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Mai 2024: Der rundeste Stern der Milchstraße

KIC 1114523 ist das rundeste Objekt im Weltall. Zumindest ist es das rundeste Objekt, das die Astronomen bisher entdeckt haben.  KIC11145123 ist ein „gewöhnlicher“ Blauer Riesenstern, der 4000 Lichtjahre entfernt ist. Er gehört zu den Veränderlichen Sternen  des Delta Scuti-Typs und… er besitzt mindestens einen Planeten. Ein ganz gewöhnlicher Stern ist er dann wohl nicht. Blaue Riesensterne sind in der Milchstraße eher rar.  Es  ist daher schon erstaunlich, dass dieser Stern fast eine perfekte Kugel darstellt. Sein Durchmesser von 3 Millionen Kilometer ist doppelt so groß, wie der unserer Sonne. Dabei ist der Äquatordurchmesser nur 3 km größer als der Poldurchmesser.  Im Vergleich dazu ist unsere Sonne ein Ei.  Der Äquatordurchmesser der Sonne ist 10 km größer als der Durchmesser an den Polen und das bei einem  Gesamtdurchmesser von 1,395 Mio Kilometern. Sterne und Planeten sind in der Regel nicht perfekt rund.  Wegen ihrer Eigenrotation werden sie zu Rotationsellipsoiden. Die Pole werden bei der Rotation etwas abgeflacht.  Im Fall des Sterns KIC11145123 ist die Rotationsgeschwindigkeit erstaunlich gering. Er dreht sich in 99 Tagen um die eigene Achse. Die Sonne benötigt etwa 30 Tage für die Eigenrotation.  In unserem Sonnensystem ist der Gasriese Jupiter wohl der Spitzenreiter in Sachen Abflachung. Seine Rotationsgeschwindigkeit lässt ihn in etwa 10 Stunden um die eigene Achse drehen.  Jupiters  Äquatordurchmesser beträgt 142984 km und der Poldurchmesser nur 133708 km. Diese Abflachung kann man bereits im Teleskop wahrnehmen.

KIC11145123  Rekt:         19h 41m 25,34s Dekl: +48° 45′ 15″

Die Daten alleine sind schon beeindruckend. Wie aber hat man die Diagnose für das rundeste Objekt im Weltall anstellen können?  Kein Teleskop der Welt kann diesen Stern als Kugel wahrnehmen, geschweige denn vermessen.   Das Zauberwort heißt Asteroseismologie. Wir kennen den Begriff der Seismologie in Zusammenhang mit Erdbeben auf der Erde.  Man könnte dies auf das Beben der Sterne übertragen.  Sterne beben aber anders als die Erde.  Erdbeben treten sehr unregelmäßig auf und variieren stark in der Amplitude.  Bei Sternebeben beobachten wir eher das Schwingen eines Sterns. KIC11145123 pulsiert sehr leicht und diese Pulsationen machen sich durch einen Lichtwechsel bemerkbar.Das Kepler-Teleskop, welches speziell für die Messung von Helligkeitsschwankungen an Sternen eingesetzt wird,  überwachte den Stern einige Jahre. Kepler beobachtete von 2009  bis 2018 ein Sternfeld im Sternbild Schwan um dort nach extrasolaren Planeten mittels der Transitmethode zu suchen. Als Beifang gelangen auch gute Datenaufnahmen für die Bestimmung der Pulsation des Sterns.  Die Form der Pulsation gab eine gute Sinuskurve wieder. Daraus ermittelten die Astronomen die perfekte Kugelform des Sterns.  Die Asteroseismologie ist eine noch nicht so alte Methode der Untersuchung von Sternen. In den 1960er Jahren entdeckte der amerikanische Physiker Robert B. Leighton ein Schwingungsmuster mit einer Frequenz von 5 Minuten  bei unserer Sonne. Das war der Einstieg in die Helioseismologie und später in die stellare Seismologie.

Die Schwingungen eines Sterns sind die  Folge der Energieerzeugung im Innern des Sterns. Der Stern gerät ins Pulsieren, weil es in der Schale um den Kern zu einem Energiestau kommt.  Mit zunehmender Temperatur nimmt auch die Opazität zu.  Der Energietransport wird blockiert bis zu einem kritischen Punkt, der dann eruptiv die Energie freisetzt. Schallwellen breiten sich aus und werden an der Sternoberfläche reflektiert. Auf der Wanderung ins  Innere des Sterns kann sich der Schall wegen der immer größer werdenden Dichte schneller ausbreiten. Dadurch verändert er seine Richtung und gerät an anderer Stelle wieder an die Oberfläche des Sterns. Es entsteht ein Schwingungsmuster, welches den ganzen Stern erfasst und dass sich durch winzige Helligkeitsschwankungen bemerkbar macht. Man kann, wie bei den Schwingungen der irdischen Erdbeben Rückschlüsse auf den inneren Aufbau des Sterns machen.

Die Schwingungen liefern heute unter anderem Daten zum Alter eines Stern, natürlich der Erscheinungsform und dem inneren Aufbau des Sterns.  Die Seismologie liefert aber keine absoluten Daten. Man kann mit ihnen aber gute Aussagen treffen, wenn man die seismologischen Daten im Kontext mit weiteren Messdaten betrachtet. Hierzu werden komplexe Simulationen an Sternmodellen durchgeführt.

Es ist immer wieder erstaunenswert mit welchen Methoden Wissenschaft betrieben wird  und welche Werkzeuge dazu entwickelt werden. Sicherlich ist die Beobachtung von Gravitationswellen oder das Untersuchen von Schwarzen Löchern spektakulärer.  Aber die subtilen, weniger prominenten Untersuchungsmethoden liefern auch spannende Ergebnisse.  Die Schlagzeile im Jahr 2016 als KIC1114523 als rundester Stern des Universums bekannt wurde, wird Staunen und Kopfschütteln bei den Lesern ausgelöst haben. Vielleicht haben sich auch einige Leute gefragt, ob die Suche nach Kugeln im weiten Weltall die Forschungsgelder wert ist.  Aber es ist eben ein interessanter Beifang, der ebenfalls verarbeitet werden kann. Das Bild vom Weltall und insgesamt der Natur ist ein riesiges Puzzle. Und ein noch so kleines Puzzleteil kann zum Gesamtbild beitragen. Die Asteroseismologie hilft uns jedenfalls beim Verständnis der Sterne und der Sonne.

Das kugelförmigste Objekt, das man bisher kennt, ist eine irdische Kugel, die von Wissenschaftlern in Braunschweig hergestellt wurde. Genauer gesagt, sind es zwei Kugeln von 9,375 cm  Durchmesser. Die Abweichung von der Kugelform ist nur 70 Millionstel Millimeter. Das ist nochmal um den Faktor 10 weniger als der Stern, wenn man es maßstäblich betrachtet. Die Kugeln wurden benötigt, um die Masse des Urkilogramms genauer zu bestimmen.

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Sternwartenprogramm Mai 2024

Ein Blick aufs Navigationsgerät und wir wissen genau wo wir uns gerade befinden. Signale aus dem All, die von künstlichen Satelliten in 36000km Höhe gesendet werden, helfen dem elektronischen Wegbegleiter dabei.  Bei der Navigation haben GPS und Co den Sextanten abgelöst.  Die Orientierung am Sternenhimmel ist aber dennoch nicht aus der Mode gekommen. Polarstern , Großer und Kleiner Wagen sind den meisten Besuchern der Sternwarte geläufig.  Der Große Wagen wird schon von Kindern erkannt , der Kleine Wagen wird eher seltener gefunden.  Offiziell  heißen die beiden Sternbilder Großer Bär und Kleiner Bär.  Zu Fahrzeugen wurden sie durch den Volksmund.  Großer und Kleiner Bär sind ein guter Einstieg bei der Orientierung am Himmel.  Großer und Kleiner Bär helfen nämlich, die Nordrichtung zu bestimmen. Verlängert man den Abstand der hinteren Kastensterne des Großen Wagens um das  Fünffache nach oben, so stößt man auf den Polarstern. Dieser Stern ist fast genau über dem Himmelspol platziert und seine Höhe über den Nordhorizont entspricht dem Breitengrad des Beobachters. Nebenbei  ist der Polarstern noch der hellste Stern des Kleinen Bären.   Im Mai finden wir die beiden Bären hoch über unseren Köpfen.  Das ist eine ideale Zeit für die Beobachtung. Von dort aus ist es ein Einfaches, den Bärenhüter und das Sternbild Löwe zu finden und weitere Sternbild kennen zu lernen.  Die Sternfreunde geben gerne fachkundliche Hilfestellung an den öffentlichen Beobachtungsabenden am  3. Mai  und am 16. Mai  ab 22:30 Uhr an der Josef Bresser-Sternwarte. Die Beobachtung findet nur bei klarem Himmel statt.

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Beobachtungsprogramm April 2024

Die astronomische Fachwelt wartet gespannt auf  einen „neuen“  Stern, eine Nova. Sie soll hell im Sternbild der Nördlichen Krone erscheinen und dem Sternbild für einige Tage zu einem ungewohnten Anblick verhelfen. Die Astronomen wissen bereits, dass es sich hier um eine Sternenexplosion handelt, die sich etwa alle 80 Jahre wiederholt.  In diesem Fall umkreisen sich ein roter Riesenstern und ein ausgebrannter  Sternenrest, ein weißer Zwerg. Der weiße Zwerg zapft Wasserstoffgas vom roten Riesenstern ab, bis er eine kritische Masse erreicht hat. Es kommt zur thermonuklearen Explosion und diese lässt den Stern  für einige Tage sehr hell erstrahlen.  Der Stern T Coronae Borealis im Sternbild Nördliche Krone wird seit fast 160 Jahren beobachtet und in den Jahren 1866 und 1946 kam es zu hellen Nova-Ausbrüchen. Für spätestens 2026 wäre ein weiterer Ausbruch zu erwarten. Die Astronomen beobachten den Stern gerade sehr genau und es gibt starke Hinweise, dass die Nova bereits in den nächsten Wochen stattfinden wird. Der Stern wird dann für den irdischen Beobachter aus dem Nichts auftauchen. Eine Woche später wird er schon wieder verschwunden sein.  Solche Ereignisse sind äußerst selten.  Die Sternfreunde werden den Sternenhimmel in den nächsten Wochen im Auge behalten. An zwei Terminen, am 5. April und am 18.April werden die Sternfreunde ab 21 Uhr bei gutem Wetter öffentliche Beobachtungen an der Josef Bresser-Sternwarte anbieten. Mit etwas Glück kann die Nova beobachtet werden.

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März 2024..eine Nova in Aussicht

Warten auf den Ausbruch…

Die hellste rekurrierende Nova steht kurz vor einem Ausbruch. T Coronae Borealis, ein eruptiv Veränderlicher Stern, könnte in den nächsten Wochen das Erscheinungsbild der Nördlichen Krone verändern.  In vielen Presseartikeln wurde in den letzten Monaten darüber berichtet. Selbst in einer Frauenzeitschrift fand ich einen Artikel über die funkensprühende Supernova im Frühling. Ganz so auffällig wird sie wohl nicht werden.  Die Nova wird wahrscheinlich nur Mitmenschen auffallen, die etwas sternkundig sind. 

Eine rekurrierende Nova wiederholt sich in regelmäßigen Zeitabständen, wie es der Name schon vermuten lässt. Aufmerksam wurde man auf T  CrB , wie der Stern abgekürzt heißt,  am 12. Mai 1866.  Der Stern erschien mit einer Helligkeit von 2,2 mag und erreichte kurz darauf sogar 2mag.  Damit war er wenig heller als Gemma , der hellste der Stern der nördlichen Krone.  Innerhalb einer Woche fiel die Helligkeit des Sternes wieder rapide ab. Im  Juni 1866 erreichte er wieder die normale Helligkeit von 10,2 mag.  Etwas überraschend verlief dann ein Helligkeitsanstieg auf 8,5 mag nach weiteren 100 Tagen. Dieser hielt 90 Tage an bis der Stern wieder seine „normale“ Helligkeit erreichte.  Trotz intensiver Beobachtung des Sterns verpasste man seinen nächsten Ausbruch um einen Tag. Am 9. Februar 1946, etwa 80 Jahre später, wurde ein plötzlicher Ausbruch von T CrB beobachtet. Der Stern war aber bereits auf die 3. Größe zurückgegangen. Das Ausbruchsmuster war übereinstimmend mit den Beobachtungen aus dem Jahr 1866.  Da der Stern nach 1866 als Veränderlicher Stern bekannt war, wurde er regelmäßig seither beobachtet.  Der Stern schwankt regelmäßig um 0,4mag innerhalb von 113 Tagen. Im Jahr 1938 bemerkte man einen Helligkeitsanstieg des Sterns, insbesondere im blauen Bereich des Spektrums, um eine Größenklasse.  Der Stern sollte insgesamt 19 Jahre auf dem höheren Plateau bleiben.  Aber nach 7 Jahren kam es zu einem starken Helligkeitseinbruch von 1,5 mag. Ein Jahr darauf kam es dann zum Ausbruch des Sterns. Die Helligkeit stieg um 8,2 Größenklassen an, ein Anstieg um das 2000fache. Der weitere Verlauf der Helligkeit entsprach den Erfahrungen aus den vorhergegangenen  Beobachtungen des 19. Jahrhunderts.  Nach diesem Modell würde die Nova T CrB im Jahr 2026 wieder erscheinen.  Jedoch gibt es stichhaltige Hinweise darauf, dass die Nova bereits in den  nächsten Wochen  zu sehen seien wird. Seit 2015 beobachten wir den Helligkeitsanstieg des Sterns auf das hellere Plateau. Und im März des letzten Jahres 2023 sank die Helligkeit dann um 1,5 mag. Diese Beobachtungen nehmen die Astronomen als klare Indizien für einen baldigen Ausbruch.  Es könnte also jede Minute losgehen.  Hier sind auch Amateurbeobachter gefragt, die den Helligkeitsausbruch an die AAVSO melden können.

Was passiert bei T CrB eigentlich ?    T CrB ist ein Doppelsternsystem, ein Roter Riesenstern und ein  Weißer Zwerg umkreisen sich innerhalb von 227,6 Tagen. Das ist übrigens die Ursache für den 113tägigen Lichtwechsel.  Die Umlaufbahn der beiden liegt innerhalb der sogenannten Roche-Grenze, also der Grenze, wo die Gezeitenkräfte die Gravitationskraft des Roten Riesensterns übertrifft und der Weiße Zwerg Materie vom Roten Riesenstern absaugen kann. Im Normalzustand sehen wir also das Leuchten des Roten Riesen und die Helligkeit des akkretierenden Materials auf den Weißen Zwerg.  Sammelt sich hinreichend viel Material,  in diesem Fall in erster Linie Wasserstoff,  wird eine kritische Masse erreicht und der Wasserstoff zündet  die Kernfusion zu Helium. Dabei entstehen Temperarturen von über 100 Millionen Grad Celsius. Explosionsartig breitet sich die Hülle um den Weiße Zwerg aus und wir erleben einen Helligkeitsanstieg, der plötzlich stattfindet und nur wenige Tage anhält. Ungeklärt ist noch das merkwürdige Verhalten des Sternensystems vor und nach dem Ausbruch. Sowohl der Helligkeitsanstieg Jahre vor dem Ausbruch, noch der Helligkeitsabfall ein Jahr vor dem Ausbruch, können zufriedenstellend erklärt werden. Bisher sind sie aber gute Hinweise  auf einen bevorstehenden Ausbruch. Bei den rekurrierenden Novae überleben Stern und Weißer Zwerg die Explosion. Danach wiederholt sich das Ganze wieder.

In historischen Aufzeichnungen fand man übrigens Hinweise auf weitere Beobachtungen. Im Jahr 1217 beobachtete der Mönch Burchard von Ursberg  aus dem Kloster Ursberg in Bayern einen hellen Stern in der Nördlichen Krone, der nach wenigen Tagen verblasste. Eine weitere Beobachtung tat der Astronom und Priester  Francis Wollaston in London im Dezember 1787.  Er sah einen Stern 6. bis 7.Größe.  Wollastons Beobachtung lässt sich nicht in den 80jährigen Rhythmus einordnen. John Herschel verzeichnete den Stern 1842 als Stern 6. Größe.  Auch diese Beobachtung  zeigt, dass die Sterne immer für Überraschungen bereit sind.

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Sternwartenprogramm im März 2024

Am 20.März 2024 ist Frühlingsbeginn und damit die Tagundnachgleiche.  Die Sonne durchwandert den Frühlingspunkt  auf ihrer scheinbaren Bahn durch die Tierkreiszeichen. Der Frühlingspunkt oder auch Widderpunkt  markiert einen Schnittpunkt der Erdbahnebene um die Sonne und den Äquatorkreis der Erde. Wegen der langsamen Verschiebung des Frühlingspunktes in westlicher Richtung, findet man ihn seit fast 3000 Jahren nicht mehr im Sternbild Widder. Mittlerweile befindet sich die Sonne am 20.März im Sternbild Fische. Für den Osterhasen ist der 20.März ebenso ein wichtiger Tag. Der Ostertermin und damit alle beweglichen kirchlichen Feiertage ergeben sich nach dem Termin des ersten Frühlingsvollmonds.  Der darauffolgende Sonntag ist der Ostersonntag. Am 25 .März ist Vollmond und damit fällt Ostern in diesem Jahr auf den 31.März. Frühester Ostertermin ist übrigens der 22. März.  Ostern ist aber auch noch am 25. April möglich. Die beiden Extreme sind aber sehr selten.  Über den Lauf des Mondes und der Gestirne kann man bei einem Besuch der Sternfreunde  der Josef Bresser-Sternwarte mehr erfahren. Die Sternfreunde bieten öffentliche Beobachtungen am 1 .März  und am 14.März ab 20:30 Uhr an. Die Beobachtung findet nur bei klarem Himmel statt.

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Februar 2024 : Dunkle Sterne ?

Der große Durchbruch in der Kosmologie oder eine Seifenblase, die in Kürze zerplatzt ? Die Pressemitteilung der ESA zur Entdeckung von „ Dunklen Sternen“ scheint geradezu einem Science Fiction-Roman zu entspringen- zumindest vom Titel her. Gibt es Dunkle Sterne? Und was sind Dunkle Sterne?   Ist das seriös, was die verschiedenen Nachrichtenportale berichten?

Die Angelegenheit ist zu spannend, als das man sie in der Tagespresse abarbeitet. Ihre Geschichte geht 100 Jahre zurück.

In den 1930er Jahren untersuchte der Schweizer Astronom Fritz Zwicky die  Eigenschaften von Galaxien im Coma-Galaxienhaufen.  Er fand heraus, dass die Eigengeschwindigkeiten der Galaxien viel zu hoch waren um den Haufencharakter zu bewahren. Die beobachtete Masse der Galaxien reichte bei Weitem nicht aus, um die Galaxien gravitativ aneinander zu binden. Der Coma-Haufen sollte eigentlich regelrecht auseinanderfliegen. Zur gleichen Zeit untersuchte der Niederländer Jan Hendrik Oort die Eigenschaften der Milchstraße.

Es war die Zeit, als man noch darüber diskutierte, ob die Milchstraße das Universum sei oder ob die Milchstraße nur eine von vielen Welteninseln im Universum sei. Die Diskussion ging als Große Debatte in die Wissenschaftsgeschichte ein. Jener niederländische Astronom Jan Hendrik Oort, der sich unter anderem  mit den Geschwindigkeiten von Sternen in unserer eigenen Milchstraße  beschäftigte, wunderte sich über die noch recht hohen Eigengeschwindigkeiten der Sterne, die weiter vom Zentrum der Milchstraße unterwegs sind. Man ging davon aus, dass die Sterne, die weitab vom Zentrum der Milchstraße unterwegs sind, langsamer sein mussten. Doch die beobachteten Geschwindigkeiten hätten zu Folge gehabt, dass die Sterne der Gravitation der Milchstraße entkommen würden. Es fehlte offenbar an leuchtender Masse. Zwicky führte die Hypothese der Dunklen Materie ein, die das Massenproblem erklären sollte. Es sind nahezu 80% der Gesamtmasse, die man der Dunklen Materie zusprechen muss.  Die Dunkle Materie ist also keine Randnotiz. Sie gehört zu den dominanten Kräften der kosmischen Entwicklung. Tragischer Weise gibt bis heute keine zufriedenstellende Theorie zur Dunklen Materie.  Die Entdeckung der Dunklen Energie in den 1990er Jahren  war noch überraschender und stellt die  Kosmologie vor noch größere Rätsel. Aber das ist ein anderes Thema.

Viele Kandidaten wurden für die Dunkle Materie erdacht und man liest von MACHOS, WIMPS, Cold Dark Matter, Hot Dark Matter, Axionen oder der MOND-Theorie, die ohne Dunkle Materie auskäme. Aber wie gesagt, das Rennen ist offen und auch wenn die Existenz der Dunklen Materie als gesichert gilt, hat man sie dennoch nicht entdeckt.  Sie macht sich  nur durch die gravitative Wechselwirkung bemerkbar.

Für die beobachtende Astronomie gilt das James Webb-Teleskop (JWST), dass im Jahr 2022 seine Arbeit aufnahm, als  Meilenstein. Und das zu Recht. Schon in den ersten Monaten konnten ferne Galaxien entdeckt werden, die es eigentlich nach den bisherigen kosmologischen Vorstellungen nicht geben dürfte.  Je weiter entfernt eine Galaxie ist, desto jünger erscheint ihr Bild. Wir schauen schließlich mit zunehmender Tiefe in den Raum auch in die Zeit zurück.  So fand das JWST Galaxien, die nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall vorhanden waren.  Man rechnete nicht damit, dass sich diese komplexen Gebilde so schnell bilden konnten.

Im Sommer 2023 beobachtete das JWST drei Objekte, die noch mysteriöser erschienen. Es waren leuchtkräftige Objekte, die im Infrarotlicht zu beobachten sind. Diese Objekte existierten gute 400 Mio. Jahre nach dem Urknall.  Ihre Leuchtkraft von mehreren Millionen Sonnen deutet auf frühe Galaxien hin.  Dafür ist die Zeit aber zu knapp gewesen. Galaxien sollten sich erst nach etwa einer Milliarde Jahre gebildet haben.   Dieser Umstand führte zu einer sehr radikalen Hypothese. Diese 3 Objekte sind keine Galaxien- es sind riesige Sterne. Sterne einer besonderen Art, die nur wenig mit den heutigen Sternen gemein haben.

Davon ausgehend, dass neben den Elementen Wasserstoff und Helium im frühem Universum beachtliche Mengen an dunkler Materie vorhanden gewesen sein muss,  war man schon recht früh der Ansicht, dass die Dunkle Materie  ein entscheidender Faktor bei der Bildung von Galaxien gewesen sein muss. Die Dunkle Materie kann sich wegen der geringen Wechselwirkung mit anderen Teilchen leichter verklumpen und mit ihrer Masse als Keime der Galaxienbildung fungieren. Nun gehen die Astronomen noch weiter.  Ausgehend von der Existenz von WIMPs ( Weakly interacting massiv particles) als Bestandteil der Dunklen Materie , stellen sich die Wissenschaftler Sterne vor, die in ihrem Innern aus WIMPs und deren Antiteilchen bestehen.  Hierzu würde sich das sogenannte Neutralino anbieten, welches ein vorhergesagtes Teilchen der Supersymmetrie ist, einer Theorie der Teilchenphysik.  Dieses Neutralino würde wie ein fehlendes Puzzleteil passen.  Finden sich im frühen Universum bei hoher Dichte der Dunklen Materie die Neutralinos und ihre Gegenstücke, die Anti-Neutralinos, so würden sie sich in Energie zerstrahlen. Sie würden dann genau die Energie liefern, die unsere Dunklen Sterne zum Leuchten bringen.  Warum aber sieht man das dunkle Leuchten ? Hierzu benötige man herkömmliche Materie, wie Wasserstoff und Helium.  Die energiereiche Strahlung würde die Umgebung aufheizen und das frühe Gas zum Leuchten anregen und die Sterne sichtbar machen.  Dunkle Sterne wären übrigens riesig.  Sie hätten Radien von mehreren astronomischen Einheiten.  Ein typischer dunkler Stern würde sich vom Sonnenzentrum bis zur Jupiterbahn ausdehnen.  Noch sind diese Sterne nicht nachgewiesen. Dennoch liefern die dunklen Sterne eine Möglichkeit ihrer Existenz zu bestätigen. Die Strahlung des Sterns würde durch relativ kühle Wasserstoff und Heliumwolken des frühen Universums laufen und dort von den Atomen bei bestimmten Wellenlängen absorbiert werden. Würde man bei einer Wellenlänge von 1640 Angström die Heliumlinie nachweisen, so wäre die Existenz eines solchen Sterns fast sicher. Findet man nichts, so kann man die Theorie verwerfen.

Die Wissenschaftler würden die Existenz dunkler Sterne begrüßen. Sie erklären die schnelle Entstehung erster Sterne und würden auch die Bildung schwergewichtiger Schwarzer Löcher fördern. Die Schwarzen Löcher sind die „Keime“ entstehender Galaxien.  Die Dunkle Materie ist ein sehr wirksamer Katalysator für die Galaxienbildung in der Frühzeit des Universums.  Das Neutralino wurde auf der Erde bisher noch nicht direkt nachgewiesen. Die Beobachtung Dunkler Sterne sind aber ein gutes Indiz für die Existenz dieser Teilchen. 

Im Prinzip ist dies ein richtiger Glücksfall.  Vorhergesagte Teilchen der Supersymmetrie bestätigen die Dunkle Energie und liefern dabei eine Erklärung für die Entwicklung früher Galaxien. Zudem liefern sie mit der Beobachtung der Absorptionslinien des Heliums noch die Bestätigung oder Nichtbestätigung ihrer Existenz.  Das ist allerdings noch nicht gelungen. 

Wie gesagt, entweder liefern die drei Objekte einen Durchbruch in der Kosmologie mit Erkenntnissen zur Dunklen Materie. Oder die Angelegenheit wird widerlegt und ist eine Sackgasse!

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Jubiläumsveranstaltung zum 20jährigen Bestehen der Josef-Bresser-Sternwarte

Auf dem Gelände der Sternwarte und der Pröbsting-Schule bieten wir mit freundlicher
Unterstützung der Stadt Borken und der Bresser GmbH zahlreiche Aktionen und Präsentationen
für Groß und Klein.

Hierzu laden wir zum Samstag 26. August 2023 ab 14:00 Uhr ein.


Unser Aktionsprogramm

Unsere Sonne im Fokus:
Sonnenbeobachtung im H-alpha-Licht mit speziellen Sonnenteleskopen


In Konkurrenz mit Hubble:
Fotoausstellung mit tollen Astrofotos der Sternfreunde Borken e.V.


Mikrometeorite aus der Dachrinne:
Gewaschen, gesiebt und dann ab unter das Mikroskop

Astro-Quiz für Kinder und Jugendliche:
Nachdenken und grübeln für tolle Hauptgewinne


Bastel dir ein Universum:
Mal- und Basteltisch für die Kleinen mit kleinen Mitmachpräsenten


Licht aus:
Das geht uns alle an, Lichtverschmutzung am Nachthimmel


Büchertisch und Astrotrödel:
Astrowissen kompakt im Sonderangebot

„.Frag Sophie“:
Die schlaue Internetplattform der Uni Münster


Astrokuppel und Teleskope:
Spannende Einblicke in die Technik der Sternwarte

Grillen und Chillen:
Grillwurst mit Brötchen und Kaltgetränken


Sonne, Mond und Sterne:
Beobachtungsabend mit Beginn der Dunkelheit in der Sternwarte

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Beobachtungstipp Mai 2023

Nach etwa 3 Monaten Bauzeit wurde die Josef Bresser-Sternwarte in einem festlichen Akt den Sternfreunden Borken e.V. übergeben. Der noch junge Verein mit den noch jungen Mitgliedern war von nun an Eigentümer einer richtigen Volkssternwarte. Nach dem Motto Eigentum verpflichtet, wollten wir uns als Verein der Volksastronomie zuwenden und neben der möglichen privaten Nutzung auch astronomisch interessierte Mitmenschen den Blick durchs Teleskop ermöglichen. Während der Mai 2023 ein eher ruhiger Monat ist, der keine spektakulären Himmelsereignisse vorsieht, war der Mai 2003 gespickt mit astronomischen Highlights. Ich glaube, dass es keinen Monat wie jenen Mai 2003 danach wieder gegeben hat. Bereits im April war die Sternwarte weit fortgeschritten im Bau. Am 11. April 2003 wurde die Kuppel geliefert und es fehlten nur noch ein paar Äußerlichkeiten und das Teleskop. Das Teleskop wurde am 7.Mai 2003 geliefert. In der Chronik der Rundbriefe kann man folgendes dazu lesen:

Nun aber zum Treffen am 7.5.2003. Das Treffen begann eigentlich nicht um 19:30 Uhr, wie gewohnt. Einige Sternfreunde waren bereits morgens um 7 Uhr an der Sternwarte, um den Vorübergang des Planeten Merkur vor der Sonne zu beobachten. Bei angenehmen Temperaturen und strahlendem Sonnenschein war die etwas langwierige Beobachtung eine unterhaltsame Sache. Als gegen 12:32 Uhr der Merkur von der Sonnenscheibe wich, gab es nur eine kleine Mittagspause.

Vorübergang des Planeten Merkur vor der Sonne am 07.05.2003
Vorübergang des Planeten Merkur vor der Sonne

Das nebenstehende Bild zeigt die Sonnenoberfläche am 7.5.2003 um 8 :13 Uhr. Der Merkur befindet sich oben rechts auf dem Bild als kleiner schwarzer Punkt. Das auffällige Objekt nahe der Sonnenmitte ist ein Sonnenfleck, nicht wie es irrtümlich in den Nachrichten eine beliebten deutschen Fernsehsenders gebracht wurde, der Merkur. Wir wollen aber nicht mäkeln. Es ist schon gut, daß der Merkurdurchgang neben den weltpolitischen Geschehen eine Chance auf Sendezeit hatte.

Nach der Mittagspause ging es um 15 Uhr weiter. Das Teleskop der Firma Meade sollte geliefert und montiert werden. Der Akt sollte möglichst effektvoll durchgeführt werden. So konnte die Feuerwehr eingebunden werden, um mit dem großen Leiterwagen, das wichtigste Detail der Sternwarte auf seinem Platz zu verhelfen. Die Mitarbeiter der Fa. Meade, einige Mithelfer und die Sternfreunde waren dabei, als der Deckel vom Objektiv des 40 cm –Spiegels entfernt wurde. Das erste Objekt war der Kirchturm in Borken, der sich wegen der starken Thermik am Boden nicht scharf einstellen ließ. Anschließend wurde der Mond als erstes astronomisches Objekt eingestellt.

Teleskop Montage mit Leiterwagen der Feuerwehr
Teleskop Montage mit Leiterwagen der Feuerwehr

E igentlich ein feierlicher Moment, der aber etwas in der Hektik des Geschehens untergegangen ist. Der Mond am Taghimmel ist für ein 16 Zoll-Teleskop natürlich nicht das richtige Einsatzgebiet. Bei der Handhabung wurde uns aber klar, daß wir uns mit der Computersteuerung noch etwas auseinandersetzen müssen, bevor wir einen geregelten Betrieb gewährleisten können. Deshalb wird wohl jeder, der demnächst einen Sternwartenschlüssel haben möchte, eine Einweisung über sich ergehen lassen müssen. Zudem werden einige Verhaltensregeln mit dem Teleskop erstellt werden müssen, um die Funktionstüchtigkeit des teuren Geräts zu erhalten. ( Angedacht sind Rauchverbot in der Kuppel, Staubvermeidung etc). Darüber werden wir uns dann wohl noch mal unterhalten, um sinnvolle Regeln mit dem Umgang des Teleskops zu finden.

Gegen 17 Uhr wurde es langsam ruhiger an der Sternwarte. Um 19:30 Uhr fand dann unser monatliches Treffen statt, bei dem wir kein offizielles Programm hatten. Das war wegen des anstrengenden Tages auch nicht weiter schlimm ,sondern eher ein schöner Ausklang.

Das erste Objekt im neuen Teleskop war also der Mond. Und dieser bescherte uns im gleichen Monat noch zwei Ereignisse. Nach der Eröffnungsfeier am 13.Mai 2003, die uns dann offiziell zur Verfügung stand, konnten wir in den Morgenstunden des 16.Mai 2003 eine Mondfinsternis beobachten. Einige Besucher waren bereits dabei und konnten sozusagen als erste offizielle Besucher der Sternwarte begrüßt werden. Zwei Wochen nach der Mondfinsternis fand eine partielle Sonnenfinsternis statt, ebenfalls in den Morgenstunden. Am 31.5.2003 treffen wir uns um 4:30 Uhr , um die partielle Sonnenfinsternis zu beobachten. Das Ganze kann in der Nähe der Sternwarte stattfinden. Von der Kuppel aus, ist die Finsternis nicht zu sehen, da einige Bäume im Weg sind.

Wie man schon nachlesen kann, mussten wir für die Sonnenfinsternis damals etwas ausweichen und beobachteten diese am Hoxfelder Flugplatz. Die Besucher, die sich damals aus dem Bett gequält haben, konnten aber anschließend die Sternwarte besichtigen. Das 16“ Teleskop wäre für die Sonnenfinsternis sowieso nicht ausgerüstet gewesen.

Etwas überraschend war noch ein helleres Polarlicht am 29.5.2003 das wir an der Sternwarte beobachten konnten. Recht hübsch, aber wir sollten 5 Monate später noch ein richtig spektakuläres Polarlicht an der Sternwarte beobachten.

Als Einstandsmonat war der Mai 2003 als nicht schlecht, ein Merkurtransit, eine Mondfinsternis, ein Polarlicht und eine Sonnenfinsternis. Und selbst das münsterländer Wetter war uns wohlgesonnen.

Soviel hat der Mai 2023 nicht zu bieten. In den Abendstunden zeigt sich die helle Venus. Der Planet Mars, der 2003 ebenfalls in Erdnähe war und seinen großen Auftritt hatte, ist im Sternbild Zwillinge und später im Krebs nur noch 5 Bogensekunden groß. Neumond ist am 19.5.23. Wegen der späten Dämmerung kann man zwar nur wenige Stunden noch beobachten, aber die Kugelsternhaufen im Herkules und die Planetarischen Nebel in der Sommermilchstraße sind gut erreichbare Ziele.

Man muss eben nehmen, was kommt.

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Beobachtungstipp April 2023

„Was ist denn das weiteste Objekt, das ihr in eurem Teleskop sehen könnt?“

… Da war sie wieder, diese Frage. Mit dem bloßen Auge kann man den Andromeda-Nebel in einer Distanz von 2,6 Millionen Lichtjahren erspähen. Aber das Teleskop ermöglicht einen tieferen Blick. Der Quasar Q3C273 in über 2 Milliarden Lichtjahren Distanz kann noch im 8“-Teleskop als Sternchen 13.Größe gesehen werden. Damit erreicht das Teleskop ein Objekt, dass tausend Mal weiter entfernt ist, als der Andromedanebel. Das lichtschwache Pünktlein wird niemanden vom Hocker hauen, der sich mit der Astronomie nicht beschäftigt hat. Der Quasar ist aber dennoch eines der erstaunlichsten Objekte im Amateurteleskop.

Ende der 1950er Jahre wurde der 3 Cambrigde Katalog von Radioquellen am Himmel veröffentlicht. Die junge Disziplin der Radioastronomie zeigte erste Früchte. Der britische Astronom Sir Martin Ryle, der an diesem Projekt beteiligt war, entdeckte auch die Radioquelle 3C273 im Sternbild der Jungfrau. Die Radioquelle war unter den 10 stärksten Radioquellen des Himmels, wobei ein Handy auf dem Mond bereits nach Sonne und Jupiter die stärkste Radioquelle am Himmel wäre.

Die Radioquelle 3C273 steht der Ekliptik sehr nahe und es ist ein Glücksfall, dass sie gelegentlich vom Mond bedeckt wird und dann vom Himmel verschwindet. Die Auflösung der Radioteleskope war damals noch sehr bescheiden und es war fast unmöglich, die Position einer Radioquelle am Himmel genau zu bestimmen. Die Bedeckung durch den Mond schaltete die Radioquelle sofort ab. So war es möglich das optische Pendant zu 3C273 zu entdecken. Der niederländische Astronom Maarten Schmidt untersuchte das Spektrum des Objektes und entdeckte gleich damit eine neue Klasse astronomischer Objekte: Quasistellare Radioquellen… kurz Quasare .

Das von ihm aufgenommene Spektrum im Jahr 1963 zeigte eine Verschiebung der Spektrallinien ins Rote von 0,158. Das bedeutet , dass die Hα-Linie des Wasserstoffs nicht bei einer Wellenlänge von 656 nm zu finden ist, sondern dass sie bei 760 nm auftaucht, also in den roten Bereich des Spektrums verschoben wurde.

In den 1960er Jahren war die Bedeutung der Rotverschiebung noch nicht ganz klar. Das heutige kosmologische Modell des expandierenden Universums stand noch den Steady State-Modellen entgegen, obwohl die Rotverschiebung des Lichtes ferner Objekte nach dem Hubble-Gesetz durchaus bekannt war. Daher kristallisierten sich erst nach und nach die Eigenschaften des Quasars 3C273 heraus. Eng verbunden mit der Quasarforschung blieb der Name Maarten Schmidt, der im September 2022 verstorben ist .

Die Rotverschiebung des Quasars von z= 0,158 legt eine Fluchtgeschwindigkeit von etwa 47500 km/s nahe. Mit der Hubblekonstanten von 70km/s pro MPC liefert uns der Quasar sein Licht aus einer Entfernung von 2,2 Milliarden Lichtjahren. Er erscheint etwas größer, weil er uns vor 2,2 Milliarden Jahren noch etwas näher stand, also etwa 1,8 Milliarden Lichtjahre. Das erscheint keinen großen Unterschied zu machen, zeigt uns aber die verblüffenden Effekte , die mit einem expandierenden Universum einher gehen . Die Distanz zu einem fernen Objekt ist nicht eindeutig. Man muss schon abgeben, ob man die aktuelle Distanz angibt oder die Distanz, die sich aus der Lichtlaufzeit ergibt oder die Distanz, die das Objekt hatte, als es das gerade empfangene Licht ausgesendet hat.

Wie dem auch sei. Ein Objekt, das aus dieser enormen Distanz noch im Amateurteleskop zu sehen ist, muss eine gewaltige Leuchtkraft besitzen. Die Quasare , mittlerweile sind über 1,6 Millionen von ihnen bekannt, müssen enorme Energiemonster sein. Der Quasar 3C2373 hat die Leuchtkraft von 4,1 Billionen Sonnen. Seine absolute Helligkeit ist -27,5 mag . Wäre er nur so weit entfernt, wie die Vega, so wäre er hell wie die Sonne. Woher bezieht ein Objekt diese gigantische Energie ? Die Antwort ist und da will ich die Leser nicht weiter auf die Folter spannen…die Antwort ist ein AGN.

Ein AGN, ein aktiver galaktischer Kern. In den Zentren der meisten Milchstraßen finden sich mehr oder weniger große Schwarze Löcher. Das sind massereiche Objekte , deren Fluchtgeschwindigkeit auf der Oberfläche, wenn man von Oberfläche sprechen kann, die Lichtgeschwindigkeit überschreitet. Das bedeutet, dass wir keine Informationen von diesen Objekten direkt sammeln können, weil sie schwarz sind. Gerät Materie in die Nähe eines Schwarzen Lochs und kann sich der gravitativen Anziehung nicht widersetzen so stürzt sie in den kosmischen Abgrund. Wie in einen Trichter geschieht das spiralförmig und es bildet sich eine sogenannte Akkretionsscheibe. Das akkretierende Material gibt während des Sturzes in das Loch eine große Menge Energie ab und der Bereich um das Schwarze Loch , um den sogenannten Ereignishorizont, erstrahlt hell . Wir haben einen aktiven galaktischen Kern vor uns, ein AGN. Quasare sind also Galaxienkerne in weiter Ferne, die im Zentrum ein aktives Schwarzes Loch besitzen, welches gerade Material vereinnahmt. Bei den Quasaren sind diese schwarzen Löcher allerdings sehr massereich. Neue Messungen aus dem Jahr 2019 ergaben ließen auf eine Masse des Schwarzen Lochs von 6 Milliarden Sonnenmassen schließen. Unsere Milchstraße hat zwar ebenfalls ein Schwarzes Loch von immerhin 3 Millionen Sonnenmassen , aber es ist ein ruhiger Artgenosse, der zur Zeit eine Hungerphase durchmacht. Das ist gut für uns. Ein AGN ist alles andere als förderlich für jegliche Lebensformen in der Nähe. Wir können also annehmen, dass das Milchstraßenzentrum ein verhältnismäßig ruhiger Ort ist.

Die Muttergalaxie PGC 41121 wird vom hellen Galaxienkern überstrahlt. Das Hubble-Teleskop konnte sie sichtbar machen indem sie den hellen Galaxienkern, der sternartig erscheint, ausblendet.

Die Suche nach Q 3C2373 ist nicht ganz leicht. Eine gute Sternkarte ist da sehr hilfreich. Selbst in GOTO-Geräten sollte man sich mittels Sternkarte orientieren, weil der Quasar leicht mit Umgebungssternen verwechselt werden kann.

Auch wenn am Ende nur ein schwacher Lichtpunkt zu sehen ist, ein Gruß aus dieser kosmischen Tiefe ist etwas ganz besonderes, den nur wenige Menschen auf dem Globus erleben konnten.

Bis dahin,
Clear Skies
Christian