Astrophysik

Wurmlöcher als Abkürzung für Raumschiffe – auch ohne negative Energie? Astrophysik

Wurmlöcher als Abkürzung für Raumschiffe – auch ohne negative Energie?

Wurmlöcher, wie sie die Mendrak in Helium-3 benutzen, sind Abkürzungen in der Raumzeit. Es handelt sich dabei bisher um rein theoretische Konstruktionen, die sich aus bestimmten Lösungen der Gleichungen der Allgemeine Relativitätstheorie ergeben. In der Science Fiction sind sie sehr beliebt, weil Raumschiffe sich nicht schneller als das Licht bewegen müssen, aber trotzdem überragend schnell von einem Ort zum anderen gelangen. Leider sind Wurmlöcher instabil. Den Durchflug eines Raumschiffs würden weder sie noch das Schiff überstehen. Es sei denn, der Passagier bringt eine Menge negativer Energie ins Spiel. Dumm nur, dass Energie und die damit zusammenhängende Masse immer positiv…
Quasar funkt aus der Frühzeit des Universums Astrophysik

Quasar funkt aus der Frühzeit des Universums

In den 1950er-Jahren stießen Astronomen auf Radioquellen, denen sich im Bereich des sichtbaren Lichts punktförmige, also sternartige Objekte zuordnen ließen. Bis dahin hatte man vor allem ganze Galaxien als Radioquellen ausgemacht. Die Funde nannte man "quasi-stellare Objekte", kurz Quasar. Später erkannten die Forscher allerdings, dass Quasare doch in Galaxien eingebettet sind und in Wirklichkeit deren aktive, in vielen Wellenlängenbereichen strahlende Kerne ausmachen. Dass man sie nur als Punktquellen gesehen hatte, lag einfach daran, dass sie sehr, sehr weit entfernt sind. Tatsächlich handelt es sich um die am weitesten entfernten Objekte des Universums, die wir beobachten können. Das liegt nicht…
Verschmelzende Bosonensterne statt kollidierender Schwarzer Löcher? Astrophysik

Verschmelzende Bosonensterne statt kollidierender Schwarzer Löcher?

Bosonen sind Teilchen mit einem geradzahligen Spin. Dazu gehören die Grundteilchen, die die einzelnen Wechselwirkungen vermitteln (etwa Photonen für den Elektromagnetismus), aber auch zusammengesetzte Teilchen wie Helium-4-Atome. Ihre Besonderheit besteht darin, dass beliebig viele von ihnen den gleichen Grundzustand einnehmen können. Sie sind dann nicht mehr voneinander unterscheidbar und bilden ein Bose-Einstein-Kondensat mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Unter anderem kann die Dichte des Kondensats gegen unendlich gehen. Damit wären Bosonen gute Kandidaten für sehr schwere Himmelskörper, bei denen sich riesige Massen auf engem Raum drängen. Wer denkt dabei nicht an ein Schwarzes Loch? Aber ein Himmelsobjekt aus Bosonen wäre zwar bei…
Können supermassive Schwarze Löcher direkt aus Dunkler Materie kollabieren? Astrophysik

Können supermassive Schwarze Löcher direkt aus Dunkler Materie kollabieren?

Schwarzes Loch und Dunkle Materie, das klingt auf den ersten Blick wie eine passende Kombination. Allerdings gibt es da ein Problem: die Dunkle Materie befindet sich vor allem in den Außenbereichen von Galaxien, in gewaltigen Halos. Supermassive Schwarze Löcher hingegen bilden den Kern einer Galaxie. Geht da trotzdem etwas zusammen, das zusammengehört? Vielleicht. Was supermassive Schwarze Löcher betrifft, hat die Kosmologie noch ein Problem. Denn wie genau sie sich ursprünglich gebildet haben, ist heute eines der größten Probleme bei der Erforschung der Galaxienentwicklung. Supermassive Schwarze Löcher wurden bereits 800 Millionen Jahre nach dem Urknall beobachtet, aber wie sie so…
Wenn ein Stern zerreißt … Astrophysik

Wenn ein Stern zerreißt …

… erzeugt ein Myon tief unter dem Eis der Antarktis eine Spur in einem gigantischen Detektor. Das Myon ist entstanden, weil ein energiereiches Neutrino mit einem Atom des Detektors wechselgewirkt hat. Das Neutrino begann seine Reise vor rund 700 Millionen Jahren, etwa zu der Zeit, als sich die ersten Tiere auf der Erde entwickelten. Das ist die Reisezeit, die das Teilchen brauchte, um von der weit entfernten, namenlosen Galaxie (katalogisiert als 2MASX J20570298+1412165) im Sternbild Delphin zur Erde zu gelangen. Entstanden ist es in Folge von "AT2019dsg". So nennen Astronomen ein Ereignis, bei dem ein Stern von einem Schwarzen…
Wie schwer ist die Dunkle Materie? Astrophysik

Wie schwer ist die Dunkle Materie?

Die Dunkle Materie ist ein mysteriöses Phänomen. Wir wissen nicht, wie sie aussieht und woraus sie besteht. Physiker sind aber überzeugt, dass sie existiert, denn die Wirkung ihrer Anziehungskraft lässt sich an vielen Beispielen im Kosmos beobachten. Das sichtbare Weltall - wir selbst, die Planeten und Sterne - macht 25 Prozent der gesamten Masse im Universum aus. Die restlichen 75 Prozent seiner Masse bestehen aus Dunkler Materie. Dass sie über die Gravitation wechselwirkt, gibt den Forschern immerhin einen Hinweis, wie schwer ihre Teilchen sein könnten. Man ging bisher davon aus, dass ihre Masse zwischen 10-24 eV und 1028 eV liegen müsste.…
Sechs Exoplaneten in ungewöhnlicher Resonanz Astrophysik

Sechs Exoplaneten in ungewöhnlicher Resonanz

Wenn man Mehrkörpersysteme sich selbst überlässt, stellt sich manchmal eine merkwürdige Ordnung ein. Die Abstände der Planetenbahnen sind ganzzahlige Vielfache eines Grundwertes, Monde und Planeten bewegen sich im Gleichklang, Himmelskörper wenden sich stets dieselbe Seite zu – was wir dann als kosmische Ordnung wahrnehmen, sind alles keine Wunder, sondern bloß Ergebnisse der Wirkung der Gravitation in einem auf bestimmte Weise aufgebauten System. Das trifft auch auf TOI-178 zu, einen etwa 200 Lichtjahre entfernten Stern im Sternbild Sculptor. Als Forscher den Stern zum ersten Mal beobachteten, vermuteten sie zunächst, sie hätten zwei Planeten entdeckt, die ihn auf der gleichen Bahn umkreisen.…
Auf der Suche nach dem Axion, einem hypothetischen Elementarteilchen Astrophysik

Auf der Suche nach dem Axion, einem hypothetischen Elementarteilchen

Schon seit einiger Zeit denken Physiker über ein Elementarteilchen nach, das sehr wenig Masse, keine elektrische Ladung und keinen Spin (quantenphysikalischen Drehimpuls) besitzt. Es würde mit anderen Teilchen wegen dieser Eigenschaften sehr wenig interagieren und wäre deshalb ein guter Kandidat für die Dunkle Materie, die sich genau dadurch auszeichnet. Aber das Axion wird auch in der Physik gebraucht, weil im Neutron, einem neutralen Kernteilchen, die Ladung der Quarks, aus denen es sich zusammensetzt, so perfekt verteilt ist, dass dem Neutron nach außen hin gar nicht anzumerken ist, dass in seinem inneren sich ausgleichende Ladungen stecken. Physikalisch ausgedrückt: Das Neutron…