Wow! Was für ein Unterschied ein 6,5-Meter-Teleskop gegenüber einem 2,4-Meter-Teleskop hat. Die Schönheit und die exquisiten Details, die wir mit dem James Webb-Weltraumteleskop im Vergleich zum Hubble-Weltraumteleskop im Infrarot sehen können, sind erstaunlich. Intellektuell wussten wir natürlich, was der Unterschied sein würde, aber frühe Bilder und Daten, die am Montag und Dienstag veröffentlicht wurden, zeigten es deutlich auf Herz- oder Darmebene.
Die eingefangenen Objekte – ein sehr entfernter Galaxienhaufen, ein planetarischer Nebel, der von einem sterbenden Stern ausgestoßen wird, die Spektren der Atmosphäre eines Exoplaneten, eine Gruppe interagierender Galaxien und die Protosterne und Staubsäulen eines Nebels in der Sternentstehung – wurden aufgrund ihrer Eigenschaften ausgewählt ihre Schönheit.
Sie heben Webbs Fähigkeiten hervor und repräsentieren beide die wissenschaftlich interessanteste Art von Objekten und Webbs vier Hauptgebiete der Wissenschaft: Erstes Licht im Universum, Versammlung von Galaxien im frühen Universum, Sternengeburt und protoplanetare Systeme und Planeten (einschließlich der Ursprünge des Lebens). ).
Jagd auf dunkle Materie
In der vergangenen Woche veröffentlichte das LZ Dark Matter Team einen Bericht über seine Bemühungen, Teilchen der Dunklen Materie nachzuweisen. Herauszufinden, was dunkle Materie ist, war eines der größten Rätsel der Physik, und die Entwicklung des Experiments, das uns definitiv sagen würde, was es wert ist, ist einen (oder zwei) Nobelpreis wert.
Dunkle Materie ist eine Art von Materie, die Masse hat, auf die Schwerkraft reagiert, aber nicht mit elektromagnetischer Strahlung – den verschiedenen Formen von Licht (z. B. sichtbares Licht, Röntgenstrahlen, Infrarot, Radio usw.) – interagiert, also tut sie es blockieren oder streuen das Licht nicht wie gewöhnliche Materie.
Da dunkle Materie nicht mit elektromagnetischer Strahlung wechselwirkt, kann sie gewöhnliche Materie passieren. Auf astronomischer Ebene wissen wir, dass es aufgrund seiner Gravitationswirkung vorhanden ist: Objekte, die wir sehen können (Sterne, Galaxien, Gaswolken usw.), bewegen sich viel schneller, als wir aufgrund der Schwerkraft dieser Objekte erwarten würden.
Die Gravitation der Dunklen Materie krümmt oder verzerrt die Raumzeit um sie herum, wie in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie beschrieben. Obwohl also Dunkle Materie nicht mit Licht interagiert, krümmt sie den Pfad des Lichts, indem sie die Raumzeit krümmt, durch die das Licht wandert. Wir nutzten die Lichtkrümmung, um die Position und Menge dunkler Materie in Galaxienhaufen zu kartieren.
Der Nachweis von Dunkler Materie würde unser Verständnis des Quantenreichs sowie der Entstehung großräumiger Strukturen von Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen verbessern. Während die Techniken und Technologien, die zum Nachweis dunkler Materie entwickelt wurden, zu einer praktischeren oder kommerzielleren Nutzung gelangen werden, ist es die natürliche menschliche Neugier und der Wunsch, die physikalische Realität besser zu verstehen, die die Forschung vorantreiben.
Detektoren für dunkle Materie werden weit unter der Oberfläche gebaut, um sie vor kosmischer Strahlung aus dem Weltraum abzuschirmen, ähnlich wie die Detektoren, die wir für andere Geisterteilchen im atomaren Bereich, Neutrinos, verwenden. Neutrinos haben eine winzige Masse, aber es wird erwartet, dass Teilchen der Dunklen Materie zehntausendmal massiver sind. Neutrino- und Dunkle-Materie-Detektoren suchen nach verräterischen Lichtblitzen und abprallenden Kernen, die von den Geisterteilchen getroffen wurden. Diese Ereignisse sind extrem selten. Wir messen Neutrinos seit den 1970er Jahren, aber wir haben noch keine Teilchen der Dunklen Materie definitiv nachgewiesen.
Der größte bisher gebaute Detektor für dunkle Materie ist „LUX-ZEPLIN“ (oder „LZ“), der sich 4.850 Fuß unter der Erde in der Sanford Underground Research Facility in Lead, SD, befindet. Die Großbuchstaben im Namen bedeuten, dass es sich um ein Akronym für obskure physikalische Begriffe handelt, die von einer Gruppe von Physikern, die auch Rockmusikfans sind, aneinandergereiht wurden. Als Detektionsmedium verwendet LZ 7 Tonnen flüssiges Xenon in einem großen Tank.
Zwei weitere Detektoren für Dunkle Materie in China und Italien sind etwas kleiner, aber ähnlich aufgebaut: Der PandaX-4T in China verbraucht 3,7 Tonnen Xenon und der XENONnT in Italien verbraucht 5,9 Tonnen Xenon.
Das LZ-Team hat nach 65 Tagen Datensammlung aus einem drei- bis fünfjährigen Experiment einen Statusbericht veröffentlicht, der zeigt, dass der Detektor gut funktioniert, aber noch keine dunkle Materie entdeckt wurde.
Meteoruhr
An unserem Nachthimmel werden wir es viel einfacher haben, die Meteore der Delta-Aquariiden im Meteorschauer zu sehen, der zwischen Mitte Juli und Mitte August stattfindet und in der Nacht vom 29. auf den 30. Juli seinen Höhepunkt erreicht. Delta-Aquariiden können bis zu 35 Meteore pro Stunde für diejenigen in den südlichen Tropen produzieren.
Für Kern County am dunklen Himmel sind 12 bis 15 Meteore pro Stunde wahrscheinlicher, als wir sehen können. In diesem Jahr wird der Mond nur einen Tag nach der neuen Phase sein, also wird es keinen Mond geben, der die schwächeren Meteore wegspült, wenn sie mit 25 Meilen pro Sekunde den Himmel überqueren.
Am Montagabend wird der Mond vor Jupiter vorbeiziehen. Der Mond steht in der Nacht vom 19. auf den 20. Juli im letzten Viertel und am frühen Morgen des 21. Juli steht er direkt neben dem Mars, weniger als 3 Grad entfernt. Am frühen Morgen des 26. Juli wird neben der hellen Venus eine dünne abnehmende Sichel zu sehen sein.
Der mitwirkende Kolumnist Nick Strobel ist Direktor des William M. Thomas Planetarium am Bakersfield College und Autor der preisgekrönten Website AstronomyNotes.com.