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Institut für Astronomie, Universität Wien |
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Astronomischer Jahresrückblick (I): Die dunkle Seite des Universums |
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Das amerikanische "Science"-Magazin wertete dies als den wissenschaftlichen Durchbruch des Jahres.
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Astronomischer Jahresrückblick 2003. Von Ernst Dorfi, Gerald Handler und Eelco van Kampen (Innsbruck). Unter Verwendung der Sammlungen der Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie (WAA). Der zweite Teil des Textes erscheint in den kommenden Tagen in science.ORF.at. |
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 Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie (WAA) |
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"Kindliches Universum" aus dem Blickwinkel von WMAP |
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Das MAP-Bild des Universums |
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Wie sieht das Universum 379.000 Jahre nach dem Urknall aus? Mit noch nie erreichter Schärfe zeigt uns WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) anhand von Temperaturfluktuation der kosmischen Hintergrundstrahlung unseren kosmologischen Urzustand - und bestimmt das Alter des Universums auf 13,7 Milliarden Jahre.
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Es werde Licht in der kosmischen Renaissance |
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Nach dem Urknall verdünnen sich Materie und Strahlung. Es wird im Universum immer dunkler und kälter. Wann entstehen aus Galaxien und Sterne, wann zündet die erste Kenreaktion, um die Sterne zum Leuchten zu bringen?
Um in dieses Zeitalter der so genannten kosmischen Renaissance zu sehen, brauchen wir die stärksten Linsen, in Form von Teleskopen oder als Gravitationslinsen.
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Gammablitzen auf kosmischer Spur |
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Hinter dem Namen GRB 030329 verbirgt sich der Gammablitz vom 29. März dieses Jahres. Ein Ereignis, auf das Astronomen schon lange gewartet haben. Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängen sowie die erstmalige Entdeckung von polarisierter Strahlung enthüllen die Natur des Phänomens.
Gamma Ray Bursts sind eine spezielle Art von Supernova-Ausbrüchen, so genannte Hypernovae. Verbunden mit der Entstehung eines schnell rotierenden Schwarzen Loches blicken wir manchmal in Richtung der Rotationsachse und sehen gigantische Jets, zusätzlich zum Nachglühen dieser kosmischen Explosion.
Der Gammastrahlenausbruchs GRB 020813 verriet nach 21 Stunden Beobachtungszeit die chemische Häufigkeit von Elementen. Sie passt zu Supernova-Explosionen massereicher Sterne.
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Heizung durch ein klingendes Schwarzes Loch
Galaxienhaufen sind nicht nur eine Ansammlung Tausender Galaxien, sondern halten in ihrem gemeinsamen Schwerefeld heißes Gas mit Millionen Grad fest. Was hindert dieses Gas in Laufe von Milliarden Jahren am Auskühlen?
Röntgenbeobachtungen des Perseus Galaxienhaufens scheinen dieses Rätsel durch Schwankungen des zentralen Schwarzen Loches geklärt zu haben. Im umgebenden Gas breiten sich Schallwellen aus, die sich zu Stoßwellen (engl. shock waves) entwickeln und so ihre Ausbreitungsenergie als Wärme deponieren. |
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Chandra: Chandra "Hears" A Black Hole For The First Time |
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Galaktischer Kannibalismus |
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Ein gewaltiger Ring mit 100.000 Lichtjahren, aufgebaut von mehreren hundert Millionen alten Sternen, umrundet die Scheibe der Milchstraße. Diese Beobachtungen legen den Schluss nahe, dass wir die Überreste einer zwergenhaften Begleitgalaxie sehen, die dem "galaktischen Kannibalismus" zum Opfer gefallen ist.
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Ähnliches Schicksal einer Zwerggalaxie |
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Ein ähnliches Schicksal im Sternbild Großer Hund erleidet eine neuentdeckte Zwerggalaxie, die gerade durch Gezeitenkräfte zerrissen und von unserer Milchstraße verschluckt wird. Das Sternsystem ist 25.000 Lichtjahre von uns und 42.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt.
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Wolkig in den intergalaktischen Raum |
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Unsere Milchstraße ist - bildlich gesprochen - für einen extragalaktischen Beobachter wolkenverhangen. Messungen der Radioastronomen zeigen im Licht des neutralen Wasserstoffs den Außenrand unserer Milchstraße als klumpigen, filamentartigen Übergang ins intergalaktische Medium.
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Kosmische Umweltverschmutzung legt Alter fest |
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Nach dem Urknall sind Wasserstoff und Helium die einzigen Elemente im Kosmos und die erste Sterngeneration ist demnach nur aus ihnen aufgebaut. Alle weiteren Elemente stammen als nukleare Brennprudukte aus dem Sterninneren, die durch stellare Winde oder Supernova-Explosionen wieder ins Interstellare Medium gelangen.
Diese wachsende Verschmutzung des Universums mit schweren Elementen legt daher den Geburtstag von Sternen fest. Ein Stern, der nur ein 1/200.000 der Menge der schwereren Elemente im Vergleich zur Sonne hat, gilt als der älteste noch scheinende Stern.
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Uralter Planet im Kugelsternhaufen M4 |
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Aufgrund ihres geringen Anteils an schweren Elementen stammen Kugelsternhaufen ebenfalls aus der Frühzeit unsers Universums.
Der Planet, der im Kugelsternhaufen M4 einen Doppelstern, bestehend auf einem Pulsar und einem Weißen Zwerg, umkreist, befindet sich in 5.600 Lichtjahren Entfernung und ist Milliarden Jahre von unserem Sonnensystem entstanden.
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Acht metallarme Galaxien in der Nähe der Milchstraße
Der Gehalt an schwereren Elementen ist in jenen Galaxien am geringsten, die in sehr großen Entfernungen, also in der Frühzeit des Universums zu beobachten sind. Eine Untersuchung von mehr als 250.000 Galaxien hat insgesamt acht extrem metallarme Galaxien herausgefiltert, die sich überraschenderweise in der Nähe unserer Milchstraße befinden und sich somit in einem sehr frühen Entwicklungsstadium analysieren lassen. |
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Max-Planck-Gesellschaft: Jüngste Galaxien im Universum entdeckt? |
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Kosmischer Tanz ums Schwarze Loch |
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Nicht nur das riesige Schwarze Loch mit 2,6 Millionen Sonnenmassen im Zentrum unserer Milchstraße zieht die Astronomen in ihren Bann. Beobachtete Infrarot-Flares mit einer Periode von 17 Minuten zeigen die Rotation des Schwarzen Loches.
Sterne, wie S2 umkreisen in einer Entfernung von wenigen Lichtstunden mit 5.000 km/s das zentrale Monster. Mehr als 2.000 Röntgenquellen machen diese Region zu einem astronomischen Feuerwerk.
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Neutronenstern am richtigen Ort |
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Erstmals gelang es, trigonometrisch die Entfernung von 960 Lichtjahren zu einem Neutronenstern direkt zu messen. Endlich passt der Ort dieses Pulsars zum umgebenden Supernova-Überrest, beides Produkte einer Sternexplosion vor 100.000 Jahren.
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Echo einer Sternexplosion |
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Wie sieht sich das Echo einer 20.000 Lichtjahre entfernten Explosion aus? Eine Sternexplosion tauchte zu Beginn des Jahres V838, einen unscheinbaren Stern im Sternbild Einhorn, in gleißendes Licht, das sich in der Sternumgebung an ausgeschleuderten Staubwolken reflektierte.
Diese spektakulären Bilder vom Hubble Space Telescope lassen Astronomenherzen höher schlagen. Der Helligkeitsausbruch von V838 ist nun vorbei, aber der Nachweis von großen Mengen Wasser in seinem Spektrum machen ihn zum "kühlsten, nassesten Stern, den wir jemals gesehen haben".
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