Künstlerische Darstellung von zwei verschmelzenden Neutronensternen und der dabei erzeugten Gravitationswellen.
© MPI-IS / A. Posada
Referent: Dr. Andreas Flörs, GSI Darmstadt
Am 17. August 2017 gelang erstmals der Nachweis von Gravitationswellen, die von der Verschmelzung zweier Neutronensterne stammten, registriert mit den Laser-Interferometern LIGO und Virgo. Gleichzeitig wurde ein wochenlanges Nachleuchten im Röntgen- und Radiobereich sowie eine Kilonova beobachtet, deren Strahlung vom Ultravioletten bis in den Infrarotbereich reichte. Diese beispiellose weltweite Beobachtungskampagne, an der Dutzende Teleskope beteiligt waren, markierte den Beginn der sogenannten Multi-Messenger-Astronomie, in der Gravitationswellen und elektromagnetische Signale gemeinsam ausgewertet werden.
Die Kilonova von 2017 bestätigte eindrucksvoll, dass bei der Verschmelzung von Neutronensternen große Mengen schwerer Elemente entstehen, darunter Strontium, die Lanthanoiden, Gold und Uran. Damit wurde ein lange gehegter Verdacht aus der theoretischen Astrophysik bestätigt: Neutronensternkollisionen sind zentrale Produktionsstätten für den r-Prozess, bei dem in kurzer Zeit extrem viele Neutronen eingefangen werden und so mehr als die Hälfte aller chemischen Elemente im Periodensystem entsteht.
In diesem Vortrag werde ich eine Einführung in die Physik verschmelzender Neutronensterne geben, die außergewöhnliche Beobachtungskampagne von 2017 zusammenfassen und diskutieren, wie Neutronensternverschmelzungen zum Verständnis des Ursprungs der schweren Elemente im Universum beitragen.
Credit: Science Illustration: NASA, ESA, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), T. Hallas, and A. Mellinger
Referent: Stefan Karge, Amateurastronom, Frankurt
Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, und die benachbarte Andromeda Galaxie (M31) sind die beiden größten und zugleich massereichsten Galaxien in der Lokalen Gruppe.
Seit den 1910er Jahren ist nun bekannt, dass sich die beiden großen Galaxien auf einem Annäherungskurs befinden und gemäß neuerer Studien auf eine unausweichliche Kollision zusteuern.
Im Vortrag werden beide Hauptakteure vorgestellt und die verschiedenen Kollisionsszenarien gegenübergestellt. Aber ist die Kollision zwischen der Milchstraße und der M31 tatsächlich so unausweichlich?
Dieser Ausschnitt aus einer Computer-Simulation der Nasa zeigt zwei supermassereiche schwarze Löcher, die kurz vor der Verschmelzung sind. (Symbolbild) © Nasa’s Goddard Space Flight Center
Referentin: Dr. Silke Britzen, Max-Planck-Institut für Astronomie, Bonn
In den Zentren von Galaxien finden sich fast immer supermassereiche Schwarze Löcher. In unserer eigenen Milchstraße und in einer weit entfernten, aber dafür viel größeren Galaxie konnten diese zentralen Schwarzen Löcher sogar direkt nachgewiesen werden. Dies gelang erst vor wenigen Jahren durch die Bilder der Event Horizon Teleskop Kollaboration, an der Silke Britzen beteiligt ist.
Viele Forschende vermuten, dass es Galaxien mit zwei supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum geben muss. Diese sind allerdings noch nicht direkt nachgewiesen. Paare Schwarzer Löcher könnten – und sollten – in Kollisionen von Galaxien entstanden sein, die sich in unserem Universum immer wieder ereignen.
Im Laufe von hunderten Millionen Jahren nähern sich diese beiden Schwarzen Löcher immer weiter an. Letztendlich kommt es zur Verschmelzung der beiden Giganten. Dabei werden sehr starke Gravitationswellen ausgesendet – die Raumzeit selbst gerät ins Schwingen.
Diese Art von Gravitationswellen wird erst von zukünftigen Teleskopen aufgespürt werden können, aber bereits heute findet man Objekte, die verdächtige Radiostrahlung aussenden. Der Vortrag berichtet über den aktuellen Stand der spannenden Jagd nach den besten Kandidaten und die möglichen verräterischen Spuren von Schwarzen Löchern im Doppelpack.
Das Ende eines langen Lebens – Planetarischer Nebel ESO 577-24, A Fleeting Moment in Time, Credit: ESO
Referent: Harald Horneff, Volkssternwarte Darmstadt
Sie werden geboren, haben eine stürmische Jugend, leben lange Zeit still vor sich hin, um am Ende ein eher friedliches Ende zu finden.
Kommt Ihnen das bekannt vor? Bestimmt, denn so verläuft das Leben vieler Menschen. Doch hier geht es um Sterne, die in etwa die Masse unserer Sonne aufweisen. Deren „Lebenslauf“ ist aber eine spannende Geschichte, und die soll hier erzählt werden.
Dabei stößt man auf das Hertzsprung-Russel-Diagramm, die Welt der Kernfusion und am Ende der Reise auf Objekte, die ihre Existenz dem Untergang verdanken.
Kommen Sie mit auf eine Reise, die viele Milliarden Jahre währen und nie langweilig sein wird.
Am Ende eines kurzen Lebens – Neutronenstern SWIFT J0243.6+6124, Illustration of a neutron star emitting a jet, Credit: ICRAR/University of Amsterdam
Referent: Harald Horneff, Volkssternwarte Darmstadt
Sie entstehen, leben ein kurzes Dasein voller Energie, um am Ende in einem gewaltigen Feuerwerk ein Galaxien überstrahlendes Ende zu finden.
Diese wenigen Worte beschreiben den „Lebenslauf“ von Sternen mit Massen, die um einiges größer sind als die Masse unserer Sonne.
Begleiten wir einen massereichen Stern von der Geburt bis zum Tod und man stößt dabei, wie so oft, auf das Hertzsprung-Russel-Diagramm und die Welt der Kernfusion. Am Ende der Reise trifft man auf Objekte, die zum Extremsten zählen, was die Natur zu bieten hat.
Kommen Sie mit auf eine Reise, die zwar nur Millionen Jahre währen, aber nie langweilig sein wird.
A simulation of the formation of dark matter structures from the early universe until today.
Ralf Kaehler/SLAC National Accelerator Laboratory, American Museum of Natural History
Referent: Prof. Dr. Uwe Oberlack, Johannes-Gutenberg-Universität Mainz
85% der Materie im Universum ist grundsätzlich verschieden von der uns vertrauten Materie und erscheint vollständig transparent. Kein Licht wird durch sie emittiert oder absorbiert, nur ihre gravitative Wirkung ist bislang messbar.
Woraus schließen wir, dass es sogenannte “Dunkle Materie” gibt? Wir diskutieren in diesem Vortrag die Fülle an astronomischer und kosmologischer Evidenz für eine der ganz großen Rätsel unseres Universums. Wir sehen uns an, welche grundsätzlichen Möglichkeiten der Erklärung es für dieses Phänomen der “fehlenden Masse” gibt, und stellen dann ein paar plausible und überprüfbare Ideen vor.
Schließlich befassen wir uns mit der Möglichkeit des direkten Nachweises von Teilchen der Dunklen Materie im Untergrundlabor am Beispiel des Experiments XENON. Wenn Zeit bleibt, können wir auch noch einen Ausblick wagen in die Breite der Suchen nach Dunkler Materie – auf direkte und indirekte Art.
Künstlerische Darstellung der Geburt eines Sternes: Vertikale, helle Jets werden aus dem Zentrum der Gaswolke ausgestoßen, die ein massiver Baby-Stern um sich angesammelt hat.
Copyright: ESO/L. Calada
Referent: Prof. Dr. Christian Fend, Max Planck Institut für Astronomie, Heidelberg
Der Vortrag führt ein in das Thema astrophysikalischer Hochgeschwindigkeitsströumungen, sogenannter “Jets”.
Diese treten bei vielen, meist “jungen” astronomischen Objekten auf, z.B. bei Protosternen oder aktiven galaktischen Kernen, also auf höchst unterschiedlichen Energie- und Größenskalen. Manche extragalaktischen Jets scheinen sich sogar mit Überlichtgeschwindigkeit zu bewegen!
Wie werden diese Jets beobachtet? Was sind ihre Kenngrössen? Was treibt sie an?
Diesen Fragestellungen widmet sich der Vortrag. Es wird sich zeigen, dass einige zentrale Fragen hier noch unbeantwortet bleiben müssen – obwohl die theoretischen Grundlagen der Jet-Entstehung schon vor Jahrzehnten gelegt worden sind, und immer bessere Beobachtungsdaten vorliegen.
Ein Resultat scheint aber sicher, nämlich dass diese Strömungen durch starke Magnetfelder angetrieben und gebündelt werden!
Wormhole travel as envisioned by Les Bossinas for NASA, de.wikipedia.org, (c) Digital art by Les Bossinas (Cortez III Service Corp.), 1998
Referent: Prof. Dr. Dr. Patrick Diel, Amateurastronom
In der Science Fiction Literatur sind sie allgegenwärtig: Wurmlöcher durch die man in Sekunden von einer Seite der Galaxie zur anderen reisen kann. Reisen durch die Zeit. Raumschiffe die schneller fliegen als das Licht. Leben in Paralleluniversen.
Vor dem Hintergrund populärer Science Fiction Serien und Literatur werden in diesem Vortrag die astronomischen und kosmologischen Hintergründe derartiger Phänomene erläutert.