Kategorie: Kosmologie

Weiße Zwerge in Binärsystemen, die von ihrem jeweiligen Begleiter Masse absaugen, kollabieren irgendwann unter ihrer eigenen Schwerkraft und explodieren in der Folge als Supernovae vom Typ Ia. Da deren Leuchtkraft immer gleich ist, dienen sie als sog. „Standardkerzen“ zur Vermessung des Kosmos. Bisher verriet stets erst die Supernova-Explosion, dass sich an der entsprechenden Stelle ein „gefräßiger“ Weißer Zwerg befand.
Mit Hilfe des Röntgensatelliten XMM-Newton der europäischen Raumfahrtbehörde ESA ist es jetzt erstmals gelungen, einen solchen Weißen Zwerg kurz vor dem Kollaps zu beobachten.
Bereits im Jahr 1997 entdeckten Astronomen in etwa 2.000 Lichtjahren Entfernung von der Erde eine pulsierende Röntgenquelle, die mit dem hellen Stern HD 49798 ein Binärsystem bildet. Mit XMM-Newton ließ sich diese Röntgenquelle nun zweifelsfrei als Weißer Zwerg identifizieren.
Weiße Zwerge sind das kompakte Endstadium von relativ leichtgewichtigen Sternen ähnlich unserer Sonne. Auf ungefähr die Größe der Erde geschrumpft, enthalten sie etwa 0,6 Sonnenmassen. Der nun untersuchte Weiße Zwerg bringt es auf fast das Doppelte und ist damit nahe an der Masse, bei der ein Weißer Zwerg kollabiert.

XMM-Newton weighs up a rare white dwarf and finds it to be a heavyweight

An Ultramassive, Fast-Spinning White Dwarf in a Peculiar Binary System

wissenschaft.de – Gewichtiger Winzling

Supernova

Röntgendoppelstern

Kerne von Eisen-60 enthalten vier Neutronen mehr als das „normale“ Eisen und zerfallen unter Aussendung eines Elektrons zu Kobalt-60. Wie rasch dieser Zerfall geschieht, war bisher nur ungefähr bekannt.
Physikern um Georg Rugel vom Exzellenzcluster Universe an der TU München und Michael Wohlmuther vom Schweizer Paul-Scherrer-Institut ist es nun gelungen, die Halbwertszeit des radioaktiven Isotops Eisen-60 genauer als je zuvor zu bestimmen: mit 2,6 Millionen Jahren liegt sie deutlich über dem bisher bekannten Wert von 1,5 Millionen Jahren.
Angesichts dieses Resultats müssen einige Annahmen über die Entstehung des Sonnensystems möglicherweise korrigiert werden. So liefert die Strahlung des unmittelbaren Zerfallsproduktes Kobalt-60 Hinweise über die Entstehung schwerer Elemente in den massereichen Sternen der Milchstraße. Die Zerfallsreihe des Eisenisotops führt über Kobalt-60 zum stabilen Element Nickel-60, dessen Häufigkeit in Meteoritengestein Aufschlüsse über die Frühgeschichte des Sonnensystems zulässt. In jener Phase konnte Eisen-60 gemeinsam mit anderen radioaktiven Elementen als Wärmequelle im Inneren der neu entstehenden Planeten agieren und so deren Beschaffenheit entscheidend beeinflussen. Das Vorhandensein von Eisen-60 können sich Astronomen allerdings nur durch ein externes Ereignis erklären, etwa eine nahe Supernova, deren ausgeworfenes Material sich mit dem Gas des gerade entstehenden Sonnensystems vermischte.

Universe Cluster: Half-life of iron-60 surprises researchers

Triggering the Formation of the Solar System

Supernova Debris in the Solar System

Trifidnebel (Bild: ESO)

Die Europäische Südsternwarte (ESO) hat gestern eine neue, spektakuläre Aufnahme des Trifidnebels (M20) veröffentlicht. Das gestochen scharfe Porträt dieses etwa 5.200 Lichtjahre entfernten Objekts wurde mit der Weitwinkelkamera am 2,2-Meter-Teleskop der Sternwarte in La Silla/Chile erstellt.
Der bläuliche Teil oben links ist ein Reflexionsnebel. Er streut das Licht naher, in M20 geborener Sterne. Darunter, im rötlichen Bereich, wird ionisierter Wasserstoff von hunderten sengend heißer junger Sterne aufgeheizt. Vor diesem fein verteilten Glimmen befindet sich ein Dunkelnebel aus kaltem Gas und Staub, der das Herz der „Sternenfabrik“ in vermeintlich drei Teile aufteilt. Aufgrund dieser Dreiteilung hatte John Herschel, der Sohn Wilhelm Herschels, den Nebel „Trifid Nebula“ getauft – nach dem lateinischen Wort „trifidus“ für dreigeteilt.
M20 wurde vermutlich erstmals im Jahre 1747 vom französischen Astronomen Guillaume Le Gentil während seiner Beobachtung des Lagunennebels (M8) gesichtet und dann im Jahr 1764 von seinem Landsmann Charles Messier wiederentdeckt, der das Objekt als Nummer 20 in seinen berühmten Katalog aufnahm.

Trifid Triple Treat

Planck vor einer Karte
des kosmischen Mikrowellenhintergrunds.
Künstlerische Darstellung.
(ESA/NASA/WMAP)

Das europäische Weltraumteleskop Planck, das den kosmischen Mikrowellenhintergrund kartieren soll, hat am 13. August 2009 seinen normalen Betrieb aufgenommen. In den kommenden 15 Monaten wird Planck eine präzise Karte des Himmels im Wellenlängenbereich von 0,3 Millimetern bis zu einem Zentimeter erstellen. Planck übertrifft damit die Messgenauigkeit seines Vorgängers WMAP um ca. das Zehnfache.
Der kosmische Mikrowellenhintergrund stammt von heißem Gas, das etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall den gesamten Raum erfüllte. Zu dieser Zeit hatte sich das Universum erstmals so weit abgekühlt, dass sich Elektronen und Atomkerne zu Atomen verbanden und der Weltraum durchsichtig wurde. Die stetige Expansion des Raumes dehnte die damals als Infrarotlicht entsandten Wellen bis heute um den Faktor 1.000, so dass wir diese Wellen jetzt als Mikrowellen empfangen. Im kosmischen Mikrowellenhintergrund zeigt sich also unmittelbar die ursprüngliche Verteilung der Materie im Weltall, noch lange bevor das Gas zu ersten Galaxien verklumpte.
Aus der gemessenen Struktur können Physiker die Anfangsbedingungen des Universums zurückberechnen. Auch verschiedene Urknallmodelle und die damit verbundenen Theorien der Quantengravitation lassen sich mit den neuen Daten des Planck-Teleskops überprüfen.
In etwa 18 Monaten sollen die vollständigen Karten des kosmischen Mikrowellenhintergrunds vorliegen.

Planck Satellite – UK Outreach Site

Bislang ging man davon aus, dass sich Planetarische Nebel nur um sterbende Sterne bilden können, die etwa die Größe und Masse unserer Sonne besitzen. Doch auch mittelschwere Sterne vergehen nicht sang- und klanglos, vermuten Miroslav Filipović von der University of Western Sydney und seine Kollegen. In den Magellanschen Wolken fanden die Astronomen gleich fünfzehn ungewöhnlich intensiv strahlende Planetarische Nebel. Diese farbenprächtigen Sphären aus leuchtendem Gas könnten ihrer Ansicht nach von alternden Sternen mit bis zu acht Sonnenmassen ausgestoßen worden sein. Um die besonderen Eigenschaften der Objekte hervorzuheben, bezeichnen die Forscher sie als „Planetarische Supernebel“.
Filipović und Kollegen machten ihre Entdeckung, als sie die Daten aus aufwändigen Radiobeobachtungen der Magellanschen Wolken mit Katalogen bekannter Planetarischer Nebel abglichen. Für vier Radioquellen in der Kleinen Magellanschen Wolke und für elf Radioquellen in der Großen Magellanschen Wolke ergab sich eine klare Übereinstimmung. Beobachtungen mit optischen Teleskopen halfen, andere Strahlungsquellen auszuschließen und somit die Identifizierung zu bestätigen.
Die Radiostrahlung der Supernebel in der Kleinen Magellanschen Wolke ist sogar wesentlich intensiver als die von Pendants in der Milchstraße selbst. Dies bedeutet, dass allein die jeweiligen Gashüllen der sterbenden Sterne ein Mehrfaches der Sonnenmasse aufweisen.

Super Planetary Nebulae

Abstract: Radio planetary nebulae in the Magellanic Clouds

Sternentstehungsgebiet
in der Wolke DR22
im Sternbild Schwan,
aufgenommen von Spitzer.
(NASA/JPL-Caltech)

Im Mai 2009 war Spitzer das flüssige Helium ausgegangen, mit dem das Weltraumteleskop auf -271°C abgekühlt wurde. Derart niedrige Temperaturen werden zum Betrieb der hochempfindlichen Infrarotdetektoren benötigt.
Neue Bilder, aufgenommen mit zwei Infrarotdetektoren, die bei „wärmeren“ Temperaturen funktionieren, zeigen nun, dass das Weltraumteleskop Spitzer ein überaus leistungsstarkes Werkzeug zur Erforschung des Universums bleibt. Auf den Bildern sind ein betriebsames Sternentstehungsgebiet in der Staub- und Gaswolke DR22 im Sternbild Schwan (Cygnus), der planetarische Nebel NGC 4361 sowie die Spiralgalaxie NGC 4145 zu sehen, die sich 68 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici) befindet.

NASA’s Spitzer Sees the Cosmos Through ‚Warm‘ Infrared Eyes

Spitzer’s First Warm Images

Bild von Beteigeuze im nahen Infrarot.
(ESO and P. Kervella)

Einem internationalen Team von Astronomen unter der Leitung von Keiichi Ohnaka vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn gelang die bisher schärfste Aufnahme des sterbenden Riesensterns Beteigeuze im Sternbild Orion. Demnach bewegt sich das Gas in der Atmosphäre von Beteigeuze in gewaltigen Blasen heftig auf und ab. Diese Gasblasen erreichen fast die Größe des Sterns selbst.
Derartige Gasblasen spielen eine Schlüsselrolle in der letzten Lebensphase eines Sterns: wenn ein Stern seinen Wasserstoffvorrat vollständig verbrannt hat, dehnt er sich in Folge der wesentlich energiereicheren Heliumfusion in seinem Kern enorm aus. In dieser Zeit stößt er einen Großteil seiner äußeren Hülle ab, bevor sein Kern schließlich als Supernova explodiert.

Ein Gigant in Aufruhr

Sharpest views of Betelgeuse reveal how supergiant stars lose mass

Siehe auch: Solscape – Liebling, ich habe Beteigeuze geschrumpft!

Chandra-Aufnahme
des Supernova-Überrests E0102-72.3.
(NASA/CXC/MIT/D.Dewey et al./SAO/J.DePasquale/STScI)

Vor zehn Jahren, am 23. Juli 1999, war das Röntgenteleskop Chandra an Bord der Raumfähre Columbia ins All gebracht worden. Anlässlich des „Geburtstages“ veröffentlichte die NASA heute eine Chandra-Aufnahme des Supernova-Überrests E0102-72.3, der sich in etwa 190.000 Lichtjahren Entfernung in der kleinen Magellanschen Wolke befindet. Der Supernova-Überrest entstand vor über 1.000 Jahren durch die Explosion eines massereichen Sterns.
Röntgenstrahlen geringer Energie erscheinen in der Aufnahme in orange, solche mittlerer Energie blaugrün und die hochenergetischste Röntgenstrahlung erscheint blau. Die Aufnahme wurde um optische Daten des Weltraumteleskops Hubble ergänzt: zu erkennen ist die äußere Explosionswelle der Supernova (blau) und ein innerer Ring aus kühlerem Material (rot). Ein massereicher Stern außerhalb des Bildes lässt die grünliche Wolke aus Gas und Staub am rechten unteren Bildrand erleuchten.

E0102-72.3: Adding a New Dimension to an Old Explosion

Ten Years of Chandra

Der Adlernebel (Messier 16),
aufgenommen mit dem 2,2-Meter-Teleskop
des Observatoriums in La Silla.
(Bild: ESO)

Die Europäische Südsternwarte (ESO) veröffentlichte eine neue, beeindruckende Aufnahme des Adlernebels (M16) im Sternbild Schlange, einer stellaren Kinderstube mit gigantischen Säulen aus Gas und Staub, die auch schon vom Weltraumteleskop Hubble fotografiert worden waren.

An Eagle of Cosmic Proportions

Originalbild des Weltraumteleskops Hubble in hoher Auflösung

Galaxie M74 im Sternbild Fische,
aufgenommen von Herschel
bei 250 Mikrometern.

Knapp zwei Monate nach seinem Start hat das europäische Weltraumteleskop Herschel nun mit allen Instrumenten die ersten Testbeobachtungen durchgeführt – und die Ergebnisse sind spektakulär: die Infrarotbilder zeigen u.a. die Galaxien M66 und M74, den Katzenaugennebel NGC 6543 sowie ionisierten Kohlenstoff in der Molekülwolke DR21 im Sternbild Schwan.

Herschel images promise bright future

Herschel beobachtet Geburt und Tod von Sternen