Archiv für die Kategorie „Kosmologie“
20 Jahre Weltraumteleskop Hubble
Das Weltraumteleskop Hubble in einer künstlerischen Darstellung.
(ESA/Hubble/astroarts.org)
Die Idee für ein Weltraumteleskop geht ursprünglich auf den deutschen Raketentechniker Hermann Oberth zurück. Oberth wies erstmals auf die Vorteile hin, die mit einem solchen Teleskop verbunden wären. Doch erst zu Beginn der 1960er Jahre beschäftigte sich eine Gruppe der Amerikanischen Akademie der Wissenschaften mit der Frage des Baus eines Weltraumteleskops – und sprach sich eindeutig dafür aus. Es verging jedoch noch ein ganzes Jahrzehnt, ehe die NASA mit den Planungen begann. Im Jahr 1975 wurde die europäische Weltraumorganisation ESA in das Projekt miteinbezogen – auch um Geld zu sparen. 1978 schließlich bewilligte der amerikanische Kongress die Finanzierung, so dass einer Verwirklichung des Plans nichts mehr im Wege stand. Zu Ehren von Edwin Hubble, dem Pionier der modernen Kosmologie, erhielt das Instrument den Namen “Hubble-Weltraumteleskop” (engl. “Hubble Space Telescope”).
Das Marshall Space Flight Center der NASA, das seinen Sitz in Huntsville/Alabama hat, wurde mit der Entwicklung und dem Bau des Weltraumteleskops betraut. Großen Anteil an der Verwirklichung hatten die Firmen Lockheed und Perker-Elmer (zuständig für die Optik). Alle besonders empfindlichen Systeme des Teleskops wurden in Modulbauweise angefertigt, um sie im Falle eines Defektes während des Betriebes problemlos in Stand setzen bzw. auswechseln zu können. Das Goddard Space Flight Center in Greenbelt/Maryland war nicht nur für die Entwicklung der wissenschaftlichen Instrumente verantwortlich, es wurde auch als Kontrollzentrum auserkoren, von dem aus die Tätigkeit des Teleskops überwacht werden würde. Außerdem wurde in der Umgebung von Baltimore ein neues wissenschaftliches Institut für das Weltraumteleskop eingerichtet. Der Spiegel des Teleskops, der einen Durchmesser von 2,4 m aufweist, wurde 1981 fertiggestellt. Die Testreihe für die wissenschaftlichen Instrumente begann im Jahr 1983, und zwei Jahre später war auch das Gehäuse fertig, in welches das Teleskop eingebettet werden sollte. Ein Jahr später sollte der Start mit Hilfe eines Space Shuttles erfolgen, doch der tragische Unfall der Raumfähre “Challenger” am 28. Januar 1986 erzwang eine Verschiebung des Starts von Hubble.
Erst am 24. April 1990 war es schließlich soweit: mit Hilfe der Raumfähre “Discovery” wurde das Teleskop im Rahmen der Shuttle-Mission STS-31 gestartet. Am darauf folgenden Tag wurde das Instrument mit Hilfe des Greifarms der “Discovery” aus dem Laderaum gehievt und abgekoppelt. Die Solarzellen wurden ausgefahren, und die Besatzung der “Discovery” konnte nach erfolgreich abgeschlossener Mission zur Erde zurückkehren. Das Weltraumteleskop war ohne Probleme im erdnahen Weltraum ausgesetzt worden und schien prächtig zu funktionieren.
Am 20. Mai 1990 warteten die Astronomen mit großer Spannung auf die ersten Bilder des Teleskops – und erlebten eine unliebsame Überraschung: die Bilder erwiesen sich als völlig unscharf. Die Ursache war ein Öffnungsfehler am Hauptspiegel, eine sog. sphärische Aberration. Dies bedeutet, dass die Krümmung des Spiegels eine winzige Ungenauigkeit aufwies. Der Fehler betrug zwar lediglich zwei Hundertstel der Breite eines Haares, doch das genügte, um die Unschärfe hervorzurufen. In den folgenden Monaten gelang es mit Hilfe einer speziellen Verarbeitung am Computer, die mangelnde Schärfe der vom Hubble-Teleskop übersandten Bilder teilweise wieder wettzumachen. Doch auch auf diese Weise erhielt man lediglich Bilder, die nur wenig besser waren als jene, die man mit den leistungsstärksten erdgebundenen Teleskopen bei idealen Bedingungen erzielte. So wurde beschlossen, im Jahr 1993 eine Mission zu starten, in deren Verlauf der Fehler behoben werden sollte. Es stand nicht nur die Zukunft des Weltraumteleskops, sondern auch das Ansehen der NASA auf dem Spiel. Am 2. Dezember 1993 brachen sieben Astronauten an Bord der “Endeavour” auf, um den Fehler zu beheben. Am 4. Dezember holten sie mit dem Greifarm der Raumfähre das Teleskop in den Laderaum und widmeten sich den Instandsetzungsarbeiten. Die Gyroskope, das Magnetometer sowie einige beschädigte Solarzellen des Teleskops wurden ausgetauscht. Außerdem wurde eine neue Kamera (die WFPC-2) installiert. Anstelle des Photometers wurde eine Vorrichtung namens COSTAR eingebaut, die mit ihren Speziallinsen den optischen Fehler am Hauptspiegel ausgleichen konnte. Die Instandsetzungsmission brachte einen Erfolg, der alle Erwartungen übertraf: dank COSTAR war das Weltraumteleskop nun tatsächlich in der Lage, sein Potenzial voll auszuschöpfen. Etwas mehr als drei Jahre nach dem Start sendete Hubble Bilder von hervorragender Qualität zur Erde.
Die letzte der insgesamt fünf Service-Missionen für das Weltraumteleskop fand im Mai 2009 statt und kam einer Generalüberholung gleich. Dadurch ist Hubble nun fit für die nächsten fünf bis zehn Jahre.
Trotz der anfänglichen Probleme hat sich das Weltraumteleskop mittlerweile zu einem der erfolgreichsten Projekte der Raumfahrt entwickelt – und unsere Sicht des Kosmos grundlegend verändert. Während der vergangenen 20 Jahre machte Hubble bei mehr als 930.000 Beobachtungskampagnen über 570.000 Bilder von 30.000 unterschiedlichen Himmelsobjekten. Bilder, die Astronomen und Öffentlichkeit gleichermaßen in Erstaunen versetzten und nicht unwesentlich zur weltweiten Popularität des Weltraumteleskops beitrugen. Die Beobachtungsdaten der letzten 20 Jahre umfassen inzwischen mehr als 45 Terabyte – das sind genügend Informationen, um damit fast 5.800 Film-DVDs zu füllen. Jeden Monat erzeugt das Weltraumteleskop mehr als 360 Gigabyte an Daten – dafür würde die Festplatte eines durchschnittlichen PC gerade mal ausreichen. Die Fülle der neuen Entdeckungen ist ebenfalls überwältigend: basierend auf den Hubble-Daten haben Astronomen mehr als 8.700 Fachartikel veröffentlicht, davon allein 648 im Jahr 2009. Hubble ist damit eines der produktivsten wissenschaftlichen Instrumente, die je gebaut wurden.
NASA – Celebrating the 20th Anniversary of the Hubble Telescope
HubbleSite – Two Decades Unveiling the Universe
The European Homepage For The NASA/ESA Hubble Space Telescope
The Hubble Heritage Project Website
The Hubble Legacy Archive (HLA)
YouTube – STS-31 launch & landing
Morgen hier bei Solscape: “Mystic Mountain” – Hubble’s Jubiläumsbild
Spitzer findet urtümliche Schwarze Löcher
Bisher gab es sie nur in den Modellen der Astronomen: Urtümliche Schwarze Löcher, welche die Kerne aktiver Galaxien besiedeln und bereits im jungen Universum existierten. Jetzt haben Forscher gleich zwei solcher Schwerkraftmonster aufgespürt: Sie verraten sich als hell leuchtende Quasare. Ihr Licht stammt aus einer Zeit, in der das All gerade einmal eine Milliarde Jahre alt war: Wir beobachten sie so, wie sie vor 12,7 Milliarden Jahren ausgesehen haben.
Weiter in der Pressemeldung der Max-Planck-Gesellschaft:
Die ersten Schwarzen Löcher im Universum -
Mit dem Weltraumteleskop Spitzer spüren Astronomen urtümliche Quasare auf
Borexino-Experiment weist erstmals Geo-Neutrinos nach
Mit dem Borexino-Detektor im italienischen Gran-Sasso-Untergrundlabor konnten erstmals Antineutrinos aus dem Inneren der Erde nachgewiesen werden. Die gewonnenen Daten zeigen ein deutliches Signal von Antineutrinos mit den erwarteten Energien aus dem radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium. Die Messungen stützen damit die Theorie, wonach Radioaktivität die wesentliche Quelle für die Erdwärme darstellt. Die Hitze im Erdinneren ist verantwortlich für die konvektiven Bewegungen im Erdmantel, welche die vulkanische Aktivität und die Plattentektonik hervorrufen, wie auch für den Geodynamo, der das Erdmagnetfeld erzeugt.
Flotte Sohle zweier Sternleichen
Die etwa 1.600 Lichtjahre von uns entfernte Strahlungsquelle HM Cancri (auch RX J0806.3+1527) war im Jahr 1999 vom deutschen Röntgensatelliten ROSAT entdeckt worden. Die von HM Cancri ausgesandte Strahlung im visuellen und im Röntgenbereich wird alle 321,5 Sekunden intensiver und wieder schwächer. Astronomen gingen u.a. anhand von Beobachtungen mit dem Röntgenteleskop Chandra zwar davon aus, dass es sich bei der Strahlungsquelle um ein Doppelsternsystem handelt, das aus zwei Weißen Zwergen mit je etwa einer halben Sonnenmasse besteht, die sich in einem Abstand von nur 80.500 km umkreisen, allerdings konnten sie bislang nicht eindeutig belegen, dass der rasante Takt der ausgesandten Strahlung tatsächlich die Umlaufbewegung der beiden ausgebrannten Sterne widerspiegelt.
Nach mehreren vergeblichen Anläufen in den Vorjahren hatte eine Astronomengruppe um Gijs Nelemans von der Radboud Universiteit Nijmegen und Gijs Roelofs vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im Januar und März 2009 endlich Glück und konnte mit Hilfe des Keck-Teleskops auf Hawaii hochauflösende Infrarotspektren des schwach glimmenden Gespanns aufnehmen, um diese Frage zu klären.
In den Daten zeigt sich tatsächlich eine deutliche Dopplerverschiebung in dem rasanten Takt: alle 5,4 Minuten wandern die erkennbaren Helium-Emissionslinien zu etwas größeren und wieder zurück zu kürzeren Wellenlängen, weil sich eine der beiden Sternleichen von der Erde weg und wieder auf sie zu bewegt.
Keck telescope confirms smallest known star duo
Spectroscopic Evidence for a 5.4-Minute Orbital Period in HM Cancri
RX J0806.3+1527: Orbiting Stars Flooding Space with Gravitational Waves
Sternenfabrik in der Kleinen Magellanschen Wolke
NGC 346 in der Kleinen Magellanschen Wolke.
(ESO)
Die Europäische Südsternwarte (ESO) hat heute neue Bilder des Sternentstehungsgebietes NGC 346 in der Kleinen Magellanschen Wolke veröffentlicht.
Licht und Teilchenwinde der massereichen, nur einige Millionen Jahre alten Sterne haben das leuchtende Gas in und um den Sternhaufen auseinandergetrieben. Dabei sind feine Nebelstrukturen entstanden, die an ein Spinnennetz erinnern.
NGC 346 ist rund 200 Lichtjahre groß und rund 210.000 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Astronomen dient die Kleine Magellansche Wolke gewissermaßen als extragalaktisches Labor, da sich hier die Sternentstehungsprozesse gut untersuchen lassen.
Light, Wind and Fire – Beautiful Image of a Cosmic Sculpture
Von NGC 346 gibt es übrigens auch diese fantastischen Hubble-Bilder: 
Young Stars Sculpt Gas with Powerful Outflows
Bonner Astronomen entdecken Schwarze Witwe im All
Einen schnellen Erfolg feiert das erst 2009 gegründete Team “Radioastronomische Fundamentalphysik” am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Nur wenige Wochen nach dem Start eines Pulsar-Suchprogramms am 100-Meter-Teleskop in Effelsberg konnten die Forscher jetzt ihren ersten Millisekunden-Pulsar nachweisen. Das Objekt trägt die vorläufige Bezeichnung PSR J1745+10, wurde auf der Position einer mit dem Weltraumobservatorium Fermi entdeckten Gammastrahlungs-Punktquelle gefunden und scheint gerade dabei zu sein, seinen Begleitstern zu verdampfen.
Weiter in der Pressemeldung der Max-Planck-Gesellschaft:
Schwarze Witwe im Weltall -
Neues Projekt beschert Radioastronomen die Entdeckung eines Millisekunden-Pulsars
Der Orionnebel in neuem Licht
VISTA's Infrarotblick in den Orionnebel.
(ESO/J. Emerson/VISTA/
Cambridge Astronomical Survey Unit)
Das neue Teleskop VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) der Europäischen Südsternwarte (ESO) hat einen tiefen Blick in die schillernde Sternenfabrik des Orionnebels geworfen. In der 1.350 Lichtjahre entfernten stellaren Kinderstube entstehen zahlreiche neue Sonnen. Dank der Infrarotdetektoren kann das in den chilenischen Anden stationierte Teleskop in die Staub- und Gaskokons des Nebels hineinspähen. So kann VISTA hier zahlreiche Details erkennen, die im sichtbaren Licht verborgen bleiben: nur im Infraroten sind bspw. die sonderbaren roten Strukturen zu erkennen, die auf extrem schnelle Gasströme von jungen Sternen zurückgehen. Wo diese rund 700.000 Kilometer pro Stunde schnellen Gasströme auf das sie umgebende Gas treffen, leuchtet dieses im Infrarotbereich hell auf.
VISTA ist das jüngste Instrument des Paranal-Observatoriums der ESO. Mit seinem 4,1 Meter großen Spiegel ist es das derzeit größte Durchmusterungsteleskop der Welt und soll in den kommenden Jahren eine Bestandsaufnahme des Himmels im Infrarotlicht durchführen.
Protoplanetare Scheibe um sonnenähnlichen Stern enthält große Wassermengen
Mit dem IRAM-Interferometer auf dem Plateau de Bure in den französischen Alpen haben die Astronomin Ewine van Dishoeck vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und dem Leiden Observatorium und der Astronom Jes Jørgensen vom Argelander Institut der Universität Bonn und von der Universität Kopenhagen eine große Menge heißen Wasserdampfs in der Akkretionsscheibe um den jungen, sonnenähnlichen Stern NGC 1333 IRAS4B nachgewiesen.
Spektakuläre Aufnahme der Sternentstehungsregion NGC 3603
NGC 3603
und das ihn umgebende Sternentstehungsgebiet.
(ESO)
Dieses herrliche Bild der gigantischen stellaren Kinderstube um den Emissionsnebel NGC 3603 wurde vom Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) auf dem Cerro Paranal in Chile aufgenommen. Der Nebel befindet sich in etwa 22.000 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Kiel des Schiffs und ist die nächstgelegene Sternentstehungsregion in unserer Galaxie. Tausende von Sternen bevölkern diese Region, die meisten mit Massen ähnlich der unserer Sonne. Aber es gibt hier auch Sterne, die zu den massereichsten gehören, die wir kennen. So kommt der Stern NGC 3603 A1 auf 114 Sonnenmassen! Er bildet mit einem 84 Sonnenmassen schweren Stern ein Doppelsternsystem. Mehrere Blaue Überriesen sind in einem Volumen von weniger als einem Kubiklichtjahr zusammengepfercht, gemeinsam mit drei sog. Wolf-Rayet Sternen – das sind extrem helle und massereiche Sterne, die in einigen tausend Jahren als Supernova explodieren werden.
Astrophysiker berechnen, wie man Neutronensterne aus ungewöhnlicher Materie aufspüren könnte
Neutronensterne zählen zu den faszinierendsten Objekten im Universum. In den nur zehn Kilometer großen Überresten kollabierter, massereicher Sterne herrscht eine so hohe Dichte, dass ein Fingerhut von “Neutronensternstoff” auf der Erde hundert Millionen Tonnen wiegen würde. Der Zustand der Materie im Innern dieser Exoten ist ungeklärt. Jetzt haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Astrophysik zusammen mit Kollegen der Universitäten in Frankfurt, Heidelberg und Jena am Computer die Kollision von zwei Neutronensternen nachgestellt. Die dabei entstehenden Signale könnten helfen, das Rätsel zu lösen.
Weiter in der Pressemeldung der Max-Planck-Gesellschaft:
Signale von seltsamen Sternleichen