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Der Totentanz der Schwarzen Löcher

Erstmals haben Forscher zwei sich umkreisende, superschwere Schwarze Löcher identifiziert – das Ergebnis von zwölf Jahren Arbeit. Dass Schwarze Löcher manchmal miteinander verschmelzen, weiß man seit den Gravitationswellen-Messungen von LIGO. Aber es war zuvor noch nicht gelungen, sie gewissermaßen in ihrem Totentanz zu fotografieren – wenn etwa zwei Galaxien verschmelzen, umkreisen sich die Schwarzen Löcher in ihrem Zentrum zunächst für lange Zeit, bevor sie sich vereinigen. Was dann für ein hübsches Signal am LIGO-Detektor sorgt.

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Ein zweiter Mars hinter dem Kuiper-Gürtel?

Das Sonnensystem ist aus einer rotierenden Gas- und Staubscheibe entstanden. Dementsprechend bewegen sich alle Planeten und die meisten der anderen Objekte in einer einzigen Ebene, der Ekliptik. Falls Asteroiden, Kleinplaneten oder Kometen sich nicht daran halten, dann ist in der Regel die Anziehungskraft eines der großen Planeten daran Schuld, die die ursprüngliche Bahn destabilisiert hat.

In einem neuen Paper haben Forscher nun die Bahnebenen aller bekannten Objekte des Kuipergürtels zusammengefasst (dazu gehört u.a. auch der ehemalige Planet Pluto) und daraus einen Mittelwert berechnet. Kuipergürtel-Objekte (KBOs), die wahrscheinlich dem Einfluss des äußersten Planeten Neptun unterworfen sind (das ist an ihren Bahnparameten erkennbar), hat man aus der Rechnung herausgelassen. Das Ergebnis sollte ein Mittelwert sein, der ziemlich genau der Ekliptik entspricht.

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Draugr, Poltergeist, Phobetor – Neues vom Familienstammbaum der Planeten

Draugr, Poltergeist und Phobetor: So heißen heute die ersten drei Planeten, die außerhalb des Sonnensystems entdeckt und bestätigt wurden (zwei frühere Kandidaten verwarf man wieder bzw. klassifizierte sie falsch). Das Trio umkreist den Pulsar PSR 1257+12, auch Lich genannt, was die Entdeckung enom erleichtert hat. Bei allen drei handelt es sich um Gesteinsplaneten.

Inzwischen haben sie jede Menge Geschwister bekommen. Etwa 3500 Exoplaneten sind bis dato registriert, mit unterschiedlichsten Methoden. Bei solch einer großen Familie ist es dann auch mal an der Zeit für einen Familienstammbaum, den Astronomen jetzt durch genaues Durchzählen aller Planetengrößen aufgestellt haben.

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Sommer-Sonnenwende in Titans Norden

Auf der nördlichen Hemisphäre des Saturnmondes Titan ist gerade die Zeit der Sonnenwend-Feuer: Am 24. Mai erreichte den Nordpol des Mondes soviel Sonnenlicht wie sonst nie in seinem fast 30-jährigen Zyklus, den der Umlauf seinen Planeten Saturn um die Sonne verursacht.

Das Foto ist eine Aufnahme der Cassini-Sonde vom 9. Juni 2017 aus einer Entfernung von 507.000 Kilometern. Deutlich erkennbar sind helle Methanwolken in hohen nördlichen Breiten sowie die Methan- und Ethan-Seen, die sich rund um den Nordpol des Mondes ausbreiten.

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Nemesis, der unbekannte Zwillingsbruder der Sonne

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstand die Sonne innerhalb einer dichten molekularen Wolke. Vermutlich nicht allein – das haben Astronomen schon länger vermutet. Der bislang unbekannte Zwilling hat sogar schon einen Namen bekommen: Nemesis, weil man annahm, dass seine Gravitation dafür verantwortlich gewesen sei, einen Riesen-Meteoriten auf Kollisionskurs zur Erde geschickt und damit die Saurier ausgerottet zu haben.

Gefunden hat man Nemesis allerdings bisher nicht. Das erscheint umso seltsamer, weil sich die Hinweise häufen, dass Sterne generell immer als Doppelsysteme geboren werden. In einem neuen Paper in den Notices of the Royal Astronomic Society begründen das Forscher anhand von Beobachtungen zahlreicher sehr junger Sternsysteme innerhalb der 600 Lichtjahre von der Erde entfernten Perseus-Molekularwolke. Dabei zeigte sich, dass sich die dortige Sternverteilung nur mit einem mathematischen Modell erklären lässt, bei dem Sterne immer paarweise geboren werden.

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In der Badewanne Schwarze Löcher erforschen? Funktioniert!

Die Physik hat derzeit nur eine sehr ungefähre Ahnung, wie Schwarze Löcher wirklich funktionieren. Das liegt vor allem an den extremen Verhältnissen, unter denen ein Teil der bekannten physikalischen Gesetze versagt. Außerdem können wir schlecht hinfliegen und nachsehen, und es liegt in ihrer Natur, dass sich Schwarze Löcher nur schwer direkt beobachten lassen.

Aber Physiker sind kreativ, wie jetzt ein Team der University of Nottingham im Magazin Nature Physics zeigt. Die Forscher simulieren wichtige Eigenschaften von Schwarzen Löchern in einem Wasserbad, also einer großen Badewanne. Mit Hilfe der Flüssigkeit und eines Wellen-Generators konnten sie das Phänomen der Superradianz nachweisen: Wenn eine Welle dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs nahekommt, ohne sie zu überschreiten, wird sie reflektiert, wobei ihre Energie verstärkt wird. Das ist – neben der quantenphysikalisch begründeten Hawking-Strahlung – ein Mechanismus, wie Schwarze Löcher Energie verlieren können.

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Warum es keine Super-Erden im Sonnensystem gibt

In vielen Sonnensystemen, in denen Astronomen Gesteinsplaneten entdecken, sind diese deutlich größer als die Erde – es handelt sich um so genannte Super-Erden. Aber warum ist das ausgerechnet in unserem Heimatsystem anders, wo die Erde der größte Gesteinsplanet ist? Im Wissenschaftmagazin PNAS zeigen Forscher jetzt, dass Jupiter schuld ist.

Der Gasriese hat sich schon ungewöhnlich früh gebildet: Als das Sonnensystem erst eine Million Jahre alt war, war Jupiter schon so schwer wie zwanzig Erden. Dadurch konnte kein Gesteinsmaterial mehr von außerhalb seiner Umlaufbahn ins Innere gelangen, um dort Gesteinsplaneten zu bilden – die Anziehungskraft des Gasplaneten hat als unsichtbare Barriere gewirkt.

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Das kälteste Objekt im Universum ist ein…

Wie kalt ist es im Weltall? Wer jetzt „0 Grad“ sagt, hat eines nicht bedacht: Beim absoluten Nullpunkt hört jede Bewegung auf, weil die Bewegungsenergie Null wird. Die – wenn auch wenigen – Teilchen, die sich im „Vakuum“ des Alls finden, bewegen sich aber noch. Und dann ist da ja noch die kosmische Hintergrundstrahlung, die den kompletten Kosmos auf 2,725 Grad über dem Nullpunkt erwärmt.

Man sollte deshalb annehmen, dass es kein kälteres Objekt gibt. Umso überraschter waren die Forscher, als sie sahen, dass der Bumerangnebel im Sternbild Zentaur, 5000 Lichtjahre von der Erde entfernt, sogar die kosmische Hintergrundstrahlung noch aufsaugt – er muss also kälter als diese sein. Des Rätsels Lösung besteht aus zwei Teilen: Zunächst ist da ein alter Roter Riese, der im Todeskampf seine äußere Hülle abgestoßen hat. Diese bewegt sich nun mit hoher Geschwindigkeit von ihm fort.

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Allein, allein: Wir leben in einem riesigen Loch im All

Das Universum ähnelt in seiner Grobstruktur einem Schweizer Käse: Die Käsemasse wird von Filamenten gebildet, die ihrerseits aus Superhaufen, Galaxienhaufen und einzelnen Galaxien bestehen. Dazwischen ist – fast – nichts, bis auf die ein oder andere kleinere Galaxie. Lange nahm man an (und viele Astronomen sind noch immer davon überzeugt), dass die Milchstraße, die Galaxis, zu der unser Sonnensystem gehört, als Teil der lokalen Gruppe zum Virgo-Superhaufen gehört.

Doch das könnte ein Irrtum sein, wie Forscher der University of Wisconsin-Madison in einem Paper schon 2013 gezeigt haben – zu dem sie nun neuen Stoff liefern. Ihrer – durch Daten gestützten – Meinung nach befindet sich die Milchstraße in einem der Löcher des Käses, allein auf weiter Flur. Das Loch, in dem wir leben (ganz unbescheiden haben es die drei Astronomen nach den Anfangsbuchstaben ihrer Namen „KBC-Void“ genannt), wäre demnach riesig: mit einem Durchmesser von einer Milliarde Lichtjahren wäre es sieben Mal so groß wie die Durchschnitts-Leerstelle.

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Rekord: der bisher heißeste Exoplanet

Sie schwitzen in der Sommerhitze? „Jammerlappen“ wird ein Bewohner des Exoplaneten Kelt-9b Ihnen zurufen, und zwar zu Recht. Jedenfalls wenn es dort Leben gäbe – was äußerst unwahrscheinlich ist. Denn der Planet, ein so genannter Heißer Jupiter, weil er als Gasplanet seinen Stern in engem Orbit umkreist, hat gerade einen neuen Rekord aufgestellt. 4327 Grad Celsius soll es auf der seiner Sonne zugewandten Seite heiß sein, das ist eine höhere Temperatur als auf so manchem Roten Zwergstern.

Die Strahlung, die in allen Bereichen von Infrarot und optisch bis zum Ultraviolett auf ihn einprasselt, ist so stark, dass der Planet über kurz oder lang seine komplette Atmosphäre verlieren wird. Schon jetzt trifft die Strahlung vor allem auf gasfömige Metallatome, sagen die Forscher, die ihn mit der Transitmethode entdeckt haben und in Nature darüber berichten. Dass es so heiß ist, liegt daran, dass der Mutterstern Kelt-9 ebenfalls zu den sehr heißen Objekten gehört. Er befindet sich am Übergang der Spektralklassen A und B, wiegt etwa 2,5 Mal so viel wie unsere Sonne und kann mit Temperaturen über 10.000 Grad aufwarten. Mit etwa 300 Millionen Jahren ist der Stern noch recht jung, die Sonne ist 15 Mal so alt. Der Planet, der ihn in 1,48 Tagen einmal umkreist, hat etwa 2,9 Jupitermassen.

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Noch kein neunter Planet, aber ein Brauner Zwerg

Seit dem 15. Februar sind fast 40.000 Freiwillige aus aller Welt dabei, in Fotos des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA nach Hinweisen auf einen neunten Planeten zu suchen. Das Projekt heißt denn auch Backyard Worlds: Planet 9, und die Helfer haben es immerhin schon geschafft, über ein Viertel der Daten zu durchforsten (für automatische Suchalgorithmen sind die Fotos zu verrauscht).

Den neunten Planeten haben sie dabei zwar noch nicht entdeckt – aber einen Braunen Zwerg. Das ist ein Stern, bei dem die Kernfusion nie so richtig gezündet hat, und der deshalb kaum wärmer als unser Jupiter ist. Das Objekt, das den poetischen Namen WISEA J110125.95+540052.8 trägt, befindet sich etwa 100 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es handelt sich um einen Braunen Zwerg der Spektralklasse T. Auf dem Foto. auf dem er identifiziert wurde, ist er einfach nur ein springender Punkt. Könnten wir ihn besuchen, würden wir ihn jedoch mit bloßem Auge in dunklem Magenta sehen.

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Enceladus: Wie die Eis-Geysire entstanden

Ein äußerer Einfluss, vermutlich die Kollision mit einem großen Asteroiden, hat Enceladus vor ein paar Millionen Jahren anscheinend so kräftig angestoßen, dass der Saturnmond um etwa 55 Grad auf die Seite kippte, wie Forscher jetzt herausfanden. Das Einschlaggebiet, das dementsprechend geologisch jung ist, kennt man heute als die „Tiger Stripes“, weil hier aus mehreren Brüchen in der Eiskruste Wasser herausschießt wie bei einem Geysir – nur kälter.

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