2019
April
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Karstseen auf Titan

Der Saturnmond Titan besitzt zahlreiche Ähnlichkeiten mit der Erde: Er verfügt über eine dichte Atmosphäre, Berge und Wüsten, es regnet, schneit und stürmt, die Niederschläge sammeln sich in Seen und fließen durch Flüsse in Meere. Nur ist es dort mit mnus 180 °C weitaus kälter. Deshalb spielen Methan und Ethan, bei uns gasförmig, dort die Rolle des irdischen Wassers; sie bilden auch Eis, und sogar die Sandkörnchen in der Wüste bestehen aus gefrorenem Methan, gemischt mt Wassereis.

Unsere meisten Erkenntnsse über die Hydrogeologie des Titan stammen von der Cassini-Sonde der NASA und dem Huygens-Lander der ESA. Obwohl Cassini längst im Saturn verglüht ist, liefern ihre Daten immer noch neues Wissen. Bei ihrem letzten Vorbeiflug am Titan am 22. April 2017 hat die Sonde speziell zu den kleinen Seen der westlichen Hemisphäre  interessante Informationen geliefert.

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Fliegendes Teleskop weist Heliumhydrid-Ion im All nach

Das Heliumhydrid-Ion ist HeH+ ist ein Rätsel an sich. Helium verbindet sich als Edelgas sehr ungern überhaupt mit anderen Elementen. Doch in der Frühzeit des Universums war die Auswahl noch weitaus geringer als heute: Es existierten nur Wasserstoff (H), Helium (He) und Spuren von Lithium, und zwar in ionisierter Form, also ohne Elektronen, die die Grundlage für chemische Bindungen bilden. Das Universum musste sich deshalb nach dem Urknall erst einmal ungefähr 300.000 Jahre lang abkühlen.

Bei einer Temperatur von etwa 3700 Grad Celsius rekombinierten sich die vorhandenen Atomkerne wieder mit freien Elektronen und erzeugten so die ersten neutralen Atome. Der Prozess begann den gängigen Modellen zufolge mit Helium. Wasserstoff lag zu diesem Zeitpunkt noch ionisiert vor, sodass sich Heliumatome mit den freien Protonen zum Heliumhydrid-Ion HeH+ verbinden konnten, das dadurch zur ersten molekularen Verbindung im Universum wurde. Später reagierte HeH+ dann mit den nun vorhandenen neutralen Wasserstoffatomen, woraus molekularer Wasserstoff und Helium enstanden.

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Als auf Asteroiden noch Eisen-Vulkane ausbrachen

Die verschiedenen Objekte unseres Sonnensystems bestehen in der Regel aus Gestein (wie die Erde, der Mars oder die meisten Asteroiden) oder aus leichten Elementen (wie die Gasriesen und die Sonne selbst). Doch es gibt Ausnahmen. Eine davon kennt man schon seit 1852: Damals entdeckte der Astronom Annibale De Gasparis den Asteroiden (16) Psyche. Dieser 150 Kilometer durchmessende Brocken kreist zwischen Mars und Jupiter.

Und er besteht zum größten Teil aus Metall. Vor allem sind es Eisen und Nickel, die auch auf der Erde häufig sind. Aber auch seltene Metalle sind dort weit häufiger als auf unserem Heimatplaneten. Platin, Iridium und andere Schätze gibt es dort in weitaus höherer Konzentration. Psyche ist nicht der einzige metallische Asteroid, inzwischen hat man noch deutlich mehr entdeckt. Wie sie entstanden sind, ist noch nicht ganz klar.

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Spuren von Leben in einem Meteoriten vom Mars

ALH-77005 hat schon einiges hinter sich. Der mindestens pfundschwere Steinbrocken muss vor 178 Millionen Jahren durch den Einschlag eines größeren Meteoriten aus der Oberfläche des Mars gerissen worden sein. Die Wucht des Aufpralls schleuderte ihn bis ins All. ALH-77005 nahm dann ohne eigenes Verschulden Kurs auf die Erde, wo er nach drei Millionen Jahren ankam.

Falls er damals noch größer war, zerbrach er, während er in die dichte Atmosphäre stürzte. Was von ihm übrig war, ein 483 Gramm schwerer und 9,5 x 7,5 x 5,25 Zentimeter messender braun-grauer Klumpen, bohrte sich in das Eis der Antarktis. Dort blieb er 175 Millionen Jahre liegen, bis ihn 1977 amerikanische und japanische Forscher gemeinsam entdeckten.

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Woraus Dunkle Materie nicht besteht

„Wenn du das Unmögliche ausgeschlossen hast, muss das, was übrig bleibt, so unwahrscheinlich es auch klingt, die Wahrheit sein“, sagt der Detektiv Sherlock Holmes in „Das Zeichen der Vier“ zu Dr. Watson. So ähnlich gehen die Kosmologen auf der Suche nach der Dunklen Materie vor, die ja 85 Prozent der Masse des Universums ausmachen soll. Sie schließen eine Komponente nach der anderen aus. In jüngster Zeit ist ihnen das gleich dreimal gelungen.

Dunkle Materie besteht nicht aus kleinen Schwarzen Löchern. Das haben Astronomen mit Hilfe des japanischen Subaru-Teleskops gezeigt. Ihre Strategie war dabei sehr spannend. Nach u.a. von Stephen Hawking entworfenen Theorien könnte das Universum voller winziger, mikrometergroßer Schwarzer Löcher sein, die im Urknall entstanden sind. Diese primordialen Schwarzen Löcher sind zwar unsichtbar. Aber sie wirken durch ihre Gravitation. Gäbe es zwischen der Erde und der Andromeda-Galaxie eine größere Zahl von ihnen, müssten sie regelmäßig das Licht von Sternen der fernen Galaxie ablenken. Nach solchen Ablenkungen haben die Astronomen gesucht – und sie nicht in ausreichender Zahl gefunden, damit diese primordialen Schwarzen Löcher noch Kandidaten für die Dunkle Materie wären.

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