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Institut für Astronomie, Universität Wien |
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2001: Astronomische Odyssee im Weltraum |
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Lösung des Neutrinoproblems |
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Das Neutrinoproblem der Sonne existiert nicht mehr. Seit 30 Jahren irritierte die Tatsache, dass nur ca. ein Drittel der vom Standardmodell der Sonne geforderten Neutrinos auch tatsächlich beobachet wurden, die Astrophysiker.
Jetzt wurden im Sudbury Neutrino Observatory in Kanada die restlichen Neutrinos entdeckt, die in andere so genannte Flavors oszillierten. Damit ist das Neutrinoproblem der Sonne gelöst, nicht aber die Frage nach der Dunklen Materie des Universums. Selbst im Extremfall können die Neutrinos nur für 18% der kritischen Dichte des Universums aufkommen.
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Alter des Universums |
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Beobachtungen von Spektrallinien des Uran 238 am ESO-VLT, durchgeführt von einer französischen Astrophysikergruppe, lieferten für alte Sterne in unserer Galaxis auf Grund des radioaktiven Zerfalls von U238 ein Mindestalter von 12.5±3 Milliarden Jahren für das Universum, in guter Übereinstimmung mit den gegenwärtig favorisierten 13-14 Mrd. Jahren.
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Erster Teil des astronomischen Jahresrückblicks
Der Text ist eine Koproduktion von science.orf.at-Host Michael Maitzen, Josef Hron und Werner Zeilinger vom Institut für Astronomie der Universität Wien. Die Auswahl ist durchaus subjektiv und enthält keine Resultate über das Sonnensystem (nicht weil es keine gegeben hätte, sondern weil dies den Rahmen gesprengt hätte). Sie basiert hauptsächlich auf Beobachtungen an den ESO Teleskopen in Chile, dem Hubble Space Telescope, den Keck Teleskopen und dem japanischen Subaru Teleskop auf Mauna Kea und nicht zuletzt auch durch die Röntgensatelliten CHANDRA und NEWTON. |
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 Institut für Astronomie, Uni Wien |
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Korona eines roten Zwergsterns |
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Die Steigerung der Messgenauigkeit und Empfindlichkeit modernster astronomischer Insturmente führt dazu, dass im vergangenen Jahr Phänomene, die bisher nur von der Sonne her bekannt waren, nun auch bei anderen Sternen erkennbar werden.
So wurde mit dem ESO-VLT erstmals eine Korona an einem roten Zwergstern nachgewiesen. Die Korona ist jener strahlenförmige äußere Bereich, der besonders bei Sonnenfinsternissen gut zu sehen ist und dessen Temperatur in die Millionen Grad geht.
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Akustische Schwingung von Alpha Centauri |
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Am Observatorium La Silla von ESO wurde von Schweizer Astronomen erstmals eine akustische Schwingung des Nachbarsterns Alpha Centauri (vier Lichtjahre entfernt) nachgewiesen. Der Stern ist quasi ein Zwilling der Sonne und auch die Periode der Schwingung von sieben Minuten ist den bekannten Fünf-Minuten Oszillationen sehr ähnlich.
Die Untersuchung solcher Schwingungen erlaubt Rückschlüsse auf das ansonsten unzugängliche Innere der Sterne und ist ein Schwerpunkt der Forschung von österreichischen Astrophysikern.
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Junge magnetische Sterne |
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Zum ersten Mal konnten junge magnetische Sterne in einem anderen Sternsystem als jenem unserer Galaxis nachgewiesen werden.
Österreichische und argentische Astrophysiker konnten an Hand von photometrischen Aufnahmen in Argentinien Objekte dieser bisher noch rätselhaften Gruppe in der Nachbargalaxie der Großen Magellanschen Wolke entdecken.
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Alljährlich veröffentlicht die bekannte Astrophysikerin Virginia Trimble einen sehr amüsanten (und genauso subjektiven) astronomischen Jahresrückblick im Journal Publications of the Astronomical Society of the Pacific (PASP). |
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PASP |
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Neue Planetensysteme |
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Die Entdeckung neuer Planeten erfolgt inzwischen schon routinemäßig. Mit den 21 im Jahr 2001 dazugekommenen sind somit über 70 Planeten außerhalb des Sonnensystems bekannt.
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Atmosphäre bei Jupiter-Verwandtem |
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Bisher handelt es sich allerdings bei allen um Verwandte von Jupiter, die noch dazu ihre Sonnen in sehr geringer Entfernung umkreisen. Dieser Tatsache verdanken wir auch den ersten direkten Nachweis einer Planetenatmosphäre durch das HST.
Beim Vorbeiziehen eines Planeten vor seiner Sonne wurde im Spektrum des Sterns ein Überschuss von Natrium festgestellt, der wahrscheinlich aus der Atmosphäre eines jupiterähnlichen Planeten mit einer Oberflächentemperatur von 1.100 Celsius stammt.
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Bahnverhältnisse mit Folgen |
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Dass derartige Bahnverhältnisse dem Planeten auf Dauer nicht bekommen, zeigten Beobachtungen des ESO-VLT. In der Atmosphäre eines anderen Sternes, der gegenwärtig noch von zwei Planeten umkreist wird, konnte das Lithium-6 Isotop nachgewiesen werden.
Dies lässt sich am besten durch den Einsturz zweier jupiterähnlicher Planeten erklären.
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Echte und vermeintliche Planeten |
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Auch um sterbende Sterne fanden sich Anzeichen eines Planetensystems. Mit dem Satelliten SWAS wurde Wasser um einen besonderen Roten Riesen nachgewiesen, bei dem eigentlich der gesamte Sauerstoff in Kohlenmonoxid gebunden sein müsste.
Die plausibelste Erklärung ist, dass das Wasser von verdampfenden Kometen stammt, die diesen Stern umkreisen und aus einer Zeit stammen, als der Stern noch kein Roter Riese war.
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Aber nicht alle neuen Planeten sind wirklich solche: in einigen Fällen zeigte sich, dass Phänomene auf der Sternoberfläche das Vorhandensein von Planeten vorgetäuscht haben. Und auch die faszinierende Meldung über vermutete einsam fliegende Planeten in Kugelsternhaufen hat ersten theoretischen Untersuchungen nicht standgehalten.
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Österreichische Beiträge
Österreichs Beiträge zu diesem Gebiet können sich durchaus sehen lassen: eine Dissertation widmete sich bei ESO der (erfolgreichen) Planetensuche und im Rahmen eines Firnberg-Stipendiums wird die Stabilität von Planetenbahnen theoretisch untersucht. |
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Die Milchstraße und ihre MACHOS |
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Dass auch in unserer Milchstraße der Großteil der Materie unsichtbar ist, ist bereits seit langer Zeit bekannt. Im vergangenen Jahr konnten nun sehr konkrete Hinweise gefunden werden, dass diese dunkle Materie zu einem nennenswerten Teil aus kühlen Zwergsternen besteht. Bei der Durchmusterung phototographischer Himmelsaufnahmen stießen Astronomen auf eine bisher unbekannte Gruppe von kühlen weißen Zwergen, dem ausgebrannten Endstadium der meisten Sterne.
Diese weißen Zwerge gehören zum Halo der Galaxis, haben etwa die Größe der Erde sind aber dabei ungefähr halb so schwer wie die Sonne. Sie verdienen sich daher die Bezeichnung MACHO sehr wohl, denn MACHO steht für Massive Compact Halo Object.
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MACHOS verursachen Microlensing |
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Durch koordinierte Beobachtungen des HST und des VLT konnte auch erstmals einer jener MACHOS in unserer Milchstraße identifiziert werden, die das so genannte "Microlensing" verursachen. Schiebt sich ein solches Objekt vor einen Hintergrundstern, wird das Licht des Hintergrundsternes durch die Gravitationswirkung des MACHOS kurzzeitig verstärkt.
Sechs Jahre nach einem solchen Ereignis konnte das HST nun beide Objekte trennen. Die Farbe der "Linse" sowie ein vom VLT aufgenommenes Spektrum zeigten, dass es sich um einen roten Zwergstern handelt. Dieses Objekt befindet sich in einem ähnlichen Entwicklungszustand wie die Sonne, hat aber nur etwa ein Zehntel ihrer Masse.
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Neue Komponente der interstellaren Materie |
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Die Milchstraße konnte auch noch mit einer anderen Überraschung aufwarten. Bisher war man der Meinung, die verschiedenen Zustände der interstellaren Materie genau zu kennen. Radiobeobachtungen in der Ebene der Galaxis förderten eine neue und erstaunliche Komponente des interstellaren Mediums zu Tage: sie besteht aus atomarem Wasserstoff mit einer Temperatur, die nur 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt liegt.
Eigentlich müsste der Wasserstoff bei derartigen Temperaturen vollständig in Molekülen gebunden sein. Warum dies nicht der Fall ist, ist noch unklar.
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Digitale Kartierung des Himmels |
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Das Jahr 2001 brachte auch den Abschluss der beiden ersten digitalen Kartierungen des Himmels im nahen Infraroten. Das europäische Projekt DENIS, an dem auch Österreicher maßgeblich mitgewirkt haben, und das amerikanische Projekt 2MASS haben einige Terabyte an Daten und Kataloge mit einigen 100 Millionen Sternen und Galaxien geliefert.
Die Durchsicht der unvollständigen Daten hat bereits eine Reihe neuer Erkenntnisse über die Milchstrasse gebracht. Die Auswertung des gesamten Datenmaterials lässt noch einiges an interessanten und wahrscheinlich auch überraschenden Ergebnissen erwarten. Diese modernen Himmelsatlanten sind darüber hinaus äußerst wichtige Referenzdaten für die gesamte Astronomie!
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