Archiv für Juli 2012



Neue UHECR-Quellen identifiziert

Extreme kosmische Strahlung mit den höchsten Energien von über 5x10e19 eV werden als UHECR (Ultra High Energy Cosmic Ray; das sog. Oh-My-God-Teilchen besaß 3x10e20 eV) bezeichnet und nach diesen Teilchenereignissen wird mit dem Pierre Auger Observatory gesucht. 2007 waren mit der Anlage genug Daten gesammelt, so dass man seitdem versucht passende Quellen der hochenergetischen Strahlung zu finden. Wegen der geringen Auflösung der Pierre-Auger-Anlage braucht es hierfür präzise Röntgenbeobachtungen zum Energie-Output von möglichen Kandidaten.

Wie heute berichtet wird, konnten mit von Januar bis August 2009 gesammelten Chandra-Daten zwei neue UHECR-Quellen identifiziert werden: IC 5135 (12,0mag, -35° Deklination) im Südlichen Fisch und IC 4329A (13,0mag, -30° Deklination) im Zentaur, bei letzterer Galaxie wurde im Jahr 2008 ein UHECR-Teilchenereignis mit 8,4x10e19 eV detektiert und galt sogar schon als nahester Quasar.

Aufgrund der Lage des Pierre-Auger-Projekts in der argentinischen Pampa befinden sich die infrage kommenden Galaxien meist am Südhimmel. Das nördlichste extreme Teilchen-Event mit 5,7x10e19 eV wurde bei -5,6° Deklination wenige Grad nördlich von iota Cet im Sternbild Walfisch registriert. Bei den wahrscheinlichen Quellen kommen nur die beiden Seyfert-Galaxien PGC 97496 und Mrk 945 infrage. Ihr gegenseitiger Abstand beträgt 4° und beide Objekte sind etwa 14,0mag hell, die PGC-Galaxie ist jedoch 250 Millionen Lichtjahre, die zweite Galaxie steht nur 200 Millionen Lichtjahre entfernt.

16.07.2012

Der alte Mann und das Higgs

Im Gegensatz zur Bonner Higgs-Vorlesung für Jedermann am Vortag ging der am Donnerstagnachmittag von Peter Higgs ganz altmodisch mit Overhead-Projektor und transparenten Folien gehaltene Fachvortrag mehr ins Detail; „My life as a boson“ konnte man auch online verfolgen. Zu Beginn seines 45-minütigen Vortrags erzählte der heute 83-jährige Schotte und emeritierte Professor, vor allem als Namenspate des Higgs-Bosons bekannt, über die Theorieentwicklung der spontanen Symmetriebrechung von Heisenbergs Ferromagnetismus bis zu Problemen der elektroschwachen Wechselwirkung Anfang der 1960er Jahre.

Im Sommer 1964 entwickelte er zusammen mit anderen Physikern den Higgs-Mechanismus, die Grundlage zur „zufälligen Geburt“ des Higgs-Teilchens. Weil man Higgs‘ an „Physics Letters“ gesandten Artikel weder verstand noch für wichtig genug hielt – ohne „offensichtliche Relevanz für die Physik“ -, wurde er zuerst abgelehnt und erschien erst etwas später in überarbeiteter Form.

Nach der Beschreibung seines vor fast 50 Jahren entwickelten Theoriegebäudes, folgte der Sprung in die Gegenwart zur Sechs-Milliarden-Euro-Weltmaschine am CERN und den Geschehnissen der letzten Wochen. Bei der anschließenden Fragerunde der Studenten erwähnte Peter Higgs auch, wie „sein“ Teilchen zuerst Higgs-Meson hieß und erst seit den 1980er Jahren Higgs-Boson genannt wird. Zum Schluss kam dann doch noch eine Frage zum „goddamn particle“/“god particle“, wobei ihm diese Bezeichnung schon peinlich ist.

Die komplette Aufzeichnung der Vorlesung kann man sich hier ansehen.

15.07.2012

Klarer Himmel kurz nach der Jupiterbedeckung

Während ich mit der Jupiterbedeckung im Bonner Raum schon abgeschlossen hatte, kam doch noch die erhoffte und auch im Wolkenfilm vorhergesagte Lücke am bedeckten Morgenhimmel. Gegen 10 nach halb 5, etwa 20 Minuten nach dem Austritt Jupiters am dunklen Mondrand, verzogen sich langsam die grauen Wolken und ich griff zur Canon, die schon bereit lag.

Nach Mond und Jupiter tauchte kurze Zeit später auch die an den Morgenhimmel zurückgekehrte Venus in der anbrechenden Dämmerung auf.

Im 80mm-Richfielder sah das enge Paar so aus.

Der anbrechende Sonntagmorgen …

Etwas nördlich in Bonn-Beuel hatte ein weiterer KBA-Sternfreund Glück mit der Wolkenlücke: Seine Aufnahme zeigt den ganz knapp verpassten Kallisto-Austritt.

Weitere (sieben bewegte) Bilder der Jupiterbedeckung wurden bereits hier zusammengefasst, wunderbare Aufnahmen sind z.b. hier und hier zu sehen.

15.07.2012

Jupiterbedeckung fällt aus, Nova noch da

Eigentlich sollte genau jetzt die Jupiterbedeckung durch den Mond zu beobachten sein und obwohl es nach Mitternacht auch stellenweise klar war, zog es dann doch wieder zu. Und so bleiben mir nur zwei Bilder aus Sachsen und dieser Youtube-Clip des Eintritts aus Israel, der eben hochgeladen wurde.

Zumindest konnte ich in der Wolkenlücke vorhin um halb 2 noch kurz einen Blick auf die Nova werfen. Ich schätzte ihre Helligkeit nun auf 8,7mag, was eine Abnahme von fast einer Größenklasse in den letzten drei Tagen bedeutet.

15.07.2012

Update zur Nova Sgr 2012 #4

Nach meiner ersten Sichtung konnte ich die am vergangenen Wochenende entdeckte helle Nova im Schützen überraschenderweise trotz des wechselhaften Wetters weiter verfolgen. Nachdem ich sie in der Nacht zu Montag (09. Juli) erstmals erwischt hatte, konnte ich den „neuen Stern“ – über 10.000 Mal heller als normal – noch bei drei darauffolgenden Gelegenheiten bis zur Nacht auf Donnerstag (12. Juli) überwachen.

Beobachtet wurde immer so gegen halb 1, die Helligkeit blieb dabei nahezu gleich bei 7,8mag, was auch für die langsame Entwicklung von Fe II-Novae spricht. Aufgrund häufiger horizontnaher Dunstschleier musste für eine eindeutige Identifizierung das 20×60 ans Fenster, erst die vierte Nacht war kurzzeitig klar genug, so dass eine Sichtung mit einem abgestützten 10×50-Fernglas möglich war.

Aufgrund der Helligkeit von aktuell ca. 8,0mag (Tendenz fallend) wird die Nova auch von Amateurastronomen spektroskopisch untersucht, wobei sich neben den typischen Emissionslinien von Eisen auch  Sauerstoff und Natrium in der sich mit 1.000 bis 2.000 km/s ausdehnenden Explosionswolke zeigt.

ESO

13.07.2012

Die Bonner und das Higgs – Teil 2

Wer immer noch nicht genug vom Medienrummel um ein – nicht das – Higgs-Boson hatte, der war gestern zu einer Abendvorlesung an der Uni Bonn eingeladen. Und tatsächlich strömten bis zum Beginn um halb 8 einige hundert Leute zum Vortrag „Ein Abend mit dem Higgs-Teilchen“. Der übervolle Hörsaal 1 bestand überwiegend aus älteren Semestern, aber auch interessierte Jugendliche fanden sich im Publikum. Und wie man an den Fotos erkennen kann, war’s trotz der trockenen theoretischen Physik und dem Durcheinander an Teilchen und Zahlen sogar eine recht bunte Higgs-Show.

Im ersten Teil der drei aufeinander aufbauenden Vorträge ging’s um die Grundlagen: Symmetrien (farbenfroh durch Kristall und Legosteine darstellt), Higgs-Mechanismus, Higgs-Feld, Elementarteilchen, spontane Symmetriebrechung. Und zum bekannten Sombrero-Potential aus der Theorie gab’s neben der berühmten Cocktail-Party-Analogie noch ein weiteres Alltags-taugliches Beispiel für den Higgs-Mechanismus – quasi für die Festivalgänger unter uns.

Nachdem in das vor fast 50 Jahren u.a. von Peter Higgs entworfene Theoriegebäude eingeführt wurde, stellten zwei junge Doktoraden das CERN und den LHC vor. Dabei wurde erstmal gleich mit dem üblichen Klischee von alten Physikern mit grauem und etwas wirrem Haar aufgeräumt, wobei beispielhaft Einstein und CERN-Direktor Heuer herhalten mussten. Zumindest für Grundschüler nach einem CERN-Besuch kann der Physiker von heute sehr wohl eine Frau mit kurzem Kleid, Stiefeln und einem Apfel auf dem PC sein.

Was nun genau im LHC gemacht wird und wie eigentlich der Bonner Beitrag zum Pixeldetektor im ATLAS-Experiment (siehe auch Teil 1) aussieht, wurde von beiden Jungphysikern in einem lebendigen Vortragsstil vorgestellt. Ebenso  erläuterten sie, wie der Arbeitsalltag und die aktuelle CERN-Forschung der Bonner Physiker aussieht; die Arbeitsgruppen bestehen bei vier Professoren, rund 20 Doktoren und 50 Doktoranden aus immerhin 17 Nationalitäten.

Und wie findet man nun eigentlich so ein Higgs-Boson? Ganz einfach, steht doch drauf …

Ganz so einfach ist es dann doch nicht, wie im dritten Beitrag deutlich wurde. Hier ging es um die komplexe Datenanalyse, die aufwändige Suche in den verschiedensten Zerfallsprozessen, die bei den unvorstellbaren 40 Millionen Teilchenkollisionen pro Sekunde, die mit der 80-Megapixel-Kamera aus Bonn beobachtet werden, entstehen. Wie kompliziert es ist, in den Datenmengen der verschiedenen Detektoren von ATLAS indirekt ein Higgs dingfest zu machen, wurde mit der Suche nach der Nadel im Heuhaufen verglichen, wobei sie zu finden 100 Millionen Mal wahrscheinlicher ist.

Und dann kam doch der Tag, der 04. Juli 2012: das – sowie der – Higgs zum Greifen nah …

Zum Abschluss der 90-minütigen Higgs-Vorlesung waren schließlich die harten Fakten von ATLAS und CMS zu sehen. Und wie es schon vor einer Woche am CERN hieß, so wurde auch an diesem Abend mehrfach darauf hingewiesen: Es ist erst der Anfang. Und während weiter in den Zahlen nach dem (bestätigendem) Higgs-Signal gesucht wird, so analysieren die Bonner Teilchenphysiker die Datenmengen nach Hinweisen von theoretischen Higgs-Zerfällen in Tau-Leptonen und Bottom-Quarks.

Nach einer Fragerunde war die Abendveranstaltung (weitere Bilder hier)  längst nicht vorbei, denn noch bis um 10, als der Hörsaal abgeschlossen werden musste, wurden die fünf Physiker weiter mit Fragen gelöchert.

12.07.2012

Radioteleskop Effelsberg in 3sat

Während die in den 1950er Jahren in die Eifel ausgelagerte Bonner Sternwarte kürzlich wohl endgültig die Tore schloss, ist das um 1970 bei Effelsberg gebaute 100m-Radioteleskop heute immer noch ein wichtiges Beobachtungsinstrument für internationale Forschungsprojekte. 1972 nahm der weiße Stahlkoloss seinen regulären Beobachtungsbetrieb auf und anlässlich des 40-jährigen Dienstjubiläums war hier neben den üblichen Pulsaren und Quasaren vor kurzem sogar ein sinfonisches Blasorchester mit fast 70 Musikern zu hören (hier und hier).

Zudem widmete das 3sat-Magazin „nano“ zwei TV-Beiträge dem Riesenempfänger der Bonner Radioastronomen. An das kühne Bauvorhaben ohne Beispiel vor mehr als 40 Jahren erinnert der erste Beitrag, im zweiten Clip geht es um die aktuelle Forschung mit dem Radioteleskop. So wird wie schon beim Kurzvortrag am Konzertabend auch über die Entdeckung eines neuen Millisekundenpulsars berichtet. Der Pulsar befindet sich 2,5° südwestlich von eta Cyg mittig zwischen zwei 9,0mag-Sternen.

„Wenn Prof. Dr. Hachenberg die Prognose stellte, das Radioteleskop bei Effelsberg werde auf mindestens drei Jahre hinaus das größte der Welt sein, dann war das noch äußerst bescheiden ausgedrückt. Die Techniker bezweifeln nämlich, daß überhaupt es jemals möglich sein wird, noch größere Spiegel zu bauen …“ Dieser Auszug aus der Lokalpresse stammt aus dem Jahr 1968. Bereits im Herbst 1967 wurde mit den ersten Arbeiten in dem kleinen Eifeltal begonnen, im Frühjahr darauf wurde schon das Fundament gesetzt. Und wie wir heute wissen, wurden aus den „äußerst bescheiden“ angegebenen drei Jahren tatsächlich volle 30 Jahre; immerhin dauert ein kompletter Korrosionsschutz-Anstrich des Stahl-Fachwerks auch seine 15 Jahre.

11.07.2012

Die Bonner und das Higgs – Teil 1

Vor einer Woche warteten alle gespannt auf die große Ankündigung der Physiker der Weltmaschine LHC. Auf dem Genfer CERN-Seminar und der anschließenden Pressekonferenz wurden nicht nur die Zahlen der neuesten Kollisionsdaten präsentiert, sondern es wurde tatsächlich die Entdeckung eines neuen Bosons bekannt gegeben. Und wenn es dafür Standing Ovations im Auditorium gibt und Wissenschaftler ganz gerührt und den Tränen nah sind, dann muss es wirklich ein großer Tag für die Physik sein. Fazit des vergangenen Mittwochs war: Wir haben ein Higgs-Boson, aber welches? Das werden erst weitere Teilchenkollisionen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit im Beschleunigerring unter der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz zeigen.

Grund zum Feiern hatten auch die Bonner Teilchenphysiker und so lädt die Uni Bonn eine Woche nach der Bekanntgabe der CERN-Forscher am Mittwoch zu einer Abendveranstaltung im Hauptgebäude ein. Vortragende aus den Arbeitsgruppen werden ab 19:30 Uhr in Hörsaal 1 die Entdeckung näher vorstellen.

Uni Bonn

Aus dem physikalischen Institut der Uni Bonn stammen hauptsächlich die Auslese-/Verstärker-Chips für das Herz des ATLAS-Experiments, denn die sog. Front-End-Chips (als FEs im Bild bezeichnet) wurden seit 1995 in Bonn entwickelt. 16 davon gibt es auf der Unterseite jedes Moduls und insgesamt besteht der Pixeldetektor, sozusagen die Teilchenkamera von ATLAS, aus 1.744 Modulen. Jedes dieser 6×2 Zentimeter großen Module besteht aus 46.000 Pixeln, die wiederum über die 2.880 Pixel der Bonner Chips ausgelesen werden.

Vereinfacht gesagt: Erst mit der Elektronik aus Bonn aus zusammen 80 Millionen Auslesekanälen können wir in das riesige 25 Meter hohe ATLAS-Experiment „hineinsehen“ und wissen, ob bei den Proton-Proton-Kollisionen vielleicht auch Higgs-Bosonen entstehen. Der zentrale Pixeldetektor von ATLAS besteht u.a. aus drei zylinderförmigen Modul-Lagen, die das Strahlrohr, in dem die Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, umgeben. Die Module sind dabei nur 5 bis 12 Zentimeter von dem Kollisionspunkt entfernt.

CERN

10.07.2012

Natur, Nova, Nieselregen und neptungroßer Sonnenfleck

Am heißen und sonnigen Samstag war ich mal wieder auf der Suche nach schönen Naturmotiven. Zu Besuch bei einem KBA-Sternfreund bekam ich am See diese Blaue Federlibelle …

… und eine schöne Baum-Silhouette gegen glitzernder Wasseroberfläche vor die Linse.

Dem sommerlichen Samstag folgte am Sonntagmorgen ein kleines Wärmegewitter. Der im Mückennetz hängengebliebene Nieselregen bot auch ein schönes Motiv.

Tagsüber hatte ich von einer neuen Nova-Entdeckung gelesen und etwas später gelang mir letzte Nacht – 35 Stunden nach dem Entdeckerfoto – auch gleich die Sichtung des neuen Ausbruchs Nova Sgr 2012 #4. Denn gegen Mitternacht klarte es in Südrichtung etwas auf, so dass ich sofort zum Fernglas griff. Von delta Sgr aus war die genaue Position tatsächlich schnell gefunden, jedoch war’s für das 10×50 einfach zu dunstig. Aber mit dem am Fenster abgestützten 20×60 klappte es einwandfrei. Mit dem Feldstecher hatte ich so von Viertel vor 1 bis 1 diese neue helle und eisenhaltige Eruptionswolke eines ansonsten unsichtbaren Weißen Zwergs im Blick. Meine Schätzung der Nova-Helligkeit liegt zwischen 7,5 und 8,0mag, so dass die aktuell angegebenen 7,8mag sehr gut passen. Danach zog es schnell wieder zu und der abnehmende Mond verschwand hinter dichten Wolken.

Zur Mittagsstunde konnte ich eben noch einen Blick auf den neuen ausgedehnten Sonnenfleck werfen. Mit Sonnenfilter war er schon deutlich mit bloßem Auge zu sehen und das kleine 8×40-Fernglas zeigte neben dem etwa neptungroßen Hauptfleck bereits einige Struktur in der Region; ihre Längsausdehnung erreicht schon die Ausmaße Jupiters. Mit einer Superzoom-Kamera entstand diese Aufnahme.

09.07.2012

Entstehender Brauner Zwerg entdeckt

Sie sind nur so groß wie Jupiter, ihre Massen liegen jedoch zwischen denen von Planeten und Sternen und wie genau sie entstehen, ist auch noch nicht klar: die Rede ist von Braunen Zwergen. In der neuesten Ausgabe von Science berichtet eine Gruppe um einen französischen Astronomen die Entdeckung eines Oph B-11 genannten Objekts, bei dem es sich um einen noch unfertigen Braunen Zwerg handeln soll.

Mit dem IRAM-Interferometer schauten sie tief in eine auffällige Dunkelwolke, die mitten in der fotografisch farbenprächtigen Rho-Ophiuchi-Nebelregion liegt. Sie befindet sich genau zwischen alpha Sco (Antares, hellster Stern im Bild) und rho Oph (von bläulichen Nebelfetzen umgeben) und wird einfach als L1688 bezeichnet. Diese 400 bis 450 Lichtjahre entfernte Dunkelwolke besteht aus vielen kompakten Wolkenkernen, aus denen sich neue Sternsysteme formen.

Und inmitten des L1688-Komplexes befindet sich auch Oph B-11, das mehrfach von März 2006 bis April 2011 beobachtet wurde. Aus den Beobachtungen und den anschließenden Modellrechnungen stellte sich heraus, dass die Größe dieses Wolkenfragments etwa bei maximal 1.000 AE liegt und eine Masse von nur rund 20 Jupitermassen besitzt, so dass der 10 Kelvin kalte Wolkenkern tatsächlich die Vorstufe eines hier entstehenden Braunen Zwergs darstellen könnte.

08.07.2012


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