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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 es sich um Schwarze Löcher mit Millionen Sonnenmassen, die mit ihrer Umgebung in Wechselwirkung stehen. Um sie herum bildet sich wie um junge Sterne eine Staubscheibe, und zwar in riesenhaften Dimensionen. So eine Staubscheibe kann allein die Masse von 100.000 Sonnen erreichen, was etwa der milliardenfachen Masse einer normalen protoplanetaren Scheibe entspricht. Genug Material ist also vorhanden, und die Energiequelle im Zentrum fehlt auch nicht.

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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 bringt wie das Experiment, dann kann man daraus vielleicht eine Theorie ableiten.

Astronomen, die den Kosmos simulieren wollen, stehen dabei normalerweise vor der Wahl: Entweder, sie stecken die Rechenleistung in Details – oder sie beschreiben in der Simulation einen möglichst großen Raum. Beide Verfahren haben Nachteile in ihrer Aussagekraft: Aus der Simulation weniger Galaxien lassen sich schlecht statistische Schlüsse ziehen, und großräumigen Simulationen fehlt es im Vergleich zur Realität an Details. Mit der astronomischen Simulation TNG50 gelang es Forschern nun erstmals, eine großräumige kosmologische Simulation mit der hohen Auflösung einer detaillierten Simulation zu verbinden, wie sie bisher nur für Untersuchungen einzelner Galaxien möglich war.

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Kann ein erdähnlicher Planet auch in einem exzentrischen Sonnensystem überleben?

HR5183 ist ein Gelber Zwerg, also ein der Sonne sehr ähnlicher Stern, der sich in etwa 103 Lichtjahren Entfernung von der Erde befindet. Erst im Sommer haben Astronomen nach über 20 Jahren Beobachtungszeit in seinem Orbit einen Planeten von ungefähr der dreifachen Jupitermasse entdeckt. Warum hat es so lange gedauert? Der Planet, HR5183 b, braucht 75 Jahre für eine Umkreisung seines Sterns. Entsprechend groß ist auch die Periode, mit der er die Lichtkurve seines Sterns beeinflusst.

Was die Astronomen aber noch mehr gewundert hat, ist die ungewöhnliche Bahn des Planeten. HR5183 b kommt seiner Sonne einmal auf Jupiters Abstand nahe, um sich dann weit hinaus zu Neptuns Bahn zu schwingen. Ein so exzentrischer Orbit ist bisher sehr selten beobachtet worden.

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Neue organische Moleküle auf Saturnmond Enceladus entdeckt

Schon vor zwei Jahren ist die Cassini-Sonde in den Saturn gestürzt – und doch machen Forscher in ihren Daten immer neue Entdeckungen. Wissenschaftler unter anderem von der Freien Universität Berlin haben sich diesmal die Ergebnisse des CDA, des „Cosmic Dust Analyzer“ an Bord von Cassini vorgenommen. Dabei handelt es sich um ein in Deutschland entwickeltes Messinstrument, dessen Aufgabe die Untersuchung kleinster Teilchen war.

Der CDA konnte Teilchen mit einer Geschwindigkeit von 5 Kilometern pro Sekunde und einer Masse von nur 10-13 Gramm (einem Zehnmillionstel Millionstel Gramm, das entspricht einer Größe von einem Zweitausendstel Millimeter) nachweisen. Neben der Teilchengeschwindigkeit und der Teilchengröße (10 Nanometer bis 100 Mikrometer) hat er auch die elektrische Ladung der Teilchen und ihre elementare Zusammensetzung bestimmt.

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