Neu im Catch-up Service: Mit 200 km/Sek. auf und davon

Materiebrücken, Sternenstraßen und rasante Zwerggalaxien

Fixsterne sind ein falscher Begriff. Alle Sterne und vor allem die Sternenhaufen und Galaxien befinden sich in permanenter, lebhafter Bewegung. Der Astrophysiker Noam Libeskind ist ein Experte für sogenannte Zwerggalaxien. Solche kleineren Sammlungen von Sternen umgeben z.B. unsere Milchstraße. Von besonderer Schönheit sind am Südhimmel die Große und Kleine Magellansche Wolke. Es gibt aber auch merkwürdige Einzelgänger und Zwerg- Galaxien, die die Milchstraße nicht umrunden, sondern sich von ihr entfernen: z.B. die Zwerggalaxis Leo I, die rasant mit 200km pro Sekunde in Richtung Virgo-Haufen von unserer Galaxie davonzieht. Zwischen der lokalen Gruppe, zu der unsere Milchstraße gehört und dem riesenhaften Virgo-Superhaufen, einer gewaltigen Sammlung von Galaxien, besteht eine Art Materiebrücke, gestützt auf die Gravitation DUNKLER MATERIE, an deren Rand oder „Schelf“ Galaxien gerne siedeln.

Begegnung mit dem Astrophysiker Noam Libeskind, Leibniz Institut für Astrophysik Potsdam.

► Mit 200 km/Sek. auf und davon (10vor11, Sendung vom 21.03.2016)


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► Die Raumzeit raschelt

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Gravitationswellen lassen den Raum “zittern”. Dies lässt sich auf unserer Erde aber nur in minimalen Größenordnungen messen. Wenn z.B. ein Stern explodiert verändert sich auf einem der Inferometern im Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Hannover der Messwert um ein Tausendstel eines Atomdurchmessers, und das für einige Tausendstel von Sekunden. Das Auffinden von Gravitationswellen entspricht also in den olympischen Disziplinen der Physik einem Marathon. Dennoch: Die Struktur der Raumzeit verändert sich, obwohl der Raum extrem steif ist.
Gravitationswellen entstehen dort, wo sich große Massen extrem schnell asymmetrisch bewegen: bei der Verschmelzung von Doppelsternen, bei der Kollision von Milchstraßen und bei der Entstehung der Welt. In kurzer Zeit wird die Wissenschaft in der Lage sein, die Gravitationswellen nachzuweisen, so wie sie Einstein vorausgesagt hat.

Prof. Dr. Karsten Danzmann, Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Hannover, berichtet.


► Sekundentod von Riesensternen

sekundentod-riesensterneDer Kreislauf und Austausch der Materie im Kosmos findet u.a. durch explodierende Sonnen statt. Für solche Riesenkatastrophen gibt es mehrere, deutlich unterschiedene Gründe: einen Zoo explodierender Super-Sonnen.

Sonnen einer bestimmten Übergröße, gemessen an unserer Sonne, verlieren am Ende ihres Lebens ihr gravitatives Gleichgewicht. Die einstürzende Materie führt zur Explosion. Ganz andere Verläufe zeigen umeinander kreisende Neutronensterne, die zuletzt in einen gewaltigen Ausbruch verschmelzen. Kosmische Materie, die zu einem Neutronenstern oder zu einem schwarzen Loch zusammenstürzt, erzeugt staunenswerte und gewaltige Wirkung. Explosionen und Einstürze spielen sich – für unser Vorstellungen nicht fassbar – in Bruchteilen von Sekunden ab.

Der Astrophysiker, Dr. Hans-Thomas Janka, Max-Planck-Institut für Astrophysik München Garching, über den Tod von Sternen und den Zoo explodierender Super-Sonnen.


► Sternenwind und Gammablitz

sternenwind-gammablitzWir Bewohner der zivilen Erde können uns einige der extremen und exotischen Zustände im Universum nicht vorstellen. Das gilt z.B. für Überriesen von bis zu 100 Sonnenmassen, die im Krisenfall in Bruchteilen einer Sekunde explodieren und ihre Materie als Sternenwind im Raum verstreuen. Ein anderes Beispiel sind die seltenen, aber kompakten Systeme von zwei Neutronensternen, die einander eng umkreisen. Auch hier kann es zu einer gewaltigen Explosion kommen, oder zur Bildung eines Schwarzen Loches. Überhaupt geben die Gravitationsfallen, denen kein Licht entkommt und die wir Schwarze Löcher nennen, nach wie vor Rätsel auf. Keine Theorie weiß, sagt der Astrophysiker Hans-Thomas Janka, was innerhalb eines Schwarzschild-Radius, nämlich im Schwarzen Loch, tatsächlich geschieht.

Sternenwind gibt es bei allen Sonnen. Vermutlich werden von einem solchen Partikelstrom in Zukunft einmal Raumschiffe mit großen „Segeln“ angetrieben werden. Rasanter als der Sternenwind sind die Gammablitze. Sie sind die energiereichste Erscheinung im Kosmos. Erfolgt ein Gammablitz in der Entfernung von 1.000 Lichtjahren von unserem Sonnensystem, hätte er eine tödliche Wirkung auf uns. Die Annahme ist berechtigt, dass eines der fünf großen Massensterben in der Evolution des Lebens auf der Erde, die alle 300 Millionen Jahre festzustellen sind, auf die Strahlung eines Gammablitzes zurück zu führen ist.

Dr. Hans-Thomas Janka, vom Max Planck Institut für Astrophysik in München-Garching, berichtet.


► Neuestes vom Urknall

neuestes-urknallDie beobachtbare Expansion des Kosmos (nur die Leere zwischen den Galaxien dehnt sich aus, diese selbst werden durch ihre Gravitation zusammengehalten) und die Entstehung der Welt stellt den Astrophysikern und Kosmologen wichtige Fragen. Gibt es Universen vor dem Urknall? Wie kommt es zur “kosmischen Inflation”? Wird es ein Ende der Welt geben oder geht der Kosmos nur in andere Welten über? Es geht um den authentischen Fingerabdruck des Urknalls. Nach neuesten Hypothesen ist er kein Anfang, sondern ein “Durchgang”, der sich u.U. in 1000 Milliarden Jahren wiederholen kann. String-Theorie, Gravitationswellen und die kosmische Hintergrundstrahlung sind die Themen, mit denen sich die moderne Kosmologie befasst. Der neue Planck-Satellit trägt zur Vermessung der Hintergrundstrahlung und ihrer Unregelmäßigkeiten erstaunlich Neues bei.

Dr. Jean-Luc Lehners, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, berichtet.


► Das CERN – Der coolste Ort im Universum

cernEs geht um die Suche nach den fundamentalen Elementen der Materie, die noch unbekannt sind. Dafür wurde am Forschungszentrum CERN in Genf eine Anlage in der Größe mehrerer Opernhäuser und ein Tunnelring von 27 km Länge gebaut. Die Wissenschaftler erwarten Antwort auf folgende Fragen: 1. Was hält die Welt im Innersten zusammen? 2. Wie wirkt Dunkle Energie und Dunkle Materie im Kosmos? 3. Was geschah am Anfang der Welt?

Der Teilchenphysiker Prof. Dr. Thomas Naumann sagt: “Ich gestatte mir, Fachausdrücke zu verwenden”. Außerdem berichtet der Spokesman des CERN Prof. Dr. Peter Jenni über das kühne Projekt.