Schlafreise durchs Universum

In dieser Folge unserer Schlafreise durch das Universum reisen wir zum sechsten Planeten unseres Sonnensystems, zu Saturn, dem Herrn der Ringe. Wir erkunden seine erstaunlich geringe Dichte, die ihn als einzigen Planeten leichter als Wasser macht, seine stürmischen Wolkenbänder und das geheimnisvolle Sechseck am Nordpol. Vor allem aber widmen wir uns seinem berühmten Ringsystem, jenem zarten Schmuck aus Milliarden Eisteilchen, der sich über 282.000 Kilometer erstreckt und doch nur wenige Meter dick ist. Wir erfahren, warum die Ringe vermutlich erst wenige hundert Millionen Jahre alt sind und in ferner Zukunft wieder verschwinden werden. Auch Saturns Monde nehmen einen wichtigen Platz ein, darunter Titan mit seinen Methanseen und Enceladus mit seinem unterirdischen Ozean, in dem möglicherweise einfaches Leben gedeihen könnte. Eine ruhige Reise in die kalten, stillen Weiten des äußeren Sonnensystems, die zugleich daran erinnert, wie kostbar unsere eigene Welt ist.
Quellen
NASA Jet Propulsion Laboratory. (2024). Cassini mission overview and findings. https://science.nasa.gov/mission/cassini
Iess, L., Militzer, B., Kaspi, Y., Nicholson, P., Durante, D., Racioppa, P., Anabtawi, A., Galanti, E., Hubbard, W., Mariani, M. J., Tortora, P., Wahl, S., & Zannoni, M. (2019). Measurement and implications of Saturn's gravity field and ring mass. Science, 364(6445), eaat2965. https://doi.org/10.1126/science.aat2965
Postberg, F., Khawaja, N., Abel, B., Choblet, G., Glein, C. R., Gudipati, M. S., Henderson, B. L., Hsu, H., Kempf, S., Klenner, F., Moragas-Klostermeyer, G., Magee, B., Nölle, L., Perry, M., Reviol, R., Schmidt, J., Srama, R., Stolz, F., Tobie, G., … Waite, J. H. (2018). Macromolecular organic compounds from the depths of Enceladus. Nature, 558(7711), 564–568. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0246-4
Sánchez-Lavega, A., del Río-Gaztelurrutia, T., Hueso, R., Pérez-Hoyos, S., García-Melendo, E., Antuñano, A., Mendikoa, I., Rojas, J. F., Lillo, J., Barrado-Navascués, D., Gomez-Forrellad, J. M., Go, C., Peach, D., Barry, T., Milika, D. P., Nicholas, P., & Wesley, A. (2011). Deep winds beneath Saturn's upper clouds from a seasonal long-lived planetary-scale storm. Nature, 475(7354), 71–74. https://doi.org/10.1038/nature10203
Weitere Schlafreise Reihen:Schlafreise durch das Periodensystem der ElementeSchlafreise durch die NaturSchlafreise durch vergessene WeltenSchlafreise durch das Universum
Englische Reihen:Sleep Journey through Lost Worlds
Weitere Wissensreise Reihen:Wissensreise durch die PsychologieWissensreise durch die Länder der ErdeWissensreise durch die UrzeitWissensreise durch die Geschichte
Hinweis: Die Vertonung ist KI-unterstützt. Das Skript an sich wurde von uns ohne KI erstellt. Die neuen Folgen von Schlafreise durch das Universum und der Psychologie sind komplett ohne produziert.

Wissensreise durch die UrzeitLass uns hinabsteigen in die Welt der Schneeball-Erde, jener großen Vereisungen im Neoproterozoikum vor 717 bis 635 Millionen Jahren. Wir betrachten die sturtische und die marinoanische Vereisung, gehen den geologischen Belegen in Namibia, Australien, Schottland und Kanada nach und beleuchten die Rolle der Albedo-Rückkopplung, des Zerfalls des Superkontinents Rodinia und der chemischen Verwitterung. Wir folgen den Spuren der Cap Carbonates, fragen, wie das Leben unter dem Eis überdauerte, und besuchen die ungewöhnliche Welt der Ediacara-Fauna, die nach den Vereisungen aufblühte. Eine ruhige Reise zu einem Planeten unter klarem Sternenhimmel, der zugleich kalt und voller Möglichkeiten war und der uns daran erinnert, wie empfindlich Klima und Leben miteinander verflochten sind.
Quellen:
Halverson, G. P., Hoffman, P. F., Schrag, D. P., Maloof, A. C., & Rice, A. H. N. (2005). Toward a Neoproterozoic composite carbon-isotope record. GSA Bulletin, 117(9 bis 10), 1181 bis 1207.
Hoffman, P. F., Kaufman, A. J., Halverson, G. P., & Schrag, D. P. (1998). A Neoproterozoic snowball Earth. Science, 281(5381), 1342 bis 1346.
Hoffman, P. F., & Schrag, D. P. (2002). The snowball Earth hypothesis: Testing the limits of global change. Terra Nova, 14(3), 129 bis 155.
Kirschvink, J. L. (1992). Late Proterozoic low-latitude global glaciation: The snowball Earth. In J. W. Schopf & C. Klein (Hrsg.), The Proterozoic Biosphere (S. 51 bis 52). Cambridge University Press.
Macdonald, F. A., Schmitz, M. D., Crowley, J. L., et al. (2010). Calibrating the Cryogenian. Science, 327(5970), 1241 bis 1243.
Pierrehumbert, R. T., Abbot, D. S., Voigt, A., & Koll, D. (2011). Climate of the Neoproterozoic. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39, 417 bis 460.
Rooney, A. D., Strauss, J. V., Brandon, A. D., & Macdonald, F. A. (2015). A Cryogenian chronology: Two long-lasting synchronous Neoproterozoic glaciations. Geology, 43(5), 459 bis 462.
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Schlafreise durch die Natur
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Schlafreise durch das Universum
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In dieser Folge unserer Schlafreise durch das Universum begeben wir uns zu den geheimnisvollsten Uhren des Alls, den Pulsaren. Wir erfahren, wie diese rotierenden Neutronensterne aus den Überresten gewaltiger Supernova-Explosionen entstehen, warum sie auf engstem Raum unfassbare Massen vereinen und wie ihre starken Magnetfelder zusammen mit ihrer schnellen Rotation jene gebündelten Strahlen erzeugen, die wie kosmische Leuchttürme durch den Raum schwenken. Wir folgen der Geschichte ihrer Entdeckung durch Jocelyn Bell Burnell im Jahr 1967, lernen den berühmten Krebspulsar kennen und tauchen ein in die Welt der Millisekundenpulsare und Magnetare. Wir erfahren, wie Pulsare uns halfen, Gravitationswellen indirekt nachzuweisen, wie sie als kosmische Navigationssysteme dienen können und welche Rolle sie auf den Goldplatten der Voyager-Sonden spielen. Eine ruhige Reise zu den verlässlichsten Rhythmen des Universums, die uns zugleich daran erinnern, wie wertvoll der zerbrechliche Rhythmus unserer eigenen Welt ist.
Quellen
Hewish, A., Bell, S. J., Pilkington, J. D. H., Scott, P. F., & Collins, R. A. (1968). Observation of a rapidly pulsating radio source. Nature, 217(5130), 709–713. https://doi.org/10.1038/217709a0
Lorimer, D. R., & Kramer, M. (2012). Handbook of pulsar astronomy. Cambridge University Press.
Agazie, G., Anumarlapudi, A., Archibald, A. M., Arzoumanian, Z., Baker, P. T., Bécsy, B., Blecha, L., Brazier, A., Brook, P. R., Burke-Spolaor, S., Burnette, R., Case, R., Charisi, M., Chatterjee, S., Chatziioannou, K., Cheeseboro, B. D., Chen, S., Cohen, T., Cordes, J. M., … NANOGrav Collaboration. (2023). The NANOGrav 15 yr data set: Evidence for a gravitational-wave background. The Astrophysical Journal Letters, 951(1), L8. https://doi.org/10.3847/2041-8213/acdac6
Weisberg, J. M., & Huang, Y. (2016). Relativistic measurements from timing the binary pulsar PSR B1913+16. The Astrophysical Journal, 829(1), 55. https://doi.org/10.3847/0004-637X/829/1/55
Miller, M. C., Lamb, F. K., Dittmann, A. J., Bogdanov, S., Arzoumanian, Z., Gendreau, K. C., Guillot, S., Ho, W. C. G., Lattimer, J. M., Loewenstein, M., Morsink, S. M., Ray, P. S., Wolff, M. T., Baker, C. L., Cazeau, T., Manthripragada, S., Markwardt, C. B., Okajima, T., Pollard, S., … Strohmayer, T. E. (2021). The radius of PSR J0740+6620 from NICER and XMM-Newton data. The Astrophysical Journal Letters, 918(2), L28. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac089b
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In dieser Folge der Schlafreise durch das Universum geht es um die kosmische Inflation, jene fast unfassbare Phase im allerersten Augenblick des Kosmos, in der sich der Raum in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde um viele Größenordnungen ausdehnte. Ruhig und in fließenden Bildern wird erzählt, wie Alan Guth, Andrei Linde und weitere Forschende das Modell entwickelten, welche Rätsel des Urknalls die Inflation löst, was es mit dem Inflatonfeld auf sich hat und wie aus winzigen Quantenschwankungen die heutigen Galaxien hervorgegangen sind. Eingeordnet wird auch, was die Daten der Satelliten COBE, WMAP und Planck zeigen, warum primordiale Gravitationswellen so begehrt sind und wo die Theorie an ihre Grenzen stößt. Eine Folge zum Lauschen, Loslassen und Einschlafen, die ganz nebenbei daran erinnert, wie kostbar der eine Planet ist, von dem aus wir all das überhaupt denken können.
QuellenGuth, A. H. (1981). Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review D, 23(2), 347–356.Linde, A. D. (1982). A new inflationary universe scenario. Physics Letters B, 108(6), 389–393.Albrecht, A., & Steinhardt, P. J. (1982). Cosmology for grand unified theories with radiatively induced symmetry breaking. Physical Review Letters, 48(17), 1220–1223.Planck Collaboration. (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6.BICEP2 & Planck Collaborations. (2015). Joint analysis of BICEP2/Keck Array and Planck data. Physical Review Letters, 114, 101301.
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Wissensreise durch die Urzeit
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Massereiche Sterne führen ein kurzes, aber intensives Leben. Während unsere Sonne rund zehn Milliarden Jahre stabil leuchtet, verbrennen Sterne mit zwanzig oder dreißig Sonnenmassen ihren Brennstoff in nur wenigen Millionen Jahren. In dieser Folge begleiten wir sie von ihrer Geburt in dichten Molekülwolken über die Phase als blaue Riesen und rote Überriesen wie Beteigeuze bis zu ihrem dramatischen Ende.
Wir verfolgen, wie im Inneren dieser Giganten eine zwiebelartige Schalenstruktur entsteht, in der nacheinander Wasserstoff, Helium, Kohlenstoff, Neon, Sauerstoff und Silizium fusionieren, bis sich im Kern Eisen ansammelt. Mit Eisen endet die Energiegewinnung durch Kernfusion, der Kern kollabiert in Sekundenbruchteilen, und eine Supernova zerreißt den Stern. In wenigen Sekunden wird mehr Energie frei als unsere Sonne in ihrem gesamten Leben abstrahlt.
Wir sprechen über historische Beobachtungen wie die Supernova von 1054, die den heutigen Krebsnebel hinterließ, über Tycho Brahes Stern von 1572 und über SN 1987A, deren Neutrinosignal direkt vom Kernkollaps zeugte. Zurück bleiben Neutronensterne und Pulsare oder, bei den massereichsten Sternen, schwarze Löcher, wie sie das Event Horizon Telescope 2019 erstmals abbilden konnte. Schwere Elemente wie Gold und Platin entstehen unter anderem bei der Verschmelzung von Neutronensternen, was 2017 erstmals durch Gravitationswellen direkt nachgewiesen wurde.
Jedes Atom in deinem Körper, das schwerer als Wasserstoff ist, stammt aus einem Stern. Wir alle sind Sternenstaub und tragen Verantwortung für die einzige Welt, auf der dieser Staub zu Leben geworden ist.
Quellen und weiterführende Literatur
Burrows, A. & Vartanyan, D. (2021). Core-collapse supernova explosion theory. Nature, 589, 29–39.
Abbott, B. P. et al. (2017). Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger. The Astrophysical Journal Letters, 848, L12.
Event Horizon Telescope Collaboration (2019). First M87 Event Horizon Telescope Results. The Astrophysical Journal Letters, 875, L1.
NASA Goddard Space Flight Center: Supernova Overview (nasa.gov)
ESO – Beteigeuze und rote Überriesen (eso.org)