Suchen nach: kann ein planet nur aus wasser sein

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11.04.2007 • Nachricht • Forschung

Exoplanet mit Wasser

Erstmals wurde Wasser auf einem Planeten außerhalb unseres Sonnensystems nachgewiesen. Der Exoplanet HD 209458b besitzt erhebliche Mengen Wasserdampf in seiner Atmosphäre

Das wohltemperierte RevierYiannis Tsapras, Markus Hundertmark und Joachim Wambsganß • 4/2018 • Seite 18

Das wohltemperierte Revier

Neue Messungen und Analysen weisen auf eine felsige Struktur bei den Planeten des Sterns Trappist-1 hin. Die erdähnlichen Planeten könnten Atmosphären sowie flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche besitzen.

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16.03.2007 • Nachricht • Forschung

Gefrorener Ozean am Mars-Südpol

Der Mars hat an seinem Südpol ein Meer aus Eis. Die Eisschicht soll so groß sein, dass sie beim Abschmelzen den gesamten Planeten etwa elf Meter hoch mit Wasser bedecken würde.

Die Geschwister der ErdeUlrich Christensen und Norbert Krupp • 5/2009 • Seite 31

Die Geschwister der Erde

Die Erde lässt sich besser verstehen, wenn wir ihre nahen Verwandten genauer kennen. Daher haben viele Raumsonden die Planeten und Monde unseres Sonnensystems unter die Lupe genommen und dabei u. a. Vulkanismus gefunden, der Auskunft über das Innere eines Himmelskörpers gibt. Einige Planeten besitzen ein Magnetfeld, das sich in den planetaren Raum ausbreitet und wie ein Schutzschild wirkt. Spannend bleibt die Suche nach Wasser auf anderen Planeten und Monden. Kann es dort Leben geben? Zusätzlich zur gedruckten Fassung enthält die Online-Version des Artikels eine Tabelle der geplanten und abgeschlossenen Planetenmissionen.

27.02.2004 • Nachricht • DPG

Mars-Gewässer und Plasma-Feuer

Von der Planetenforschung bis zur Zellbiologie reicht die Themenpalette, die die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) mit ihrer Frühjahrstagung an der Universität Kiel abdeckt.

1/1995 • Seite 1

Festschrift, Teil 1

Schritte zum LebenThomas K. Henning • 10/2017 • Seite 35

Schritte zum Leben

Neue experimentelle Methoden und die Entdeckung erdähnlicher Exoplaneten bieten vielversprechende Ansätze, um der Entstehung des Lebens auf die Spur zu kommen.

Die Frage nach dem Ursprung des Lebens ist alt und trotz vieler Ansätze noch unbeantwortet. Die Entdeckung extrasolarer Gesteinsplaneten hat das Interesse daran neu entfacht und in einen astronomischen Kontext gestellt. Neue Konzepte, um den Übergang von lebloser zu lebender Materie zu verstehen, erfordern es, physikalische und chemische Perspektiven stärker zu berücksichtigen.

Die Entstehung des Lebens auf der Erde und möglicherweise auf anderen erdähnlichen (terrestrischen) Planeten steht am Ende einer langen Kette von Entwicklungsprozessen im Universum, von der Bildung der Galaxien bis hin zur Entstehung von Sternen und der mit ihnen verbundenen Planetensysteme [1, 2]. Die Entwicklung von Sternen hängt wiederum unmittelbar mit der Kernsynthese der für das Leben notwendigen Elemente zusammen, seien es Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff oder Phosphor und Schwefel. Zusammen mit Wasserstoff bilden sie die Grundelemente für die DNA, welche die Erb­information trägt, und die in Proteinen vorkommenden Aminosäuren.

Unterdessen deuten viele astronomische Beobachtungen darauf hin, dass die Mehrzahl der Planeten Gesteinsplaneten sind, wie etwa der kürzlich um den sonnennächsten Stern Proxima Centauri entdeckte Planet [3] (Abb. 1). Dieser gehört zu einer Handvoll bislang entdeckter Gesteinsplaneten, die sich in der „bewohnbaren“ Zone befinden (Abb. 2), also dort, wo flüssiges Wasser existieren könnte. Proxima Centauri (Spektralklasse M6) ist allerdings ein sehr aktiver Stern, sodass unklar bleibt, ob tatsächlich Wasser auf dem Planeten existieren kann...

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Die Suche nach der zweiten ErdeLisa Kaltenegger • 2/2012 • Seite 25

Die Suche nach der zweiten Erde

Unter den vielen entdeckten Exoplaneten könnten auch solche sein, die Leben tragen. Die große Herausforderung ist, dies aus riesiger Entfernung nachweisen zu können.

Mit der Entdeckung der ersten erdähnlichen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems ist die faszinierende Frage nach Leben im All ins Blickfeld der Forschung geraten. Die spektralen Signaturen in den Atmosphären extrasolarer terrestrischer Planeten könnten dafür die entscheidenden Indizien liefern. Die Entdeckung einer „zweiten Erde“ wäre damit in naher Zukunft greifbar.

Gibt es Leben in All? Diese Frage beschäftigte schon antike Philosophen wie Lukrez, der über „andere Erden“ spekulierte. Im Mittelalter postulierte Giordano Bruno nicht nur ein unendliches All, sondern auch, dass „unzählige Welten ähnliche dieser Erde“ existieren. Für viele Jahrhunderte blieb die Frage nach Planeten und erst recht Leben außerhalb unseres Sonnensystems rein philosophisch. Nicht einmal zwanzig Jahre ist es her, dass der Schweizer Astronom Michel Mayor mit seinem Mitarbeiter Didier Queloz im Jahr 1995 erstmals einen Planeten um einen Stern im Sternbild Pegasus ähnlich unserer Sonne entdeckte, was ein amerikanisches Team kurz danach bestätigte. Vorher hatte es allerdings schon Beobachtungen gegeben, die zumindest Rückschlüsse auf die Existenz von Exoplaneten erlaubten, wie z. B. ein substellares Objekt und drei Planeten, die um die Überreste eines Sterns (Pulsar) kreisten. Doch erst mit der Entdeckung von 51 Pegasi b, einem heißen Gasplaneten, war die Existenz extrasolarer Planeten unzweifelhaft erwiesen.

Heute halten die Entdeckungen kleiner, teilweise felsiger Planeten die Welt der Astronomie in Atem. Die Frage, wie nah wir davor stehen, eine „zweite Erde“ zu entdecken, ist ins Zentrum des Interesses gerückt. Könnten um andere Sterne Planeten kreisen, die Leben tragen? Darauf gibt es (noch) keine Antwort, aber durchaus mögliche Indizien. ...

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09.10.2006 • Nachricht • Panorama

«Grand Canyon» auf dem Mars

NASA begeistert über Panoramabilder. «Es ist, als stehe man am Grand Canyon und habe die Gelegenheit, von verschiedenen Seiten hinunterzublicken, bevor man hinabsteigt».

Auf zu fernen, bewohnbaren WeltenRuth Titz-Weider, Ulrich Köhler und Heike Rauer • 6/2013 • Seite 22

Auf zu fernen, bewohnbaren Welten

Das Kepler-Team vermeldet die Entdeckung zweier etwa erdgroßer Planeten in der habitablen Zone.

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16.10.2025 • Nachricht • Forschung

Nachschub aus dem All

Die Proto-Erde bildete sich in drei Millionen Jahren, lebensnotwendige Elemente wie Wasser oder Kohlenstoffverbindungen jedoch brachte erst eine spätere planetare Kollision.

Hinrich Meyer • 1/2008 • Seite 19

Kandidatenkür für kosmische Beschleuniger

Die Pierre-Auger-Kollaboration findet Hinweise darauf, dass Aktive Galaktische Kerne kosmische Teilchen auf höchste Energien beschleunigen.

Leben in nächster Nachbarschaft?Pia Friend • 5/2020 • Seite 28

Leben in nächster Nachbarschaft?

Unter der Eiskruste des Saturnmondes Enceladus könnten einfache Lebensformen existieren.

Flüssiges Wasser, Energie und Bausteine organischer Chemie gelten als Voraussetzung für die Entwicklung des Lebens auf der Erde. Eine Mission zum Saturnmond Enceladus könnte klären, ob dort ebenfalls Leben möglich ist.

Ob die Erde der einzige Ort im Universum ist, an dem es Leben gibt, beschäftigt die Menschheit bis heute so sehr, dass der jüngste Physik-Nobelpreis die Entdeckung eines Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern auszeichnete. Bei der Suche nach extraterrestrischen Lebensformen geht es zunächst meist darum, flüssiges Wasser zu finden. Daher ist die „habitable Zone“ definiert als der Abstandsbereich, in dem sich ein Planet von seinem Zentralgestirn befinden muss, damit Wasser dauerhaft in flüssiger Form als Voraussetzung für erdähnliches Leben auf der Oberfläche vorliegen kann.

Wasser allein reicht jedoch nicht aus, um Organismen hervorzubringen. Astrobiologen zählen außerdem eine konstante Energiequelle und „biogene“ Elemente, darunter Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel oder Phosphor, als Grundvoraussetzungen auf. Entsprechend beschreiben auch Evolutionsbiologen das Milieu um die sogenannten Schwarzen und Weißen Raucher am Boden der Tiefsee als das optimale Szenario, in dem wahrscheinlich vor mehr als 3,8 Milliarden Jahren aus leblosen Kohlenstoffverbindungen die ersten, wenngleich noch primitiven Lebensformen des Planeten Erde entstanden.

Bei diesen Rauchern handelt es sich um hydrothermale Quellen, angetrieben durch geologische Aktivität: Heißes, mit alkalinen Elementen und Sulfiden angereichertes Wasser dringt aus der Erdkruste durch das Gestein. Beim Kontakt mit dem kalten, pH-sauren Ozeanwasser fallen die mitgeführten Stoffe aus und bilden die Schornsteine der Raucher. Außerdem entstehen kleine Partikel die – je nach Zusammensetzung – als schwarze oder weiße Wolken aus den Schornsteinen quellen. Solche Umgebungen, in denen Wasser, Energie und Bausteine organischer Chemie vorliegen, gelten als Voraussetzung, um extraterrestrisches Leben zu ermöglichen. Diese Bedingungen könnten auf Exoplaneten vorliegen. Allem Anschein nach finden sie sich aber auch weit außerhalb der habitablen Zone unseres Sonnensystems, beispielsweise auf dem Saturnmond Enceladus. (...)

 

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Maike Keuntje • 4/2009 • Seite 8

Weltraumteleskop Kepler: Allein im All?

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07.12.2011 • Nachricht • Forschung

Kepler-22b: bewohnbar oder doch eher unwirtlich?

Das Kepler-Weltraumteleskop entdeckt einen Exoplaneten mit dem 2,4-fachen Erdradius, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist. Für die Nasa ein „Meilenstein auf der Suche nach einer Zweiten Erde“. Doch zahlreiche Experten äußern Skepsis.

Ein Planet in unserer NachbarschaftHeike Rauer, Mareike Godolt und Philipp Eigmüller • 11/2016 • Seite 22

Ein Planet in unserer Nachbarschaft

In der habitablen Zone von Proxima Centauri wurde ein Planet mit einer erdähnlichen Masse entdeckt.

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18.07.2024 • Nachricht • Panorama

Von der Venus lernen

Vergleichende Erforschung von Erde und Venus soll besseres Verständnis der Klimastabilität und Bewohnbarkeit von Planeten ermöglichen.

Wasser – ein besonderer StoffUdo Kaatze • 10/2017 • Seite 41

Wasser – ein besonderer Stoff

Die faszinierenden Eigenschaften von Wasser lassen sich nicht allein durch die Existenz von Wasserstoffbrückenbindungen erklären.

Der einfache Aufbau von Wassermolekülen aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen lässt nicht ahnen, wie zahlreich die Anomalien des Wassers sind. Die Fähigkeit, Wasserstoffbrücken­bindungen aufzubauen, reicht nicht aus, um alle Besonderheiten zu erklären. Erst das Einbeziehen des komplizierten Zusammenspiels mit weiteren Eigenschaften des Mole­küls erlaubt ein tieferes Verständnis.

Wasser ist auf unserem Planeten allgegenwärtig und zugleich die einzige Substanz, die unter natürlichen Bedingungen in allen drei Aggre­gatzuständen existiert. Wasser ist die Grundlage unseres Lebens und beeinflusst es auf globalen und mikroskopischen Skalen. Es bedeckt mehr als 70 Prozent der Erde – in Form von Ozeanen, Seen, Flüssen, Gletschern und den Eiskappen sowie als Grundwasser. Das weitgehend ausgeglichene Klima unserer Erde beruht auf seiner hohen Wärmekapazität. Die Atmosphäre enthält nur einen geringen Anteil von etwa 10–5 des gesamten Wassers als Dampf, Wolken oder Regentropfen. Weil dieses Wasser 37-mal pro Jahr ausgetauscht wird, ergibt sich eine enorme Regenmenge von 2,2  1014 m3 [1]. Das entspricht einer gleichmäßigen Überdeckung der Erdoberfläche mit einer Wasserschicht von 44 cm. Der Wasseraustausch beeinflusst das Wetter maßgeblich und versorgt Pflanzen als Regen mit der für das Wachsen und Überleben notwendigen Wassermenge. Kontinuierlich greift der Niederschlag geologische Strukturen und menschliche Bauten bis hin zur Zersetzung an.

Die enorme Bedeutung von Wasser für die Biosphäre verdeutlicht bereits der hohe Wasseranteil von Lebewesen. Wir Menschen bestehen im Mittel aus bis zu 70 Prozent Wasser, bei wirbellosen Meerestieren steigt dieser Anteil auf bis zu 96 Prozent. Molekulare Lebensvorgänge verlaufen nahe­zu ausschließlich in wässriger Phase. Dabei ist Wasser nicht nur neutrales Medium, in dem spezifische Partner chemisch reagieren, während seine große Wärmekapazität und Verdampfungswärme für optimale Temperaturen sorgen. Vielmehr beeinflussen seine speziellen Eigenschaften biologische Strukturen wie die Doppelhelixstruktur der DNS und die Konformation von Proteinen, sodass es eine wesentliche Komponente in der Wirkungsweise von Lebensvorgängen auf molekularer und zellulärer Ebene darstellt...

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04.08.2011 • Nachricht • Forschung

Flüssiges Wasser auf dem Mars entdeckt

Neue Bilder der NASA-Raumsonde „Mars Reconnaissance Orbiter“ zeigen erstmals Spuren von fließendem Wasser auf der Mars-Oberfläche, damit rückt die Suche nach Leben auf dem Roten Planeten immer näher.

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26.03.2007 • Nachricht • Forschung

Mars-Ausstellung in 3D

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) präsentiert "Das neue Bild vom Nachbarn Mars" in Münster. Die Ausstellung zeigt faszinierende 3-D-Bilder vom Mars.

Wasser in GrenzenStephan Gekle • 11/2015 • Seite 29

Wasser in Grenzen

An Grenzflächen bilden Wassermoleküle eine Schicht mit völlig neuartigen Eigenschaften.

Flüssiges Wasser und Eis sind zwar chemisch identisch, haben aber physikalisch völlig unterschiedliche Eigenschaften. Weit weniger geläufig ist die Tatsache, dass Wasser auch im flüssigen Zustand nicht immer gleich ist. Grund ist die räumlich ausgedehnte Struktur des Netzwerks aus Wasserstoffbrücken. Wird dieses nämlich von einer Grenzfläche durchschnitten, entsteht ein neuer Typus flüssigen Wassers: Grenz­flächenwasser. Dessen Eigenschaften unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht und oft fundamental von normalem, flüssigem Wasser („Bulk“-Wasser).

Flüssiges Wasser ist die wichtigste Substanz auf unserem Planeten, ohne die Leben in der bekannten Form nicht möglich wäre. Jahrzehntelange Forschung hat zu einem guten, wenngleich längst nicht vollständigen, Verständnis von Bulk-Wasser auf mole­kularer Ebene geführt. In direkter Nachbarschaft zu einer Begrenzung jedoch bilden die Wassermoleküle eine dünne Schicht mit oftmals gänzlich neuen Eigenschaften. Dieses Grenzflächenwasser, das z. B. in der Umgebung von Zellmembranen, Proteinen oder auch makroskopischen Oberflächen auftritt, ist in den letzten Jahren zunehmend in den Fokus der wissenschaftlichen Anstrengungen von Physikern, Chemikern und zum Teil auch Biologen gerückt. In lebenden Zellen ist die Konzentration an biologischen Molekülen oft sogar so hoch, dass ein Großteil des Wassers in solchen Grenzschichten vorliegt [1]. Trotzdem galt Wasser lange Zeit nur als passive Hintergrundsubstanz für biologische Prozesse − deutlich weniger interessant als Proteine oder DNA. Inzwischen aber wird die zentrale Rolle von Wasser als aktiver, gleichwertiger Partner in der Maschinerie des Lebens immer deutlicher.

Flüssiges Wasser bildet ein molekulares Netzwerk, in dem jedes Wassermolekül mit durchschnittlich knapp vier Nachbarn verbunden ist. Zentrales Bindeglied sind dabei die Wasserstoffbrücken (H-Brücken). Bei diesen handelt es sich um intermolekulare Bindungen zwischen einem partiell positiv geladenen Wasserstoffatom und einem partiell negativ geladenen Partner. In reinem Wasser ist letzterer immer das Sauerstoffatom eines anderen Wassermoleküls, an Grenzflächen jedoch können auch H-Brücken zwischen Wasser und dem begrenzenden Molekül entstehen. Die Bindungsenergie einer typi­schen Wasserstoffbrücke in Wasser liegt bei etwa 4kBT. In reinem flüssigen Wasser besitzt jedes Molekül im Schnitt nHB = 3,5 H-Brücken [1]. Die Tatsache, dass nHB < 4 ist, also kleiner als die Zahl der Bindungen in einer idealen tetraedrischen Struktur, belegt den Einfluss thermischer Fluktua­tionen und den transienten Charakter des Netzwerks...

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Wolfgang Buck • 12/2006 • Seite 37

Das Kelvin wird ''universal''

Im Zuge der Französischen Revolution gab es große Anstrengungen, das damals verworrene Messwesen zu vereinheitlichen. So sollte z. B. das Längenmaß nicht mehr „auf der Armlänge eines König basieren". Heute stellt sich die Suche nach universellen Maßeinheiten aufs Neue: Die Basiseinheiten sollen künftig mit Hilfe von Naturkonstanten definiert werden, um sie so unabhängig von physikalischen Maßverkörperungen, sog. Artefakten, oder speziellen Messvorschriften zu machen. Auch das „Kelvin", die Einheit der Temperatur, gilt es nun neu zu definieren.

DLR / Alexander Pawlak • 10/2021 • Seite 6 • DPG-Mitglieder

Cosmic Kiss: Leidenschaft für den All-Tag

Matthias Maurer ist bereit für seine erste Mission zur Internationalen Raumstation.

Kerstin Sonnabend • 10/2021 • Seite 7 • DPG-Mitglieder

Materie im Extremzustand

Am European XFEL erweitert die Helmholtz International Beamline for Extreme Fields die Experimentiermöglichkeiten.

3/2022 • Seite 1

Physik in unserer Zeit 3/2022

Physik in unserer Zeit 3 2022Titelbild

Wasser unter Extrembedingungen

Welche Rolle Wasser in der Dynamik des Inneren von Erde und Planeten sowie in vielen astrophysikalischen Prozessen spielt, ist noch weitgehend unklar. Dies liegt hauptsächlich an der Unzugänglichkeit solcher Orte.
Daher kommt Laborexperimenten, die extreme Bedingungen im Inneren
von Planeten und im Weltall zugänglich machen, eine hohe Bedeutung zu. In Kombination mit modernen Methoden zur Aufklärung der Struktur und Dynamik erlauben diese Methoden, Befunde aus der Ferne zu treffen.

Bild: NASA/JPL-Caltech

 

Editorial

Free Access

Wasser – mehr als ein Molekül

Gerhard Grübel

Inhalt: Physik in unserer Zeit 3/2022

Treffpunkt Forschung

Leicht, leichter, Neutrinos: Teilchenphysik

Enrico Ellinger, Leonard Köllenberger, Lisa Schlüter

Neutrinos sind die häufigsten Materieteilchen im Universum. Aber viele ihrer Eigenschaften wie ihre Masse sind bis heute unbekannt. Das Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment (KATRIN) stellt nun die neuen Ergebnisse der aufwendigsten Massenbestimmung der Geschichte vor: Neutrinos sind leichter als 0,8 eV, was weniger als einem Fünfhunderttausendstel der Elektronenmasse entspricht.

Den Ursprung des Magnetsinns entschlüsseln: Magnetorezeption

M. Renee Bellinger, Uwe Hartmann, Michael Winklhofer

Singvögel und Lachsfische sind die bekanntesten Beispiele von Tieren, die sich bei ihren langen Wanderungen auch am Magnetfeld der Erde orientieren. Der Nachweis von kleinen Clustern aus Magnetit in den Sinneszellen von Lachsfischen weist nun auf hochinteressante evolutionäre Entwicklungen, ausgehend von Archäen, hin.

Tauwetter auf dem Mars: Planetenforschung

Zunehmende Temperaturen auf der Südhalbkugel des Roten Planeten lassen das Eis auf den Dünen schmelzen.

Krebsforschung mit laserbeschleunigten Protonen: Protonentherapie

Florian Kroll, Karl Zeil, Florian-Emanuel Brack, Elke Beyreuther

Durch Hochleistungslaser getriebene Protonenquellen stellen eine interessante Ergänzung zu konventionellen Protonenbeschleunigern dar, insbesondere für die radiobiologische Forschung. Unserem interdisziplinären Forschungsteam ist es erstmals gelungen, eine radiobiologische Kleintierstudie mit laserbeschleunigten Protonen durchzuführen.

Physics News

Artikel

Open Access

Wasser in der Erde und in kosmischen Eiswelten: H2O unter extremen planetarischen Bedingungen

Thomas Loerting, Hanns-Peter Liermann

Description unavailable

Welche Rolle Wasser in der Dynamik des Inneren von Erde und Planeten sowie in vielen astrophysikalischen Prozessen spielt, ist noch weitgehend unklar. Dies liegt hauptsächlich an der Unzugänglichkeit solcher Orte. Daher kommt Laborexperimenten, die extreme Bedingungen im Inneren von Planeten und im Weltall zugänglich machen, eine hohe Bedeutung zu. In Kombination mit modernen Methoden zur Aufklärung der Struktur und Dynamik erlauben diese Methoden, Befunde aus der Ferne zu treffen.

Bild: NASA/JPL-Caltech

Open Access

Auf dem Weg zum Replikator: Volumetrischer 3D-Druck

Martin Regehly, Stefan Hecht

Description unavailable

„Tee, Earl Grey, heiß!”: In der Science-Fiction-Serie Star Trek produzieren Replikatoren, in Sekundenschnelle und scheinbar aus dem Nichts, Bauteile und Dinge des täglichen Bedarfs. Der Traum, diese Wundermaschinen zu realisieren, inspiriert Wissenschaft und Industrie seit Langem. Konventionelle 3D-Drucker waren der erste Schritt, doch nun ist eine neue Technologie für die schnelle Erzeugung von Objekten direkt im freien Volumen eines Ausgangsmaterials im Entstehen.

Doppelpack für genauere Wetterdaten: Drei Generationen Meteosat-Wettersatelliten

Jörg Asmus

Description unavailable

Hagel, Starkwind, Starkniederschläge und Überschwemmungen: Extreme Unwetter werden durch den Klimawandel häufiger. Um sie mit genaueren Wettervorhersagen rechtzeitig erkennen und warnen zu können, benötigt die Meteorologie präzisere Informationen über den Zustand der Atmosphäre. Das ist die Aufgabe der dritten Generation von Meteosat-Wettersatelliten. Der erste Satellit soll im Dezember 2022 gestartet werden.

Open Access

Produktives Klangchaos: Rauschen in Musik und Medizin

Leopold Mathelitsch, Ivo Verovnik

Description unavailable

Bei Musik und Sprache denkt man automatisch an harmonische Klänge. Rauschen ist jedoch ebenfalls ein essentieller Bestandteil, insbesondere beim Sprechen. Es wird sogar medizinisch genutzt. (Foto: © Adobe stock)

Kondo-Mania: Der Kondo-Effekt in verschiedenen Materialklassen

Stefan Kirchner, Silke Bühler-Paschen

Description unavailable

Vor knapp 90 Jahren wurde der Kondo-Effekt erstmals experimentell beobachtet. Es dauerte 30 Jahre, bis eine theoretische Erklärung gelang. Heute ist Kondo-Physik akueller denn je.

Magazin

Die Entdeckung der solaren Neutrinos: Vor 50 Jahren

Kai Zuber

Der erste Nachweis solarer Neutrinos vor 50 Jahren sorgte für ein Rätsel.

Visualisierung von Messdaten eigener Sensormodule mit phyphox: Smarte Physik

Dominik Dorsel, Sebastian Staacks, Heidrun Heinke, Christoph Stampfer, Jochen Kuhn, Thomas Wilhelm

Die Arduino-Bibliothek phyphoxBLE ermöglicht die einfache Übertragung und Darstellung der mit selbst erstellten Sensormodulen gewonnenen Messdaten auf ein Smartphone. Ein Beispiel sind die hier vorgestellten CO2-Monitore. Sie können zur Raumluftüberwachung während einer Pandemie eingesetzt werden, aber auch für naturwissenschaftliche Experimente.

Historisches Rätsel

Die diskrete Wissenschaft vom Magneten: Historisches Rätsel

Andreas Loos

Sein Modell des Magnetismus wird zu einer wissenschaftlichen Erfolgsgeschichte, ohne dass er dies über viele Jahre lang mitbekommt.

Treffpunkt TV

Plancks „Akt der Verzweiflung“
Physik & Literatur

Klaus Mecke

Wie wird wissenschaftlich über etwas geschrieben, das nicht in das Weltbild passt?

Free Access

Vorschau auf Heft 4/2022

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Galileo ist auf SendungAlexander Pawlak • 2/2017 • Seite 6

Galileo ist auf Sendung

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13.07.2022 • Nachricht • Forschung

Auf Weitersehen!

Die ersten Farbbilder und regulären wissenschaftlichen Daten des James-Webb-Weltraumteleskops sind veröffentlicht worden.

Das Salz in der (Mars-)SuppeErnst Hauber • 10/2018 • Seite 20

Das Salz in der (Mars-)Suppe

Radarmessungen der Mission Mars Express deuten darauf hin, dass es am Südpol des Mars in einer Tiefe von rund 1,5 Kilometern flüssiges Wasser geben könnte.

Blick ins heiße UniversumNorbert Schartel und Günther Hasinger • 12/2019 • Seite 41

Blick ins heiße Universum

Seit 20 Jahren beobachtet XMM-Newton die Röntgenstrahlung energiereicher Ereignisse.

Alle Teilgebiete der Astronomie setzen heute Beobachtungen im Röntgenlicht ein. Sie helfen, die Fragen zu beantworten, ob ein Exoplanet bewohnbar ist, wie Neutronensterne und Schwarze Löcher Materie akkretieren und was die Dunkle Materie ist. Da die Erdatmosphäre hochenergetische Strahlung absorbiert, lässt sich der Röntgenhimmel nur vom Weltall aus beobachten, beispielsweise seit 20 Jahren mit dem Röntgenobservatorium XMM-Newton.

Das Röntgenobservatorium XMM-Newton der Europäischen Raumfahrtagentur startete am 10. Dezember 1999 und ist seither zusammen mit Chandra, dem Röntgenobservatorium der NASA, die instrumentelle Basis der Hochenergieastrophysik. Die hohe effektive Sammelfläche von XMM-Newton und die hohe räumliche Auflösung von Chandra ergänzen sich perfekt, um einmal aufgespürte Röntgenquellen im Detail zu untersuchen. Mit XMM-Newton lassen sich Planeten und Kometen im Sonnensystem, aber auch die aktiven galaktischen Kerne weit entfernter Galaxien beobachten. Einen Schwerpunkt bilden dabei heiße Plasmen mit Temperaturen von einigen 105 bis 108 K (Infokasten). Typische Beobachtungsprogramme drehen sich um Fragen zu den heißen Koronen von Sternen, zu kompakten Objekten wie Neutronensternen und Schwarzen Löchern und zu den tiefen Gravitationspotentialen Dunkler Materie in Galaxienhaufen. Darüber hinaus zählt XMM-Newton zu den Wegbereitern der Multiwavelength- oder Multimessenger-Astronomie.
Bereits 2002 waren erstmals gemeinsame Programme mit weiteren Satelliten oder Teleskopen möglich. Heute erlaubt es die Zusammenarbeit mit neun verschiedenen Observatorien, Strahlungsquellen im TeV-, Gamma-, Röntgen-, optischen und Radiobereich gleichzeitig zu beobachten. Dazu gehören insbesondere das Neil Gehrels Swift Observatory, das kurze Beobachtungen im Röntgen- und Gammabereich mit sehr schneller Reaktionszeit erlaubt, und das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) mit einem abbildenden Teleskop für Energien von 3 bis 60 keV. Derzeit steht für gemeinsame Untersuchungen etwa ein Viertel der Beobachtungszeit von XMM-Newton zur Verfügung...

 

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09.06.2008 • Nachricht • Panorama

Grobe Krümel

Die erste Bodenprobe der Marssonde «Phoenix» bereitet den Wissenschaftlern der US-Raumfahrtbehörde NASA Kopfzerbrechen.

Schritt für Schritt zu kleineren WertenJörg Pretz • 5/2020 • Seite 22

Schritt für Schritt zu kleineren Werten

Eine neue Messung des elektrischen Dipolmoments des Neutrons halbiert die bisherige Obergrenze und reduziert den systematischen Fehler wesentlich.

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07.04.2010 • Nachricht • Forschung

Sommer auf Triton

Der Neptunmond wurde zum ersten Mal infrarot-spektroskopisch untersucht. In einer Atmosphäre, die Methan und Kohlenmonoxid enthält, herrscht auf dessen Südhalbkugel Hochsommer.

Dietmar Paschek • 4/2004 • Seite 18

Wasseroberflächen, nicht oberflächlich betrachtet

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20.03.2008 • Nachricht • Forschung

Methan auf fernem Planeten

Erstmals haben Astronomen Methan in der Atmosphäre eines Exoplaneten aufgespürt. Dies gelang mit dem «Hubble»-Weltraumteleskop auf dem 63 Lichtjahre entfernten Planeten HD 189733b.

Harald Hiesinger • 12/2009 • Seite 20

Unter Staub begraben?

Messungen dreier Raumsonden deuten darauf hin, dass sich Wasser auch auf dem Mond findet.

Unser Platz im Universum Joachim Wambsganß • 12/2019 • Seite 24

Unser Platz im Universum 

Der diesjährige Physik-Nobelpreis würdigt theoretische Entwicklungen in der Kosmologie und die Entdeckung des ersten Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern.

Der Physik-Nobelpreis wird in diesem Jahr vergeben für Beiträge zum Verständnis der Evolution des Universums und des Platzes der Erde im Kosmos: Eine Hälfte des Preises geht an den kanadischen Kosmologen James Peebles für seine theo­retischen Entdeckungen auf dem Gebiet der physikalischen Kosmologie. Die andere Hälfte teilen sich die beiden Schweizer Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz für die Entdeckung des ers­ten extrasolaren Planeten, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist.

Jim Peebles hat über viele Jahrzehnte wichtige Beiträge zur Kosmologie und zur großräumigen Struktur des Universums geliefert. Nach dem Grundstudium in seiner Heimat Manitoba in Kanada war er als Graduate Student nach Princeton gegangen. Zusammen mit seinem Doktorvater Robert Dicke sagte Peebles 1965 die Mikrowellenhintergrundstrahlung als „Echo des Urknalls“ vorher [1]. Dies geschah wohl unabhängig von den früheren Arbeiten von Gamow, Alpher und Herman und etwa zeitgleich mit der Entdeckung der 3K-Strahlung, die aus allen Richtungen des Himmels zu uns kommt, durch Arno Penzias und Robert Wilson – eine Leistung, die 1978 mit dem Physik-Nobelpreis gewürdigt wurde. Im Abstract schreibt Peebles: “There is good reason to expect the presence of black-body radiation in an evolutionary cosmology, and it may be possible to observe such radiation directly“. 1970 sagte Peebles zusammen mit Jer Yu – etwa zeitgleich, aber unabhängig von Sunyaev und Zel‘dovich – die Temperaturschwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund vorher [2]. Deren detaillierte Beobachtung und Berechnung haben entscheidend dazu beigetragen, die Eigenschaften unseres Universums zu verstehen. Damit hatte Peebles ein Fenster in das sehr frühe Universum eröffnet, das experimentell und theoretisch immer präziser untersucht, beschrieben und verstanden wurde. Die Satelliten COBE (Nobelpreis 2006 für John Mather und George Smoot), WMAP und Planck haben dazu großartige Daten geliefert (Abb. 1).


Der Theoretiker Peebles beschäftigte sich zudem mit dem Modell des heißen Urknalls, er dachte nach über die primordiale Nukleosynthese und berechnete, dass in dieser frühen Phase des Universums Helium entstehen und etwa 25 % des Massenbudgets ausmachen sollte. Er war einer der ersten, die sich quantitativ mit der hierarchischen Struktur des Kosmos beschäftigten, und Mitbegründer des kosmologischen Standardmodells, in dem kalte Dunkle Materie die wesentliche Materie-Komponente ausmacht und die Kosmologische Konstante (bzw. Dunkle Energie) die dominante Energieform darstellt [3]. Um die unerwartet kleine Amplitude der Temperaturschwankungen im Universum zu erklären, schlug Peebles 1982 vor, dass die kosmische Materie zum weitaus überwiegenden Teil aus nichtrelativistischen Teilchen bestehen könnte, die nicht mit Licht wechselwirken. Damit trat die kalte Dunkle Materie auf den Plan, ohne die das kosmologische Standardmodell erfolglos wäre. Der Titel seines ersten Buches „Physical Cosmology“ aus dem Jahr 1971 beschreibt den wesentlichen Beitrag von Peebles: Er machte aus der Kosmologie eine quantitative Wissenschaft. Zuvor war die Kosmologie oft etwas abwertend als die Wissenschaft der drei Zahlen bezeichnet worden: Hubble-Konstante H0, Brems- oder Beschleunigungsparameter q0 und Dichteparameter ρ0. Dieses Lehrbuch – wie auch „The Large-Scale Structure of the Universe“ von 1980 und die „Principles of Physical Cosmology“ von 1993 – waren schon zu ihrer Zeit Standardwerke, und sie gehören auch heute noch zum Repertoire jedes Studierenden der Extragalaktik und Kosmologie. Damit hat Peebles das Denken von Generationen von Studierenden und Wissenschaftlern geprägt. Er ist ein Wegbereiter der modernen Kosmologie...

 

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28.05.2008 • Nachricht • Forschung

Panne bei «Phoenix»

Zwei Tage nach der Landung der US-Raumsonde «Phoenix» auf dem Mars hat es ein «vorübergehendes Problem» gegeben: Der Roboterarm ließ sich nicht wie geplant aktivieren.

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26.09.2006 • Nachricht • Forschung

Zweite Erde gesucht

Der französische Satellit «Corot» wird als Vorhut einer kleinen Flotte spezialisierter Sonden ein neues Kapitel in der Planetenforschung aufschlagen.

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20.12.2006 • Nachricht • Panorama

Planetensuche bekommt Schwung

Nach einer Reihe von Verzögerungen und dem Raketenwechsel von einer europäischen Ariane-5 auf eine russische Sojus soll der französische Satellit Corot am 27. Dezember 2006 abheben.

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04.06.2013 • Nachricht • Forschung

Mars Express bleibt mobil

Die Mars Express-Mission feiert ihren 10. Geburtstag. Mehr als zwei Drittel der Oberfläche des Planeten sind mittlerweile hochaufgelöst und in 3D kartiert.

Die Welt der JupitermondeAndreas Kopp • 5/2009 • Seite 37

Die Welt der Jupitermonde

Seit der Entdeckung der vier großen Jupitermonde konnten Astronomen viele ihrer Geheimnisse entschlüsseln. Sie haben geologische Aktivität gefunden und ihre Wechselwirkung mit der Magnetosphäre genau untersucht. Doch viele Rätsel, wie der innere Aufbau der Monde oder die Frage, ob einer von ihnen über flüssiges Wasser verfügt, sind nach wie vor ungelöst. So hat die Welt der Galileischen Monde nichts von ihrer Faszination eingebüßt.

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