüllen akkretieren. Bei unserem Jupiter wie Saturn war das sehr ergiebig, während die sonnenferneren Uranus und Neptun überwiegend aus Eis bestehen, eingepackt freilich in eine undurchdringliche Wolkendecke. Der Microlensing-Planet in seinen mindestens 2 AU Abstand von seiner finsteren M-Sonne dürfte nun »mit Sicherheit« (Queloz) unter genau denselben Bedingungen in der Eis-Zone entstanden sein und keineswegs wie ein terrestrischer Planet: Eis ballte sich zusammen und sammelte Gas um sich, freilich nicht besonders viel, weil M-Sterne insgesamt wenig zirkumstellares Material mitbekommen haben dürften. Das zeigt sich auch darin, daß Planeten von Jupiterformat bei diesen Zwergen viel seltener als bei großen Sternen sind.

Wie unser Planet nun im Detail aussieht, dazu gibt es keinerlei Anhaltspunkte: »In unserem Sonnensystem,« betont Queloz noch einmal, »gibt es nichts, mit dem man ihn vergleichen könnte.« Aber einem Mini-Uranus oder - Neptun wird er allemal ähnlicher sehen als einer großen Erde. Anders ist das wohl bei dem ähnlich kleinen Planeten von Gliese 876 aus Artikel A73: Er kreist so dicht um seine Sonne, daß er dorthin »migriert« sein muß. Wäre er allerdings in der Jupiter-Zone entstanden, also um einen Eiskern, dann wäre er erst recht als Gasriese in Sternnähe angekommen, vermutet Queloz aufgrund theoretischer Vorstellungen über diesen Migrationsprozeß, der durch Drehimpulsaustausch mit dem Rest der protoplanetaren Scheibe funktioniert. Daher sei es wahrscheinlicher, daß dieser 7-Erdmassen-Planet - auch er natürlich ohne Gegenstück im Sonnensystem - in vielleicht nur 1 AU Abstand wie ein terrestrischer Planet entstanden ist und nur ein wenig migrierte. Wenn man denn unbedingt einen »erdähnlichsten« Planeten küren will, dann lieber diesen. [15.2.2006]

[B93] Quelle: Telefoninterview mit D. Queloz am 15.2.2006. Der Astronom sieht übrigens in den Exoplaneten-Entdeckungen der letzten 10 Jahre immer klarere Indizien, daß Sonnensysteme wie unseres »sehr häufig« sein sollten. Daß man noch kein Gegenstück gefunden hat, mit einem zweiten Jupiter in Jupiterdistanz von einer zweiten Sonne, liegt schlicht daran, daß man dessen Radialgeschwindigkeitssignal erst nach einem Jahrzehnt klar in Serien von Spektren sehen kann - und vor 10 Jahren hat kaum jemand die notwendigen Messungen durchgeführt. Ganz im Gegensatz zu heute: In wenigen Jahren, ist sich Queloz sicher, werden fremde Gasriesen mit Umlaufszeiten von einem Jahrzehnt nur so vom Himmel purzeln, vielleicht nicht gleich von Jupiter- aber doch von Saturnformat.

Eine protoplanetare Scheibe mit gegensinniger Drehrichtung in Sternnähe und -ferne legen radioastromische Messungen der Bewegungsmuster verschiedener Moleküle nahe - um diesen Stern werden vermutlich einmal Planeten in gegenläufiger Richtung kreisen: ein Paper von Remijan & Hollis, ein NRAO Press Release und ein Artikel von BdW.


Deutschland kämpft um SOFIA - und als »Plan B« ab in die Antarktis?

Noch wird verhandelt, auf welche Weise eigentlich genau verhandelt werden soll, wenn in den nächsten paar Wochen Vertreter von NASA und DLR zusammenkommen, um über das Schicksal der stark bedrohten fliegenden Sternwarte SOFIA zu beraten, die die NASA kurzerhand aus dem Haushalt ab 2007 streichen will (siehe Artikel B90). Aber die - durch den überraschenden Umzug großer Teile des Raumfahrtressorts ins Wirtschaftsministerium - derzeit in Turbulenzen geratene deutsche Raumfahrtpolitik stellt eines klar: Wir stehen zu dem Projekt, in das immerhin rund 80 Mio. Euro geflossen und für das künftig Personal-, Sach- und Dienstleistungen (insbesondere einer regelmäßigen großen Wartung der Triebwerke des Jumbojets) vorgesehen sind. Ob die Deutschen bei den Verhandlungen nur als »Beobachter« (so eine PM des DLR) dabei sein werden oder ob die NASA die Entscheidung tatsächlich mit dem DLR »koordiniieren« will, wie die Unterlagen zum 2007-er Budget versprechen, wird sich noch zeigen.

Warum gerade SOFIA auf die Abschußliste geriet, hat vermutlich mehrere Gründe. Zum einen war es in den letzten Jahren zu einer Kostenexplosion und immer neuen Verzögerungen gekommen, v.a. wegen nötig gewordener größerer Umbauten am Flugzeug (was allein Sache der Amerikaner war; das deutsche Teleskop wurde schon vor Jahren abgeliefert): Das Vertrauen des Managements in einen schlußendlichen Erfolg sank, und in solchen Fällen droht bei der NASA auch weit fortgeschrittenen Projekten das Aus. Zudem wurde deutlich, daß der Flugbetrieb erheblich kosten würde, rund 1 Mrd.$ in 20 Jahren - wobei man beim DLR anmerkt, daß es wahrscheinlich auch deutlich preisgünstiger ginge, wenn man nicht gar so viel bürokratischen »Overhead« mitschleppen würde. Im laufenden Haushalt (FY06) stehen für SOFIA 48 Mio.$ zur Verfügung, die im aktuellen Operating Plan der NASA vom 6.2.2006 ausdrücklich »nicht angepaßt« = gekürzt worden sind. »NASA is continuing to assess the implications of continued growth in development and operations costs for this mission,« heißt es allerdings weiter im Begleitschreiben des Operating Plans an den US-Kongreß.

Und was wenn die ominöse anstehende »Review«, die nun »the best course of action for this project« bestimmen soll, zur »termination« schreitet? NASA und DLR müßten in diesem Fall ein »mutual agreement on the disposition and potential utilization of SOFIA program elements« finden, heißt es in den Papieren zum FY07-Budget - was wohl hieße, daß Deutschland sein 2.5-m-IR-Teleskop zurückbekäme (den ganzen Flieger zu übernehmen, könnte man sich schlicht nicht leisten). Und dann? Eine vage Möglichkeit wird bereits unter deutschen Astronomen diskutiert: Die hohen Berge in der Antarktis »Dome A« und »Dome C« wären ähnlich gute Standorte wie ein Flug in der Stratosphäre, und man müßte lediglich für einen Drehteller im Azimuth sorgen, weil das Teleskop nur in Elevation geschwenkt werden kann. Der logistisch erschlossene Dome C wird bereits eingehend auf seine astronomische Qualität für große optische Teleskope hin untersucht (siehe Artikel 743 und B37), aber die IR-Astronomen würden lieber auf den höheren aber unerschlossenen Dome A, wo noch weniger Wasserdampf im Sehstrahl liegt. Schon lange vor der aktuellen Krise wurde mitunter gescherzt, ideal wäre doch eine sanfte Bruchlandung SOFIAs auf Dome A ... [15.2.2006]

[B92] Quelle: Telefoninterview mit einem deutschen SOFIA-Manager am 15.2.2006 u.a. Links: weitere Artikel zur SOFIA-Krise von New Sci., Space Daily und Raumfahrt 24 und Meinungen zur Lage der NASA insgesamt in Space.com und The Space Review.


Integral nutzte die Erde als Schattenmaske

Vom 24. Januar bis 9. Februar hat der ESA-Röntgen- und Gammasatellit Integral in eine ungewöhnliche Richtung geschaut: Während er seine Instrumente starr auf den Himmel richtete, lief immer wieder die Erde quer durch's Bildfeld. Normalerweise vermeidet man soetwas energisch (und die Steuerung des Satelliten aus Artikel 549 stellte auch besondere Anforderungen an das ESOC), aber diesmal war die Erde Teil des Meßvorgangs: Sie deckte immer wieder andere kosmische Quellen ab und gab sie wieder frei, wodurch sich der Gesamtfluß aus dem Bildfeld ständig veränderte. Den maßen alle drei Instrumente - IBIS, SPI und JEM-X- auf dem Satelliten, denen es an Winkelauflösung gebricht (harte Röntgen- und weiche Gammastrahlung läßt sich nun einmal kaum richtig fokussieren): Die Erde diente gewissermaßen als Schattenmaske.

Gegenstand der Untersuchungen war die harte Hintergrundstrahlung aus den Tiefen des Alls, die im weicheren Röntgenbereich bereits von den Satelliten Chandra und XMM-Newton zu mindestens 80% in einzelne Quellen aufgelöst werden konnte. Der bereits 1962 entdeckte Röntgenhintergrund wird demnach von Millionen Aktiven Galaktischen Kernen in weit entfernten Galaxien verursacht, wo mutmaßliche supermassive Schwarze Löcher Gas ansaugen und harte Strahlung produzieren, wenn es im Schwerkraftstrudel verschwindet. Dank der guten Winkelauflösung der Röntgentelekope war es möglich, den Hintergrund weitgehend in einzelne Quellen aufzulösen und diese auf Bildern in anderen Spektralbereichen eindeutig zu identifizieren. Nur war nicht klar, ob auch die Hintergrundstrahlung bei noch höheren Energien aus derselben Quelle stammt: Es gab einfach keine Teleskope mit annähernd vergleichbarer Ortsauflösung.

Die Ausnutzung der Erde als Schattenmaske - ein Trick, der (mit dem Mond als Abdecker) bereits in der Frühzeit der Röntgenastronomie benutzt wurde, um die Größe von Quellen abzuschätzen - verspricht nun eine Antwort: Das Auf und Ab der Gesamtstrahlung als Funktion des Ortes der Erde im Bildfeld dürfte ausreichen, um individuelle harte Quellen des Hintergrunds zu lokalisieren und sie zu identifizieren (wobei die Erwartung ist, daß es ebenfalls die Aktiven Galaktischen Kerne sind). Eine mühsame Aufgabe, die nun bevorsteht - aber ein Abfallprodukt der Messungen zeichnet sich jetzt schon ab. Auch die Erde selbst ist nämlich eine Quelle harter Strahlung: Sie reflektiert die Photonen kosmischer Quellen, kosmische Strahlungsteilchen lösen in der Atmosphäre Gammablitze aus, und auch Polarlichter sind Quellen harter Quanten. Schon jetzt sind entsprechende Prozesse in den Integral-Daten erkennbar. [15.2.2006]

[B91] Link: ein ESA Press Release.

Der erste Daten-Release von RAVE, des Radial Velocity Experiment aus Artikel 657, umfaßt Spektren von rund 25'000 Sternen der Milchstraße - womit deren Zahl mehr als verdoppelt wird (und über 84'000 hat RAVE bereits im Kasten): AIP, AAO und RAS Press Releases und Artikel von New Scientist und BdW.

Rekurrierende Nova RS Oph nach 21 Jahren wieder ausgebrochen - wie üblich sprang der Stern innerhalb eines Tages um viele Größenklassen auf 4.8m, fällt aber seither schon wieder rasch: AAVSO Note, Alert und Hintergrundbericht.

Die bedeutende Rolle von Amateurastronomen in der modernen Astronomie schildert v.a. im Bereich der veränderlichen Sterne der Direktor der AAVSO mit zahlreichen konkreten Beispielen - und fordert die Profis auf, Amateure gezielt wie wartungsfreie Robotteleskope einzusetzen ...


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