Diese Woche im Weltraum: Sonnenflecken, die beiden Türme und der G

Jul 28, 2023

Hallo Freunde, und willkommen zurück bei This Week in Space. Wir haben zahlreiche Updates von der NASA und Neuigkeiten zu einer möglichen fünften Naturgewalt. Außerdem gaben Astronomen diese Woche bekannt, dass das JWST das Alter der ältesten jemals entdeckten Galaxie bestätigt hat, die sich innerhalb weniger hundert Millionen Jahre nach dem Urknall bildete.

Wissenschaftler von Fermilab haben neue Ergebnisse eines jahrelangen Experiments bekannt gegeben, die, wenn sie bestätigt würden, die Gesetze der Physik neu schreiben würden.

Derzeit kennen wir vier Grundkräfte: Schwerkraft, Elektromagnetismus, die starke Kernkraft, die die Atomkerne zusammenhält, und die schwache Kernkraft, die den radioaktiven Zerfall antreibt. Physiker verwenden eine Reihe von Regeln, das sogenannte Standardmodell, um zu beschreiben, wie diese Kräfte auf verschiedene Arten von Teilchen wirken.

Es ist bekannt, dass das Standardmodell Lücken aufweist: Stellen, an denen seine Vorhersagen die Ergebnisse, die wir in der Welt sehen, nicht ausreichend erklären. Ein solcher Ort ist das Verhalten von Myonen, die wie Elektronen negativ geladen sind, aber etwa 200-mal so massereich sind. In Magnetfeldern wackeln oder „kreisen“ Myonen mit einer Geschwindigkeit, die als g-Faktor bezeichnet wird. Allerdings haben Fermilab-Myonenstrahlexperimente durchweg herausgefunden, dass der g-Faktor von Myonen kleiner ist als vom Standardmodell vorhergesagt – und zwar um einen Betrag, der zu groß ist, um ignoriert zu werden. Ihr Fazit? Es muss etwas anderes geben als die elektromagnetische Kraft, die auf Myonen wirkt: eine neue, grundlegende Naturkraft.

Als im vergangenen November die Artemis-I-Mission startete, war die SLS die stärkste Rakete, die jemals die Umlaufbahn erreichte. Aber all diese Leistung hat ihren Preis. Die mobile Trägerrakete 1 (ML-1) wurde während des Artemis-Starts erheblich beschädigt, und die beiden schnell aufeinanderfolgenden Hurrikane halfen nicht. Der Turm befindet sich seitdem im Fahrzeugmontagegebäude und wird zur Vorbereitung auf seine Wiederverwendung mit Artemis II, die Menschen an Bord haben wird, repariert und modernisiert. Am Mittwoch verlud die NASA im Kennedy Space Center die 380 Fuß hohe Struktur auf einen Raupentransporter und begann damit die zweitägige Rückreise des mobilen Startturms zur Startrampe 39-B.

Am selben Tag begann die Agentur im KSC auch mit dem Bau einer zweiten, noch größeren mobilen Trägerrakete, ML-2. Wenn es fertig ist, wird ML-2 mehr als 11 Millionen Pfund wiegen und 10 Fuß höher als ML-1 sein. Für Artemis IV wird das SLS die oberen Stufen austauschen und auf einen größeren, stabileren Treibstofftank (und eine größere, weniger ruckelige CubeSat-Trägerrakete) umsteigen. ML-2 ist darauf ausgelegt, diesen Höhenunterschied sowie eine zukünftige Version des SLS namens Block 2 auszugleichen. Unterdessen hofft die NASA, Anfang 2024 mit der Bestückung von ML-1 mit der Raumsonde Artemis II beginnen zu können.

Am späten Mittwochabend startete SpaceX eine weitere Ladung Starlink-Satelliten von Canaveral aus. Starlink und andere Telekommunikationssatellitenkonstellationen starten teilweise, um das Ka-Band gemäß FCC-Anordnung vor der Bereitstellung des 5G-Netzwerks zu räumen – aber mindestens ein wichtiger Ka-Band-Benutzer muss nach dem Unterricht bleiben. Das Deep Space Network der NASA nutzt dieses Signalband, um mit dem James Webb-Weltraumteleskop zu kommunizieren.

Im Moment ist Webb so etwas wie ein wissenschaftlicher Liebling. Es ist nun seit etwa einem Jahr in Betrieb, mit einer kilometerlangen Warteschlange für die Teleskopzeit. All diese Forschungen erzeugen inzwischen einen stetigen Strom wunderschöner Weltraumbilder. Hier ist, was das Webb-Teleskop diese Woche gemacht hat.

Barnards Galaxie ist eine Zwerggalaxie mit einem Durchmesser von etwa 7.000 Lichtjahren. Es ist etwa 1,6 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, aber für Webb ist das kein Problem, da er regelmäßig tausende Male weiter entfernte Ziele beobachtet. In einem neuen Komposit kombinieren Webb-Wissenschaftler MIRI- und NIRCam-Messwerte aus demselben Himmelsausschnitt, um Barnards Galaxie in bemerkenswerten Details darzustellen.

MIRI kann den Gasschleier um Barnards Galaxie auflösen, während NIRCam hervorragend darin ist, das umgebende Sternenfeld abzubilden.

Letztes Jahr entdeckten Webb-Astronomen von der University of Texas in Austin Maisies Galaxie, ein Himmelsobjekt, das so weit entfernt ist, dass es ein Wunder ist, dass wir es überhaupt sehen können. Damals schätzten sie, dass dieser unscheinbare Klumpen zu den am weitesten entfernten (und damit ältesten) Objekten gehörte, die wir je gefunden hatten. Neue Beobachtungen, auch vom JWST, bestätigen dies. Maisies Galaxie hat eine Rotverschiebung von z=11,4, was bedeutet, dass das Licht, das Webb bei der Aufnahme dieses Bildes auffing, weniger als 400 Millionen Jahre nach dem Urknall emittiert wurde.

Maisies Galaxie wurde nach der Tochter des Astronomen Steven Finkelstein von der UT Austin benannt, da die Galaxie an ihrem Geburtstag entdeckt wurde.

Die Jagd nach Exoplaneten ist eine heikle Angelegenheit. Dank Instrumenten wie dem Kepler-Weltraumteleskop und TESS ist es in den letzten Jahren einfacher geworden, aber es gibt immer noch einige große Hürden, mit denen wir gerade erst beginnen, uns zurechtzufinden. Ein Problem besteht darin, dass überraschend viele Exoplaneten sogenannte „heiße Jupiter“ sind, bei denen es sich um Gasriesen (oft sehr große) handelt, die ihre Sterne sehr nahe umkreisen. Heiße Jupiter, die im Licht ihrer Sterne ausgewaschen und untergegangen sind, sind schwer zu untersuchen – aber Astronomen könnten einen Testfall in einem Doppelsternsystem namens WD 0032–317 gefunden haben. Es beherbergt einen riesigen Planeten, der noch heißer – und heller – ist als die Sonne.

Der Braune Zwerg in WD 0032–317 leuchtet so hell, weil er von seinem begleitenden Weißen Zwerg mit Strahlung bombardiert wird. Tagsüber steigen die Temperaturen auf 14.000 Grad Fahrenheit (7.700 Grad Celsius). Sogar die Nachtseite des Planeten ist heißer als die Sonne. Zur Veranschaulichung: Die höchste bekannte Schmelztemperatur aller Materialien ist die einer Tantal-Hafnium-Carbid-Legierung, die sich bei etwa 4.000 Grad Celsius in flüssiges Höllenfeuer verwandelt.

„Heiße Jupiter sind das Gegenteil von bewohnbaren Planeten – sie sind äußerst unwirtliche Orte für Leben“, sagte Dr. Na'ama Hallakoun, Hauptautorin einer Studie, die das System beschreibt. „Zukünftige hochauflösende spektroskopische Beobachtungen dieses heißen jupiterähnlichen Systems – idealerweise mit dem neuen James-Webb-Weltraumteleskop der NASA gemacht – könnten zeigen, wie heiße, stark verstrahlte Bedingungen die atmosphärische Struktur beeinflussen, was uns helfen könnte, Exoplaneten anderswo im Universum zu verstehen.“

Im Jahr 1769 bemerkte der schottische Astronom Alexander Wilson, dass sich Sonnenflecken verkürzten, wenn sie das Gesicht der Sonne kreuzten. Diese Verkürzung führte dazu, dass Wilson entdeckte, dass die Sonnenflecken zur Mitte hin eingesunken oder abgesenkt zu sein schienen, ein Phänomen, das wir nach ihm benannten: den Wilson-Effekt. Am Dienstag bestätigte ein Amateurastronom namens Thierry Legault hoch in den französischen Alpen Wilsons Vermächtnis und erfasste den Wilson-Effekt mit erstaunlicher Klarheit.

„Der Kernschatten des Sonnenflecks liegt tiefer als die durchschnittliche Sonnenoberfläche, und die umgebenden Halbschattenfilamente tauchen in ihn hinein“, sagte Legault. „Die Filamente sind am anderen Rand der ‚Schüssel‘ sichtbar, aber nicht am nahen Rand, was die Vertiefung hervorhebt.“

Erst vor wenigen Tagen entdeckte ein anderer Amateurastronom in Japan einen neuen Kometen, der nächsten Monat möglicherweise zu einem Objekt mit bloßem Auge wird. Als Hideo Nishimura den Kometen C/2023 P1 entdeckte (den wir meiner Meinung nach Nishimuras Kometen nennen), war er so lichtschwach wie ein Stern zehnter Größe. Der neu entdeckte Lichtpunkt könnte ein hyperbolischer Komet sein, der mit so viel Energie durch den Weltraum rast, dass die Sonne ihn nicht einfangen kann, obwohl er innerhalb der Merkurbahn an der Sonne vorbeizieht. Wenn ja, ist dies das einzige Mal, dass Sie es sehen können. Meteorologen gehen jedoch davon aus, dass der Komet Nishimura mehr als hundertmal so hell werden und die Stärke 3 erreichen wird, wenn er Mitte September an der Sonne vorbeischwirrt. Wenn dies der Fall ist, wird es in ländlichen Gebieten mit bloßem Auge sichtbar sein.

August war insofern ein seltener Monat, als es nicht nur einen, sondern zwei Supermonde gab, von denen letzterer auch ein blauer Mond ist. Blue Moons treten auf, weil Kalendermonate länger sind als Mondmonate. Glücklicherweise bedeutet das, dass im nächsten Monat genau um diese Zeit der nächste Neumond eintritt – eine gute Nachricht für angehende Kometenbeobachter.

Hier sind die Mondphasen für den Rest des Augusts:

Bis nächste Woche!