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10 ungelöste stellare Geheimnisse in unserer Galaxie
Es besteht kein Zweifel, dass wir viel über den Kosmos herausgefunden haben, besonders im letzten Jahrhundert. Aber von schwarzen Löchern bis zu Pulsaren scheint alles, was wir finden, ebenso viele Fragen zu stellen wie Antworten. Astronomen haben noch nicht alle Antworten und jeden Tag kündigt eine neue Entdeckung und ein neues kosmisches Mysterium an.
10 Der Nebel unsicherer Abstammung
Planetarische Nebel wurden in den 1780er Jahren entdeckt. Der Astronom William Herschel glaubte, dass sie neu formende Planetensysteme bildeten. Er hatte sich geirrt, aber der Name blieb hängen. Es sind tatsächlich glühende Gaswolken um einen sterbenden Stern und sie sind oft ziemlich schön.
Der Nebel Sharpless 2-71 wurde 1946 entdeckt und soll sich in der Mitte um einen hellen Stern gebildet haben. Neuere Fotos zeigen, dass die Dinge nicht so einfach sind. Viele planetarische Nebel sind bipolar, was bedeutet, dass sie symmetrische Wolken von entgegengesetzten Seiten ihres Sterns haben - sie werden oft mit einer Sanduhr oder einem Schmetterling verglichen. Sharpless 2-71 besteht aus mehreren bipolaren Lappen in unterschiedlichen Ausrichtungen.
Es gibt drei Sterne in der Mitte des Nebels. Der hellste Stern ist genau in der Mitte, also war dies der ursprüngliche Kandidat für die Eltern des Nebels. Es gibt jedoch nicht genug ultraviolette Strahlung aus, um das Leuchten des Nebels zu erklären, während ein kleiner Stern in der Nähe dies könnte. Dieser Stern kann auch Teil eines binären Systems sein, was bedeutet, dass bis zu vier Sterne für die Struktur verantwortlich sind.
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9Die Neutronensterne, die zu alt aussehen
Wenn ein massereicher Stern in eine Supernova übergeht, hinterlässt er häufig eine massive Wolke aus Trümmern. RCW103 ist ein solcher Körper, der etwa 10.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. In seiner Mitte befindet sich ein Neutronenstern - ein extrem dichtes Objekt, das mehr wiegt als die Sonne, aber nur einige zehn Kilometer breit ist. Sie sind ziemlich häufig in den Trümmern einer Supernova, aber der Neutronenstern von RCW103 ist ungewöhnlich.
Der Neutronenstern im Zentrum dreht sich mit einer Periode von 6,7 Stunden pro Umdrehung. Da sich die Rotationsgeschwindigkeit eines Sterns mit der Zeit verlangsamt, würde dies normalerweise das Alter dieses bestimmten Neutronensterns auf mehrere Millionen Jahre setzen. Vor über 2.000 Jahren wurde der Mutterstern jedoch zur Supernova. Die Variation der Röntgenstrahlen des Neutronensterns ist ebenfalls ungewöhnlich groß, so dass etwas passiert.
Eine Theorie besagt, dass ein anderer Stern, der für uns zu schwach ist, um RCW103 herumzieht. Sein Magnetfeld könnte den Neutronenstern verlangsamen. Zur gleichen Zeit kann Gas auf den Neutronenstern strömen und die Änderungen in seinen Röntgenstrahlen verursachen.
Dasselbe Rätsel existiert für einen Pulsar, der als SXP 1062 bekannt ist. Er dreht sich alle 1062 Sekunden einmal, was normalerweise erfordert, dass er viel älter ist als die 40.000 Jahre alten Trümmer um ihn herum. Astronomen wissen nicht, ob sie langsamer als normal geboren wurde oder sich rasch verlangsamte. Wissenschaftler hoffen, dass in den Daten, die sie bereits haben, ein Hinweis verborgen ist.
8Mehrere Messier-Mysterien
Die Sterne des Kugelkorns von Messier 15 sind in der Mitte ungewöhnlich gebündelt. Das erste Geheimnis des Clusters ist, was sie dort hinzieht. Es könnte sich um einen Haufen dunkler Neutronensterne handeln, obwohl der wahrscheinlichste Kandidat ein schwarzes Loch mit mittlerer Masse ist. Aber selbst wenn sich dies bestätigt, führt dies nur zu weiteren Geheimnissen.
Es gibt drei Möglichkeiten, wie sich ein geeignetes schwarzes Loch gebildet haben kann. Es könnte mehrere davon um die Masse der Sonne gegeben haben, die zu einem viel größeren Objekt kollidierten. Oder massive Sterne hätten kollidieren können, bevor sie in ein schwarzes Loch einstürzten. Alternativ könnte während des Urknalls ein schwarzes Loch mit mittlerer Masse geschaffen worden sein. Wenn M15 eine hat, ist sein Ursprung eine sehr offene Frage.
7Crab Flares
Der Krebsnebel ist ein Überbleibsel einer Supernova aus elf Lichtjahren, die 1840 für jemanden nur wie eine Krabbe aussah, deren Teleskop zu klein war, um es richtig ausmachen zu können, und wie der Planetennebel den Namen steckte. Bis 2011 galt es als eine der beständigsten Lichtquellen, Radio- und Gammastrahlen am Himmel.
Zwischen 2007 und 2010 entdeckten Astronomen verschiedener Observatorien drei starke Gammastrahlen, ohne dass sich andere Wellenlängen verändert hätten. Dies wurde von einem Astronomen als "großes Rätsel" beschrieben, während ein anderes es ein "reales Mysterium" nannte. Die unerwarteten Fackeln waren die ersten, die von einem Nebel aus gesehen wurden, und waren fünfmal stärker als bei allen anderen Beobachtungen.
Die Strahlen werden dadurch verursacht, dass der Nebel die Teilchen mit 1.000 Mal mehr Energie beschleunigt als der Large Hadron Collider. Der Mechanismus hinter der Beschleunigung ist der Schlüssel zum Geheimnis. Die Lösung dieses Rätsels ist natürlich leichter gesagt als getan. Eine Theorie besagt, dass es sich um die plötzliche Neuordnung von Magnetfeldern um den Crab Pulsar handelt, den Neutronenstern im Zentrum des Nebels.
6Alignierte bipolare Nebel
Nicht nur die durcheinandergebrachten bipolaren Nebel in Sharpless 2-71 sind für Astronomen ein Rätsel. Mit dem Hubble untersuchten die Wissenschaftler 130 solcher Objekte in der zentralen Ausbuchtung der Milchstraße und fanden etwas Merkwürdiges. Die Nebel waren an verschiedenen Orten, zu verschiedenen Zeiten entstanden und haben nie miteinander interagiert. Trotzdem scheinen die meisten von ihnen entlang derselben Achse ausgerichtet zu sein.
Es wurde festgestellt, dass die Längsachse der Nebel mit der Ebene der Galaxie ausgerichtet ist. Wie der Name schon sagt, treten die Lappen der Nebel aus dem Nord- und Südpol der Sterne auf. Die beobachtete Ausrichtung würde nur dann auftreten, wenn sich die Elternsterne senkrecht zur Rotation der Galaxie drehen, ein Verhalten, das von einem der Astronomen hinter der Entdeckung als „sehr seltsam“ beschrieben wurde.
Je weiter Sie vom Zentrum der Galaxie entfernt sind, desto stärker zerfällt das Muster.Eine Theorie besagt, dass die Sterne aufgrund der Magnetfelder beim Ausbilden der Ausbuchtung möglicherweise so ausgerichtet waren. Dies deutet darauf hin, dass der Magnetismus eine größere Rolle in der Struktur der Galaxie gespielt hat als bisher angenommen.
5Der große Ausbruch
Im Jahr 1838 nahm der Glanz von Eta Carinae zu, bis er zum zweithellsten Stern am Himmel der Erde wurde. Es blieb 10 Jahre lang so, bevor es gedimmt wurde und außerhalb der Top 100 fiel. Dieses Ereignis wurde als Große Eruption bezeichnet. Es wurde durch Eta Carinae verursacht, der 14 Prozent seines Massenäquivalents auf 10 Sonnen verlor.
Lange Zeit war die führende Theorie, dass die Masse von Sternwinden weggeblasen wurde. Eine Analyse des Sternenlichts könnte helfen, die Idee zu bestätigen, aber es wurde keine durchgeführt, da die Spektroskopie in den 1840er Jahren noch in den Kinderschuhen steckte. Während das Licht, das direkt auf die Erde gelangte, der Geschichte verloren ging, konnten Astronomen dieses Jahrzehnt Strahlen der Eruption finden, die vor den Staubwolken von den Staubwolken abprallten.
Als sie das Licht analysierten, stellten sie fest, dass die Große Eruption bei rund 4.725 Grad Celsius brannte, zu kalt für die Sternwind-Erklärung. Dies legt nahe, dass der Chartaufstieg von Eta Carinae ein einzigartiges Ereignis war. Möglich sind eine Kollision zweier Doppelsterne oder eine thermonukleare Explosion im Kern des Sterns.
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4Mysterious Magnetars
Magnetare sind eine Art Neutronenstern, dessen Magnetfeld-Quadrillionen-mal stärker sind als die der Erde. Sie sind die stärksten Magneten im Universum. Sie wurden nur in den 1990er Jahren theoretisiert und sie sind mit Eigenschaften gefüllt, die wir noch nicht herausgefunden haben.
Ein gemeinsames Merkmal von Magnetaren ist der "Glitch", ein Ereignis, das einen plötzlichen Spinanstieg verursacht. Wissenschaftler haben Hunderte von Störungen gesehen und haben ein plausibles Modell dafür, wie sie auftreten, basierend auf dem reibungslosen Neutron-Superfluid, von dem angenommen wird, dass es sich in seinem Zentrum befindet. Am 28. April 2012 erlebten Astronomen die erste plötzliche Verlangsamung eines Magnetars (1E 2259 + 586). Es wurde als Anti-Glitch bezeichnet. Es war völlig unerwartet und passt nicht in aktuelle Theorien.
Es gibt Hinweise, die helfen können. Eine Woche vor seinem Anti-Glitch entfesselte der Magnetar einen intensiven Röntgenstrahl, der höchstwahrscheinlich mit der Verlangsamung zusammenhängt. Darüber hinaus verlangsamen alle Neutronensterne ihren Spin mit konstanter Geschwindigkeit. Dies ist als Spin-Down bekannt, und 1E 2259 + 586 verlangsamt sich seit dem Anti-Glitch schneller.
Ein Rätsel, das kürzlich gelöst wurde, war die Existenz von CXOU J164710.2-455216 im Cluster Westerlund 1. Die Supernova, aus der sie stammte, war etwa 40 Mal so groß wie die Masse der Sonne, sodass sie nichts als ein schwarzes Loch hätte hinterlassen dürfen. Die führende Theorie war, dass es ein binäres System gab, das die normalen Mechanismen störte. Wissenschaftler fanden in der Nähe einen „außer Kontrolle geratenen“ Stern, der genau wie vorhergesagt aussah.
3 Die geheimnisvollen Cousins der Sonne
Etwa ein Drittel der sonnenähnlichen Sterne hat ein Jahr lang wechselnde Helligkeit, wenn sie sich ihrem Lebensende nähern. Christine Nicholls, eine Astronomin vom Mount Stromlo Observatory in Australien, leitete eine Studie über die jahrzehntelange Frage, warum dies geschieht. Die Schlussfolgerung war klar und sagte uns genau, was wir bereits wussten: "Alle möglichen Erklärungen für ihr ungewöhnliches Verhalten scheitern einfach."
Das Team von Nicholls überwachte 58 Jahre lang 58 Sterne. Eine führende Theorie für die Variationen waren Sternpulsationen, bei denen die Sterne wachsen und schrumpfen. Diese Option wurde mit der Möglichkeit, dass sich die Sterne in binären Systemen befanden, nicht berücksichtigt. Das Team entdeckte jedoch einen neuen Hinweis: Die wechselnden Sterne stoßen während ihrer Übergänge Masseklumpen aus. Leider sind Hinweise ohne den richtigen Detektiv nutzlos, und Nicholls sagte, dass "ein Sherlock Holmes benötigt wird, um dieses sehr frustrierende Geheimnis zu lösen."
2Epsilon Aurigaes Scheibe
In letzter Zeit wurden viele Fragen zu einem der ältesten Mysterien der Astronomie beantwortet - der Sonnenfinsternis des Sterns Epsilon Aurigae. Alle 27 Jahre dimmt es für etwa 18 Monate. Seit den 1820er Jahren haben Wissenschaftler alle möglichen Vorschläge gemacht, von schwarzen Löchern bis zu großen Sternen. Beobachtungen der letzten Sonnenfinsternis, die 2009 begann, deuten auf ein binäres System aus einem sterbenden Stern und einem anderen Stern, der von einer riesigen Materialscheibe umgeben ist.
Trotz der Frage, was da ist, bleibt die Frage nach dem Warum. Die betreffende Scheibe besteht aus kiesgroßen Partikeln. Es ist eine Art Trümmerfeld, das normalerweise in jüngeren Sternensystemen zu finden ist. Die jüngsten Beobachtungen wurden im Rahmen eines Citizen-Science-Projekts mit Massen gedrängt. Möglicherweise enthalten sie genügend Informationen, um dies herauszufinden - oder wir müssen möglicherweise noch einige Jahrzehnte warten.
1Polaris ist unangenehm
Der Nordstern ist vielleicht der berühmteste in der nördlichen Hemisphäre, aber trotz seiner großen kulturellen Bedeutung wissen wir nicht viel darüber. Die neuesten Fragen rund um den Stern wurden in einem Vortrag mit dem wunderbar aufregenden Titel enthüllt The North Star Mysteries: Die bemerkenswerte Helligkeitssteigerung von Polaris aus historischen und modernen Beobachtungen.
Die Forscher hinter der Zeitung stellten fest, dass Polaris im letzten Jahrhundert heller geworden ist. Heute ist es vielleicht 4,6-mal heller als in der Antike.
Eine dringlichere ungelöste Frage ist jedoch, wie weit weg von Polaris ist. Messungen aus den 1990er Jahren ergaben rund 434 Lichtjahre.Es wurde jedoch beschrieben, dass es „bestimmte Anomalien gibt, die sich bisher einer einfachen Interpretation widersetzten.“ Neuere Messungen mit verschiedenen Methoden deuten darauf hin, dass sie möglicherweise mehr als 100 Lichtjahre näher sind, als wir ursprünglich gedacht hatten.
Im Jahr 3000 wird Polaris dann nicht mehr der Nordstern sein. Dieser Titel geht an Gamma Cephei. Wir wissen wo das ist. Wenn wir es nicht vor der Übergabe herausgefunden haben, werden die Wissenschaftler weitere 25.000 Jahre Zeit haben, um die Entfernung von Polaris zu bestimmen, bevor sie ihre Arbeit zurückerhält.