Astronomen haben den dunkelsten bekannten Exoplaneten lokalisiert, einen weit entfernten Gasriesen mit der Größe Jupiters, der als TrES-2b bekannt ist. Die Messungen der Forscher zeigen, daß TrES-2b weniger als ein Prozent des Sonnenlichts reflektiert, was ihn schwärzer als Kohle oder jeden anderen Planeten oder Mond unseres Sonnensystems macht. Die neu gewonnenen Erkenntnisse erscheinen in einer Ausgabe der Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„TrES-2b ist wesentlich weniger stark reflektierend, als schwarze Acrylfarbe, also ist es wirklich eine fremde Welt“, sagte Astronom und federführender Autor David Kipping vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). In unserem Sonnensystem ist Jupiter von hellen Wolken aus Ammoniak umgeben, die mehr als ein Drittel des Sonnenlichts, das auf sie fällt, reflektieren. Im Gegensatz dazu fehlen TrES-2b (er wurde im Jahr 2006 von der Trans-Atlantic Exoplanet Survey, TrES ,entdeckt) wegen seiner hohen Oberflächentemperatur reflektierende Wolken. TrES-2b umkreist seinen Stern in einer Entfernung von nur fünf Millionen Kilometer. Das intensive Licht des Sterns heizt TrES-2b auf eine Temperatur von mehr als 1000 Grad Celsius auf – viel zu heiß für Ammoniak-Wolken. Stattdessen enthält seine exotische Atmosphäre lichtabsorbierenden Chemikalien wie verdampftes Natrium und Kalium oder gasförmiges Titanoxid. Doch keine dieser Chemikalien kann die extreme Schwärze von TrES-2b vollständig erklären.

„Es ist nicht klar, was dafür verantwortlich ist, daß dieser Planet so außergewöhnlich dunkel erscheint“, sagte Co-Autor David Spiegel von der Princeton University. „Allerdings ist er nicht ganz pechschwarz. Es ist so heiß, daß es ein schwaches rotes Glühen, ähnlich wie eine brennende Glut oder die Spulen auf einem Elektroherd gibt.“ Kipping und Spiegel bestimmten das Reflexionsvermögen von TrES-2b mit Daten aus der NASA-Raumsonde Kepler. Kepler soll die Helligkeiten von weit entfernten Sternen mit höchster Präzision messen. Das Team überwachte die Helligkeit des TrES-2-Systems wenn der Planet seinen Stern umkreiste. Sie erkannten Phasen eines subtilen Verdunkelns und einer Aufhellung des Planeten. Es wird angenommen, daß TrES-2b durch Gezeitenkräfte ähnlich wie bei unserem Erdmond derartig beeinflußt wird, daß eine Seite stets dem Stern zugewandt ist. Und wie unser Mond, zeigt der Planet wechselnde Phasen, wenn er seinen Stern umkreist. Dies sorgt dafür, daß die Gesamthelligkeit des Sterns und seines ihn umkreisenden Planeten leicht schwankt.

„Durch die Kombination der eindrucksvollen Präzision von Kepler mit den Beobachtungen von über 50 Umkreisungen, entdeckten wir die kleinste jemals festgestellte Änderung der Helligkeit eines Exoplaneten: nur 6 parts per million“, sagte Kipping. „In anderen Worten war Kepler in der Lage, direkt sichtbares Licht zu erfassen, das von dem Planeten selbst ausging“. Die extrem geringen Schwankungen haben gezeigt, daß TrES-2b unglaublich dunkel ist. Eine reflektierende Welt hätte zu größeren Helligkeitsschwankungen beim Ändern der Planetenphase geführt. Kepler hat mehr als 1.200 planetarische Kandidaten in seinem Blickfeld ausgemacht. Zusätzliche Analysen werden zeigen, ob andere ungewöhnlich dunkle Planeten in den Daten lauern. TrES-2b umkreist den Stern GSC 03549-02811, der in etwa 750 Lichtjahre entfernt in Richtung auf das Sternbild Drache entfernt ist. (Ein Lichtjahr entspricht in etwa 9,461 Billionen Kilometern).

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WASHINGTON – Das große Teleskop des Herschel Weltraumobservatoriums und die state-of-the-art Infrarot-Detektoren lieferten den ersten bestätigten Beweis für Sauerstoffmoleküle im Weltraum. Die Moleküle wurden in der Sternengeburtregion im Orionnebel entdeckt.

Einzelne Atome von Sauerstoff sind im Raum weit verbreitet, vor allem rund um massereiche Sterne. Aber molekularer Sauerstoff, der zu ca. 20 Prozent in der Luft die wir atmen enthalten ist, entzog sich den Astronomen bis heute.

„Das Gas Sauerstoff wurde in den 1770er Jahren entdeckt, aber es benötigte mehr als 230 Jahre, um endlich mit Gewißheit sagen zu können, daß dies sehr einfache Molekül im All existiert.“ sagte Paul Goldsmith, NASA-Herschel-Projektwissenschaftler bei dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien.

Goldsmith ist federführender Autor einer kürzlich erschienenen Studie, die die Ergebnisse in dem Astrophysical Journal beschreibt. Herschel ist eine von der European Space Agency mit wichtigen Beiträgen der NASA geführte Mission.

Die Astronomen suchten seit Jahrzehnten nach dem flüchtigen Molekül im Weltraum mit Ballonen sowie Boden-und Weltraumteleskopen. Das schwedische Odin Teleskop entdeckte das Molekül im Jahre 2007, aber die Sichtung konnte nicht bestätigt werden.

Goldsmith und seine Kollegen schlagen vor, daß Sauerstoff in Wassereis eingeschlossen ist, das winzige Partikel umgibt. Sie denken, daß der durch Herschel im Orionnebel entdeckte Sauerstoff gebildet wurde nachdem Sternenlicht die eisigen Körner erwärmte und Wasser freisetzte, das in Sauerstoffmoleküle umgewandelt wurde.

„Dies erklärt, wo sich ein Teil des Sauerstoffs verstecken könnte“, sagte Goldsmith.“Aber wir haben davon keine großen Mengen finden können und verstehen immer noch nicht, was so besonderes an den Stellen ist, wo wir es finden. Das Universum birgt noch viele Geheimnisse.“

Die Forscher planen, ihre Jagd auf Sauerstoffmoleküle in anderen Sternbildungsregionen fortzusetzen.

„Sauerstoff ist das dritthäufigste Element im Universum und seine molekulare Form muß im Raum reichlich vorhanden sein“, sagte Bill Danchi, Herschel Programm Wissenschaftler am NASA-Hauptquartier in Washington. „Herschel erweist sich als leistungsfähiges Werkzeug, um dieses ungelöstes Rätsel zu lösen. Das Observatorium bietet den Astronomen ein innovatives Tool, um eine ganze Reihe neuer Wellenlängen, unter denen sich die verräterische Signatur von Sauerstoff verstecken kann, zu untersuchen.“

Herschel ist eine wegweisende Mission der europäischen Weltraumagentur mit wissenschaftlichen Instrumenten, die von Konsortien europäischer Institute zur Verfügung gestellt werden. Das Herschel Pprojektbüro der NASA ist am JPL untergebracht, welches die die Missions-Technologie für zwei von Herschels drei wissenschaftlichen Instrumenten zur Verfügung stellt..

Das NASA Herschel Science Center ist ein Teil des Infrarot Entwicklungs- und Analysenzentrums am California Institute of Technology in Pasadena und unterstützt die US-Astronomen. Caltech verwaltet das JPL für die NASA.

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WASHINGTON – Astronomen, die die vom NASA-Weitwinkel-Infrared Survey Explorer (WISE) gemachten Beobachtungen auswerteten, haben den ersten bekannten „Trojaner“ Asteroiden, der die Sonne zusammen mit der Erde umkreist, entdeckt.Trojaner sind Asteroiden, die sich einen Orbit mit einem Planeten in der Nähe stabiler Punkte vor oder hinter dem Planeten teilen. Weil sie ständig im Orbit des Planeten verweilen, oder ihm in der gleichen Umlaufbahn folgen, können sie niemals mit ihm kollidieren. In unserem Sonnensystem teilen sich Trojaner auch Bahnen mit Neptun, Mars und Jupiter. Zwei der Saturnmonde teilen sich Umlaufbahnen mit Trojanern.

Wissenschaftler hatten vorhergesagt, daß die Erde Trojaner haben solle, aber sie seien schwer zu finden, da sie relativ klein sind und sich von der Erde aus betrachtet in der Nähe der Sonne befinden.

„Diese Asteroiden erscheinen meist während des Tageslichts, so daß sie sehr schwer zu sehen sind“, sagte Martin Connors von der Athabasca University in Kanada, Hauptautor einer neuen Arbeit über die Entdeckung, die in der Zeitschrift „Nature“ am 28. Juli erscheint. „Aber wir fanden schließlich einen, weil das Objekt eine ungewöhnliche Umlaufbahn aufweist, die den Trojaner weiter weg von der Sonne führt, als es typisch für diese Objekte ist. WISE änderte die Jagdstrategie auf Trojaner, die uns eine Sichtweise ermöglichte, die auf der Erde nur schwierig zu erreichen ist.“

Das WISE-Teleskop durchmusterte den gesamten Himmel im infraroten Bereich des Lichts von Januar 2010 bis Februar 2011. Connors und sein Team begannen ihre Suche nach einem Erd-Trojaner anhand von Daten, die mit Hilfe von Neowise, einer Ergänzung der WISE Mission, die zum Teil auf erdnahe Objekte, oder NEOs, wie Asteroiden und Kometen ausgerichtet ist. NEOs sind Körper, die innerhalb von 45 Millionen Kilometern von der Erdbahn entfernt die Sonne umrunden. Das Neowise Projekt beobachtete mehr als 155.000 Asteroiden im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, und entdeckte mehr als 500 NEOs, von den 132 bisher unbekannt waren.

Die Jagd des Teams führte zu zwei Trojaner Kandidaten. Einer, der als 2010 TK7 bezeichnet wurde, wurde als Erden-Trojaner durch nachfolgende Beobachtungen mit Hilfe des kanadisch-französischen Teleskops auf dem Mauna Kea in Hawaii bestätigt.

Der Asteroid verfügt über einen Durchmesser von etwa 300 Metern. Er hat eine ungewöhnliche Bahn, die eine komplexe Bewegung in der Nähe eines stabilen Punkts in der Ebene der Erdbahn ausführt, dennoch bewegt sich der Asteroid auch ober-und unterhalb der Ebene.Das Objekt ist über 80 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Die Umlaufbahn des Asteroiden ist gut etabliert und während mindestens der nächsten 100 Jahre wird es nicht dazu kommen, daß er der Erde näher kommt als bis auf 24 Millionen Kilometer. Eine Animation, die die Umlaufbahn zeigt, ist unter 

http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=103550791 zu sehen.

Eine Handvoll anderer Asteroiden hat auch Bahnen, die ähnlich der Erde sind. Solche Objekte könnten hervorragende Kandidaten für künftige Roboter- oder bemannte Forschungsreisen sein. Asteroid 2010 TK7 ist kein gutes Ziel, weil er sich zu weit oberhalb und unterhalb der Ebene der Erdbahn bewegt, und man große Mengen an Treibstoff benötigen würde, um ihn zu erreichen.

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Zwei Teams von Astronomen haben das größte und am weitesten entfernte Vorkommen an Wasser im Universum entdeckt. Das Wasser, dessen Menge 140 Billionen Mal so groß wie das gesamte Wasser in den Weltmeeren ist, umgibt ein riesiges schwarzes Loch, einen so genannten Quasar, der mehr als 12 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist.

„Die Umgebung rund um diesen Quasars ist sehr einzigartig, da sie die Quelle der Herstellung dieser großen Masse an Wasser ist“, sagte Matt Bradford, ein Wissenschaftler am NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien. „Es ist ein weiterer Beweis dafür, daß das Wasser allgegenwärtig im ganzen Universum war, selbst zu den frühesten Zeiten“. Bradford leitet eines der Teams, das die Entdeckung gemacht hat. Die Forschungsergebnisse seines Teams werden teilweise von der NASA finanziert und erscheinen in den Astrophysical Journal Letters.

Ein Quasar wird von einem riesigen Schwarzen Loch gespeist, das ständig die Materie der umgebenden Scheibe aus Gas und Staub verbraucht. Wenn er konsumiert, sendet der Quasar große Mengen an Energie aus. Beide Gruppen von Astronomen untersuchten einen bestimmten Quasar namens APM 08279 +5255, der ein schwarzes Loch beinhaltet, daß 20 Milliarden Mal massereicher als die Sonne ist und soviel Energie produziert wie eine Billiarde Sonnen.

Astronomen erwarteten die Anwesenheit von Wasserdampf auch in dem frühen, fernen Universum, aber hatten sie bisher nicht in einer derartig großen Entfernung erkannt.Es gibt Wasserdampf in der Milchstraße, dennoch beträgt die Gesamtsumme 4.000 Mal weniger als in dem Quasar, weil das meiste Wasser der Milchstraße in Form von Eis vorliegt.

Wasserdampf ist ein wichtiges Spurengas, daß die Natur des Quasars offenlegt. In diesem speziellen Quasar ist der Wasserdampf um das Schwarze Loch in einer gasförmigen Region, die Hunderte von Lichtjahren umgibt, ein Lichtjahr entspricht ungefähr 9,5 Billionen Kilometern, verteilt. Seine Anwesenheit zeigt, daß der Quasar den Wasserdampf Röntgen-und Infrarot-Strahlung aussetzt, und daß das Gas nach astronomischen Maßstäben ungewöhnlich warm und dicht ist. Obwohl das Gas bei kühlen minus 53 Grad Celsius gefroren und 300 Billionen Mal weniger dicht als die Erdatmosphäre ist, ist es immer noch fünf Mal heißer und 10 bis 100 mal dichter als das, was typische Werte für Galaxien wie die Milchstraße sind.

Messungen am Wasserdampf und anderen Molekülen wie Kohlenmonoxid, führen zu dem Ergebnis, daß genügend Gas vorhanden ist, um das schwarze Loch zu füttern, bis es auf die in etwa sechsfache Größe anwächst. Ob dies geschehen wird, ist nicht klar, die Astronomen sagen, daß ein Teil des Gases bis Ende Mai in Sternen kondensiert oder vielleicht vom Quasar ausgeworfen werden wird.

Das Bradford Team machte seine Beobachtungen ab 2008 mit einem Instrument namens „Z-Spec“ an dem California Institute of Submillimeter Observatory Technology, mit einem 33-Fuß-(10-Meter) Teleskop nahe des Gipfels des Mauna Kea in Hawaii. Die folgenden Beobachtungen wurden mit dem Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA), einer Anordnung von Radioteleskopen in den Inyo Bergen in Südkalifornien gemacht. Die zweite Gruppe, die von Dariusz Lis, Senior Research Associate der Physik am Caltech und stellvertretender Direktor des Caltech Submillimeter Observatoriums, geleitet wurden, verwendete das Interferometer auf dem Plateau de Bure in den französischen Alpen, um Wasser zu finden. Im Jahr 2010 erkannte das Lis-Team glücklicherweise Wasser in APM 8279 5255 und beobachtete eine spektrale Signatur. Das Team von Bradford konnte weitere Informationen über das Wasser, einschließlich seiner enormen Masse gewinnen, weil es mehrere spektrale Signaturen von Wasser entdeckte.

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Astronomen haben unter Verwendung des Hubble-Teleskops einen vierten Mond entdeckt, der den eisigen Zwergplaneten Pluto umkreist. Der winzige neue Satellit, der provisorisch ala P4 bezeichnet worden ist, wurde im Rahmen einer Hubble-Mission entdeckt, die eigentlich der Suche nach Pluto-Ringen gewidmet war.

Der neu entdeckte Mond ist der kleinste, der Pluto umkreist. Sein angenommener Durchmesser bewegt sich in einem Rahmen von 13 bis 34 Kilometern. Im Vergleich damit liegt der Durchmesser Charons, Plutos größten Mondes, mit 1.043 weit darüber, während die Durchmesser der anderen Pluto-Begleiter Nix und Hydra im Bereich von 32 bis 113 Kilometern angesiedelt sind.

„Ich finde es bemerkenswert, daß die Kameras von Hubble uns ermöglichten, ein derartig kleines Objekt klar zu entdecken, daß mehr als fünf Milliarden Kilometer von uns entfernt ist“, sagte Mark Showalter vom SETI Institut in Mountain View, Californien, welches dieses Beobachtungsprogramm mit Hubble leitete.

Die Entdeckung ist ein Ergebnis der laufenden Arbeiten zur Unterstützung der NASA New Horizons Mission, deren Flug durch das Pluto-System für das Jahr 2015 vorgesehen ist. Die Mission soll neue Erkenntnisse über Welten am Rande unseres Sonnensystems liefern. Hubbles Abbildung von Plutos Oberfläche und die Entdeckung seiner Satelliten waren von unschätzbarem Wert, um die Planung für New Horizons Begegnung mit dem Zwergplaneten zu realisieren.

„Dies ist eine fantastische Entdeckung“, sagte New Horizons führender Wissenschaftler Alan Stern vom Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. Jetzt, da wir wissen, daß es einen weiteren Mond im Pluto-System gibt, können wir Beobachtungen aus nächster Nähe während des Vorbeifluges planen“,

Der neue Mond befindet sich zwischen den Umlaufbahnen von Nix und Hydra, die Hubble im Jahr 2005 entdeckt hat. Charon wurde im Jahr 1978 an dem US Naval Observatorium entdeckt und mit Hilfe von Hubble im Jahr 1990 als von Pluto eigenständiger Himmelskörper festgestellt.

Es wird angenommen, daß sich das gesamte Mondsystem des Zwergplaneten durch eine frühere Kollision gebildet hat, die zwischen Pluto und einem weiteren Himmelskörper mit den Abmessungen eines Planeten in der Frühzeit des Sonnensystems gebildet hat. Das durch die Kollision abgesplitterte Material verschmolz zur Familie der Monde, die um Pluto herum beobachtet wurden.

P4 wurde erstmals auf einem von Hubbles Weitwinkelkamera 3 gemachten Bild am 28 Juni beobachtet. Er wurde bestätigt durch den Vergleich von Bildern, die zwischen dem 3. und dem 18. Juli aufgenommenwurden. Der Mond ist auf älteren Hubble-Bildern nicht zu sehen, weil die Belichtungszeiten dabei kürzer waren. Es besteht die Möglichleit, daß P4 bereits auf Aufnahmen aus dem Jahr 2006 als kaum sichtbares Objekt erscheint, aber er wurde übersehen.

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Pasadena, Kalifornien

Am Samstag trat die von der NASA gestartete Sonde „Dawn“ erfolgreich als erstes irdisches Objekt in eine Umlaufbahn um ein Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter ein. „Dawn“ wird den Asteroiden Vesta ein Jahr lang erforschen, bevor die Sonde sich auf den Weg zum zweiten Forschungsziel, den Zwergplaneten Ceres im Juli 2012 machen wird. Diese Beobachtungen liefern beispiellose Daten um den Wissenschaftlern dabei zu helfen das früheste Kapitel unseres Sonnensystems zu verstehen. Die Daten können außerdem dabei helfen, den Weg für zukünftige bemannte Weltraummissionen zu ebnen

„Heute feiern wir einen unglaublichen Meilenstein bei der Erforschung, indem erstmals ein Raumfahrzeug eine Umlaufbahn um ein Objekt im Asteroidengürtel erreicht“ sagte NASA-Administrator Charles Bolden. „Die Erforschung des Asteroiden Vestas durch „Dawn“ ist eine bemerkenswerte wissenschaftliche Leistung und weist auch den Weg zu zukünftigen Destinationen, zu denen die Menschen in den kommenden Jahren reisen werden. Präsident Obama hat die NASA damit beauftragt, bis zum Jahr 2025 Astronauten zu einem Asteroiden zu entsenden und „Dawn“ sammelt wichtige Daten, die für die bemannte Mission von Nutzen sein werden“.

Die Sonde hat Informationen weitergeleitet, um zu bestätigen, daß sie in die Umlaufbahn Vestas eingetreten ist, aber der genaue Zeitpunkt an dem sich dieser Meilenstein ereignete, ist bisher unbekannt. Der Zeitpunkt des Eintritts in eine Umlaufbahn hängt von Vestas Masse und Gravitation ab, die bisher nur geschätzt werden konnten. Wenn Vesta massiver ist, ist die Schwerkraft stärker, was bedeutet, daß der Asteroid „Dawn“ früher in den Orbit zog. Wenn der Asteroid sich als weniger massiv herausstellt, ist seine Gravitation schwächer, und es hätte mehr Zeit benötigt, um „Dawn“ in den Orbit schwenken zu lassen.. Dank der Anwesenheit Dawns in der Umlaufbahn, kann das wissenschaftliche Team genauere Messungen am Asteroiden Vesta und seinem Schwerefeldes vornehmen, um genauere Zeitplan Informationen zu gewinnen.

„Dawn“, die im September 2007 gestartet wurde, ist auf dem besten Weg, die erste Raumsondezu werden, die sich zu zwei Zielen im Solarsystem jenseits der Erdumlaufbahn begibt. Die Mission zu Vesta und Ceres wird vom NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, für die Agentur Science Mission Directorate in Washington verwaltet. „Dawn“ ist ein Projekt des Direktion Discovery Programms, das von dem NASA Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, verwaltet wird. Die University of California, Los Angeles, ist verantwortlich für die gesamte wissenschaftliche Mission. Entworfen und konstruiert wurde die Sonde von der Orbital Sciences Corp Dulles, Virginia. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, die italienischen Raumfahrtagentur und das nationale italienische astrophysikalische Institut sind Partner der Mission. Das JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena.

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