Posts mit dem Label Spitzer werden angezeigt. Alle Posts anzeigen
Posts mit dem Label Spitzer werden angezeigt. Alle Posts anzeigen
Robot Astronomy Talk Show - Folge 2
Where do we find enough water to fill our giant aquarium to hold all the fish in the Universe?
Robot Astronomy Talk Show - Folge 1
Will an asteroid strike the Earth and wipe out all life as we know it?
Asteroids (Robot Astronomy Talk Show #1) - watch more funny videos
Milchstraße, zeig deinen Sternennachwuchs!
So etwa 13 Milliarden Jahre hat unsere Milchstraße auf dem Buckel, schon kurz nach der Entstehung des Universums selber bildete sie sich wie andere Galaxien auch. Die ersten Sterngenerationen sind schon lange vergangen, aber selbst heute besteht unsere Galagxis nicht nur aus Milliarden Jahre alten Sterngreisen kurz vor Ende ihres Lebens. Unsere Sonne bringt es ja auch schon auf 4 1/2 Milliarden Jahre, aber sie wird nochmal mindestens genauso lange friedlich vor sich hinfusionieren bis sie als Weißer Zwerg eingebettet in einen Planetarischen Nebel endet. Ein gesetzter Stern mittleren Alters ist sie also.
Aber wie das auch in unserer Gesellschaft so ist, nicht auf die Rentner und die über 50jährigen schaut man, sondern auf die Kinder und Jugendlichen, sie sind die Zukunft. Wo sind sie also, die jungen Sterne, die nach dem ende unserer Sonne mal das Aussehen unserer Galaxis bestimmen werden?
Gar nicht leicht zu finden sind sie. Sterne die gerade erst entstanden sind, verstecken sich meist noch in Gas- und Staubwolken, ihrer Kinderstube. Um sie zu finden, sucht man am besten im Infraroten, zum Beispiel mit dem Spitzer-Satelliten. Im Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire oder kurz GLIMPSE hat man einen großen Bereich der Milchstraße durchmustert, 130° lang und 2° oder 330 mal die Fläche des Vollmonds, und nach jungen Sternen gesucht. Über 20000 hat man gefunden, inmitten von 100 Millionen "normaler" Sterne.
Im Vergleich zu anderen Galaxien sind das jetzt nicht übermäßig viele junge Sterne, aber auch nicht wenige. Unsere Milchstraße wird also noch ein Weilchen bestehen bleiben.
Aber wie das auch in unserer Gesellschaft so ist, nicht auf die Rentner und die über 50jährigen schaut man, sondern auf die Kinder und Jugendlichen, sie sind die Zukunft. Wo sind sie also, die jungen Sterne, die nach dem ende unserer Sonne mal das Aussehen unserer Galaxis bestimmen werden?
Gar nicht leicht zu finden sind sie. Sterne die gerade erst entstanden sind, verstecken sich meist noch in Gas- und Staubwolken, ihrer Kinderstube. Um sie zu finden, sucht man am besten im Infraroten, zum Beispiel mit dem Spitzer-Satelliten. Im Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire oder kurz GLIMPSE hat man einen großen Bereich der Milchstraße durchmustert, 130° lang und 2° oder 330 mal die Fläche des Vollmonds, und nach jungen Sternen gesucht. Über 20000 hat man gefunden, inmitten von 100 Millionen "normaler" Sterne.
Im Vergleich zu anderen Galaxien sind das jetzt nicht übermäßig viele junge Sterne, aber auch nicht wenige. Unsere Milchstraße wird also noch ein Weilchen bestehen bleiben.
Drei Satelliten - ein großartiges Milchstraßenbild
Wer erinnert sich noch an das Panorama des Milchstraßenzentrums im Röntgenlicht, aufgenommen mit Chandra? Es geht jedenfalls noch besser. Wenn Chandra nämlich seine Kollegen Hubble und Spitzer mit dazunimmt, entsteht ein kombiniertes Bild der Milchstraße, wie man sie noch nie gesehen hat:
Falschfarbendarstellung des galaktischen Zentrums. In Blau das Röngenlicht, in Gelb nahes Infrarot, in Rot fernes Infrarot. Image Credit: X-ray: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolov
Die Chandra-Daten zeigen wie üblich das Röntgenuniversum: heißes Gas, normale Sterne, Weiße Zwerge und Neutronensterne, und natürlich Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.
Im nahen Infraroten sieht Hubbles scharfes Auge dagegen ganz andere Dinge: feinste Strukturen in kühleren Gaswolken, erzeugt durch die Winde heißer Sterne, natürlich hochaufgelöst.
Spitzer kann dagegen im fernen Infrarot all die Sterne detektieren, die sich eigentlich hinter Unmengen von Gas und Staub verbergen. Auch die Staubmassen selber leuchten hell, denn sie werden durch die Sterne in ihrer Umgebung aufgeheizt, erzeugen also dann auch Wärmestrahlung.
Nimmt man diese drei Spektralbereiche zusammen, ergibt sich ein surreal-schönes Bild. Ungewohnt allerdings, denn im sichtbaren Licht sieht die Milchstraße ja wiederum ganz anders aus. Ein paar alte Bekannte treffen wir aber dennoch wieder, zum Beispiel den Arches-Haufen.
Falschfarbendarstellung des galaktischen Zentrums. In Blau das Röngenlicht, in Gelb nahes Infrarot, in Rot fernes Infrarot. Image Credit: X-ray: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.StolovDie Chandra-Daten zeigen wie üblich das Röntgenuniversum: heißes Gas, normale Sterne, Weiße Zwerge und Neutronensterne, und natürlich Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.
Im nahen Infraroten sieht Hubbles scharfes Auge dagegen ganz andere Dinge: feinste Strukturen in kühleren Gaswolken, erzeugt durch die Winde heißer Sterne, natürlich hochaufgelöst.
Spitzer kann dagegen im fernen Infrarot all die Sterne detektieren, die sich eigentlich hinter Unmengen von Gas und Staub verbergen. Auch die Staubmassen selber leuchten hell, denn sie werden durch die Sterne in ihrer Umgebung aufgeheizt, erzeugen also dann auch Wärmestrahlung.
Nimmt man diese drei Spektralbereiche zusammen, ergibt sich ein surreal-schönes Bild. Ungewohnt allerdings, denn im sichtbaren Licht sieht die Milchstraße ja wiederum ganz anders aus. Ein paar alte Bekannte treffen wir aber dennoch wieder, zum Beispiel den Arches-Haufen.
Die Atmosphären extrasolarer Planeten
Vor wenigen Tagen gab die Europäische Südsternwarte ESO auf einen Schlag die Entdeckung von 32 extrasolaren Planeten bekannt, allesamt gefunden mithilfe des HARPS-Spektrographen am 3.6m-Teleskop auf La Silla. Damit hat die Zahl der bekannten Exoplaneten die 400er-Marke überschritten. Noch immer ist die Radialgeschwindigkeitsmethode, bei der die Planeten indirekt durch Dopplerverschiebungen von Linien in den Spektren ihrer Muttersterne nachgewiesen werden, bei der Planetensuche am erfolgreichsten, ganze 379 Planeten in 320 Systemen hat man inzwischen damit beobachtet. Auf Rang zwei mit 62 Planeten folgt die Transitmethode, bei der das Licht des Sterns leicht abgedunkelt wird, wenn der Planet vorbeizieht - Tendenz steigend, dank der Satellitenmissionen Kepler und CoRoT. Es folgt die direkte Abbildung mit derzeit 11 Planeten in 9 Systemen, auch eine Methode die stark im Kommen ist.
Planeten, die mit der Transitmethode entdeckt werden, lassen sich im Normalfall auch mit der Radialgeschwindigkeitsmethode detektieren, umgekehrt ist das nicht der Fall, denn damit sich Planet und Stern gegenseitig bedecken müssen die beiden ja auf derselben Sehlinie zu uns stehen. Aus den Transits oder aus Beobachtungen bei denen der Planet direkt beobachtet wird, lernt man aber viel mehr über die fernen Planeten als bei den einfachen Radialgeschwindigkeitsmessungen, wo man zusätzlich zur Umlaufdauer nur eine Obergrenze für die Masse herausbekommt. Bei einer Bedeckung dagegen ist die Masse festgelegt, und die Form der Lichtkurven verrät Größe und Bahnform des Planeten. Untersucht man bei einem direkt beobachteten Planeten die gemessene Helligkeit, erfährt man seine Oberflächentemperatur. Aus dem Spektrum eines Planeten lernt man zusätzlich etwas über die chemische Zusammensetzung seiner Atmosphäre.
Artist's Impression eines Hot Jupiters. Image Credit NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)
Mit einem einfachen Trick kann das auch bei den Transitplaneten machen, die man nicht direkt sieht: Man vergleicht zwei Spektren des Sterns, einmal während der Planet von uns aus gesehen dahinter steht und kein Licht von ihm zu kommen kann und einmal wenn Stern und Planet nebeneinander stehen. Aus der Differenz ergibt sich das Spektrum des Planeten. Diese Methode hat man jetzt zum zweiten Mal erfolgreich angewandt. Bei beiden untersuchten Planeten - sie hören auf die Namen HD 189733b und HD 209458b - fand sich Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan. gerade organische Moleküle wie Methan sind für die Astrobiologen interessant, die erforschen wie es mit der Entstehung von Leben auf solchen Planeten bestellt ist. Ganz anders als das Leben wie wir es kennen, dürfte es aber wohl schon geraten, immerhin sind beide Planeten sogenannte Hot Jupiters, große Gasplaneten, die sehr nahe an ihrem Mutterstern stehen und dabei stark aufgeheizt werden.
Planeten, die mit der Transitmethode entdeckt werden, lassen sich im Normalfall auch mit der Radialgeschwindigkeitsmethode detektieren, umgekehrt ist das nicht der Fall, denn damit sich Planet und Stern gegenseitig bedecken müssen die beiden ja auf derselben Sehlinie zu uns stehen. Aus den Transits oder aus Beobachtungen bei denen der Planet direkt beobachtet wird, lernt man aber viel mehr über die fernen Planeten als bei den einfachen Radialgeschwindigkeitsmessungen, wo man zusätzlich zur Umlaufdauer nur eine Obergrenze für die Masse herausbekommt. Bei einer Bedeckung dagegen ist die Masse festgelegt, und die Form der Lichtkurven verrät Größe und Bahnform des Planeten. Untersucht man bei einem direkt beobachteten Planeten die gemessene Helligkeit, erfährt man seine Oberflächentemperatur. Aus dem Spektrum eines Planeten lernt man zusätzlich etwas über die chemische Zusammensetzung seiner Atmosphäre.
Artist's Impression eines Hot Jupiters. Image Credit NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)Mit einem einfachen Trick kann das auch bei den Transitplaneten machen, die man nicht direkt sieht: Man vergleicht zwei Spektren des Sterns, einmal während der Planet von uns aus gesehen dahinter steht und kein Licht von ihm zu kommen kann und einmal wenn Stern und Planet nebeneinander stehen. Aus der Differenz ergibt sich das Spektrum des Planeten. Diese Methode hat man jetzt zum zweiten Mal erfolgreich angewandt. Bei beiden untersuchten Planeten - sie hören auf die Namen HD 189733b und HD 209458b - fand sich Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan. gerade organische Moleküle wie Methan sind für die Astrobiologen interessant, die erforschen wie es mit der Entstehung von Leben auf solchen Planeten bestellt ist. Ganz anders als das Leben wie wir es kennen, dürfte es aber wohl schon geraten, immerhin sind beide Planeten sogenannte Hot Jupiters, große Gasplaneten, die sehr nahe an ihrem Mutterstern stehen und dabei stark aufgeheizt werden.
Ein neuer Ring um Saturn
Der Infrarotsatellit Spitzer hat einen neuen Ring um den Saturn entdeckt - den bei weitem größten aber auch am schwierigsten zu beobachtenden den der Saturn hat. Der bis dahin unbekannte Ring erstreckt sich in einer Entfernung von etwa 6 Millionen km von Saturn selber weitere 12 Millionen km bis an den Rand des Saturnsystems. Der neu entdeckte Ring ist auch relativ dick, nämlich mehr als 20 Saturndurchmesser, und ist zudem auch noch gegenüber den altbekannten Ringen um 27° geneigt.
Artist's Impression des neu entdeckten Saturnrings wie er im Infrarotlicht sichtbar wird. Das Inset zeigt ein echtes Infrarotbild des Saturn, aufgenommen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Keck
Der Saturnmond Phoebe befindet sich inmitten des Rings und ist höchstwahrscheinlich auch die Quelle der Staubpartikel. Einige der Ringteilchen driften aber wahrscheinlich regelmäßig in den inneren Bereich des Saturnsystems und treffen dort auf den Saturnmond Iapetus. Dessen Oberfläche hat eine helle und eine dunkle Seite - daß das dunkle Material von weiter draußen stammt, hatte man schon länger vermutet, nun hat man die Ursache gefunden.
Mit optischen Teleskopen - egal wie groß - ist der neue Ring aber nicht zu sehen: Die Teilchendichte ist extrem gering und die dunklen Eis- und Staubpartikel reflektieren nur wenig des ohnehin in Saturns Entfernung schon schwachen Sonnenlichts zur Erde zurück.
Artist's Impression des neu entdeckten Saturnrings wie er im Infrarotlicht sichtbar wird. Das Inset zeigt ein echtes Infrarotbild des Saturn, aufgenommen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/KeckDer Saturnmond Phoebe befindet sich inmitten des Rings und ist höchstwahrscheinlich auch die Quelle der Staubpartikel. Einige der Ringteilchen driften aber wahrscheinlich regelmäßig in den inneren Bereich des Saturnsystems und treffen dort auf den Saturnmond Iapetus. Dessen Oberfläche hat eine helle und eine dunkle Seite - daß das dunkle Material von weiter draußen stammt, hatte man schon länger vermutet, nun hat man die Ursache gefunden.
Mit optischen Teleskopen - egal wie groß - ist der neue Ring aber nicht zu sehen: Die Teilchendichte ist extrem gering und die dunklen Eis- und Staubpartikel reflektieren nur wenig des ohnehin in Saturns Entfernung schon schwachen Sonnenlichts zur Erde zurück.
Planetenentstehung live - mit Spitzer
Planeten entstehen gemeinsam mit den Sternen die sie umkreisen - sozusagen als Abfallprodukt in der Scheibe aus Gas und Staub, in die der junge Stern eingebettet ist. Die jungen Sterne, die noch von solchen Scheiben umgeben sind, nennt man Protosterne. Es gibt sie in verschiedenen Klassen, je nach Alter. Sogenannte Class-0-Objekte sind noch gar nicht richtig fertige Sterne, die Kernfusion in ihrem Inneren hat noch nicht gezündet. Sie sind tief in die sie umgebende Materie eingebettet und nur im Infrarotbereich zu entdecken. Eine Stufe weiter beginnen die Class I-Objekte über Jets und Ausflüsse auf sich aufmerksam zu machen. Class II und III werden nach dem Prototypen T Tau auch T-Tauri-Sterne genannt. Hier sehen wir zunächst junge Sterne, die noch immer Material aus der sie umgebenden Scheibe akkretieren und dadurch weiter wachsen. Dann stoppt die Akkretion und die Scheibe beginnt sich unter dem Strahlungsdruck des Sterns aufzulösen. Irgendwo dazwischen müssen sich in der Scheibe die Planeten bilden und bis auf ihre endgültige Größe anwachsen.
Artist's Impression der Scheibe um LRLL 31 Image Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)
Um die frisch entstandenen oder im Entstehen begriffenen Planeten zu beobachten bedient man sich am besten eines Infrarotteleskops wie dem Spitzer-Satelliten, mit dem man die Scheiben um die jungen Sterne sehen kann. Trotzdem ist es kein leichtes Unterfangen: Gesucht werden Sterne im Zustand zwischen den Klassen II und III, wo die Scheibe beginnt, sich aufzulösen. Einen guten Kandidaten hat man nun gefunden. Der etwa drei Millionen Jahre junge Stern LRLL 31 in der knapp 1000 Lichtjahre entfernten Sternentstehungsregion IC 348 galt bislang als so unbedeutend, daß nichtmal die astronomische Datenbank SIMBAD ihn kennt. Spitzer hat nun festgestellt, daß im inneren Bereich der Scheibe, die ihn umgibt, periodische Helligkeitsschwankungen im Infrarotlicht auftreten. Die einleuchtendste Erklärung dafür wäre ein Begleiter, der in einer Lücke der Scheibe seine Bahn zieht und dabei per Gravitation das Scheibenmaterial aufwirbelt. Das durcheinandergebrachte Material wird aufgeheizt und läßt gleichzeitig die Infrarotstrahlung der weiter entfernt liegenden Bereiche der Scheibe nicht mehr durch. Exakt solche spektralen Signaturen hat man bei LRLL 31 gemessen. Ob der Begleiter nun aber ein Planet oder doch ein Stern ist, läßt sich nicht nicht sagen. Dementsprechend wird Spitzer diese Gegend auch in seiner Warm Mission nochmal unter die Lupe nehmen.
Artist's Impression der Scheibe um LRLL 31 Image Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)Um die frisch entstandenen oder im Entstehen begriffenen Planeten zu beobachten bedient man sich am besten eines Infrarotteleskops wie dem Spitzer-Satelliten, mit dem man die Scheiben um die jungen Sterne sehen kann. Trotzdem ist es kein leichtes Unterfangen: Gesucht werden Sterne im Zustand zwischen den Klassen II und III, wo die Scheibe beginnt, sich aufzulösen. Einen guten Kandidaten hat man nun gefunden. Der etwa drei Millionen Jahre junge Stern LRLL 31 in der knapp 1000 Lichtjahre entfernten Sternentstehungsregion IC 348 galt bislang als so unbedeutend, daß nichtmal die astronomische Datenbank SIMBAD ihn kennt. Spitzer hat nun festgestellt, daß im inneren Bereich der Scheibe, die ihn umgibt, periodische Helligkeitsschwankungen im Infrarotlicht auftreten. Die einleuchtendste Erklärung dafür wäre ein Begleiter, der in einer Lücke der Scheibe seine Bahn zieht und dabei per Gravitation das Scheibenmaterial aufwirbelt. Das durcheinandergebrachte Material wird aufgeheizt und läßt gleichzeitig die Infrarotstrahlung der weiter entfernt liegenden Bereiche der Scheibe nicht mehr durch. Exakt solche spektralen Signaturen hat man bei LRLL 31 gemessen. Ob der Begleiter nun aber ein Planet oder doch ein Stern ist, läßt sich nicht nicht sagen. Dementsprechend wird Spitzer diese Gegend auch in seiner Warm Mission nochmal unter die Lupe nehmen.
Wenn Chandra und Spitzer Hand in Hand gehen
Satellitenobservatorien sind eine komplizierte Angelegenheit: Bevor sie ihre Arbeit aufnehmen können, sind viele Jahre, oft Jahrzehnte der Planung und Konstruktion erforderlich, und ihr Betrieb ist wesentlich teurer als der bodengebundener Teleskope. Dennoch lohnt sich der Schritt ins Weltall, besonders wenn die jeweiligen Missionen in Wellenlängenbereichen arbeiten, die von der Erdatmosphäre absorbiert werden.
Das bekannteste Beispiel eines Satellitenteleskopes ist das Hubble Space Telescope. Sein Schwerpunkt liegt in der Beobachtung im Visuellen und im UV-Bereich. Hubble steht aber eigentlich nicht alleine da. Es ist eine von vier Säulen des "Great Observatories"-Programms der NASA, die anderen drei sind das Compton Gamma Ray Observatory, das Spitzer Space Telescope und das Röntgenobservatorium Chandra. Während Compton schon vor einigen Jahren abgeschaltet wurde und inzwischen in der Erdatmosphäre verglüht ist, wurde Hubble ja bekanntermaßen erst kürzlich runderneuert. Aber auch die beiden Jüngeren der Gruppe kommen langsam in die Jahre: Spitzer ist inzwischen das Helium zur Kühlung ausgegangen und gut zehn Jahre im Orbit sind auch an Chandra nicht schadlos vorbeigegangen, seine Detektoren lassen langsam aber sicher an Empfindlichkeit nach.
Fleißig neue Ergebnisse liefern tun sie trotzdem, und gerade das Zusammenspiel der Infrarotmission Spitzer mit Röntgenteleskop Chandra funktioniert besonders gut. Die beiden eignen sich hervorragend, um der Entstehung von Sternen auf den Grund zu gehen. Jede Menge Sternentstehungsgebiete haben die zwei Satelliten gemeinsam beobachtet, und aus der Kombination der Daten läßt sich jede der untersuchten Regionen klassifizieren und in den Lebenskreislauf der Sterne einordnen. Während sich die jungen Sterne im Röntgenlicht bemerkbar machen und nach ihrem Alter sortieren lassen, schaut Spitzer in die Bereiche der Molekülwolken, in denen gerade jetzt Sterne entstehen.
Die Röntgenaufnahme von Cepheus B mit dem Chandra-Satelliten zeigt jede Menge junger Sterne. Image Credit: NASA/CXC/PSU/K. Getman et al.
Derselbe Bildausschnitt im Infraroten zeigt die Molekülwolke, in die die jüngsten Sterne eingebettet sind. HD 217086 ist der helle Stern in der Mitte links oben. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/CfA/J. Wang et al.
Eine solche Sternentstehungsregion ist Cepheus B. Bei der Untersuchung dieser Molekülwolke, die sich in etwa 2400 Lichtjahren Entfernung befindet, hat sich herausgestellt, daß der helle, massereiche Stern HD 217086 die Sternentstehung in seiner Umgebung weiter antreibt: Seine hochenergetische UV-Strahlung treibt nahes Gas von ihm weg. Dabei entstehen Schockwellen, mit denen dichtere Teilbereiche der Wolke weiter komprimiert werden, bis schließlich neue Sterne entstehen. Je weiter man dabei in dichtere Bereiche der Wolke vordringt, desto jünger werden die Sterne, die man dort findet. Im Zentrum der Wolke sind die jungen Sterne durchschnittlich 1 Million Jahre jung. Weiter außen in der Nähe von HD 217086 dagegen, wo das Gas durch die starke Strahlung schon ausgedünnt ist, sind die Sterne etwa 3 Millionen Jahre alt.
Das bekannteste Beispiel eines Satellitenteleskopes ist das Hubble Space Telescope. Sein Schwerpunkt liegt in der Beobachtung im Visuellen und im UV-Bereich. Hubble steht aber eigentlich nicht alleine da. Es ist eine von vier Säulen des "Great Observatories"-Programms der NASA, die anderen drei sind das Compton Gamma Ray Observatory, das Spitzer Space Telescope und das Röntgenobservatorium Chandra. Während Compton schon vor einigen Jahren abgeschaltet wurde und inzwischen in der Erdatmosphäre verglüht ist, wurde Hubble ja bekanntermaßen erst kürzlich runderneuert. Aber auch die beiden Jüngeren der Gruppe kommen langsam in die Jahre: Spitzer ist inzwischen das Helium zur Kühlung ausgegangen und gut zehn Jahre im Orbit sind auch an Chandra nicht schadlos vorbeigegangen, seine Detektoren lassen langsam aber sicher an Empfindlichkeit nach.
Fleißig neue Ergebnisse liefern tun sie trotzdem, und gerade das Zusammenspiel der Infrarotmission Spitzer mit Röntgenteleskop Chandra funktioniert besonders gut. Die beiden eignen sich hervorragend, um der Entstehung von Sternen auf den Grund zu gehen. Jede Menge Sternentstehungsgebiete haben die zwei Satelliten gemeinsam beobachtet, und aus der Kombination der Daten läßt sich jede der untersuchten Regionen klassifizieren und in den Lebenskreislauf der Sterne einordnen. Während sich die jungen Sterne im Röntgenlicht bemerkbar machen und nach ihrem Alter sortieren lassen, schaut Spitzer in die Bereiche der Molekülwolken, in denen gerade jetzt Sterne entstehen.
Die Röntgenaufnahme von Cepheus B mit dem Chandra-Satelliten zeigt jede Menge junger Sterne. Image Credit: NASA/CXC/PSU/K. Getman et al.
Derselbe Bildausschnitt im Infraroten zeigt die Molekülwolke, in die die jüngsten Sterne eingebettet sind. HD 217086 ist der helle Stern in der Mitte links oben. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/CfA/J. Wang et al.Eine solche Sternentstehungsregion ist Cepheus B. Bei der Untersuchung dieser Molekülwolke, die sich in etwa 2400 Lichtjahren Entfernung befindet, hat sich herausgestellt, daß der helle, massereiche Stern HD 217086 die Sternentstehung in seiner Umgebung weiter antreibt: Seine hochenergetische UV-Strahlung treibt nahes Gas von ihm weg. Dabei entstehen Schockwellen, mit denen dichtere Teilbereiche der Wolke weiter komprimiert werden, bis schließlich neue Sterne entstehen. Je weiter man dabei in dichtere Bereiche der Wolke vordringt, desto jünger werden die Sterne, die man dort findet. Im Zentrum der Wolke sind die jungen Sterne durchschnittlich 1 Million Jahre jung. Weiter außen in der Nähe von HD 217086 dagegen, wo das Gas durch die starke Strahlung schon ausgedünnt ist, sind die Sterne etwa 3 Millionen Jahre alt.
Filmreifer Crash
Das Infrarotobservatorium Spitzer hat im etwa 100 Lichtjahre entfernten jungen Sonnensystem HD 172555 im Sternbild Pfau Überreste einer Kollision zweier Planetoiden aufgespürt. Das Team um Carey Lisse vom Applied Physics Lab der Johns Hopkins University in Maryland, USA, fand im Spektrum des Sterns amorphe Silikate, also im wesentlichen Glassplitter. Um diese zu erzeugen, ist eine enorme Hitze nötig, wie sie nur zustande kommt, wenn ein mindestens mondgroßer Körper auf einen Planeten von den Ausmaßen Merkurs oder mehr prallt.
Das System HD 172555 wird auf ein Alter von lediglich einem Dutzend Millionen Jahre geschätzt. Als unser eigenes Planetensystem vor rund 4,5 Milliarden Jahren in dieser Phase war, wurde es ebenfalls von einigen solcher Kollisionen erschüttert. Unser eigener Mond geht beispielsweise auf den Zusammenstoß der Erde mit der marsgroßen "Theia" zurück, deren Trümmer dann zum altbekannten Erdtrabanten wurden.
In den 1950ern waren Katastrophenfilme ja gang und gäbe. Wenn sich jemand in Hollywood die folgende Animation anschaut, dürfen wir uns auf 'was gefasst machen ...
Das System HD 172555 wird auf ein Alter von lediglich einem Dutzend Millionen Jahre geschätzt. Als unser eigenes Planetensystem vor rund 4,5 Milliarden Jahren in dieser Phase war, wurde es ebenfalls von einigen solcher Kollisionen erschüttert. Unser eigener Mond geht beispielsweise auf den Zusammenstoß der Erde mit der marsgroßen "Theia" zurück, deren Trümmer dann zum altbekannten Erdtrabanten wurden.
In den 1950ern waren Katastrophenfilme ja gang und gäbe. Wenn sich jemand in Hollywood die folgende Animation anschaut, dürfen wir uns auf 'was gefasst machen ...
Spitzers "Warm Mission" beginnt
Im Juni konnten wir die ersten Aufnahmen des europäischen Infrarotsatelliten Herschel bewundern, der derzeit mit einem Spiegeldurchmesser von 3,50 m das größte Weltraumteleskop im Erdorbit ist. Knapp einen Monat vorher endete die Hauptmission des amerikanischen Spitzer-Satelliten: Spitzer war das flüssige Helium ausgegangen, das den Satelliten auf Tiefsttemperaturen von 2 K - also -271°C - abkühlt, die man zum Betrieb der empfindlichen Infrarot-Detektoren benötigt.
Fast sechs Jahre hatte Spitzer, benannt nach dem Astrophysiker Lyman Spitzer und am 25. August 2003 noch unter der alten Projektbezeichnung SIRTF (engl. Space Infrared Telescope Facility) gestartet, in diesem Modus gearbeitet und den Infrarotastronomen dabei Türen zu völlig neuen Welten geöffnet: Die vorangegangenen Infrarotmissionen IRAS und ISO konnte Spitzer durch die Abbildungsleistung seines 85 cm Teleskops leicht um Größenordnungen schlagen und uns damit Einblicke in das staubige Universum geliefert. So ist es im Infrarotlicht viel leichter, durch die dichten Nebelschleier der Sternentstehungsgebiete auf die neugeborenen Sterne zu blicken. Unzählige junge Sterne wurden auf diese Art enthüllt. Auch das Zentrum unserer Milchstraße läßt sich direkt beobachten. Außerdem konnte Spitzer das Licht extrasolarer Planeten spektroskopisch untersuchen.
Flaschfarben-Infrarotaufnahme der Wolke DR22 im Sternbild Schwan. In blau zeigen sich Staubwolken, während in orange heißes Gas sichtbar wird. Dazwischen befidnen sich überall junge Sterne. Image Credit: NASA/JPL-Caltech
Mit dem Ausfall der Heliumkühlung hat sich der Satellit wie erwartet auf etwa 30 K (also immernoch gut -240°C...) "erwärmt". Damit läßt sich die Infrarotkamera IRAC aber nach wie vor betreiben, wenn auch nicht mehr mit derselben Empfindlichkeit wie zuvor. Grund genug jedenfalls, Spitzer nicht einfach so abzuschalten, sondern fleißig weiterarbeiten zu lassen. Die ersten Bilder der "Spitzer Warm Mission", die offiziell am 27. Juli begann, sind nun veröffentlicht worden und zeigen, daß Spitzer sich nicht hinter seinem großen Bruder Herschel verstecken muß und auch weiterhin großartige wissenschaftliche Erfolge feiern wird. Im Visier der Infrarotastronomen waren zunächst die Gas- und Staubwolke DR22 im Sternbild Schwan, die Galaxie NGC 4145 und der planetarische Nebel NGC 4361, viele weitere werden folgen...
Fast sechs Jahre hatte Spitzer, benannt nach dem Astrophysiker Lyman Spitzer und am 25. August 2003 noch unter der alten Projektbezeichnung SIRTF (engl. Space Infrared Telescope Facility) gestartet, in diesem Modus gearbeitet und den Infrarotastronomen dabei Türen zu völlig neuen Welten geöffnet: Die vorangegangenen Infrarotmissionen IRAS und ISO konnte Spitzer durch die Abbildungsleistung seines 85 cm Teleskops leicht um Größenordnungen schlagen und uns damit Einblicke in das staubige Universum geliefert. So ist es im Infrarotlicht viel leichter, durch die dichten Nebelschleier der Sternentstehungsgebiete auf die neugeborenen Sterne zu blicken. Unzählige junge Sterne wurden auf diese Art enthüllt. Auch das Zentrum unserer Milchstraße läßt sich direkt beobachten. Außerdem konnte Spitzer das Licht extrasolarer Planeten spektroskopisch untersuchen.
Flaschfarben-Infrarotaufnahme der Wolke DR22 im Sternbild Schwan. In blau zeigen sich Staubwolken, während in orange heißes Gas sichtbar wird. Dazwischen befidnen sich überall junge Sterne. Image Credit: NASA/JPL-CaltechMit dem Ausfall der Heliumkühlung hat sich der Satellit wie erwartet auf etwa 30 K (also immernoch gut -240°C...) "erwärmt". Damit läßt sich die Infrarotkamera IRAC aber nach wie vor betreiben, wenn auch nicht mehr mit derselben Empfindlichkeit wie zuvor. Grund genug jedenfalls, Spitzer nicht einfach so abzuschalten, sondern fleißig weiterarbeiten zu lassen. Die ersten Bilder der "Spitzer Warm Mission", die offiziell am 27. Juli begann, sind nun veröffentlicht worden und zeigen, daß Spitzer sich nicht hinter seinem großen Bruder Herschel verstecken muß und auch weiterhin großartige wissenschaftliche Erfolge feiern wird. Im Visier der Infrarotastronomen waren zunächst die Gas- und Staubwolke DR22 im Sternbild Schwan, die Galaxie NGC 4145 und der planetarische Nebel NGC 4361, viele weitere werden folgen...
Ein etwas anderer Supernovaüberrest
Eines der beliebtesten Beobachtungsobjekte der Sommersaison ist der Cirrusnebel im Sternbild Schwan. Dabei handelt es sich um einen Supernovaüberrest, der sich über mehrere Grad am Himmel ausdehnt. Nimmt man die verschiedenen Filamente des Nebels zusammen, erhält man eine einigermaßen runde Struktur, so wie man es von der Explosionswolke einer Supernova erwartet, die sich kugelförmig ausdehnt.
Es gibt aber auch andere Supernovaüberreste, die nicht so gleichmäßig rund erscheinen. Mit dem Chandra-Röntgenteleskop hat man sich jetzt mal einen Kandidaten in der Kleinen Magellanschen Wolke vorgenommen. Im Infraroten zeigt der etwa 190000 Lichtjahre entfernte Supernovaüberrest SNR 0104-72.3 eine bipolare Struktur mit schwach zwei leuchtenden Keulen. Die Röntgenstrahlung füllt den Bereich senkrecht zu den Keulen und bildet zusätzlich mehrere armartige Strukturen aus. Damit ist dieser Supernovaüberrest alles andere als kugelsymmetrisch.
Oben: Infrarotaufnahme des Supernovaüberrests SNR 0104-72.3 mit dem Spitzer Space Telescope. Unten: Röntgenaufnahme mit dem Chandra-Satelliten. Image Credit: X-ray (NASA/CXC/Penn State/S.Park & J.Lee); IR (NASA/JPL-Caltech))
Man vermutet nun, daß SNR 0104-72.3 keine normale Supernova ist, bei der ein massereicher Stern am Ende seines Lebens explodiert ist, seine äußere Hülle abgeworfen hat und zu einem Neutronenstern oder Schwarzen Loch geworden ist, sondern daß es sich um eine Supernova vom Spezialtyp Ia gehandelt hat. Solche Supernovae passieren in Doppelsternsystemen, in denen sich einer der beiden Sterne bereits zum Weißen Zwerg entwickelt hat. Wenn dieser Weiße Zwerg nun von dem anderen Stern Materie absaugt und dabei immer mehr an Masse gewinnt, überschreitet er irgendwann die Grenzmasse, bei der er zu einem Neutronenstern zusammenfällt. Dieser Supernovatyp wird in der Kosmologie verwendet, um Entfernungen von Galaxien zu ermitteln, weil der Zahlenwert der Grenzmasse, die Chandrasekhar-Masse, sehr genau bekannt ist, so daß solche Supernovaexplosionen immer gleich stark und damit insgesamt gleich hell sind.
Kombinierte Röntgen- und IR-Aufnahme von SNR 0104-72.3 und seiner Umgebung. Image Credit: X-ray (NASA/CXC/Penn State/S.Park & J.Lee); IR (NASA/JPL-Caltech))
Es gibt aber auch andere Supernovaüberreste, die nicht so gleichmäßig rund erscheinen. Mit dem Chandra-Röntgenteleskop hat man sich jetzt mal einen Kandidaten in der Kleinen Magellanschen Wolke vorgenommen. Im Infraroten zeigt der etwa 190000 Lichtjahre entfernte Supernovaüberrest SNR 0104-72.3 eine bipolare Struktur mit schwach zwei leuchtenden Keulen. Die Röntgenstrahlung füllt den Bereich senkrecht zu den Keulen und bildet zusätzlich mehrere armartige Strukturen aus. Damit ist dieser Supernovaüberrest alles andere als kugelsymmetrisch.
Oben: Infrarotaufnahme des Supernovaüberrests SNR 0104-72.3 mit dem Spitzer Space Telescope. Unten: Röntgenaufnahme mit dem Chandra-Satelliten. Image Credit: X-ray (NASA/CXC/Penn State/S.Park & J.Lee); IR (NASA/JPL-Caltech))
Kombinierte Röntgen- und IR-Aufnahme von SNR 0104-72.3 und seiner Umgebung. Image Credit: X-ray (NASA/CXC/Penn State/S.Park & J.Lee); IR (NASA/JPL-Caltech))Spitzer: Seine coolen Jahre sind vorbei
Dem Infrarotteleskop Spitzer geht die Kühlung aus. Die Instrumente des am 25. August 2003 gestarteten Weltraumteleskop wurden auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt gehalten. Dies ermöglichte es Spitzer das Universum im infraroten Spektralbereich zwischen 3 und 180 Mikrometer zu beobachten. Um von der Wärmestrahlung der Erde nicht geblendet zu werden, fliegt das Teleskop nicht in einem Erdorbit, sondern folgt der Erde in hundert Million Kilometern Entfernung. So um den 12. Mai rum jedoch wird Spitzer den letzten Tropfen Kühlflüssigkeit aufgebraucht haben. Das macht das Teleskop nicht unbrauchbar, aber die coolen Jahre sind dann ein für allemal vorbei.
Aus diesem Anlass ist nun ein Interview mit dem Teleskop erschienen. Fragt man Spitzer nach seiner größten Entdeckung wird man überrascht: Am meisten freut sich das Teleskop über seine Beiträge zur Erforschung von Exoplaneten. Das ist deswegen erstaunlich, weil das Teleskop dafür ursprünglich gar nicht konzipiert war:
Das vollständige Interview ist mir zu lang, um es zu übersetzen. Daher poste ich es hier einfach als Linktipp: The Spitzer Space Telescope Speaks Its Mind
Eine Sammlung schöner Spitzer-Aufnahmen zeigt dieses Video:
Leider ist die Musik etwas nervig oder eben zu cool für meinen Geschmack.
Mehr Info zu Spitzer gibt es auf der offiziellen Seite: Spitzer Space Telescope
Aus diesem Anlass ist nun ein Interview mit dem Teleskop erschienen. Fragt man Spitzer nach seiner größten Entdeckung wird man überrascht: Am meisten freut sich das Teleskop über seine Beiträge zur Erforschung von Exoplaneten. Das ist deswegen erstaunlich, weil das Teleskop dafür ursprünglich gar nicht konzipiert war:
"Well, you know, I wasn’t even originally designed to see exoplanets!"Daran sieht man, dass das Leben überraschende Wendungen nehmen kann und man einfach offen für alles bleiben sollte.
Das vollständige Interview ist mir zu lang, um es zu übersetzen. Daher poste ich es hier einfach als Linktipp: The Spitzer Space Telescope Speaks Its Mind
Eine Sammlung schöner Spitzer-Aufnahmen zeigt dieses Video:
Leider ist die Musik etwas nervig oder eben zu cool für meinen Geschmack.
Mehr Info zu Spitzer gibt es auf der offiziellen Seite: Spitzer Space Telescope
Abonnieren
Posts (Atom)