Astrophysik

Die dunkle Sonne: Auch um Schwarze Löcher könnten sich Planeten bilden Astrophysik

Die dunkle Sonne: Auch um Schwarze Löcher könnten sich Planeten bilden

Was braucht der Weltenbauer, um Planeten entstehen zu lassen? Eine protoplanetare Scheibe aus dem geeigneten Material, in der sich Dichte-Unterschiede herausbilden können, und ein Objekt im Zentrum des Systems, das als gemeinsamer Schwerpunkt dient und die Wolke durch seine Anziehungskraft daran hindert, in die Unendlichkeit zu entschweben. Bisher hatte man angenommen, dass vor allem Sterne diese Voraussetzungen bieten. Aber offenbar sind auch weitaus exotischere Planetensysteme denkbar, wie japanische Forscher jetzt in einer Arbeit beschreiben. Die Wissenschaftler haben sich die Verhältnisse rund um Schwarze Löcher genauer angesehen – und zwar nicht um irgendwelche, sondern speziell um aktive Galaxienkerne. Dabei handelt…
Faszinierende Bilder aus der Frühzeit des Universums Astrophysik

Faszinierende Bilder aus der Frühzeit des Universums

Neben der Theorie und dem Experiment ist heute die Simulation eines der wichtigsten Werkzeuge der Forschung. Manchmal entwickeln die Wissenschaftler Theorien, die sich noch nicht in der Praxis überprüfen lassen. Hier kann eine Simulation zeigen, wonach die Experimentalphysiker dann suchen müssen. Dann kann es vorkommen, dass zur Beschreibung der Wirklichkeit zwei verschiedene Theorien geeignet wären. Baut man auf beiden Simulationen auf, kann man je nach deren Ergebnis vielleicht die Spreu vom Weizen trennen. Und schließlich passiert es auch, dass noch gar keine Theorie vorhanden ist, nur Messdaten. Wenn es nun gelingt, eine Simulation zu erzeugen, die die gleichen Ergebnisse…
Wie viel Energie können wir uns aus dem Vakuum borgen? Astrophysik

Wie viel Energie können wir uns aus dem Vakuum borgen?

Es gibt keine negative Energie, das haben wir in der Schule gelernt. Gäbe es sie, müsste es auch negative Masse geben – und damit abstoßende Gravitation, denn Energie und Masse sind, wie Einstein in der Relativitätstheorie erklärt, miteinander direkt verknüpft. Auf der Mikroebene ist das jedoch nicht wahr (und das ist einer der Gründe, warum die Physiker bei der angestrebten Eheplanung von Relativität und Quantentheorie noch viel Spaß haben werden). In einem winzigen Gebiet ist es möglich, dass die Energie für kurze Zeit unter Null fällt, dass wir uns also Energie beim Vakuum ausborgen. Science-Fiction-Autoren benutzen das gern, um…
Wie ein Universum aus verschwommener Dunkler Materie ausgesehen haben könnte Astrophysik

Wie ein Universum aus verschwommener Dunkler Materie ausgesehen haben könnte

Die genaue Zusammensetzung von 84 Prozent der gesamten Materie des Universums ist unbekannt. Es ist der Teil, Dunkle Materie genannt, der weder Strahlung abgibt noch auf andere Weise als über die Gravitation mit der uns bekannten, gewöhnlichen Materie interagiert. Im Standardmodell des Universums, Lambda-CDM, steckt, was Kosmologen hinter der Dunklen Materie vermuten. Sie gehen davon aus, dass es sich um "kalte" Dunkle Materie (cold dark matter) handelt. Als "kalt" gilt in der Physik, was sich nur langsam bewegt. Die so genannten "WIMPs" (weakly interacting massive particles) müssten bisher unbekannte Teilchen sein, schwerer als alles, was wir bisher kennen, und…
Am Ende des Sonnensystems herrscht ein überraschend hoher Druck Astrophysik

Am Ende des Sonnensystems herrscht ein überraschend hoher Druck

Unsere Sonne gibt rund um die Uhr Teilchen und Strahlung ab, die in alle Richtungen weit ins All vordringen und die Heliosphäre bilden. Gleichzeitig wird das Sonnensystem ständig aus dem interstellaren Raum heraus von kosmischer Strahlung aus den unterschiedlichsten Quellen getroffen. Ganz weit draußen, einige Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, treffen die Ströme aus beiden Richtungen im sogenannten Heliosheath aufeinander. Der Druck dort scheint deutlich höher zu sein, als die Forscher bisher angenommen hatten. Das haben Astronomen nun mit Hilfe der beiden Voyager-Sonden herausgefunden, die seit 1977 nur ein Ziel haben – das Sonnensystem zu verlassen. Zum Zeitpunkt…
Wie vor nicht allzu langer Zeit einmal der Kern der Milchstraße explodierte Astrophysik

Wie vor nicht allzu langer Zeit einmal der Kern der Milchstraße explodierte

Sagittarius A*, das gigantische Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, scheint trotz seiner 4,2 Millionen Sonnenmassen ein ungefährlicher, weil schlafender Riese zu sein. Aber das war nicht immer so. Hätte unser Vorfahr, der Australopithecus, den Himmel über Afrika vor 3,5 Millionen Jahren (also lange nach dem Aussterben der Saurier) genauso intensiv beobachten können wie wir, hätte er etwa 300.000 Jahre lang Zeuge einer gigantischen Explosion im Zentrum der Milchstraße sein können, die einen kegelförmigen Strahlungsausbruch durch beide Pole der Galaxis hindurch bis in den interstellaren Raum zur Folge hatte. Das beschreibt ein Forscherteam unter Führung von Professor Joss Bland-Hawthorn vom…
Neue NASA-Simulationen: Wie es rund um ein Schwarzes Loch zugeht Astrophysik

Neue NASA-Simulationen: Wie es rund um ein Schwarzes Loch zugeht

Schwarze Löcher wachsen, indem sie sich aus einer sogenannten Akkretionsscheibe ernähren, die sie mit frischer Materie speist. Diese Scheibe besteht aus Plasma, ionisiertem Gas, das mit hoher Geschwindigkeit um das Schwarze Loch orbitiert, in einer fortlaufenden Spirale, wobei es sich durch Kollisionen seiner Bestandteile ständig aufheizt. Auf einen Betrachter muss die Akkretionsscheibe aber nicht wie eine klassische Scheibe wirken (etwa wie die Saturnringe). Denn das Schwarze Loch erzeugt eine so unglaubliche Schwerkraft, dass die Strahlung der hinteren Teile der Scheibe abgelenkt wird. Forscher des Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, haben das jetzt in eindrucksvollen Computersimulationen…
Wenn Stürme Ammoniak nach oben tragen Astrophysik

Wenn Stürme Ammoniak nach oben tragen

Jupiter erkennt man leicht an den bandartigen Strukturen, die sich über seine Oberfläche ziehen. Bei diesen Gürteln handelt es sich um unterschiedlich rotierende Bereiche mit durchaus unterschiedlichen Eigenschaften. Aber was ist darunter los? Hubble oder Sonden wie Juno zeigen vor allem das Äußere. Um die Dynamik der Jupiter-Atmosphäre zu verstehen, braucht man einen Blick, der in die Tiefe geht – wie ihn das  Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) im Radiobereich liefert. (mehr …)