vom 5.-10.7.2002
Zu den aktuellen Meldungen
Eis im Marsboden: Der Weg zu harten Zahlen
über die Menge des Wassereises, das im obersten Meter des Marsbodens steckt und die erste große Entdeckung von 2001 Mars Odyssey darstellt (siehe Artikel 428 und 432), ist alles andere als direkt. Man nehme Geschwindigkeitsmessungen der Neutronen, die durch Kollisionen mit den Protonen des Wasserstoffs im Wasser beeinflußt wurden, die direkte Gammastrahlung des Wasserstoffs - und umfangreiche Modellrechnungen zu dem erwarteten Signal für verschiedene Verteilungen des Wassers im Boden.
So funktioniert's: Der Mars wird ständig von Kosmischer
Strahlung bombardiert, zumeist Protonen hoher Energie. Die
Protonen wechselwirken mit der Oberfläche, und bei diesen
Kernreaktionen entstehen Neutronen, die wiederum mit
umgebenden Kernen zusammenstoßen - diese geraten in
einen angeregten Zustand, fallen wieder in den Grundzustand
zurück und senden dabei charakteristische Gamma-Strahlung
aus. Und diese mißt Odyssey's Gamma-Ray Spectrometer (GRS).
Das ist aber noch nicht alles. Die Neutronen sind anfangs sehr schnell, aber wenn sie mit Wasserstoffkernen = Protonen zusammenstoßen, die praktisch dieselbe Masse haben, werden sie stark verlangsamt und »thermisch« genannt; bei anderen Stößen werden sie nur wenig verlangsamt und heißen »epithermal«. Je mehr Wasserstoff es im Marsboden gibt, desto mehr thermische relativ zu epithermalen Neutronen sind zu erwarten. Viele Neutronen können die Marsoberfläche verlassen und ebenfalls von Odyssey beobachtet werden, der so eine zweite Meßtechnik zur Eissuche zur Verfügung hat.
Der generelle Befund war schon bald klar: Von 45°
Südbreite bis zum Südpol hin nimmt die
Gammastrahlung von Wasserstoff ständig zu,
während die epithermalen Neutronen immer weniger
werden. Aber wieviel Eis steckt wo im Boden? An den Los Alamos
Nat'l Labs wurden die Gamma- und Neutronen-Signale für
verschiedene Mengen und Verteilungen simuliert - und
festgestellt, daß nur ein Zwei-Schichten-Modell die
kombinierten Beobachtungen erklären kann.
Demnach gibt es eine eisarme obere Schicht, deren Dicke von 42° bis 77° Süd von 75 auf 20 cm abnimmt - und die Schicht darunter besteht zu 20 bis 50% (wahrscheinlichster Wert: 35%) der Masse aus Wassereis. Da Wasser eine geringere Dichte als Erdreich hat, dominiert das Eis sogar volumenmäßig: Der Marsboden rund um den Südpol besteht also durchweg aus schmutzigem Eis, nur wenige Dezimeter unter der Oberfläche. Wie weit dieses Eis in die Tiefe reicht und wieviel Wasser(eis) sich insgesamt im Marsboden verbirgt, ist aber noch völlig unklar. [10.7.2002]
[500] Quellen: Feldman & al./Mitrofanov & al./Boynton & al., Science 297 [5.7.2002] 75-85. Links: Planetary Science Research Discoveries mit den Einzelheiten der Auswertung und frühere Press Releases von JPL, LANL und MPG sowie Artikel von BBC, New Scientist und SPIEGEL.
Marswetter-Studien im Vorfeld des Mars Express werden
bei der ESA durchgeführt:
ESA Science News. Der Landeplatz des Beagle
2 muß womöglich wetterhalber gewechselt werden:
BBC. Und die
ZEIT hält einen Fehlschlag des der ESA
angedienten Mini-Landers ohnehin für sicher
...
H3+ aus einem wachsenden Planetensystem: Verrät sich ein Proto-Jupiter?
Schon Anfang 1999 sorgte der Stern HD 141569 für Aufsehen: Bilder mit Hubbles NICMOS-Kamera zeigten eine protoplanetare Scheibe in Gestalt eines Rings - hatte fortschreitende Planetenbildung den Staub weiter innen bereits aufgebraucht? Jetzt gibt es neue IR-Spektren (von der IRTF der NASA), die dieses Bild zu bestätigen scheinen (die Emission von Kohlenmonoxid ist innerhalb von 17 AU Sternabstand abgeschnitten) und noch etwas anderes zeigen.
Aus der Umgebung des Sterns kommt nämlich ziemlich eindeutige Emission des Ions H3+ - das kommt zwar im Weltraum öfters vor, in Emission gesehen wurde es bisher aber nur in den Atmosphären der Riesenplaneten des Sonnensystems. In Anwesenheit von Kohlenmonoxid wird das Ion rasch zerstört: Entweder kommt es nur am Innenrand der Scheibe um HD 141569 vor - oder aber die Emission stammt von einem sich gerade zusammenballenden Jupiter. [10.7.2002]
[499] Quelle: Brittain & Rettig, Nature 418 [4.7.2002] 57-9. Links: ein Notre Dame Press Release, ein Nature Science Update, Artikel von Sky & Tel. und NetZeitung - und ein STScI Press Release von 1999.
Eine alternative Theorie zur Bildung des Sonnensystems von Alan Boss mit insbesondere rasantem Wachstum der Riesenplaneten sorgt für Aufsehen und Widerspruch: Space.com.
Schon wieder ein "fremder Saturn" entdeckt, einer der masseärmsten
bisher (per Radialgeschwindigkeit) nachgewiesenen Exoplaneten (und die Nr. 101):
Details und
BBC- und
NZ-Artikel.
Die meisten Transit-Objekte sind keine Planeten, besagt die
Spektroskopie deutscher Astronomen von den verdächtigen Sternen (siehe
Artikel 454 und
484) - die Körper, die vor ihnen
herziehen, haben zu grosse Durchmesser: Paper von
Dreizler & al.
Eine mysteriöse »Eisenfabrik« im frühen Universum
scheint einen Quasar mit der Rotverschiebung 3.9 mit einer Menge an Eisen ausgestattet zu haben, die so früh in der kosmischen Entwicklung (bei einem Zehntel des heutigen Weltalters) nicht zu erwarten war. Eigentlich braucht man massereiche Sterne, die als Supernovae untergehen, um den interstellaren Raum mit Eisen anzureichern - aber im Quasar APM 08279+5255 ist das Eisen/Sauerstoff-Verhältnis nach XMM-Spektren drei- bis fünfmal so hoch wie im Sonnensystem.
Ein wahres Feuerwerk aus frühen Supernovae muß mithin angenommen werden, und da dafür eine gewisse Zeit unverzichtbar war, könnten Entdeckung wie diese sogar kosmologische Modelle einschränken und als (weitere) Evidenz für eine Kosmologische Konstante dienen. Auf jeden Fall sollten jene Weltmodelle bevorzugt werden, bei denen bei einer gegebenen Rotverschiebung die Galaxien bereits älter sind. [10.7.2002]
[498] Quelle: Hasinger & al., Astrophys. J. Lett. 573 [10.7.2002] L77-80, Links: Pressemitteilungen von MPG und ESA und ein Artikel aus der NetZeitung.
Die Supernova 1997ff im Griff haben jetzt offenbar die
Gravitationslinsen-Forscher - die fernste je beobachtete
Supernova des Typs Ia (siehe Artikel 248) wird durch Linseneffekte von
Galaxien nahe der Sichtlinie (siehe Artikel 254) nur mäßig heller
gemacht und bleibt damit doch ein starker Beweis für die
beschleunigte Expansion des Alls: ein Paper von
Benítez & al.
Ein Kometen-»Dust Trail« im sichtbaren Licht
ist zum ersten Mal von japanischen Astronomen abgelichtet worden: ein langgezogener Schwarm aus zentimetergrossen Staubbrocken, die 22P/Kopff bei seinem vorangegangenen Periheldurchgang ausgestoßen hat. Bisher waren solche Trails nur durch die Wärmestrahlung des Staubs von IR-Satelliten nachgewiesen worden - oder wenn die Erde hindurchfliegt, denn die Meteorstürme der Leoniden werden von genau solchen Dust Trails verursacht.
Die Aufnahmen - das Bild ist die Summe von 13 Einzelbelichtungen - entstanden am 14. Februar mit der 1.05-m-Schmidtkamera des Kiso-Observatoriums: Kopff war 3 AU von der Sonne entfernt, 5.6 Jahre nach seinem letzten und 0.8 Jahre vor dem nächsten Periheldurchgang. Auch der Satellit IRAS hatte einst den Kopff-Trail beobachtet: Aus der Kombination der Daten ergibt sich eine sehr niedrige Albedo der Staubteilchen von 0.01, was zu dunklem, primitivem Material im Sonnensystem paßt. [5.7.2002]
[497] Quelle: Ishiguro & al., Astrophys. J. Lett. 572 [10.6.2002] L117-20.
CONTOUR ist unterwegs! Mit zweitägiger Verspätung ist die neue NASA-Kometensonde (siehe Artikel 489) am 3. Juli gestartet: Spaceflight Now, SPIEGEL, NetZeitung.
Lösen sich Oort'sche Kometen reihenweise auf? Neue Simulationsrechungen scheinen den Verdacht zu bestätigen, daß ein Großteil der Kometen aus der Oort'schen Wolke kurz nach Betreten des inneren Sonnensystems spurlos verschwindet: ein SwRI Press Release und Artikel von S&T und NetZeitung.
Eine 5.8 Mio. Jahre junge Asteroidenfamilie aus
mindestens 39 Asteroiden mit ähnlichen Bahnen ist
identifiziert worden: ein
SwRI Press Release, ein
Nature Science Update und ein
RP-Artikel.
Exoplanet mit nur einer Erd-Masse per Microlensing nachgewiesen?
Die Entdeckung sorgte schon Anfang 1999 kurz für Aufregung, und nun liegt eine viel genauere Auswertung der Beobachtungen vor: Im Jahre 1998 ist ein Stern unserer Milchstraße vor einem anderen in der Großen Magellanschen Wolke hergezogen, hat dessen Licht zeitweise durch den Gravitationslinseneffekt verstärkt - und in der Lichtkurve dieses Ereignisse (MACHO 98-BLG35) gibt es signifikante Hinweise auf einen Planeten im Orbit um den Milchstraßenstern, der ebenfalls eine Linsenwirkung verursachte.
Eine eindeutige Lösung gibt es auch heute nicht, doch die Auswerter präsentieren zwei Modelle, die die zusätzlichen Minima und Maxima in der Lichtkurve besonders gut beschreiben könnten: Ein Planet mit 0.4 bis 1.5 Erdmassen in 1.5 oder 2.3 AU Abstand würde passen. Und die Wahrscheinlichkeit, daß es beim linsenden Stern keinen Planeten gibt, liegt bei unter einem Prozent. Neben dem möglichen ersten Nachweis einer Exo-Erde auch von Interesse: Irgendwelche Riesenplaneten in dem System können ausgeschlossen werden, die fremde Erde wäre allein. [5.7.2002]
[496] Quelle: Bond & al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 333 [11.6.2002] 71-83.
Wie soll man all die Exoplaneten katalogisieren?
Möglicherweise schreitet bald die IAU ein:
Space.com.
Braune Zwerge sind Abfallprodukte der normalen Sternentstehung
in turbulenten Molekülwolken und damit tatsächlich jene »fehlgeschlagenen« Sterne, als die sie schon immer gern bezeichnet wurden: Das legen mehr und mehr Modellrechnungen nahe. Irgendwelche exotischen (und nie beobachteten) Mini-Kondensationskerne in Molekülwolken, bei denen die Masse nur zu Braunen Zwergen reichen würde, braucht man mithin nicht mehr anzunehmen: Die Zwerge wachsen offenbar parallel mit den späteren richtigen Sternen aus den bekannten großen Keimen, werden aber aus den Wolken hinausgeworfen, bevor sie genug Masse akkretiert haben.
In der jüngsten hydrodynamischen Simulation von Bate & al. zum Beispiel »entstanden« genau so viele Braune Zwerge wie normale Sterne (was nach den aktuellen Hochrechungen für die Bevölkerung der Milchstraße tatsächlich der Fall ist): Drei Viertel der Zwerge bildeten sich in gravitativ instabilen zirkumstellaren Scheiben, der Rest kondensierte aus kollabierenden Filamenten im molekularen Gas. Auch andere beobachtete Eigenschaften der Braunen Zwerge beginnen sich bei Simulationen abzuzeichnen, etwa die geringe Zahl von Braunen Doppel-Zwergen oder die Tatsache, daß solche Paare stets sehr eng sind. [5.7.2002]
[495] Links: Papers von Bate & al. und Padoan & Nordlund. Zusätzliche Quelle: Reid, Science 296 [21.6.2002] 2154-5.
Ein »einsamer Planet« mit nur grob 3 Jupitermassen scheint das Objekt S Ori 70 zu sein, das die Entdecker »frei-schwebender Methan-Zwerg« nennen - auf jeden Fall dürfte es das masseärmste planetenartige Objekt sein, das bisher außerhalb der Milchstraße abgebildet wurde: ein neues Paper von Zapatero Osorio & al., eine frühere Pressemitteilung der U. Hawaii und ein Artikel aus der NetZeitung.
Der engste Braun-Zwerg-Begleiter eines Sterns steht nur etwa 3 AU neben LHS 2397a - und überhaupt wurden bei einer Durchmusterung viele massearme Begleiter in geringen Distanzen gefunden: eine Pressemitteilung von Gemini und Artikel von Astronomy und NetZeitung.
Auf Braunen Zwergen herrscht Wetter wie auf dem
Jupiter - Modelle mit Lücken in einer Wolkendecke
können das Abkühlverhalten dieser Objekte jedenfalls
besser erklären: eine
Pressemitteilung des ARC.
Keine Diamantenschwemme im Kosmos ?!
Peinlich kann manchmal das Astronomenleben sein: Da wird eine möglicherweise spektakuläre Entdeckung gemacht, die wissenschaftliche Arbeit findet das Wohlwollen der Gutachter, es steht bereits die konkrete Ausgabe einer renommierten Fachzeitschrift fest, in der sie am 10. Juni erscheinen soll, und im Vorfeld der Publikation wird ein gehöriger Medienrummel entfacht. Und dann wird die Arbeit »nach einer Neuanalyse der Daten« am 10. Mai still und leise zurückgezogen, während sie in anderen Zeitschriften immer noch gefeiert wird, etwa am 24. Mai in Science.
Genau dies ist im Mai mit einer Arbeit über ein mysteriöses ultraviolettes Absorptionsfeature bei 270 nm in der interstellaren Extinktionskurve passiert, das sich in neuen Hubble- wie in alten IUE-Spektren vieler Sterne findet. »Es stimmt in Position und Form extrem gut mit Labormessungen von präsolaren Diamantkörnern überein, die man in Meteoriten findet,« hatten die Forscher gedacht, auch wenn »die Identifikation mit Diamanten vorläufig bleibt, weil sie nur auf einem einzelnen, schwachen Feature beruht.« Warum dann die Zweifel - im letzten Moment - überwogen, bleibt einstweilen rätselhaft. [5.7.2002]
[494] Links: Das alte Abstract und historische Artikel von inScight und Astronomy.
Das erste Molekül mit drei Deuterium-Atomen im
All ist ND3, das mit dem Caltech Sub-mm
Observatory bei 309.9 GHz gefunden wurde:
MPG-PM.
Wettlauf der Weltraumsegler
In den kommenden drei Jahren könnte es endlich so weit sein: Im Zeitraum 2002 bis 2004 sollen nach Angaben der Projektleiter nicht weniger als drei Sonnensegler in den Weltraum geschossen werden, zwei als relativ simple Experimente im Erdorbit und einer sogar auf eine Reise aus dem Sonnensystem hinaus. Seit Jahrzehnten wird über diese Antriebstechnik philosophiert, jetzt wird es tatsächlich ernst - auf einer Tagung in London am 10. Mai sah das Bild so aus:
- Ende 2002 startet Cosmos 1 der Planetary Society
(siehe Artikel 227 und
315), um im Erdorbit die
ersten Manöver mit dem Strahlungsdruck der Sonne auf 8
aufgeblasene »Blütenblätter« (30 m
Durchmesser) auszuprobieren. Mit dieser Pionierleistung sollen
v.a. die großen Raumfahrtbehörden motiviert werden.
- 2004 starten DLR und ESA einen gemeinsamen
Segler (siehe Artikel
235), ebenfalls nur in den Orbit - die Segeltechnologie (20 x 20
Meter) ist zwar eine völlig andere als bei Cosmos 1, aber es
sollen offenbar derselbe Satellitenkörper und dasselbe
Triebwerk zum Orbiteinschuß verwendet werden.
- 2004 oder später geht das ambitionierteste der Projekte an den Start, Team Encounter des Unternehmens Encounter 2001: Dieser Segler (der wieder auf einer anderen Segeltechnik basiert und 75 x 75 m mißt) soll schon 15 Jahre später die Plutobahn passieren und DNA- und andere Beigaben von zahlenden Kunden in die Tiefen der Galaxis tragen ("humanity's first starship").
[493] Links: ein
Cosmos 1 Update, die Homepage von
Team Encounter, ein
RAS Press Release über die Tagung, ein
Team Encounter Press Release
über den Einstieg der NOAA und die
ESA News über die neuen Solarzellen.
Eine Obergrenze für die Neutrinomasse aus der großräumigen Struktur des Kosmos
abgeleitet haben Astronomen und Physiker mit Hilfe der australischen Himmelsdurchmusterung 2dfGRS (siehe Artikel 52): Das Powerspektrum der Fluktuationen in der räumlichen Verteilung der hundertausende von Galaxien enthält eine Menge kosmologische Informationen. Erstaunlicherweise läßt sich daraus sogar eine noch schärfere Obergrenze für die Masse aller Neutrinos angeben als es bisher mit allen zuverlässigen Laborexperimenten möglich war.
Mit einigen wenigen (heute unstrittigen) Zusatzannahmen über andere kosmologische Parameter läßt sich schließen, daß der Beitrag von Neutrinos zur Gesamtmasse des Universums mit 95% Wahrscheinlichkeit unter 13% liegt: Würden die Neutrinos (als »Heiße Dunkle Materie«) mehr Masse aufbringen, hätten sie kosmische Strukturen teilweise wieder ausgebügelt. Die Masse der Neutrinos liegt damit unter 1.8 eV. Zusammen mit künftigen kosmologische Daten, wie sie insbesondere die Satelliten MAP und Planck liefern sollten, dürfte selbst eine Neutrinomasse im Bereich von Zehnteln eV noch nachzuweisen sein. [5.7.2002]
[492] Link: ein Paper von Elgaroy & al.
Noch bessere Daten des Sudbury Neutrino Observatory vervollständigen die Aufklärung des Sonnen-Neutrinoproblems (s.a. Artikel 290) - die Sonne funktioniert, wie es sich die Astrophysiker vorstellen, und die Neutrinos oszillieren: ein Paper von Ahmad & al., noch eins und eine umfassende Analyse, was das alles bedeutet, von Bahcall & al.
Das Universum als Computer betrachtet hat seit dem Urknall rund 10120 »Rechenoperationen« durchgeführt, hat ein führender Informationstheoretiker ausgerechnet - fragt sich nur, was das bedeuten soll: Nature Science Update.
Viele der fernsten Quasare erscheinen durch
Gravitationslinsen viel zu hell (jeder dritte um einen Faktor
10 oder mehr), lassen Berechnungen vermuten - Quasare mit
hohen Rotverschiebungen stellen womöglich die erste
bekannte Population von Himmelsobjekten dar, deren Anblick
drastisch verfälscht wird: ein Paper von
Wyithe & Loeb, ein
CfA Press Release und ein Artikel aus der
NetZeitung.
Noch ein großes optisches Interferometer
aus 8 bis 10 Teleskopen mit je 1.4 Metern Durchmesser wollen die britische University of Cambridge und mehrere amerikanische Gruppen gemeinsam auf dem Magdalena Ridge Observatory in New Mexico errichten - die Technologie ist erwachsen geworden (siehe z.B. Artikel 433). Rund 45 Mio.$ wird das neue Instrument kosten, bei dem die Teleskope Basislinien von bis zu 400 Metern aufspannen können. Mit dem vergleichsweise winzigen Interferometer COAST war es den Briten Mitte der 90er Jahre zum ersten Mal geglückt, die Strahlengänge von 3 optischen Teleskopen zur Interferenz zu bringen - das neue Interferometer, Betriebsbeginn 2007, soll der nächste Schritt sein. [5.7.2002]
[491] Links: ein NMT Press Release, ein Artikel von Astronomy und die Homepage des Magdalena Ridge Observatory.
Die alte FOC des HST und seine Solarzellen werden jetzt
untersucht, um die Wirkungen langen Aufenthalts im
Weltraum zu untersuchen - nach dem ersten Eindruck sind
insbesondere der Faint Object Camera die 12 Jahre im Orbit kaum
anzumerken:
ESA Science News.
den aktuellen Meldungen
oder zum Archiv.