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Neues aus der Astronomie (Mai 2020)

zusammengestellt von Günther Bendt

Günther Bendt stellt jeden Monat astronomische Neuigkeiten zusammen und trägt sie beim Treffen des astronomischen Arbeitskreises vor. Diese beliebte Serie muss coronabedingt vorerst vom Vortragsraum der Sternwarte zur Website umziehen. Auf diesem Weg kommen die Informationen einem noch größeren Publikum zugute.

Die Erde hat ein Magnetfeld, das sich verändert …

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Die Erde hat ein Magnetfeld, das weit in den Weltraum reicht. Es entsteht tief im heißen Erdinnern durch langsame Konvektionsströmungen im 5700 °C heißen Äußeren Erdkern aus geschmolzenem Eisen. Da die Erde rotiert, bilden sich in der langsam strömenden Eisenschmelze allmählich rotierende Wirbel aus, deren Rotationsachsen parallel zur Erdachse verlaufen. Das in diesen Wirbeln im Kreis strömende Material erzeugt ein Magnetfeld, das dem eines Stabmagneten ähnelt. Dieses Feld bildet den Hauptanteil des Erdmagnetfelds.

Die vom flüssige Äußeren Erdkern abgegebene Wärme heizt den Unteren Erdmantel. Er besteht überwiegend aus Peridotit, einem eisenhaltigen Magnesiumsilikat. In Unteren Erdmantel ist es ca. 3200°C heiß, der Druck beträgt dort 1,4 Millionen Bar. Unter diesen Bedingungen ist Peridotit plastisch und elektrisch leitend. Dadurch treten auch im Material des Unteren Erdmantels Konvektionsströmungen auf. Sie transportieren Wärme langsam nach außen und erzeugen im Unteren Erdmantel großräumige schwache Magnetfelder, welche die im flüssigen Erdkern erzeugten Magnetfelder überlagern. Dadurch ist das Erdmagnetfeld nur näherungsweise ein bipolares Magnetfeld.

Da alle Materialien im flüssigen Erdkern und im unteren Erdmantel ständig in langsamer Bewegung sind, ändert das Erdmagnetfeld ständig und langsam seine Struktur.

Die Stärke des Erdmagnetfelds nimmt seit Jahrhunderten ab …

Um die Struktur des Erdmagnetfelds zu vermessen, brachte die Europäische Weltraumagentur ESA 2013 die drei SWARM-Forschungssatelliten in polare Umlaufbahnen um die Erde. Diese Satelliten vermaßen vier Jahre lang die großräumige Struktur des Erdmagnetfelds sowie die darin auftretenden Veränderungen. Mit den SWARM-Messdaten programmierten Wissenschaftler der Technischen Universität Dänemark und der ETH Zürich eine Computersimulation der Strömungsprozesse, die im Innern der Erde ein Magnetfeld erzeugen, dessen Struktur zu den SWARM-Messdaten passt. Die Computersimulation wurde am Supercomputer Piz Daint durchgeführt, Sie sollte klären, ob und wie sich die Struktur des Magnetfelds durch die Strömungsprozesse im Laufe von Hunderttausenden Jahren verändert.

Die Computersimulation zeigte, dass langsame Konvektionsströmungen im Erdinnern tatsächlich ein bipolares Magnetfeld mit stabiler Struktur ausbilden. Im Laufe von Jahrtausenden entstehen im Magnetfeld jedoch zusätzliche Magnetpole, wodurch die Struktur chaotisch wird. Diese chaotische multi-polare Struktur entwickelt sich allmählich zu einem bipolaren Magnetfeld, mit einer im Vergleich zum vorherigen bipolaren Feld um 180° gedrehten Polarität. Auch dieses bipolare Feld bildet im Verlauf von Jahrtausenden zusätzliche Magnetpole und eine chaotische multipolare Struktur, aus dem sich allmählich ein neues bipolares Magnetfeld bildet, mit einer im Vergleich zum vorherigen bipolaren Feld um 180°gedrehten Polarität.

Diese Abfolge von Strukturänderungen setzt sich endlos fort. Durch die Strukturänderungen ändert die jeweilige Ausrichtung des Magnetfelds, jedoch nicht die Magnetfeldstärke.

Die Magnetpole der Erde ändern ihre Lage immer schneller…

Das Erdmagnetfeld hat zwei magnetische Pole und zwei geomagnetische Pole. Die beiden magnetischen Pole sind die Orte, an denen die Magnetfeldlinien senkrecht auf die Erde treffen. Die beiden geomagnetischen Pole sind die Orte, an denen die Achse des angenäherten magnetischen Dipolfelds durch die Erdoberfläche tritt. Der magnetische Pol der Nordhalbkugel wird meist als „magnetischer Nordpol“ bezeichnet, den magnetischen Pol der Südhalbkugel als „magnetischer Südpol“.

In einer Abbildung des GFZ Potsdam (bitte auf deren Webseite runterscrollen) sieht man, wie sich die magnetischen Pole (schwarz) und der geomagnetischen Pole (rot) auf der Nord-bzw. Südhalbkugel seit 1590 verschoben haben. Derzeit zieht der magnetische Nordpol mit ca. 60km/Jahr in Richtung Sibirien durch das Polarmeer. Der magnetische Südpol zieht mit ca. 15km/Jahr nahe der Küste der Antarktis durchs südliche Polarmeer. Wenn heftige Schwankungen der magnetischen Aktivität der Sonne auftreten, verbiegen sie die Feldlinien des Erdmagnetfelds. In dem Fall können die Positionen der magnetischen Pole kurzfristig um bis zu 80km hin und herwandern, zugleich können dadurch sehr helle und dynamische Polarlichter über Regionen der Erde erscheinen, wo derartige Polarlichter sonst selten auftreten.

Das Erdmagnetfeld ist nicht überall auf der Erde gleich stark …

Das IGRF basiert auf mathematischen Modellen des magnetischen Hauptfeldes der Erde (Bitte runterscrollen) und seiner jährlichen Veränderungsrate. Die Modelle werden von einer internationalen Arbeitsgruppe ständig aktualisiert, so dass man mit ihrer Hilfe die Stärke des Magnetfelds für jede Region berechnen kann. Der 12. Version des IGRF (IGRF-12) zufolge ist das Erdmagnetfeld im südlichen Brasilien am schwächsten (25000 nT). Am stärksten ist es zwischen der Antarktis und Australien (65000 nT), sowie über Zentralsibirien (60000 nT), über Alaska, dem Norden Kanadas und dem Nordwesten von Grönland.

Jupiters Magnetfeld hat drei magnetische Pole

Seit Juli 2016 umkreist die Jupitersonde Juno den Riesenplaneten Jupiter regelmäßig alle 53 Tage. Juno misst dabei u. a. die Stärke und den Verlauf des Jupitermagnetfelds. Aus diesen Daten kann man die Form und die Struktur dieses Magnetfelds ermitteln. Jupiter hat das größte und stärkste Magnetfeld im Sonnensystem.
 

Die NASA-Analyse dieser über mehrere Jahre gesammelten Messdaten des Jupitermagnetfelds hat ergeben, dass Jupiters Magnetfeld derzeit einen magnetischen Nordpol und zwei magnetische Südpole besitzt.

Vergleichbare Magnetfeld-Strukturen wurden auch bei der PizDaint-Simulation gefunden, die auf den 3D-Messungen des Erdmagnetfelds durch dieSWARM-Satelliten basiert.

Hier eine Animation.

Elon Musk baut sein Starlink-Satellitennetzwerk aus

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Das Starlink-Kommunikationsnetz befindet sich seit Mai 2019 im Aufbau. Derzeit (Mai 2020) umfasst es 360 Starlink-Satelliten, pro Monat kommen nun jeweils 60 hinzu.

Ab 2022 soll das Netz in den USA einsetzbar sein und seinen Kunden ein sehr schnelles, und zuverlässig nutzbares Breitband-Internet bieten (1 GBit/User). Um einen weltweite Verfügbarkeit zu erreichen, will Starlink bis zum Jahr 2030 ca. 40.000 Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen um die Erde bringen.

Andere finanzstarke Unternehmen (z. B. Amazon) wollen eigene Breitband-Satellitennetzwerke installieren. Werden diese Pläne umgesetzt, wird die Anzahl der Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen auf über 50.000 ansteigen.

Das sind über acht Mal mehr Satelliten als die mit bloßem Auge weltweit wahrnehmbaren Sterne !!!

Die Sichtbarkeit der Starlink-Satelliten

Starlink-Satelliten steigen nach ihrem Start mehrere Wochen lang bis zu ihrer vorgesehenen Umlaufbahn auf. In diesem Zeitraum kann man sie mit bloßen Auge am Abendhimmel und in der Morgendämmerung sehr gut sehen. Haben sie ihre Position in der Umlaufbahn erreicht, richten sich die Satelliten dort so aus, dass sie mit bloßem Auge nicht mehr wahrnehmbar sind. Mit einem Fernglas oder kleinem Fernrohr kann man sie jedoch sehen, solange die Sonne sie bescheint, in den Sommermonaten womöglich während der ganzen Nacht.

Jeder Starlink-Satellit reflektiert etwas Sonnenlicht. Je größer ein Teleskop ist, desto mehr des vom Starlink-Satelliten reflektierten fängt es ein. Dieses Licht überstrahlt das Licht der vom Teleskop eigentlich zu beobachtenden fernen Himmelsobjekte um mehr als das Tausendfache.

Werden mit dem Fernrohr Himmelsobjekte fotografiert, während ein Starlink-Satellitdas Bildfeld kreuzt, lassen sich die Aufnahmen dieser Objekte nicht mehr auswerten.
Hier ein solches Foto.

Maßnahmen, um Starlink-Satelliten dunkler zu machen

Starlink hat testweise die Antennen eines ihrer Starlink-Satelliten geschwärzt, ihn „DARKSAT“ getauft und ihn in seine Umlaufbahn gebracht. Dort reflektiert er nun ca. 50% weniger Sonnenlicht als die anderen Starlink-Satelliten. Das reicht nicht aus. 

Daher möchte die Herstellerfirma einen ihrer nächsten Starlink-Satelliten mit klappbaren Sonnenschutz-Paneelen ausstatten, die verhindern sollen, dass die Sonne helle Bereiche des Satelliten direkt beleuchten kann.

Wann „VISORSAT“ gestartet werden kann, steht noch nicht fest …

 

Indische Mondsonde Chandrayaan 2 kartiert den Mond

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Die Mondsonde Chandrayaan 2 wurde von der indischen Weltraumbehörde ISRO im September 2019 auf eine Bahn um den Mond gebracht, die 100 km oberhalb der Mondoberfläche über beide Mondpole hinweg verläuft.

Chandrayaan 2 soll die gesamte Mondoberfläche in einer Auflösung von 25 cm/px fotografieren, und mit einem Laserscanner die Höhe sämtlicher Oberflächen-punkte messen. Aus diesen Daten wird ein digitales 3D-Mondmodell erstellt.

Mittels Radarsystem und IR-Spektrometern wird die Sonde die chemische Zusammensetzung jedes Punktes der Mondoberfläche analysieren.

Kometen im Mai 2020

Der Komet C/2019 Y4 ATLAS wurde am 28. Dezember 2019 entdeckt. Damals besaß der Komet eine sehr geringe Helligkeit von 19,6 Magnituden (mag). Bereits Mitte März 2020 erreichte er 9 mag und war damit deutlich heller. Ende März erreichte der Komet eine Helligkeit von 7,5 mag. Man erhoffte, der Komet könne im Mai 2020 heller als 6 mag werden und mit dem bloßen Auge sichtbar sein. In den ersten Apriltagen sank die Helligkeit jedoch rapide auf etwa 8,5 mag ab. Aufnahmen des Hubble Space Teleskops zeigten, dass der Kometenkern im April in mehr als 20 Teile zerfallen ist. Mitte Mai war der Komet nur noch 10,5 mag hell, seitdem löst er sich weiter auf.

Aktuelle Informationen zur Beobachtung von C/2019 Y4 (ATLAS) findet man hier: https://news.astronomie.info/sky202005/kometen.html

und hier:

http://astro.vanbuitenen.nl/comet/2019Y4

Der Komet C/2020 F8 (SWAN) wurde am 11. April 2020 auf Aufnahmen der SWAN-Kamera der Sonnensonde SOHO entdeckt. Damals war der Komet ca. 8 mag hell. Ende April 2020 wurde er auf 5,8 mag geschätzt. Der Komet passierte die Erde am 13. Mai 2020. Am 27. Mai 2020 wird er das Perihel (den sonnennächsten Punkt) seiner Bahn durchlaufen. Im Zeitraum von seiner Erdpassage bis zum Perihel-Durchgang könnte C/2020 F8 (SWAN) eine Helligkeit von 3 mag erreichen. Er wäre dann mit dem bloßen Auge tief über dem Nordhorizont in den Sternbildern Perseus und Fuhrmann wahrnehmbar.

Aktuelle Informationen zur Beobachtung von C/2020 F8 (SWAN) findet man hier: https://news.astronomie.info/sky202005/kometen.html

und hier:

http://astro.vanbuitenen.nl/comet/2020F8

Der interstellare Komet 2I/2019 (Borisov) zerfällt

Der Komet 2I /2019 (Borisov) zieht derzeit auf einer hyperbolischen Bahn mit 33 km/s durch das Sonnensystem. Er ist ein interstellares Objekt (d.h., er stammt nicht aus unserem Sonnensystem),  das von der Schwerkraft der Sonne abgelenkt wurde. 2I /2019 (Borisov) wird das Sonnensystem wieder verlassen.

Mit dem Radiointerferometer ALMA wurde die Mikrowellenstrahlung der Gase gemessen, die 2I /2019 (Borisov) ausstößt. Die Ergebnisse zeigten, dass der Komet mehr Kohlenmonoxid (CO) freisetzt als jeder andere bislang beobachtete Komet. Da dieses Gas nur bei Temperaturen < 24 K (-250 °C) gefriert, muss sich der Kometenkern von 2I /2019 (Borisov) in einer extrem kalten Umgebung gebildet haben.

Der Bodentemperatursensor der Marssonde INSIGHT gräbt sich ein!

Die NASA-Marssonde INSIGHT steht seit November 2018 in der Elysium-Ebene auf dem Mars. Sie soll dort unter anderem mit einem sich 5 m tief eingrabenden Wärmesensor HPden Wärmefluss aus dem Marsboden messen. Durch diese Messung lässt sich berechnen, wieviel Wärme der Mars in seinem Kern erzeugt.

Bislang konnte sich HP3 nicht in den Sandboden eingraben, weil der Boden an der Oberfläche unerwartet fest ist: Die Sand-körner sind dort durch Salz miteinander verklebt. HPkonnte diese Schicht nicht durchdringen.

Seit einigen Wochen drückt INSIGHT nun die Schaufel ihres Roboterarms auf den Kopf des HP3, um da Eindringen des Sensors zu unterstützen.

Diese Maßnahme funktioniert. Somit besteht Hoffnung, dass INSIGHT die Messung des Wärmeflusses durchführen kann, bevor die INSIGHT-Mission endet.

Bahn der NASA-Raumsonde Juno um Jupiter

Die Jupitersonde Juno erforscht seit 2016 den inneren Aufbau Jupiters sowie die Struktur und Zusammensetzung seiner Atmosphäre.

Juno umkreist den Jupiter auf einer lang gezogenen elliptischen Bahn mit einer Umlaufzeit von 53,4 Tagen.

Diese Bahn führt Juno bei jedem Umlauf nacheinander über beide Jupiterpole. Zudem ist die Bahn so ausgerichtet, dass sie niemals die tödlichen Strahlungsgürtel Jupiters schneidet, und dass Junos Solarzellen ständig von der Sonne beschienen werden.

Bisher hat die Juno-Sonde folgendes entdeckt:

1. Die Wolkenbänder Jupiters reichen bis ca. 3000 km tief unter Jupiters Oberfläche.

2. Unterhalb dieser 3000 km rotiert Jupiter wie eine starre Kugel.

3. Unterhalb dieser 3000 km besteht Jupiter aus einem heißen Plasma.

4. Das Magnetfeld Jupiters entsteht durch Strömungen im Plasmakörper Jupiters

5. Das Magnetfeld Jupiters hat derzeit drei magnetische Pole.

6. Der Jupiter enthält keinen erkennbaren Kern.

7. Die meisten Unwetter und die stärksten Blitze treten nicht in der Äquatorzone, sondern um Jupiters Nordpol auf.

Hier eine sehr detailreiche Jupiter-Aufnahme des Hubble Space Teleskops aus dem August 2019

Und hier eine der Sonde Juno. (beide Aufnahmen © NASA)

Synchrone Beobachtung Jupiters mit verschiedenen Teleskopen

Das Hubble-Weltraumteleskop in der Erdumlaufbahn, das Gemini-NorthObservatorium auf Hawaii und die NASA-Jupitersonde Juno in der Jupiterumlaufbahn haben synchron bei verschiedenen Wellenlängen die Wolken der heftigen Stürme Jupiters untersucht.

Hier geht es zu den Bildern...

Die NASA-Jupitersonde Juno maß aus der Jupiterumlaufbahn die Lage und die Stärke von Blitzen in den 70 km hoch reichenden Sturmwolken Jupiters.

Gleichzeitig maß das Gemini-NorthObservatorium von Hawaii aus die von der Basis der betreffenden Wolken abgegebene Infrarotstrahlung.

Das Hubble-Weltraumteleskop maßgleichzeitig aus der Erdumlaufbahn die von der Spitze der betreffenden Wolken im sichtbaren Bereich reflektierte Sonnenstrahlung.

Die geknickte weiße Linie in der Karte markiert die Linie, längs der die Messungen erfolgten. Sie ist ca. 5000 km lang.

Hier die Grafik dazu...

Über hundert Zwergplaneten jenseits der Bahn Neptuns entdeckt!

Seit 2013 ist im Primärfokus des 4-Meter-Blanco-Teleskops auf dem Cerro Tololo in Chile die Dark Energy Camera (DECam) installiert.

Die DECam wiegt ca. 4 Tonnen, hat eine Auflösung von 570 MPx und bildet mit jeder Aufnahme einen Himmelsausschnitt von 2,2° Durchmesser ab.

Sie ist das Hauptinstrument der Dark Energy Survey (DES), einem Forschungsprojekt, das am Südhimmel die Bewegung fernster Galaxien sechs Jahre lang präzise vermisst, um so überprüfbare Anzeichen für eine Wirkung der rätselhaften Dunklen Energie zu gewinnen.

Im Laufe von vier Jahren wurden bei sorgfältiger Analyse der DECam-Aufnahmen über 100 vorher unbekannte Zwergplaneten entdeckt, die jenseits des Planeten Neptun in mehreren Jahrhunderten um die Sonne wandern.

Das hier verlinkte Diagramm zeigt die Position jedes einzelnen dieser Zwergplaneten bei seiner Entdeckung an, sowie die jeweilige Distanz des betreffenden Zwergplaneten bei seiner Entdeckung.

Diese Zwergplaneten liegen in Entfernungen von 30 –90 AU (4,5x109km bis 13,5x109km). In den noch kommenden zwei Jahren der Dark Energy Surveyhofft man, noch mehr dieser Zwergplaneten zu finden.

Der Stern Fomalhaut hat keinen Planeten!

Fomalhaut ist der hellste Stern des Sternbilds Südlicher Fisch.

Der Stern ist 25 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Er ist 17,7 Mal heller als die Sonne und 440 Millionen Jahre alt.

Vor 40 Jahren entdeckte man, dass Fomalhaut von einer Staubscheibe mit 40 Milliarden km umgeben ist, die IR-Licht ausstrahlt.

2008 wurde die direkte Beobachtung eines Exoplaneten in der Staubscheibe veröffentlicht. Man nannte den Exoplaneten damals „Fomalhaut b“. Die IAU gab ihm den Namen „Dagon“.

Laut einer Veröffentlichung vom April 2020 dehnt sich das 2008 beobachtete Objekt immer weiter aus. Somit ist es kein Exoplanet, sondern eine Trümmerwolke, die in der Staubscheibe durch die Kollision zweier kleinerer Körper von ca. 200 km Durchmesser entstanden ist.

BRITE-Astrometrie-Satelliten beobachten kompletten Nova-Ablauf

Im Frühjahr 2018 leuchtete in einem von den BRITE-Satelliten kontinuierlich beobachteten Sternenfeld plötzlich eine Nova auf. Es war die Nova Carinae 2018.

Dies war das erste Mal, dass der Ablauf einer Nova-Explosion von Anfang bis Ende aufgezeichnet wurde.

Vor einem Nova-Ausbruch fällt zunächst über Jahrzehnte in einem engen Doppelsternsystem aus einem Roten Riesen und einen Weißen Zwerg Wasserstoff (Milliarden t/s) vom Roten Riesenstern auf den Weißen Zwerg. Das Gas bildet auf der Oberfläche des Weißen Zwergs eine gleichmäßige Schicht, die immer dicker wird. Durch die an der Oberfläche des Weißen Zwergs herrschende Schwerebeschleunigung (ca. 2 x 10^5 g) wird das Gas extrem komprimiert und sehr heiß, bis es schließlich die Zündtemperatur für eine Wasserstoff-Kernfusion erreicht. Die resultierende Explosion erzeugt enorme Schockfronten im heißen Gas, welche es auseinander reißen und weiter erhitzen. Es entsteht ein intensiver Lichtblitz, durch den der Weiße Zwerg ca. 60.000 Mal heller leuchtet als vorher.

Das ist die Nova. Ihre Helligkeit nimmt anschließend ab, weil das ausgestoßene Material sich im umgebenden Weltall verteilt und dabei auskühlt…

Hier die passendfe Illustration dazu.

Die von den BRITE-Satelliten gemessene Lichtkurve kombiniert das Licht der Nova Carinae 2018 und das des zugehörigen Roten Riesen.

Nach dem Ausbruch der Nova überstrahlt das Licht der Nova sehr deutlich das des Roten Riesen.

Das im Diagramm eingeblendete Bild ist eine künstlerische Darstellung, die zeigt, wie ein Weißer Zwerg  Materie vom Begleitstern mittels einer Akkretionsscheibe aufnimmt.

Neues von Beteigeuze

Aufnahmen des Sterns Beteigeuze von Januar 2019 und Dezember 2019 zeigen, dass Beteigeuze im Dezember durch eine Staubwolke verdunkelt wurde, die der Stern selbst ausgestoßen hat.

Mittlerweile ist diese Staubwolke abgezogen, und Beteigeuze ist wieder so hell wie früher.

Weltweite Auswirkungen des Corona-Lockdowns auf die Umwelt

Die weltweiten Auswirkungen der Corona-Pandemie auf die Umwelt sind in diesem Youtube-Film der ESA gut zu erkennen – mit erstaunlichen Ergebnissen...

Leo Triplet von Balkon aus...

Coronabedingt hat Günther Bendt versucht, was sich an Deepsky Aufnahmen aus der Stadt heraus realisieren lässt.

Die Abbildung zeigt ein Summenbild des Leo-Triplets, das mit einem TS 70 mm F6 ED-Refraktor mit Flattener TSFLAT2 an einer Nikon D5100 (APS-C) auf der Dachterasse seiner Wohnung an der Krefelder Straße gemacht wurde.

Insgesamt wurden 70 Lights á 25 s bei ISO400, am 23. April 2020, nachgeführt mit einem Star Adventurer, auf einem CG4-Stativ,  + 70 Darks gleich hinterher mit derselben Belichtung, + 12 Flats mit ISO400 gewonnen. Die Frames wurden mit dem Deep Sky Stacker im Modus "2xdrizzle" gestackt, um eine höhere Auflösung zu erehalten. Die resultierende FTS-Datei wurde dann mit Fitswork etwas nachbearbeitet. 
Die visuelle Grenzgröße lag bei 3,5m, das Seeing war suboptimal. "Corona zwingt, auszuprobieren, was von zu Hause aus geht" so Günther ...