Berliner Kurier 20.01.2019

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14 JOURNAL BERLINER KURIER,Sonntag, 20. Januar 2019 Im Jahr 1960 entdeckten Astronomen in dem 163 000 Lichtjahre von der Erde entfernten Tarantelnebel einen Stern, der mehrere Tausend Mal schwerer sein sollte als die Sonne. Die Forscher waren jedoch skeptisch, weil nach ihren Theorien derart massereiche Sterne gar nicht entstehen können. Das Rätsel löste sich, als die Teleskope immer besser wurden und immer mehr Details offenbarten. Es stellte sich heraus, dass es sich nicht um einen Einzelstern handelt, sondern um über 200 Gestirne, die so eng beieinanderstehen, dass sie anfangs nicht einzeln erkennbar waren. Der hellste von ihnen, genannt R136a1, ist aber der schwerste bekannte Stern. Er besitzt etwa 315-mal so viel Masse wie die Sonne. Damit bereitet er Theoretikern immer noch einiges Kopfzerbrechen, denn bislang gingen sie davon aus, dass bei 150 Sonnenmassen Schluss ist. Bis heute ist nicht klar, wie diese Giganten entstehen. Der größte Stern. R136a1 ist zwar der massereichste bekannte Stern, aber nicht der größte.Während er einen 30- mal so großen Durchmesser besitzt wie die Sonne, bringt es der Rekordhalter UY Scuti im Sternbild Schild auf einen etwa 1700-mal so großen Durchmesser. Er würde im Sonnensystem fast bis an die Bahn des Saturn reichen. AM ERUPTIVSTEN Die bislang heftigste Sonneneruption, die mit einem Weltraumteleskop beobachtet wurde, ereignete sich am 4. November 2003. Der dadurch ausgelöste Teilchen-und-Magnetsturm warzum Glück nicht auf die Erde gerichtet. Soho/EIT/NASA/ESA AM ENERGIEREICHSTEN Diese Computersimulation zeigt zwei Schwarze Löcher,die sich umkreisen, bis sie kollidieren und verschmelzen. Ein solches Ereignis vor fünf Milliarden Jahren setzte gewaltige Energiemengen frei. Die davon ausgelösten Gravitationswellen rasen durch den Raum und konnten auf der Erde nachgewiesen werden. SXS project Das energiereichste Ereignis. Supernovas galten lange Zeit als die energiereichsten Ereignisse im Universum. Ein explodierender Stern leuchtet für kurze Zeit so hell wie eine ganze Galaxie. Inzwischen wissen Astronomen aber, dass die gewaltigsten Phänomene bis vor kurzem unbeobachtet geblieben waren, denn sie senden keinerlei Licht oder sonstige Form von Strahlung aus. Es handelt sich um die Kollision und das Verschmelzen von zwei Schwarzen Löchern. Dabei entstehen Gravitationswellen, Deformationen des Raumes, die sich in alle Richtungen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Der erste Nachweis einer Gravitationswelle gelang am 14. September 2015 mit den beiden in den USA arbeitenden Detektoren namensLigo, wofür deren Erbauer im vorletzten Jahr mit dem Physik- Nobelpreis ausgezeichnet wurden. In den Ligo-Messdaten fand sich kürzlich ein weiteres Signal, vom 29. Juli 2017. Es stammtevon zwei Schwarzen Löchern, die vor fünf Milliarden Jahren zusammenstießen. Bei diesem Vorgang wurde gemäß der Einsteinschen Formel E=mc 2 Materie von fast fünf Sonnenmassen vollständig in Energie umgewandelt und in Form von Gravitationswellen abgestrahlt. Das war das bislang energiereichste bekannte Ereignis im Universum. Es blieb vollkommen im Dunkeln. Ein Teelöffel, schwerwie 1MillionZüge Der dichteste Himmelskörper. Im Innern von Schwarzen Löchern muss die Materie eines oder auch mehrerer Sterne verborgen sein. Was mit ihr in diesem kosmischen Grab passiert ist und in welcher Form sie existiert, weiß niemand. Ist sie in einem Punkt mit unendlich hoher Dichte konzentriert? Keine physikalische Theorie vermag diesen Zustand zu beschreiben. Die dichtesten bekannten Himmelskörper sind Neutronensterne. Sie entstehen, wenn ein Stern am Ende seines Lebens die äußeren Schichten abstößt und als Supernova aufleuchtet. Der innere Teilbricht in sich zusammen und wird bis auf die Dichte einesAtomkerns komprimiert. Die entstehende Kugel mit rund 25 Kilometern Durchmesser beinhaltet dann bis zu zwei Sonnenmassen. Das wäre so, als würde man die Erde auf eine Kugel mit 500 Metern Durchmesser zusammendrücken. Ein Teelöffel der Neutronenstern-Materie wöge auf der Erde so viel wie eine Million Fernverkehrszüge. Die vielfältigsten Sternsysteme. Zurück zu den normalen Sternen. Die Sonne ist eine Einzelgängerin. Mindestens die Hälfte aller Sterne befinden sich in Doppel- oder Mehrfachsystemen. Je größer die Anzahl der Mitglieder, desto seltener sind sie. Erst kürzlich entdeckten Astronomen ein Fünffachsystem. Es befindet sich etwa 250 Lichtjahre entfernt im Sternbild Großer Bär. Länger bekannt ist das Sechsfachsystem Castor im Sternbild Zwillinge. Seine komplexe Struktur offenbarte sich erst nach und nach. Die sechs Sterne bilden drei enge Paare, die sich um ihren gemeinsamen Schwerpunkt bewegen. Kürzlich entdeckten Astronomen ein Fünffachsystem mit der Katalogbezeichnung J093010. Es besteht aus einem Doppel- und einem Dreifachsystem, die sich gegenseitig umkreisen. Die beiden Sterne des Paares sind so nahe beieinander, dass sie sich berühren. Sie küssen sich gewissermaßen. Interessant ist bei solchen Mehrfachsystemen die Frage, ob sich darin auch Planeten auf stabilen Bahnen bewegen können. Tatsächlich ist das möglich, wobei es zwei Varianten gibt. In einem weiten Paar kann ein Planet einen der beiden Sterne umkreisen, wenn der Partner so weit entfernt ist, dass er ihn mit seiner Schwerkraft nicht beeinträchtigt. In einem sehr engen Paar können Planeten beide Sterne in größerem Abstand umkreisen. In den letzten Jahren wurden bereits einige Exoplaneten in Doppelsternsystemen entdeckt, sogar bei dem sonnennächsten Stern Proxima Centauri. Wenn in dem System J093010 ein Planet seine Bahn ziehen sollte, so könnten dort mögliche Bewohner zeitweilig fünf Sonnen am Himmel bestaunen. Rie- und sen. Die 2015 Die hellsteGalaxie. Die Sonne kreist zusammen mit weiteren hundert oder zweihundert Milliarden Sternen um das Zentrum unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Sie ist eine typische Vertreterin von Galaxien: Etwa die Hälfte aller Sterne im heutigen Universum befindet sich in Galaxien, die unserer Milchstraße hinsichtlich Größe und Masse ähneln. Wie bei den Sternen gibt es auch bei den Galaxien Zwerge AM AKTIVSTEN entdeckte Galaxie namens W2246-0526 ist der bislang leuchtkräftigste Vertreter im Universum. Sie strahlt so hell wie mehrere Tausend Milchstraßen zusammen. Wie jüngste Beobachtungen zeigten, stammt die Strahlung nicht nur von Sternen, sondern auch von heißem Gas und Staub, vor allem aus dem Zentrum der Galaxie. Dort sitzt ein supermassereiches Schwarzes Loch, das rund vier Milliarden Mal mehr Materie beinhaltet als die Sonne. Wegen der starken Schwerkraft fallen Gas und Staub mit hohen Geschwindigkeiten Giganten des frühen Universums auf das Schwarze Loch zu, erhitzen sich auf mehrere Millionen Grad und strahlen. Seine enorme Leuchtkraft bezieht W2246-0526 aus einem höchst unsozialen Verhalten. Die Galaxie saugt Staub, Gas und Sterne aus drei kleineren Nachbargalaxien abund verschlingt diese eventuell komplett. Das Licht der Galaxie war 12,4 Milliarden Jahre bis zu uns unterwegs. Wir sehen das Sternsystemalso in einem Zustand, in dem das Universum nur ein Zehntel seines gegenwärtigen Alters von 13,8 Milliarden Jahren besaß. Bis heute ist die Frageumstritten, wie und bis wann die großen Galaxien ent- Ein gelb-bunter Schwefelgigant ist der JupitermondIo, aufgenommen mit der Raumsonde Galileo. Er ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper im Sonnensystem. Die Schwerefelder anderer Himmelskörper walken ihn gründlich durch. NASA/JPL
15 standen sind. Zumindest dieser Fall zeigt, dass es solche Riesen schon im jungen Universumgab. Der fernste Quasar. Eng verbunden mit der Geburt der großen Galaxien ist das Rätsel der supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren einiger dieser Sternsysteme, die Astronomen Quasare nennen. Der entfernteste bekannte Quasar ULAS J1342+0928 existierte 700 Millionen Jahre nach dem Urknall, er besaßein supermassereiches Schwarzes Loch mit 800 MillionenSonnenmassen. Astronomen wissen heute, dass schon wenig später Schwarze Löcher mit bis zu zehn Milliarden Sonnenmassen in den Zentren von Galaxien existierten. Es ist eine der großen Fragen der modernen Kosmologie, auf welche Weise diese Giganten im frühen Universum entstandensind. Das älteste Licht des Universums. Das Licht des Rekordquasarswar 13,1 MilliardenJahre unterwegs, bevor es die Erde erreichte. Es lässt sich aber noch wesentlich älteres Licht beobachten: die kosmische Hintergrundstrahlung. Nach dem Urknall war das Urgas undurchsichtig, ähnlich wie ein dichter Nebel. Die vorhandene Strahlung wurde vor allem an den frei umherfliegenden Elektronen gestreut, ähnlich wie Licht im undurchsichtigen Nebel an Wassertröpfchen. Der Raum dehnte sich aus, das Gas verdünnte sich und kühlte ab. Nach 380000 Jahren war die Temperatur auf 3000 Grad gesunken. Elektronen lagerten an die Atomkerne an und vereinigten sich zu den ersten Atomen.Von da an konntendie Elektronen das Licht nicht mehr an seiner Ausbreitung hindern. Der Nebel lichtete sich, das Universum wurde durchsichtig. Die in diesem Zeitraum frei gewordene Strahlung durchzieht noch heute das Universum und ist am Himmel als kosmische Hintergrundstrahlung beobachtbar. Für ihre Entdeckung und Untersuchung wurden amerikanische Forscher zweimal mit dem Physik-Nobelpreis geehrt. Dieses Strahlungsfeld enthält eine Fülle an Informationen über die damalige Materieverteilung im Universum und die Frage,wie sich daraus Sterne und Galaxienentwickelten. Nach der bislang genauesten Vermessung mit dem europäischen Weltraumteleskop Planck stehen auch andere Aspekte im Vordergrund der Forschung. In der Struktur der kosmischen Hintergrundstrahlung sollten sich Vorgänge widerspiegeln, die sich im Urknall ereignet haben –wie die Ausbreitung von Gravitationswellen. Die Hintergrundstrahlung ist die einzige Möglichkeit, etwas über die Entstehung der Welt zu erfahren – weitere Nobelpreise nicht ausgeschlossen. Thomas Bührke AM DICHTESTEN Im Krebsnebel liegt ein Neutronenstern mit weniger als 30 Kilometern Durchmesser undunglaublichhoherDichte.Ein Teelöffel Materiewürde auf derErde so viel wie eine MillionFernverkehrszügewiegen. Er macht sich als Pulsar bemerkbar. NASA/CXC/ASU/HST, J. Hester et al AM SCHWERSTEN In der Großen Magellanschen Wolkeinnächster Nachbarschaft zur Milchstraße liegt der Tarantelnebel. In dessen Zentrum befindet sich der Sternhaufen mit dem schwersten und hellsten bekannten Stern. Er wurde R136a1 benannt und besitzt etwa315-mal so viel Masse wie die Sonne. ESO
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