Teleskop mit Röntgenblick auf Schwarze Löcher
Sonntag, 10.06.2012, 13:28
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Vom Röntgenteleskop „NuSTAR“ versprechen sich die Forscher völlig neue Einblicke in die Geheimnisse des Universums
Es wird die heißesten und energiereichsten Objekte des Universums ins Visier nehmen: Das Röntgenteleskop „NuSTAR“ soll ein neues Fenster in den energiereichen Kosmos öffnen. Die Astronomen rechnen mit Überraschungen.
Viele der gewaltigsten Objekte im Universum sind für das menschliche Auge unscheinbar: Schwarze Löcher, aktive Galaxienkerne und Reste explodierter Sonnen machen sich vor allem im Röntgenlicht bemerkbar. Ein innovatives Weltraumteleskop der US-Raumfahrtbehörde Nasa soll ein neues Fenster in diesen energiereichen Kosmos öffnen. Der Start des 350 Kilogramm schweren Röntgenobservatoriums „NuSTAR“ ist für kommenden Mittwoch geplant.
Seine Mission soll zwei bis fünf Jahre dauern. „Wir werden die heißesten, kompaktesten und energiereichsten Objekte sehen, mit einem grundlegend neuartigen Röntgenteleskop, das viel tiefere und schärfere Bilder liefert als je zuvor“, schwärmt „NuSTAR“-Chefwissenschaftlerin Fiona Harrison vom California Institute of Technology (Caltech) in einer Nasa-Mitteilung.
„NuSTAR“ (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) öffnet den Blick der Astronomen für sogenannte harte, das heißt besonders energiereiche Röntgenstrahlung. Sie gleicht der Strahlung, mit der Ärzte Knochen oder Zähne durchleuchten. Damit schließt das Teleskop eine Beobachtungslücke zwischen den existierenden Röntgenobservatorien „Chandra“ der Nasa und „XMM-Newton“ der europäischen Raumfahrtagentur Esa sowie dem Gammastrahlenteleskop „Fermi“ der Nasa. Weil die energiereiche Strahlung von der Erdatmosphäre geschluckt wird, müssen solche Observatorien oberhalb der Atmosphäre im Erdorbit stationiert werden.
Teleskop ist ein Schnäppchen
Mit 165 Millionen US-Dollar (131 Millionen Euro) ist „NuSTAR“ im Vergleich ein eher günstiges Weltraumteleskop. Das Besondere daran: Dank einer ausgeklügelten Technik ist es als erstes Observatorium in der Lage, harte Röntgenstrahlung zu fokussieren, also scharfe Bilder zu gewinnen. Dazu ist eine besondere Optik nötig, denn die energiereiche Strahlung lässt sich nicht einfach durch Linsen schicken wie sichtbares Licht. Stattdessen wird das Röntgenlicht streifend von schalenförmigen Spezialspiegeln abgelenkt. Auf diese Weise arbeiten auch andere Röntgenteleskope, aber „NuSTAR“ ist das erste, dem dies für hochenergetische Röntgenstrahlung gelingt. Geht alles gut, erwarten die Forscher fundamental neue Einblicke. „Es ist ähnlich wie bei Galileo, der vor 400 Jahren als erster sichtbares Licht mit seinem neuen Fernrohr fokussiert hat“, erläutert Projektwissenschaftler Daniel Stern.
So soll „NuSTAR“ etwa die erste systematische Bestandsaufnahme Schwarzer Löcher im All liefern. „Wir glauben, dass zwei von drei Schwarzen Löchern verborgen sind“, erläutert Stern. Von dem Weltraumteleskop erhoffen sich die Astronomen auch Einblicke in die Entstehung und die Physik dieser bizarren Phänomene. Schwarze Löcher sind Orte der Extreme. Die Materie ist in ihnen so stark zusammengepresst, dass nichts ihrer enorm hohen Anziehungskraft entkommt.
Millionen Grad heiß und doch unsichtbar
Die „Fluchtgeschwindigkeit“, die nötig ist, um der Anziehungskraft eines Körpers zu entkommen, liegt im Inneren eines Schwarzen Lochs über der Lichtgeschwindigkeit. Daher dringt nicht einmal das Licht selbst nach außen. Schwarze Löcher sind unsichtbar, sie verraten sich jedoch über die Materie, die sie verschlucken. Wegen der extrem starken Schwerebeschleunigung heizt sich Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, auf Millionen Grad Celsius auf und strahlt dann hell im Röntgenlicht. Dieses charakteristische Leuchten können Röntgenteleskope registrieren.
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Außerdem soll „NuSTAR“ untersuchen, wie explodierende Sonnen die chemischen Elemente schmieden, aus denen das Universum besteht. Und es soll in die bislang unerklärlich heiße Außenschicht unserer Sonne blicken. Auch hier hoffen die Forscher auf eine Erklärung dafür, was die sogenannte Korona auf Millionen Grad aufheizt. Darüber hinaus rechnen die Astronomen mit Überraschungen: „Wir haben einen Satz geplanter Beobachtungen von Dingen, bei denen wir sicher sind, dass wir sie sehen werden“, sagt Stern. „Aber am aufregendsten ist, dass wir vielleicht Dinge sehen, die unerwartet sind.“
Super-Auge der Nasa jagt Schwarze Löcher
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Vom Röntgenteleskop „NuSTAR“ versprechen sich die Forscher völlig neue Einblicke in die Geheimnisse des Universums
Es wird die heißesten und energiereichsten Objekte des Universums ins Visier nehmen: Das Röntgenteleskop „NuSTAR“ soll ein neues Fenster in den energiereichen Kosmos öffnen. Die Astronomen rechnen mit Überraschungen.
Viele der gewaltigsten Objekte im Universum sind für das menschliche Auge unscheinbar: Schwarze Löcher, aktive Galaxienkerne und Reste explodierter Sonnen machen sich vor allem im Röntgenlicht bemerkbar. Ein innovatives Weltraumteleskop der US-Raumfahrtbehörde Nasa soll ein neues Fenster in diesen energiereichen Kosmos öffnen. Der Start des 350 Kilogramm schweren Röntgenobservatoriums „NuSTAR“ ist für kommenden Mittwoch geplant.
Seine Mission soll zwei bis fünf Jahre dauern. „Wir werden die heißesten, kompaktesten und energiereichsten Objekte sehen, mit einem grundlegend neuartigen Röntgenteleskop, das viel tiefere und schärfere Bilder liefert als je zuvor“, schwärmt „NuSTAR“-Chefwissenschaftlerin Fiona Harrison vom California Institute of Technology (Caltech) in einer Nasa-Mitteilung.
„NuSTAR“ (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) öffnet den Blick der Astronomen für sogenannte harte, das heißt besonders energiereiche Röntgenstrahlung. Sie gleicht der Strahlung, mit der Ärzte Knochen oder Zähne durchleuchten. Damit schließt das Teleskop eine Beobachtungslücke zwischen den existierenden Röntgenobservatorien „Chandra“ der Nasa und „XMM-Newton“ der europäischen Raumfahrtagentur Esa sowie dem Gammastrahlenteleskop „Fermi“ der Nasa. Weil die energiereiche Strahlung von der Erdatmosphäre geschluckt wird, müssen solche Observatorien oberhalb der Atmosphäre im Erdorbit stationiert werden.
Teleskop ist ein Schnäppchen
Mit 165 Millionen US-Dollar (131 Millionen Euro) ist „NuSTAR“ im Vergleich ein eher günstiges Weltraumteleskop. Das Besondere daran: Dank einer ausgeklügelten Technik ist es als erstes Observatorium in der Lage, harte Röntgenstrahlung zu fokussieren, also scharfe Bilder zu gewinnen. Dazu ist eine besondere Optik nötig, denn die energiereiche Strahlung lässt sich nicht einfach durch Linsen schicken wie sichtbares Licht. Stattdessen wird das Röntgenlicht streifend von schalenförmigen Spezialspiegeln abgelenkt. Auf diese Weise arbeiten auch andere Röntgenteleskope, aber „NuSTAR“ ist das erste, dem dies für hochenergetische Röntgenstrahlung gelingt. Geht alles gut, erwarten die Forscher fundamental neue Einblicke. „Es ist ähnlich wie bei Galileo, der vor 400 Jahren als erster sichtbares Licht mit seinem neuen Fernrohr fokussiert hat“, erläutert Projektwissenschaftler Daniel Stern.
So soll „NuSTAR“ etwa die erste systematische Bestandsaufnahme Schwarzer Löcher im All liefern. „Wir glauben, dass zwei von drei Schwarzen Löchern verborgen sind“, erläutert Stern. Von dem Weltraumteleskop erhoffen sich die Astronomen auch Einblicke in die Entstehung und die Physik dieser bizarren Phänomene. Schwarze Löcher sind Orte der Extreme. Die Materie ist in ihnen so stark zusammengepresst, dass nichts ihrer enorm hohen Anziehungskraft entkommt.
Millionen Grad heiß und doch unsichtbar
Die „Fluchtgeschwindigkeit“, die nötig ist, um der Anziehungskraft eines Körpers zu entkommen, liegt im Inneren eines Schwarzen Lochs über der Lichtgeschwindigkeit. Daher dringt nicht einmal das Licht selbst nach außen. Schwarze Löcher sind unsichtbar, sie verraten sich jedoch über die Materie, die sie verschlucken. Wegen der extrem starken Schwerebeschleunigung heizt sich Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, auf Millionen Grad Celsius auf und strahlt dann hell im Röntgenlicht. Dieses charakteristische Leuchten können Röntgenteleskope registrieren.
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Außerdem soll „NuSTAR“ untersuchen, wie explodierende Sonnen die chemischen Elemente schmieden, aus denen das Universum besteht. Und es soll in die bislang unerklärlich heiße Außenschicht unserer Sonne blicken. Auch hier hoffen die Forscher auf eine Erklärung dafür, was die sogenannte Korona auf Millionen Grad aufheizt. Darüber hinaus rechnen die Astronomen mit Überraschungen: „Wir haben einen Satz geplanter Beobachtungen von Dingen, bei denen wir sicher sind, dass wir sie sehen werden“, sagt Stern. „Aber am aufregendsten ist, dass wir vielleicht Dinge sehen, die unerwartet sind.“
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