deSignale

Es wurden wieder einige Braune Zwerge entdeckt. Persönlich denke ich, dass es davon sehr viele geben müsste, auch in unsere Nähe. Zum Artikel hier.

In letzter Zeit gibt es immer wieder fundierte Meldungen, dass im Weltall etwas entdeckt wurde, was den bisherigen Modellen und Theorien widerspricht. Nun ist es wieder soweit: Ein Pulsar strahlt viel stärker, als es die entsprechenden Theorien für möglich erachteten. Statt 'erlaubte' 10 GeV maximal, zeigt der Pulsar im Krebsnebel eine Strahlung von 100 bis 400 GeV. Eine echte Überraschung...

Zum Artikel hier.

In einem schon bekannten System hat man nun auch auf alten Bildern des Hubble-Teleskops drei Planeten gesichtet. Eine neue Analysemethode machts möglich. Astronews.com Artikel hier.

Der diesjährige Chemie-Nobelpreis geht en einen israelischen Forscher, der die Quasikristalle entdeckt hat.

Dabei galt eine solche Kristallform bis dahin als unmöglich und der Forscher musste seine Entdeckung gegen erhebliche Widerstände durchsetzen.

Interessant dabei ist, dass der Pendel hin zur Anerkennung der Entdeckung erst ausschlug, als man eine mathematische Entdeckung - die wenige Jahre zuvor gemacht wurde - heranzog und bemerkte, dass diese neue Struktur eben jenen abstrakten Penrose-Parkettierungen gleicht, die Roger Penrose zuvor entdeckte. Wieder ist es bemerkenswert, dass zuvor abstrakte mathematische Strukturen - rein vom menschlichen Geist erdacht, wie es schien, in der Natur eine Entsprechung finden. Die Natur ist mathematisch!

Eine interessanter Artikel zum Thema des Nobelpreises: hier.

Daraus:

Eine unmögliche Fünffach-Symmetrie

Weitere Untersuchung der Probe stellte Shechtman fest, dass die zugrundeliegende Kristallstruktur fünffach symmetrisch sein musste. Auch das galt als unmöglich, da dann einige Atome im Kristall näher zusammenliegen müssten als andere ihrer Sorte. Eine periodische Wiederholung des immer gleichen Musters wäre damit nicht möglich, die neu entdeckte Anordnung war nicht periodisch. Als der Forscher seine Ergebnisse Kollegen und Vorgesetzten vorstellte, glaubten diese an methodische Fehler.

Doch Shechtman blieb bei seinem Standpunkt, etwas Neues entdeckt zu haben. Der Konflikt eskalierte schließlich soweit, das ihm sogar nahelegt wurde, seine Arbeitsgruppe lieber zu verlassen. Ein bei der renommierten Fachzeitschrift "Journal of Applied Physics eingereichter Fachartikel wurde 1984 umgehend abgelehnt. Zwar hatten in dieser Zeit auch andere Physiker in ihren Laboren immer wieder einmal ähnlich verwirrende Muster mit zehn und mehr konzentrischen Punkten beobachtet. Sie schrieben dies aber Messfehlern oder zu Doppelkristallen verwachsenen Proben zu.

Ein Fliesenmuster bringt Aufklärung

Erst die Verbindung von Shechtmans Beobachtung mit einem Prinzip aus der Mathematik verhalf dem Forscher endgültig zur Rehabilitation: Der Mathematiker Roger Penrose hatte bereits in den 1970er Jahren entdeckt, dass sich aus nur zwei unterschiedlichen Fliesen ein endloses, sich niemals wiederholendes Muster erschaffen lässt. Zwei Physiker, die Shechtmans Manuskript zur Begutachtung erhalten hatten, erkannten hier eine mögliche Parallele: Wie die beiden Fliesen in Penroses Muster könnten auch in Shechtmans Kristall zwei verschiedene Atomabstände in wechselnder Anordnung das Muster ergeben. Eine fünffache Symmetrie wäre damit durchaus möglich.

1992 führte dies dazu, dass die Internationale Union für Kristallografie ihre Definition der Kristalle an Shechtmans Entdeckung anpasste: Als Kristall gilt seitdem nicht mehr nur eine Substanz mit Grundbausteinen, die ein regelmäßiges, sich wiederholendes dreidimensionales Muster bilden. Stattdessen wird nun alles zu dieser Materiegruppe gezählt, das "ein diskretes Diffraktionsbild" erzeugt.

Übrigens:

Sir Roger Penrose ging bei der Preisvergabe leer aus. Das Los des Mathematikers!

Die bislang gesammelten Daten der neuen Merkur-Sonde lassen darauf schließen, dass der innerste Planet des Sonnensystems wohl kein ursprüngliches Mitlgied unseres Sonnensystems ist. Zwar gehen die Forscher offiziell nicht so weit mit ihrer Interpretation der Daten, aber ihre Formulierungen lassen eigentlich keinen anderen Schluss zu. Zum scinexx Artikel hier.

Daraus:

Sonderling unter den Gesteinsplaneten

Indizien für einen ungewöhnlichen Ursprung des Merkur fanden zwei weitere Forschergruppen. Mit Hilfe von Röntgenmessungen stellten sie fest, dass das Gestein des Planeten zehn Mal mehr Schwefel und deutlich weniger Eisen enthält als das Gestein von Erde oder Mond. Gammastrahlenmessungen ergaben zudem eine untypische Verteilung radioaktiver Elemente auf der Merkuroberfläche.

Dies spreche gegen eine starke Erhitzung bei der Bildung des sonnennächsten Planeten oder seiner Bausteine, schreiben die Forscher. Stattdessen sei der Merkur möglicherweise aus Bausteinen entstanden, die von weiter außen in der Urwolke stammten. Solche Materialien mit einem hohen Anteil leicht gasförmig werdender Substanzen finde man noch heute in einigen kohlenstoffhaltigen Meteoriten. (Science, 30.09.2011, Issue 30)

Habe gerade eine Pressekonferenz der NASA gesehen. Darin wurde über die Entdeckung eines Saturn-großen Planeten um ein Doppelsternsystem berichtet.

Es ist das erste Mal, dass definitiv ein Planet um ein Binärsystem nachgewiesen werden konnte. Die beiden Sonnen sind 200 Lichtjahre entfernt. Eine Sonne hat 20% der Masse unserer Sonne und die andere Sonne noch etwa zwei Drittel der Masse. Gefunden wurde der Planet mit dem Weltraumteleskop Kepler.

meldet u.a. Astronews.com vom Teleskop HARPS: hier.

M.E. findet sich unter diesen Planeten keine aufregende Kandidaten...

Eine Entdeckung eines 13 Mrd. Lichtjahre entfernten Sterns widerspricht den bisherigen Sternentstehungstheorien, wie astronews.com berichtet: hier.

Der extrem lichtschwache Stern im Sternbild Löwe trägt den sperrigen Namen SDSS J102915+172927. Er wurde im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey (SDSS), einem internationalen Projekt zur Durchmusterung bestimmter Bereiche des Himmels mit Hilfe von Spektrallinien, katalogisiert. Die Ziffern in seiner Bezeichnung entsprechen seinen Koordinaten am Himmel. Der Stern hat eine etwas geringere Masse als die Sonne und ist vermutlich mehr als 13 Milliarden Jahre alt.

Nach den Beobachtungen des europäischen Wissenschaftlerteams beinhaltet SDSS J102915+172927 im Vergleich zu allen bislang untersuchten Sternen den geringsten Anteil an chemischen Elementen, die schwerer als Helium sind. Die Eigenschaften des Sterns wurden mit Hilfe der beiden Spektrografen X-Shooter und UVES am Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile untersucht. Damit kann das Licht von Himmelskörpern in seine Farbbestandteile zerlegt werden, was den Astronomen etwas über die Häufigkeit verschiedener chemischer Elemente in der Atmosphäre eines Sterns verrät.

Auf diese Weise haben die Forscher herausgefunden, dass der Gehalt von schweren Elementen in SDSS J102915+172927 rund 20.000-mal geringer ist als in der Sonne. Die Wissenschaftler konnten bei der ersten Messung nur ein einziges chemisches Element schwerer als Helium - nämlich Kalzium - nachweisen. Erst mit zusätzlichen Beobachtungen gelang es den Forschern aus Deutschland, Frankreich und Italien, noch weitere Metalle aufzuspüren. "Die allgemein akzeptierte Theorie besagt, dass Sterne wie dieser aufgrund ihrer geringen Masse und des extrem geringen Anteils an schweren Elementen gar nicht existieren sollten. Schon die Gas- und Staubwolken, aus denen ein solcher Stern entsteht, hätten sich nach dem gängigen astronomischen Verständnis gar nicht ausreichend verdichten können", erläutert Caffau, die an der Landessternwarte Königstuhl des ZAH forscht.

"Zum ersten Mal wurde ein Stern in einer 'verbotenen Zone' der Sternentstehung entdeckt. Das war für uns eine große Überraschung. Nun werden die Astrophysiker einige ihrer Modelle für die Entstehung von Sternen überdenken müssen", vermutet die Wissenschaftlerin. Kosmologen gehen davon aus, dass die beiden leichtesten chemischen Elemente Wasserstoff und Helium zusammen mit Spuren von Lithium kurz nach dem Urknall entstanden sind. Nahezu alle anderen, schwereren Elemente sind erst viel später gebildet worden, entweder durch Fusionsprozesse im Inneren von Sternen oder bei Supernova-Explosionen am Ende eines Sternlebens. Nach der Explosion wird das metallreiche Material mit dem interstellaren Medium, der Materie im Raum zwischen den Sternen, vermischt.

Eine weitere Überraschung ist der Mangel an Lithium in SDSS J1072915+172927, denn ein so alter Stern sollte eigentlich in etwa dieselbe Elementzusammensetzung haben wie das Universum kurz nach dem Urknall. Der Lithiumanteil des Sterns ist jedoch fünfzig Mal geringer, als dies die Berechnungen zur kosmologischen Elemententstehung erwarten lassen würden. Für das europäische Forscherteam ist es bislang ein Rätsel, wie das Lithium, das sich zu Beginn des Universums gebildet haben muss, in diesem Stern zerstört wurde.

Die Wissenschaftler sind allerdings überzeugt, dass es sich bei diesem seltsamen Stern nicht um ein Unikat handelt: "Wir haben noch eine ganze Reihe von Kandidaten, die einen ähnlich geringen Metallgehalt haben könnten wie SDSS J102915+172927, vielleicht sogar einen noch geringeren. Deshalb wollen wir diese Sterne ebenfalls mit dem VLT überprüfen", so Caffau. So wollen sich die Astronomen Schritt für Schritt an die allererste Sterngeneration herantasten.

Eine Entwicklung, die ich zumindest zweifelhaft finde, wurde nun vermeldet: Man kann Laser als Regenmacher verwenden: hier.

"Laserstrahlen können die Kondensation von Wasser einleiten und zu einem schnellen Tropfenwachstum bis zu einigen Mikrometern Durchmesser in der Atmosphäre führen", berichten Ludger Wöste von der Freien Universität Berlin und seine Kollegen von der Université de Genève. Für ihre Experimente fuhren sie vom Winter 2009 bis zum Frühjahr 2010 mit ihrem "Teramobile" an das Ufer der Rhône bei Genf. An Bord des Forschungsfahrzeugs befand sich ein leistungsfähiger Terawatt-Laser, der etwa zehnmal pro Sekunde extrem kurze Laserpulse im nahen Infrarot-Bereich in den Himmel aussenden konnte. Bei unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten bestimmten die Forscher die Bildung von Kondensationskeimen entlang der Laserstrahlen. Aus diesen können Regentropfen entstehen.

Entlang des Laserstrahls bildete sich ein Plasma aus ionisierten Teilchen. Mit speziellen Nachweisgeräten konnten Wöste und Kollegen beobachten, wie sich Gas- und Wassermoleküle zu größeren Teilchen zusammenlagerten. Schon bei einer relativen Luftfeuchte von 70 Prozent vervielfachte der Laserstrahl die Anzahl von Nanopartikeln von etwa 25 Millionstel Millimeter Größe. Dabei lagerten sich bevorzugt Wasser- und Nitratmoleküle zusammen. In der Luft enthaltene Stickoxide (NO2) bildeten dabei die Quelle für das Nitrat. Schnell konnten weitere Moleküle an diese Kondensationskeime andocken und sogar zu einzelnen Tröpfchen mit Durchmessern von einigen Millionstel Metern heranwachsen.

Als Regenmacher eigneten sich diese Versuche noch nicht, da mit einem einzigen Laser nur lokal sehr begrenzt Wasserdampf kondensiert werden konnte. Doch zeigen die Messungen, dass Laserstrahlen prinzipiell die Bildung von Niederschlag unterstützen könnten. Wieviele Laser dafür nötig wären, haben die Forscher noch nicht abgeschätzt. Doch hoffen sie, dass diese Methode die Impfung von Wolken mit Silberiodid oder anderen Salzen in Zukunft ersetzen könnte.

In früheren Versuchen hatten die "Teramobile"-Forscher bereits gezeigt, dass ihre gen Himmel gerichteten Laserstrahlen sogar als mobile Blitzableiter wirken. Über mehrere Meter konnten sogenannte Plasmakanäle in der Luft erzeugt werden, durch die die elektrische Ladungen der Blitze bevorzugt zum Boden gelangten.