Astrophysik

Astronomen entdecken eine neue Art von Sternexplosion: Mikronovae Astrophysik

Astronomen entdecken eine neue Art von Sternexplosion: Mikronovae

Ein Team von Astronominnen und Astronomen hat mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) eine neue Art von Sternexplosion beobachtet – eine Mikronova. Diese Ausbrüche ereignen sich auf der Oberfläche bestimmter Sterne und verbrauchen in wenigen Stunden eine Menge an Sternmaterial, die der Masse von 3,5 Milliarden Cheops-Pyramiden entspricht. In astronomischen Maßstäben ist das immer noch wenig – daher die Bezeichnung. Mikronovae sind viel weniger energiereich als die als Novae bekannten Sternexplosionen. Beide Arten von Explosionen ereignen sich auf Weißen Zwergen. „Mikronovae stellen unser Verständnis davon in Frage, wie thermonukleare Explosionen in Sternen ablaufen. Bisher…
Schnell wachsendes Schwarzes Loch entdeckt Astrophysik

Schnell wachsendes Schwarzes Loch entdeckt

Dass in den Zentren der meisten Galaxien supermassive Schwarze Löcher beheimatet sind, wissen Astronomen schon seit einer Weile. Mit immer besseren Untersuchungsmethoden konnten sie diese Giganten weit in die Vergangenheit zurückverfolgen. Schon 750 Millionen Jahre nach dem Urknall müssen sie existiert haben. Das wirft eines der größten Rätsel der heutigen Astronomie auf: Wie konnten diese supermassereichen Schwarzen Löcher, die das Millionen- bis Milliardenfache der Masse der Sonne wiegen, so schnell derart groß werden? Aktuelle Theorien besagen, dass supermassereiche Schwarze Löcher ihr Leben in den staubumhüllten Kernen von Galaxien mit starker Sternentstehung (Starburst-Galaxien) beginnen, bevor sie das umgebende Gas und den…
Als das Universum zu brodeln begann Astrophysik

Als das Universum zu brodeln begann

Wie sind die supermassiven Schwarzen Löcher entstanden, die heute als gigantische Wächter im Zentrum vieler Galaxien thronen? Zunächst ging man vom Naheliegenden auf: Die Riesen sind gewachsen, indem sie andere Materie akkretiert oder Schwarze Löcher konsumiert haben, also mit ihnen verschmolzen sind. Schritt für Schritt, von klein zu mittel bis riesig. Aber dieses Konzept hat ein paar Probleme. Erstens ist es uns noch nicht gelungen, die nötigen Zwischenstadien aufzuspüren. Es müsste sie ja noch immer geben, doch bisher hat man nur kleine Schwarze Löcher gefunden – oder die ganz großen. Problem Nummer 2 besteht darin, dass für diesen Wachstumsvorgang…
Wie wiegt man ein Teilchen, von dem man nicht weiß, ob es existiert? Astrophysik

Wie wiegt man ein Teilchen, von dem man nicht weiß, ob es existiert?

85 Prozent des Massegehalts des Universums macht die sogenannte Dunkle Materie aus. "Dunkel" nennen sie die Forscher, weil man nichts von ihr bemerkt – außer ihrer Gravitation. Die allerdings kann man ziemlich gut nachweisen. Ohne Dunkle Materie würden sich Galaxien anders bewegen, als sie es nachweislich tun, und das Universum hätte eine andere Struktur. Die Physiker brauchen die Dumkle materie also, um den Kosmos zu erklären. Zu dumm, dass sie immer noch nicht wissen, woraus sie denn besteht. Kandidaten für sie gibt es durchaus: MACHOs (massive kompakte Haloobjekte) etwa, WIMPs (schwach wechselwirkende massive Teilchen) und sogar unsichtbare schwarze Löcher aus…
Wie warm war das Universum 880 Millionen Jahre nach dem Urknall? Astrophysik

Wie warm war das Universum 880 Millionen Jahre nach dem Urknall?

Vor 13,8 Milliarden Jahren war das All heißer als heiß. Dann hat es sich ausgedehnt und dabei abgekühlt – auf 2,725 Kelvin heute, die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung. Vom Moment der Freisetzung der kosmischen Hintergrundstrahlung bis heute hat sich das Universum um einen Faktor von rund 1100 ausgedehnt. Die kosmische Hintergrundstrahlung, die ursprünglich eine Temperatur von etwa 3000 Kelvin hatte und deren Wärmestrahlung damit damals so ähnlich aussah wie das Licht einer Halogenlampe, kühlte um denselben Faktor ab. Natürlich war das gesamte Universum nie überall gleich warm. Das ermöglicht es Forschern heute, so unglaublich es klingt, dem Universum in seiner…
Gibt es eine höchste Temperatur? Astrophysik

Gibt es eine höchste Temperatur?

Kälter als -273,15 Grad Celsius (0 Kelvin) kann es nicht werden. Das begründet die Physik damit, dass Temperatur ein Maß für die kinetische Energie von Teilchen ist, also etwas darüber sagt, wie schnell sie sich bewegen. Wenn sämtliche Bewegung aufhört, haben wir das Minimum der Temperaturskala erreicht, das per Definition bei 0 liegt. Aber gibt es auch eine höchste Temperatur? Man könnte das annehmen, weil es ja nicht nur eine minimale Geschwindigkeit (0), sondern auch eine maximale Geschwindigkeit (die Lichtgeschwindigkeit c) gibt. So einfach ist es dann aber doch nicht, weil die Energie massebehafteter Teilchen, die sich c annähern,…
X(3872): Ein geheimnisvolles Teilchen aus der Frühzeit des Universums Astrophysik

X(3872): Ein geheimnisvolles Teilchen aus der Frühzeit des Universums

Ganz am Anfang des Universums war es noch sehr, sehr heiß. Die Materie bestand damals nicht aus den Teilchen, die wir heute kennen, etwa Protonen oder Neutronen. Wenn es diesen (allgemein Hadronen genannten) Teilchen nämlich zu heiß wird, fangen sie gewissermaßen an zu kochen und zersetzen sich in ihre Bestandteile, wie Wasser zu Dampf wird. Dazu muss es mind 1,7 Billionen Kelvin heiß sein, die sog. Hagedorn-Temperatur. Die Teilchen, die dann in der Suppe, dem Plasma, schwimmen, sind einerseits Quarks, andererseits Gluonen. Die Gluonen sind normalerweise der Klebstoff, der die Quarks in den Hadronen zusammenhält. Im Quark-Gluonen-Plasma jedoch sind…
Wie ein falsches Vakuum zur Zerstörung des Universums führen könnte Astrophysik

Wie ein falsches Vakuum zur Zerstörung des Universums führen könnte

Als 2012 Physiker des CERN mit Hilfe des Large Hadron Colliders das Higgs-Boson entdeckten, bestätigten sie damit nicht nur den letzten wichtigen Baustein des Standardmodells der Elementarteilchenphysik, der erklärt, wie Teilchen ihre Masse erhalten (durch das Higgs-Feld, durch das sie sich bewegen wie durch eine zähflüssige Masse). Sie maßen dabei auch das Gewicht des Higgs-Teilchens, das bei 125GeV liegt (Giga-Elektronenvolt). Und das ist nicht nur eine Zahl: Es bedeutet, dass sich unser Universum sehr wahrscheinlich in einem metastabilen Zustand befindet, einem Zustand also, der nur auf den ersten Blick stabil ist, sich aber sehr schnell ändern kann. Die Physiker…