AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Sterne kennen wir. Sterne sind runde, heiße und leuchtende Gaskugeln, es gibt zu Milliarden und Abermilliarden im Universum, angetrieben von der Kernfusion in ihrem Inneren. Aber was soll ein Quasi-Stern sein? Diese hoch exotischen Himmelskörper betreiben in ihrem Inneren keine Kernfusion. Dafür sind sie so groß wie unser ganzes Sonnensystem – und in ihrer Mitte lauert ein Schwarzes Loch. Und eigentlich haben sie mit Sternen an sich überhaupt nichts zu tun. Wenn es sie wirklich gäbe, sähen wohl aber so aus wie ein viel zu groß geratener, rötlicher Riesenstern. Gefunden hat bislang noch niemand einen dieser Quasi-Sterne. In dieser Folge von AstroGeo erzählt Franzi trotzdem ihre Geschichte: Sie könnten in der Frühzeit des Universums dafür gesorgt haben, dass die supermassereichen Schwarzen Löcher, die heutzutage im Zentrum fast aller Galaxien existieren, überhaupt erst so supermassereich werden konnten. Weiterlesen bei RiffReporter Das Schwarze Loch im Herzen der Milchstraße hautnah: Eine astronomische Annährung an Sagittarius A* Sagittarius A*: Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße verschlingt Objekt Interview: Das Universum im Visier des James Webb Space Telescope Weiterführende Links WP: Arthur Stenley Eddington WP: Quasare WP: Quasi-Stern WP: Schwarzes Loch WP: Eddington-Limit WP: QSO J0313–1806 (engl.) NASA Pressemitteilung: Webb Detects Most Distant Active Supermassive Black Hole to Date AstroGeo Folge 61: Quasisterne in der Ferne WP: Gammastrahlenausbrüche Quellen Fachartikel: Quasistars: Accreting black holes inside massive envelopes (2008) Fachartikel: First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. V. Testing Astrophysical Models of the Galactic Center Black Hole (2022) Fachartikel: On the Accretion Rates and Radiative Efficiencies of the Highest-redshift Quasars (2017) Buch: Mitchell Begelman, Martin Rees – Gravity’s Fatal Attraction: Black Holes in the Universe Episodenbild: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Im August 1883 ereignet sich zwischen den Inseln Java und Sumatra im heutigen Indonesien eine Katastrophe: Ein Vulkan bricht mit solcher Macht aus, die zuvor nur selten beobachtet worden ist. Der Ausbruch des Krakatau fordert so viele Menschenleben wie nie zuvor in der Geschichte – und er verändert sogar die Atmosphäre nachhaltig. Sulfatpartikel färben über einige Jahre die Sonnenuntergänge weltweit in intensiven Tönen. Aber da ist noch mehr: Aschepartikel und Wasserdampf des Ausbruchs lösen ein neues Phänomen in den oberen Schichten der Atmosphäre aus, das bis heute existiert. Es sind Wolken, die bei Nacht leuchten. In dieser Folge des AstroGeo Podcasts erzählt Karl von leuchtenden Nachtwolken und wie sie erstmals beobachtet wurden. Vor allem geht es darum, wie genau diese Wolken entstehen können und ob in neuerer Zeit nicht auch andere Faktoren zu ihrer Bildung beitragen. Denn leuchtende Nachtwolken sind nicht nur schön anzusehen – sie sind auch ein deutliches Zeichen dafür, wie rasant wir das Klima der Erde verändern. Weiterlesen bei RiffReporter Der zerbrechliche Planet – Die Erde aus Raumfahrersicht Klimawandel: Mit Mondstaub die Erderwärmung verlangsamen Weiterführende Links WP: Krakatau WP: Troposphäre WP: Stratosphäre WP: Mesosphäre WP: Leuchtende Nachtwolken Arbeitskreis Meteore e. V. Meteoros: Beobachtungstipps Leuchtende Nachtwolken WP: Observational Bias (englisch) Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik Kühlungsborn Michael Gerding, Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik WP: Sonnenaktivität WP: Sonnenwind Quellen Fachartikel: Gerding et al.: On the unusually bright and frequent noctilucent clouds in summer 2019 above Northern Germany, Elsevier Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics (2021) Fachartikel: Dalin et al.: Updated Long‐Term Trends in Mesopause Temperature, Airglow Emissions, and Noctilucent Clouds, JGR Atmospheres (2020) Fachartikel: Lübken, Berger & Baumgarten: On the Anthropogenic Impact on Long-Term Evolution, Geophysical Research Letters (2018) of Noctilucent Clouds NASA’s AIM Sees First Night-Shining Clouds of Antarctic Summer (2020)

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Dunkle Materie muss es geben – jene unsichtbare Materie, die auch unsere Galaxie vor dem Auseinanderfliegen bewahrt. Bis zu 85 Prozent aller Materie in unserem Universum sollte daraus bestehen. Aber wo ist sie? Und was ist sie? Als guter Kandidat galten und gelten hypothetische Teilchen namens WIMP (weakly interacting massive particles). Stimmt das, wäre unsere ganze Galaxie in einen Nebel aus jenen zwar massereichen, aber extrem flüchtigen Teilchen regelrecht eingebettet. Auch durch die Erde würden in jedem Moment von Billionen von WIMPs fliegen. Zwar gelten die WIMPs als guter Kandidat für die so dringend gesuchten Materieteilchen – aber ihr Nachweis auf der Erde gestaltet sich als schwierig. Oder doch nicht? Es gibt da zumindest ein Experiment in einem italienischen Labor, rund 1400 Meter unter der Erde, das behauptet: Wir haben die WIMPs gefunden! Und das schon seit über 25 Jahren! Franzi erzählt die Geschichte des Dramas um das DAMA-Experiment: eine Geschichte vom Suchen und, nun ja, Nicht-Finden der Dunklen Materie – eine Erfolgsgeschichte der wissenschaftlichen Methode oder doch eher ein Trauerspiel? Weiterstöbern bei RiffReporter Interview: Das Universum im Visier des James Webb Space Telescope James Peebles und die Rolle der Dunklen Materie bei der Entwicklung des Universums Andromeda, Vera Rubin und die Dunkle Materie Weiterführende Links WP: Dunkle Materie WP: WIMP WP (engl.): DAMA/LIBRA WP: Laboratori Nazionali del Gran Sasso Spektrum.de: DAMA gegen den Rest der Welt (2019) Spektrum.de: Dunkle Materie gesehen, wo wahrscheinlich keine ist (2022) Europäische Südsternwarte: Simulation eines Dunkle-Materie-Halos um die Milchstraße WP: Modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND) Quellen Buch: Thomas Bührke – Was ist Dunkle Materie? Fachartikel: How dark matter came to matter (2017) Fachartikel: Searching for WIMPs by the annual modulation signature (1998) Fachartikel: An induced annual modulation signature in COSINE-100 data by DAMA/LIBRA’s analysis method (2023)

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Unser kosmischer Vorgarten besteht aus Himmelskörpern, die kaum unterschiedlicher sein könnten: Da sind verschieden große Planeten und ihre Monde, von denen manche brav auf regulären und andere auf äußerst verschrobenen Bahnen kreisen. Da sind auch Asteroiden, die in Gürteln oder auf kräftefreien Punkten der Planetenbahnen herumlungern. Karl erzählt in dieser Folge davon, wie Planeten, Monde, Asteroiden, Kometen und sonstiger planetarer Schutt an ihren heutigen Platz gekommen sind. Es geht um das Nizza-Modell, eine Simulation des Planetensystems vor rund 3,9 Milliarden Jahren, als die großen Gasplaneten sich gegenseitig in die Quere kamen und wahrscheinlich eine gewaltige Katastrophe auslösten. Dabei wurde das Planetensystem einmal durchgerührt und es entstanden gewaltige Einschlagskrater. Möglicherweise tauschten sogar einzelne Planeten ihre Plätze. Am Ende sah es völlig anders aus als zuvor – unser kosmischer Vorgarten hatte seine heutige Form angenommen. Obwohl es einige Zweifel gibt – bis heute passt das Nizza-Modell recht gut zu unserem Sonnensystem. Weiterlesen bei RiffReporter Raumfahrt: Was „Lucy“ im Trojaner-Gürtel des Jupiter erwartet DART: Der erste Schritt zur Abwehr gefährlicher Asteroiden Neue Mondsteine für die Erde Weiterführende Links WP: Lagrange-Punkte WP: Alessandro Morbidelli WP: Nizza-Modell WP: Côte d’Azur Observatory (englisch) WP: Mare WP: Spätes schweres Bombardement WP: Hal Levison (englisch) WP: Bahnresonanz Quellen Fachartikel: Tera , Papanastassiou & Wasserburg: Isotopic evidence for a terminal lunar cataclysm, Earth and Planetary Science Letters (1974) Fachartikel: Morbidelli et al.: A plausible cause of the late heavy bombardment, Meteoritics & Planetary Science (2001) Fachartikel: Gomes et al.: Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets, Nature Letters (2005) Fachartikel: Norman, Duncan & Huard: Imbrium provenance for the Apollo 16 Descartes terrain: Argon ages and geochemistry of lunar breccias 67016 and 67455, Geochimica et Cosmochimica Acta (2010) Fachartikel: Morbidelli et al.: The timeline of the Lunar bombardment – revisited, Icarus (2017) Fachartikel: De Sousa et al.: Dynamical origin of the Dwarf Planet Ceres, Icarus (2022)

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Inzwischen hat man sich fast an den Gedanken gewöhnt, dass unser Universum voll Dunkler Materie ist. Die können wir zwar nicht sehen, aber sie sorgt dafür, dass unsere Galaxienhaufen und auch unsere eigene Galaxie nicht auseinanderfliegen. Tatsächlich ist die Dunkle Materie für uns überlebenswichtig. Da verzeiht man ihr es gerne, dass sie wohl 84 Prozent aller Materie im Universum ausmacht. Seit Jahrzehnten suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fieberhaft nach der Dunklen Materie – was gar so einfach ist, wenn man bedenkt, dass niemand sie sehen kann und sie auch nicht mit sichtbarer Materie wechselwirkt, aus der wir und alles um uns herum besteht. Aber, da sind Forschende fast sicher: Es muss sie einfach geben, die Dunkle Materie. Aber warum muss es Dunkle Materie in unserem Universum geben? In dieser Folge von AstroGeo erzählt Franzi den Anfang einer Geschichte: die der Entdeckung der Dunklen Materie. Sie fängt mit dem Coma-Galaxienhaufen an, dessen Galaxien zu schnell unterwegs sind, hin zu Galaxien, die zu schnell rotieren und eigentlich auseinanderfliegen sollten. Doch schließlich war es die Kosmologie und der Wunsch nach einem ganz bestimmten Universum, welche der Dunklen Materie zu ihrem Durchbruch auf der wissenschaftlichen „Most-Wanted“-Liste verhalfen. Weiterlesen bei RiffReporter Interview: Das Universum im Visier des James Webb Space Telescope James Peebles und die Rolle der Dunklen Materie bei der Entwicklung des Universums Andromeda, Vera Rubin und die Dunkle Materie Weiterführende Links WP: Rotverschiebung WP: Haar der Berenike WP: Dunkle Materie WP: Fritz Zwicky WP: Vera Rubin WP: Galaxienhaufen WP: Coma-Galaxienhaufen WP: Friedmann-Gleichungen WP: Big Crunch Quellen Buch: Thomas Bührke – Was ist Dunkle Materie? Fachartikel: How dark matter came to matter (2017) Fachartikel: The Size and Mass of Galaxies, and the Mass of the Universe (1974) Fachartikel: Dynamic evidence on massive coronas of galaxies (1974) Fachartikel: Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln (1933) Fachartikel: Rotation of the Andromeda Nebula from a Spectroscopic Survey of Emission Regions (1970)

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! „Im Weltall hört niemand dich schreien.“ Das stimmt natürlich nur, wenn entweder das Mikrofon im Helm kaputt ist oder man den Helm gleich ganz vergessen hat. Allerdings gibt es außer der Erde auch keinen anderen Himmelskörper im Sonnensystem, den Menschen ohne Helm betreten sollten. Schall gibt es trotzdem längst nicht nur bei uns. Definitiv nicht. In dieser Folge von AstroGeo erklingen extraterrestrische Klänge. Karl erzählt von all den Versuchen, überhaupt Mikrofone auf fernen Welten zum Einsatz zu bringen. Die Venus und der Saturnmond Titan waren die ersten, auf denen dies gelang. Der häufig von Sonden besuchte Mars blieb überraschend lange unbelauscht. Das klappte erst mit dem neusten NASA-Rover Perseverance, dessen Mikrofone sogleich fantastische Geräusche aufnahmen. Die Marsforschung ist um einen Sinn reicher geworden. Weiterlesen bei RiffReporter Sterne beobachten ohne Augenlicht: Zu Besuch bei einem blinden Hobby-Astronomen Perseverance: Landung auf dem Mars Die größten Rätsel der Marsforschung Weiterführende Links WP: Venera 13 (englisch) WP: Venera 14 (englisch) Youtube: Sounds from Venus from Venera Probes ESA: Sounds from Titan Planetary Society: Mars Microphones WP: Mars Polar Lander WP: Net Lander (englisch) WP: Phoenix WP: Lander Schiaparelli WP: Perseverance / Mars2020 WP: Curiosity NASA: SuperCam Instrument (englisch) WP: Dust Devils (englisch) WP: Dragonfly Quellen NASA: The Sounds from Mars Fachartikel: Mimoun, D. et al.: The Mars Microphone Onboard SuperCam (2023) Fachartikel: Maurice, S. et al.: In situ recording of Mars soundscape (2022)

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Es gibt Menschen, die fürchten sich vor dem Vakuumzerfall unseres Universums. Doch die gute Nachricht ist: Es spricht nicht viel für diese Art des Weltuntergangs. Und selbst wenn, könnten wir sowieso nichts dagegen unternehmen. Franzi erzählt Karl in dieser Ausgabe des AstroGeo Podcasts die Geschichte des ultimativen apokalyptischen Szenarios: dem Vakuumzerfall. Tritt dieser ein, würde sich im Universum mit Lichtgeschwindigkeit eine Blase der Zerstörung ausbreiten und alles zerstören, was ihr in den Weg kommt. Was so schön schaurig klingt und leider nach hochkomplexer Quantenfeldtheorie und einer Menge Teilchenphysik müffelt, ist tatsächlich gar nicht komplett abwegig: Manche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind tatsächlich der Meinung, dass unser Universum nur „metastabil“ sei. Das soll heißen: Es ist zwar nicht sehr wahrscheinlich, dass unser Universum übermorgen ausgelöscht wird, aber irgendwann in einer paar Myriaden Jahren könnte es unweigerlich soweit sein. Wem jetzt angst und bange wird, für die gibt es eine noch bessere Nachricht: Die Wissenschaft ist sich überhaupt nicht einig, ob es überhaupt irgendwann soweit sein wird. Denn was uns das Szenario des Vakuumzerfalls eigentlich erzählt, ist eine Geschichte darüber, dass wir noch lange nicht verstanden haben, was die Welt im Innersten zusammenhält. Weiterstöbern bei RiffReporter Newsletter der Weltraumreporter AstroGeo Podcast: Die ersten Gravitationswellenquellen zerfielen zu staub Gravitationswellen: Eine Entdeckung, die die Welt erschütterte Weiterführende Links WP: Vakuum WP: Vakuumenergie WP: Quantenfeldtheorie WP: Tunneleffekt WP: Higgs-Feld WP: Elektroschwache Wechselwirkung Wie man die Entfernung von Gravitationswellenquellen messen kann: Measuring cosmic distances with standard sirens (Physics Today) YouTube: How Vacuum Decay Would Destroy The Universe (PBS Space Time, englisch) WP (engl.): False Vacuum Decay Quellen Buch: Katie Mack – Das Ende von allem*: * astrophysikalisch betrachtet (2021) Fachartikel: Is our universe metastable? (1982) Fachartikel: Gravitational effects on and of vacuum decay (1980) Fachartikel: Black holes as bubble nucleation sites (2014) Fachartikel: Fate of the false vacuum: Semiclassical theory (1977) Fachartikel: Cosmological Aspects of Higgs Vacuum Metastability (2018) Fachartikel: False Vacuum Decay (2022)

Die beeindruckende Geschichte von Marie Tharp wird erzählt, die die Geologie revolutionierte und die erste Karte des Atlantikbodens erstellte. Ihre Entdeckung eines riesigen Grabenbruchsystems katapultierte die moderne Plattentektonik ins Rampenlicht. Dabei musste sie sich als Frau in einer männerdominierten Wissenschaftswelt behaupten. Spannende Anekdoten über geologische Konflikte und die Veränderungen des Denkens in der Geologie der 50er Jahre werden beleuchtet. Tharps bedeutende Beiträge gerieten lange in Vergessenheit, doch ihr Einfluss bleibt unbestritten.

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! Mit einem Happs ist alles im Schlund: Wenn zwei Schwarze Löcher miteinander verschmelzen, ist das ein gewaltiges kosmisches Ereignis, das die ganze Raumzeit erbeben lässt. Physikerinnen und Physiker freuen sich dann über die dabei entstehen Gravitationswellen, jenes Zittern der Raumzeit, das erstmals 2015 mit dem Gravitationswellendetektor LIGO gemessen wurde. Inzwischen ist die Entdeckung von solchen Verschmelzungen fast Routine geworden, über 90 Ereignisse zählt der dritte Gravitationswellenkatalog. Doch schon das erste entdeckte Gravitationswellensignal namens GW150904 gab Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mehrere Rätsel auf: Die beiden Schwarzen Löcher, die da miteinander verschmolzen, waren eigentlich viel zu massereich, um existieren zu dürfen. Und kaum hatte man sich darüber Gedanken gemacht, gab es schon das nächste Problem: Wie schafft es dieses kompakte Doppelsystem, sich überhaupt nahe genug zu kommen, um miteinander zu verschmelzen, ohne sich vorher schon zu zerstören? Und dazu müsste dieser kosmische Annäherungsversuch eigentlich länger brauchen, als das Universum alt ist. Franzi erzählt Karl in dieser Podcast-Folge die Geschichte dieser kompakten Binärsysteme: Denn Forschende wissen inzwischen dank der Gravitationswellen, dass es sie gibt. Warum es sie gibt, ist hingegen weniger klar. Weiterlesen bei RiffReporter Das Schwarze Loch im Herzen der Milchstraße hautnah Interview: Das Universum im Visier des James Webb Space Telescope Das Rätsel der Schwarzen Löcher Weiterführende Links WP: Stern WP: Blauer Riese WP: Hertzsprung-Russell-Diagramm WP: Doppelstern WP: Hulse-Taylor-Pulsar WP: Schwarzes Loch WP: Gravitationswelle WP: LIGO LIGO-Katalog 03b WP: GW150914 – First observation of gravitational waves (Englisch) Quellen Website des Gravitationswellendetektors LIGO Fachartikel: Compact Binary Coalescences: Astrophysical Processes and Lessons Learned

Für AstroGeo recherchieren wir regelmäßig eine ganze Geschichte. Nur wenn du uns finanziell unterstützt, bleibt der Podcast weiter kostenfrei. Danke! William Aspdin war kein einfacher Zeitgenosse: Der Baustoff-Unternehmer im England des 19. Jahrhunderts trieb schon mal Geschäftspartner in den Ruin oder entwendete Straßenbelag als Rohstoff für seine Fabrik. Und doch ebnete Aspdin den Weg in die Moderne: Er entwickelte im Jahr 1843 den Portland-Zement, der bis heute das wichtigste Bindemittel für Beton ist. Aspdins Erfindung machte das moderne Bauen erst möglich – mit allen damit verbundenen Glanz- und Schattenseiten. In dieser Folge erzählt Karl vom beliebtesten Baustoff der Menschheit und seinen Folgen: Derzeit baut der Mensch so viele Häuser, Brücken und Dämme wie nie zuvor, mit steigender Tendenz und wachsenden globalen Problemen. Sand und Kies werden knapp, wichtige Rohstoffe für den Beton. Und die Zementindustrie ist für rund jede zehnte Tonne CO2 verantwortlich, die der Mensch in die Atmosphäre ausstößt. Architekten, Bauingenieure und Chemiker tüfteln an Lösungen. Sie wollen einen Zement, der das Klima schont. Andere wollen den Beton sparsamer einsetzen oder fordern, den Schutt abgerissener Gebäude häufiger zu recyceln. Und dann wäre da noch die Idee, einen betonartiges Gestein auch für eine Basis auf dem Mond herzustellen. Überschlagsrechnung Karl erzählt in dieser Folge, wie viel Beton die Menschheit pro Jahr herstellt. Sie entspricht einer 30 Zentimeter dicken Mauer, die einmal den Äquator umspannt und die über 1000 Meter hoch ist. Globales Betonvolumen: \(V = 14 \cdot 10^9 m^3\) (Quelle, für 2020) Erdumfang: \(l = 40.000 km\) Breite der Mauer: \(b = 0,3 m\) Höhe der Mauer: \(h = \frac{V}{l \cdot b} = 1167 m\) Links Weiterlesen bei RiffReporter Zertifikate gegen Flächenfraß: „Bauprojekte oft am Bedarf vorbei geplant.“ Neuer Bericht: „Die CO2-Entnahme aus der Atmosphäre ist kein Kann, sondern ein Muss“ Wachstum der Menschheit: Die reine Zahl ist nicht ausschlaggebend, es kommt auf Lebensweisen an Weiterführende Links WP: William Aspdin (englisch) WP: Zement WP: Beton WP: Pantheon WP: James Parker WP: Parker’s Roman Cement WP: Joseph Aspdin WP: Portland (Insel) WP: Branntkalk / Calciumoxid WP: Puzzolane WP: Puzzioli WP: Klinker WP: Anthropozän WP: Sand theft (englisch) WP: Carbon Capture and Storage VDI Nachrichten: CCS als Königsweg für die Zementbranche KIT: Novacem WP: Olivine 320°: Holcims erste Anlage für kohlenstoffarmen Zement / kalzinierter Ton (englisch) WP: Regolith Quellen Fachartikel: Eco-efficient cements: Potential, economically viable solutions for a low-CO2, cement-based materials industry, UNEP (2016) Fachartikel: Fateri, M. et al.: Solar Sintering For Lunar Additive Manufacturing (2019)