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Astronomie

Forscher schaffen es erstmals, gasförmige Kohlensäure zu isolieren

Meldung vom Mittwoch, 5. Januar 2011 - In Lehrbüchern stand lange Zeit, dass gasförmige Kohlensäure nicht existieren kann. Der Grund: Sie zerfällt sofort zu Wasser und Kohlendioxid. Forscher der TU Wien und der Universität Innsbruck haben nun den Gegenbeweis erbracht. Sie schafften es, Kohlensäure gasförmig zu isolieren und zu untersuchen. Demnach ist sie bei Temperaturen bis minus 30 Grad stabil. Die gewonnenen Daten der Wissenschaftler sind besonders für die Astronomie interessant. Sie könnten den Nachweis gasförmiger Kohlensäure im Weltraum ermöglichen. Vermutet wird sie zum Beispiel im Schweif von Kometen und auf dem Mars.

Quelle: DRadio Wissen

 

 

Neues vom Wasser auf dem Mars

Meldung vom 10.03.2008 - Astronomen entdecken alten See auf dem roten Planeten

Im Holden-Krater auf dem Mars befand sich wahrscheinlich einmal ein See, haben amerikanische Astronomen herausgefunden. Sie schließen das aus Aufnahmen der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter, die an den Rändern des Kraters feine Sedimente zeigen. Solche Partikel setzen sich typischerweise am Grund von Seen ab, wenn diese langlebig und relativ ruhig sind, berichten John Grant vom Smithsonian-Museum für Luft und Raum in Washington und seine Kollegen. Die Forscher konnten auf den Bildern zusätzlich eine Gesteinsart ausmachen, die nur nach kraftvollen Einschlägen entsteht. Dies zeige, dass der Holden-Krater innerhalb des Holden-Bassins tatsächlich durch den Aufprall eines großen Objekts entstanden sei.

Das Holden-Bassin ist eine sehr alte Formation, die sich vor langer Zeit gebildet hat. Ebenfalls durch einen Meteoriteneinschlag hervorgerufen, durchzogen das Bassin vor Entstehung des Holden-Kraters große Kanäle, die Wasser führten und Sedimente in der Formation ablagerten. Dieser erste See blieb wohl über mehrere tausend Jahre bestehen, bis ein zweiter Einschlag den kleineren Krater bildete. Bei dem Einschlag wurden Gesteinsblöcke von bis zu 50 Metern Größe in die Luft geschleudert, die chaotisch wieder zu Boden fielen und zum Teil mit den feineren Seesedimenten verbackten. Auf diese Weise bildeten sich die sogenannten Megabrekzien, die der Mars-Orbiter nun fotografierte.

Mit Hilfe des High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) an Bord der Raumsonde konnten die Wissenschaftlern um Grant aber noch mehr erkennen: Auf den Brekzien befand sich wiederum eine Schicht von Sedimenten, die Messungen mit dem Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer (CRISM) zufolge mindestens zu fünf Prozent aus Ton besteht.

"Der Ursprung dieser Tone ist ungewiss, stammen sie aber aus unserem hypothetischen See, zeigen sie ruhige und lebensfreundliche Bedingungen an", berichtet Grant. Doch auch die Tone sind nicht die letzte Schicht im Holden-Krater: An oberster Position liegt eine mit Gesteinsbrocken gespickte Schuttschicht, die typischerweise von reißenden Flüssen abgelagert wird. Die Forscher um Grant glauben, dass eine riesige Flutwelle aus dem Holden-Bassin über die Wände des Holden-Kraters hinabstürzte, die alten Seesedimente und Gesteinsbrocken von bis zu 80 Metern Größe fortriss und nur den Schutt zurückließ. "Das dazu nötige Wasservolumen muss spektakulär gewesen sein", meint Grant. Er schätzt, dass dafür etwa 4.000 Kubikkilometer Wasser nötig waren, was dem 80-fachen der Wassermenge des Bodensees entspricht. Länger als einige hundert Jahre hätte dieser See aber nicht bestanden, so Grant.

Der Holden-Krater ist eine der sechs möglichen Landestellen, die die Nasa für ihr Mars Science Laboratory in Betracht zieht. Die Mission soll nächstes Jahr starten.

John Grant (Smithsonian-Museum, Washington) et al.: Geology, Band 36, S. 195

wissenschaft.de – Livia Rasche

Lawinenwarnung für den Mars

Meldung vom 06.03.2008 - Forscher rätseln über die Ursache der Rutschung in der Nähe des Nordpols

Die Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter hat erstmals eine Lawine auf dem Mars fotografiert. Wie die amerikanische Raumfahrtagentur Nasa bekannt gab, ist auf einer Falschfarben-Aufnahme vom 19. Februar eine ausgedehnte Staubwolke am Fuß eines steilen Hangs in der Nähe des Nordpols zu erkennen. Die Nasa-Forscher vermuten, dass sie ein Gemisch aus Staub und Eis auf den Film bannten, das vom Rand der Felswand in die Tiefe stürzte.

Auf dem Mars ist geologisch gesehen wenig los. Große Teile seiner Oberfläche sehen schon seit Jahrmillionen so aus wie heute. Einzig planetenweite Staubstürme und sogenannte Staubteufel wirbeln hin und wieder ein wenig Dreck auf. Umso größer war die Überraschung bei Ingrid Daubar-Spitale von der University of Arizona, als sie die Staubwolke entdeckte. "Es ist großartig, so etwas Dynamisches auf dem Mars zu sehen, ich war wirklich verblüfft", erzählt sie. Eigentlich hatten sie und ihre Kollegen nach Veränderungen bei einigen Dünen in der Nähe des Pols gesucht. Da auf der Nordhalbkugel des roten Planeten gerade der Frühling angebrochen ist, könnte sich in den Hügeln verborgenes Eis
durch die steigenden Temperaturen auflösen.

Womöglich löste das Tauwetter auch die Lawine aus. Die Rutschung trat an einem 700 Meter hohen, steilen Südhang mit einer Neigung von bis zu 60 Grad auf. Am linken Bildrand ist der Rand der Eiskappe zu sehen, die den Nordpol des Mars bedeckt und die zum großen Teil aus Kohlendioxid besteht. Im Laufe des Frühlings wird sich das Eis weiter zurückziehen.

Die Forscher nehmen an, dass die Lawine aus Eis, Staub und vielleicht auch größeren Brocken bestand, die sich am oberen Rand des Abhangs lösten, in die Tiefe fielen und schließlich am sanfter abfallenden Teil der Klippe auf den Boden prallten, wobei die Staubwolke entstand. Schatten auf dem Boden zeigen, dass die Wolke tatsächlich ein dreidimensionales Gebilde ist.

Bislang hatten Planetenforscher zwar vermutet, dass auf dem Mars Lawinen auftreten, aber sie hatten noch keinen direkten Nachweis dafür. Dicke Felsbrocken, die sich am Fuß von Abhängen gesammelt hatten, sprachen aber dafür, dass zuweilen Steine von oben herabfallen.

Die nun beobachtete Lawine könne Aufschlüsse darüber geben, wieviel Eis die roten Schichten in der Nähe des Mars-Nordpols enthalten. Die Nasa-Forscher wollen größere Lawinen-Trümmer während des kommenden Sommers genau beobachten. Wenn sie Eis enthalten, sollte sich dieses bei steigenden Temperaturen auflösen, die Brocken müssten schrumpfen. "Wir werden weitere Bilder von dieser Region machen, um zu sehen, ob Lawinen auch im Sommer auftreten oder nur im Frühling", sagt Patrick Russell von der Universität Bern. "So können wir den Wasserkreislauf des Mars besser verstehen."

Mitteilung der Nasa

wissenschaft.de - Ute Kehse


Rätselhafter Geschwindigkeitsschub

Meldung vom 01.03.2008 - Raumsonden flogen schneller als erwartet

Auf Raumsonden, die die Schwerkraft der Erde für Bahnkorrekturen nutzen, wirken unbekannte Kräfte. Das beobachteten Nasa-Forscher erstmals 1990, als die Raumsonde Galileo Schwung für ihren Flug zum Jupiter holte. Die Swingby-Manöver von vier weiteren Raumschiffen bestätigten, dass man offenbar noch nicht alles über die Schwerkraft weiß, schreiben Forscher um John Anderson vom Jet Propulsion Laboratory.

Die Bahnkurven der Raumschiffe Galileo, Cassini, Near, Rosetta und Messenger wurden von der Bodenkontrolle mit Radargeräten genauestens verfolgt. Schon 1990, beim Vorbeiflug von Galileo, zeigten die Messungen eine nicht vorhergesehene Beschleunigung der Sonde an, die zwar im Verhältnis zur Gesamtgeschwindigkeit winzig war, die die Forscher aber nicht erklären konnten. Anderson und seine Kollegen analysierten nun auch die Bahnkurven der anderen Vorbeiflüge und stellten fest, dass die Zusatz-Beschleunigung umso stärker ausfiel, je asymmetrischer die Bahn der Sonde in Bezug auf den Äquator verlief.

Die Raumsonde Near beispielsweise näherte sich der Erde von schräg oben, hatte ihren erdnächsten Punkt etwa auf dem 45. nördlichen Breitengrad und entfernte sich dann wieder. Bei Near fiel der Geschwindigkeitsüberschuss besonders groß aus, er betrug 13 Millimeter pro Sekunde. Das, so schreiben Anderson und Kollegen, war wesentlich größer als die Messgenauigkeit von 0,1 Millimeter pro Sekunde.

Die Forscher versuchten, eine Erklärung zu finden und berechneten den Einfluss von zahlreichen physikalischen Phänomenen, von den Gezeiten bis hin zum Sonnenwind. Vergeblich: Nicht einmal die Allgemeine Relativitätstheorie, die eine Beschleunigung durch die von der Erdrotation mitgewirbelten Raumzeit ("Lense-Thirring-Effekt") vorhersagt, konnte den Effekt erklären. Die Forscher fanden auch keine Fehlerquelle, die eine systematische Verzerrung der Ergebnisse hätte verursachen können.

Es gelang ihnen aber, eine empirische Formel für den Effekt zu entwickeln. Die Änderung der Geschwindigkeit hängt darin von Anflugwinkel und Abflugwinkel im Verhältnis zum Äquator ab. Der jüngste Vorbeiflug der Raumsonde Rosetta im November 2007 und deren nächster Besuch 2009 könnten den Verdacht bestärken, dass die Allgemeine Relativitätstheorie nicht der Weisheit letzter Schluss ist.

Dass irgendetwas mit den Formeln nicht stimmen kann, hatte schon die Bahn der Raumsonde Pioneer vermuten lassen. Auf ihrem Weg in den interstellaren Raum bewegte sich die Sonde ebenfalls schneller, als es die gültige Physik erwarten ließ. Eine überzeugende Erklärung steht bislang aus.

John Anderson (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena) et al.: Physical Review Letters, im Druck

wissenschaft.de - Ute Kehse


Merkurs unerwartete Eigenheiten

Meldung vom 01.02.2008 - Nasa präsentiert erste Ergebnisse des Messenger-Vorbeiflugs

Die Raumsonde Messenger hat bei ihrem Vorbeiflug am 14. Januar genau 1.213 Bilder vom Planeten Merkur aufgenommen. Die erste Analyse der Bilder stellten die beteiligten Wissenschaftler auf einer Pressekonferenz vor. Die Aufnahmen belegen erstmals, dass Merkur in seiner Jugend vulkanisch aktiv war und dass er dem Mond noch weniger ähnelt, als die Planetenforscher bislang dachten.

"Wir sehen jetzt einen völlig anderen Planeten als vor dreißig Jahren", sagte Robert Strom von der University of Arizona, der schon an der ersten Merkur-Mission Mariner-10 in den 1970er Jahren beteiligt war. Die größte Überraschung auf den neuen Bildern war eine merkwürdige Landschaftsform inmitten des Caloris-Beckens, die die Forscher "Spinne" nannten. Mehr als hundert flache Gräben bewegen sich wie Strahlen von einem 40 Kilometer großen Meteoritenkrater weg. Die Forscher vermuten, dass es sich um Dehnungsrisse handelt. Wie sie entstanden sind, ist aber ein Rätsel. Nirgendwo im Sonnensystem gibt es ein ähnliches Gebilde.

Über das riesige Caloris-Becken – einen der größten Krater des Sonnensystems, den Mariner-10 vor 33 Jahren nur halb fotografierte – brachte der Vorbeiflug ebenfalls neue Erkenntnisse. Aus der Zahl kleiner Krater, die sich innerhalb des Beckens befinden, ließ sich sein Alter auf 3,8 oder 3,9 Milliarden Jahre bestimmen. Es entstand demnach während eines heftigen Meteoritenhagels, des so genannten "Late Heavy Bombardment", als auch der Mond von mehreren riesigen Meteoriten getroffen wurde. Anders als die Maria auf dem Mond, die sich nach den Einschlägen mit dunklem Basalt aus dem Inneren füllten, ist das Caloris-Becken allerdings heller als die Umgebung. Das Messenger-Team rätselt noch, ob es sich um Gestein handelt, das durch den Einschlag aus der Tiefe nach oben befördert wurde, oder um Lava, die aus den Tiefen des Merkur-Mantels nach oben floss. Den Durchmesser des Beckens revidierten die Forscher von 1.300 auf 1.550 Kilometer.

Obwohl Merkur auf den ersten Blick dem nur wenig kleineren Erdmond ähnelt, zeigen die Bilder, dass die beiden Himmelskörper ansonsten nur wenig gemein haben. Schon Merkurs Krater sehen anders aus. Da Merkur eine relativ hohe Dichte besitzt, ist seine Schwerkraft viermal so groß wie die des Mondes. Die Anziehungskraft zieht ausgeworfenes Gestein daher schneller wieder zurück zur Oberfläche. Dementsprechend entdeckte das Messenger-Team eine Reihe sogenannter sekundärer Krater, die von herabfallenden Trümmern eines größeren Einschlags erzeugt wurden.

Das Magnetfeld des Planeten hat sich seit der Begegnung mit Mariner-10 kaum in seiner Stärke verändert. Die Messenger-Daten belegen nun erstmals, dass es die Form eines Dipols hat. Erst weitere Messungen während der kommenden Vorbeiflüge und der einjährigen Mission in der Umlaufbahn können aber wahrscheinlich das Rätsel lösen, wie das Feld im Inneren des kleinen Planeten erzeugt wird.

Insgesamt zeigte sich der wissenschaftliche Projektleiter, Sean Solomon von der Carnegie Institution in Washington, sehr zufrieden mit dem Manöver. "Die Begegnung war nahezu perfekt, und wir sind froh, dass wir inzwischen alle Daten auf der Erde haben", sagte der Forscher. Er und seine Kollegen fiebern nun dem nächsten Vorbeiflug am 6. Oktober 2008 entgegen. Dann wird endlich der Blick auf die letzten weißen Flecken der Merkur-Oberfläche frei. Ein Viertel des Planeten ist bislang noch völlig unbekannt.

wissenschaft.de - Ute Kehse


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by Dr. Radut