Häufig erwähnt
Episoden
747- Sternengeschichten Folge 673: Das Problem der Roten Überriesen17.10., 07:0017.10.2025, 07:0000:12:19
Staub und Explosionen Sternengeschichten Folge 673: Das Problem der Roten Überriesen Es gibt ein Problem mit den Roten Überriesen. Beziehungsweise: Wir haben ein Problem mit ihnen; die Sterne tun das, was sie eh immer tun. Aber am besten ist es, wenn wir ganz am Anfang anfangen. Was sind Rote Überriesen und warum gibt es da ein Problem? Die erste Frage ist einfach zu beantworten; und ich habe darüber ja schon oft hier im Podcast erzählt. Rote Überriesen sind ein spezielles Stadium in der Entwicklung massereicher Sterne. Sterne fusionieren in ihrem Inneren Wasserstoff zu Helium. Wenn der Wasserstoff im Kern des Sterns verbraucht ist, kann auch das Helium als Brennmaterial dienen. Dabei wird mehr Energie frei als vorher; der Stern wird heißer und bläht sich auf. Seine äußere Schichten kühlen dadurch aus und das Resultat ist ein Stern, der sehr viel größer ist als vorher und von außen betrachtet nicht mehr heiß und weiß-blau oder gelblich leuchtet, sondern kühl und rot ist. Also ein großer, roter Stern, den man deswegen auch als roten Riesen bezeichnet. Wenn der Stern aber wirklich sehr, sehr viel Masse hat, kann er dann sogar noch weiter wachsen und ein roter Überriese werden. Denn, und auch das hab ich schon oft erzählt: Die Masse eines Sterns bestimmt, wie hoch der Druck in seinem Zentrum ist und damit auch, wie hoch die Temperatur dort ist. Je höher die Temperatur, desto mehr unterschiedliche Kernfusionsreaktionen können ablaufen. Unsere Sonne schafft es gerade noch, Helium zu fusionieren, aber dann ist Schluss. Sie bläht sich auf, aber nur zu einem Roten Riesen. Erst Sterne, die mehr als circa die 10fache Sonnenmasse haben, können größer werden und am Ende zu einem Roten Überriesen. In Wahrheit ist der Prozess natürlich sehr, sehr komplexer und wir haben die Entwicklung eines Sterns hin zum roten Überriesen noch nicht vollständig verstanden. Was wir aber auf jeden Fall wissen, ist das, was mit dem Roten Überriesen im weiteren Verlauf seiner Existenz passiert. Kurz gesagt: Er explodiert und es findet das statt, was man "Supernova" nennt. Und damit nähern wir uns dem Problem, um das es in dieser Folge geht. Wir sehen überall in der Milchstraße die Überreste von solchen Explosionen. Was wir in unserer Milchstraße eher selten sehen, ist eine Supernova selbst. Die letzte haben wir im Jahr 1604 beobachtet, und da gab es noch keine Teleskope. Seit damals haben wir Supernova-Explosionen in anderen Galaxien gesehen, zum Beispiel die berühmte Supernova 1987A, die 1987 in der Großen Magellanschen Wolke, einer unsere Nachbargalaxien, stattgefunden hat. Aber auch wenn es die Nachbargalaxie ist, ist es trotzdem sehr, sehr weit weg und schwer zu beobachten. Es wäre sehr hilfreich für die Astronomie, wenn wir so ein Ereignis etwas näher und mit all den modernen Instrumenten beobachten können. Aber das ist noch nicht das Problem, um das es geht. Das kommt gleich, keine Sorge. Eine Supernova ist kaum zu übersehen. Die Explosion ist so hell, dass wir sie selbst dann sehen können, wenn sie in einer weit entfernten Galaxie stattfindet. Wir wissen dann also, dass dort ein Stern explodiert sein muss. Was wir nicht wissen: Welcher Stern das war. Denn davor war dieser Stern ja deutlich weniger hell und mit großer Wahrscheinlichkeit so wenig hell, dass wir ihn nicht oder nur schwer von der Erde aus sehen können. Das ist ein wenig unbefriedigend, denn eigentlich wollen wir ja nicht nur die Supernova beobachten, sondern auch wissen, wie der Stern davor ausgesehen und sich verhalten hat. Wir wollen den ganzen Prozess sehen; wir wollen wissen, welche Sterne auf welche Weise explodieren, und so weiter. Wir haben zwar gute Theorien darüber, wie sich Sterne entwickeln und wie dann die Explosion abläuft, mit der sie ihre Existenz beenden. Aber jede Theorie muss sich am Ende an den realen Beobachtungen messen lassen. Es geht also um das, was in der Astronomie als "Vorläuferstern einer Supernova" genannt wird und insbesondere geht es um die Vorläufersterne der Supernova-Explosionen, die von roten Überriesen verursacht werden. Und immerhin haben wir da im Laufe der Zeit ein paar Fortschritte gemacht. Die Astronomie hat in den letzten Jahren und Jahrzehnten immer mehr Daten gesammelt. Immer mehr Durchmusterungen haben immer größere Teile des Himmels fotografiert und die Daten in umfangreichen Katalogen organisiert. Oder anders gesagt: Wenn wir irgendwo in einer anderen Galaxie eine Supernova auftauchen sehen, dann können wir in unsere Archive schauen. Wir können nachsehen, ob die fragliche Galaxie schon früher einmal fotografiert worden ist und ob wir an der Stelle, an der die Supernova stattgefunden hat, ein Stern zu sehen ist. Wenn wir Glück haben, ist das der Fall und dann haben wir Daten über den Stern, der zur Supernova wurde und können damit unsere Theorien prüfen. So etwas ist in der Vergangenheit immer wieder gelungen und genau hier liegt das Problem mit den Roten Überriesen. Als wir das erste Mal im Jahr 2005 einen Roten Überriesen als Vorläufer einer Supernova identifizieren konnten, hat das genau zu den Vorhersagen der Theorie gepasst. Im Laufe der Zeit haben wir immer mehr Rote Überriesen in den Archiven finden können, die zu beobachteten Supernova gepasst haben. Die waren aber alle eher auf der leuchtschwächeren, leichteren Seite der Roten Überriesen. Bei den Supernova-Explosionen die wir beobachtet haben, war so gut wie nie einer der wirklich großen Roten Überriesen der Vorläuferstern. Oder anders gesagt: Aus irgendeinem Grund scheinen diese großen Roten Überriesen keine Supernova-Explosionen zu erzeugen. Das ist das "Problem der Roten Überriesen" und die Astronomie wäre wirklich sehr an einer Lösung des Problems interessiert. Wir wissen, dass die ganz, ganz großen Überriesen tatsächlich eher keine dramatischen Supernovas erzeugen. Die ganz großen Sterne haben eine so enorme Leuchtkraft; aus ihrem Inneren dringt so enorm viel Strahlung nach außen, dass sie sich - vereinfacht gesagt - regelrecht selbst auseinandernehmen. Jeder Stern erzeugt einen sogenannten "Sternwind", also einen Strom von Teilchen aus seinen Atmosphärenschichten, die ins All entkommen. Je heißer ein Stern ist, desto stärker ist auch dieser Sternwind. Die Giganten unter diesen Sternen, die extrem heiß sind, verlieren dadurch so viel Masse, dass sie am Ende nicht mehr genug haben, um die beeindruckenden Supernova-Explosionen zustande zu bringen. Die kleineren Sterne, mit weniger Masse und Temperatur natürlich auch nicht. Aber dazwischen gibt es eine Gruppe von Roten Überriesen, die eigentlich genau richtig wären, um ordentlich zu explodieren. Wir wissen, dass es diese Sterne gibt, weil wir sie da draußen beobachten können. Aber wir sehen diese Sterne so gut wie nie als Vorläuferstern einer Supernova. Warum ist das so? Irgendwas haben wir offensichtlich noch nicht ganz verstanden, was die Entwicklung dieser Sterne angeht und wir würden es gerne richtig verstehen. Denn immerhin ist das, was in den roten Riesen passiert, nicht ganz unwichtig für den Rest des Universums. In dieser Endphase seines Lebens bläst ein Stern jede Menge Material hinaus ins All. Die ganzen Atome und Elemente, darunter auch viele, die nur die roten Riesen hervorbringen können, landen dann in den kosmischen Wolken, aus denen neuen Sterne und auch Planeten entstehen können. Das Material aus dem Planeten wie die Erde bestehen; das Material aus dem auch wir Menschen bestehen: All das ist unter anderem auch durch rote Riesen und Überriesen produziert worden. Wenn wir wissen wollen, wie all das im Detail funktioniert, müssen wir diese Himmelskörper verstehen und das Problem der Roten Überriesen lösen. Es gibt mehrere Ideen dafür. Eine ist simpel: Rote Überriesen sind nicht häufig im Universum. Nur die allergrößten Sterne schlagen diesen Entwicklungsweg ein und große Sterne sind selten. Wir haben also wenig Daten und vielleicht ist es einfach nur Zufall, dass wir bis jetzt keine passenden Vorläufersterne unter den Roten Überriesen gefunden haben. Es kann theoretisch auch passieren, dass ein Stern am Ende seines Lebens nicht in Form einer beeindruckenden, hellen Supernova explodiert, sondern einfach unter seiner eigenen Gravitionskraft in sich zusammenfällt; immer weiter, bis er direkt zu einem schwarzen Loch wird. Der Stern verschwindet dann einfach vom Himmel und wir kriegen nichts davon mit. So etwas ist möglich, aber wir haben so einen Vorgang noch nicht zweifelsfrei beobachtet. Es kann aber auch sein, dass die roten Überriesen eh genau das machen, was sie sollen. Aber wir sehen es nicht, weil sie sich dabei verstecken. Darauf deuten zumindest Beobachtungen aus dem Jahr 2025 hin. Am 29. Juni 2025 hat man eine Supernova in der Galaxie NGC1637 beobachtet. Und man hat sich auf die Suche nach dem Vorläuferstern gemacht. Fündig geworden ist man in den Daten des James-Webb-Weltraumteleskops und das Hubble-Weltraumteleskop hat an passender Stelle ebenfalls in früheren Aufnahmen einen Stern fotografiert. Man hat beide Datensätze kombiniert und die des Webb-Teleskops waren von besonderer Bedeutung. Denn das Webb-Teleskop beobachtet im Infrarotlicht und das ist besonders gut, wenn man Staub sehen will. Der Staub in der Umgebung der Sterne wird durch ihr Licht aufgeheizt und gibt diese Energie in Form von Wärme, als Infrarotlicht wieder ab. Ein Teleskop wie Webb kann das sehen und was man in diesem Fall gesehen hat, war bemerkenswert. Staub kann auf viele Weise im Universum gebildet werden, aber eine wichtige Quelle sind die roten Riesensterne. Die ganzen Atome aus ihrem Sternwind können sich miteinander verbinden und immer größere Strukturen bilden. Dieser Staub wird dann hinaus ins All geblasen, kann aber auch für einige Zeit eine Art Hülle um den Stern bilden. Das haben wir schon früher gewusst und bei Sternen wie zum Beispiel Beteigeuze beobachtet. Der Rote Überriese, der am 29. Juni 2025 zur Supernova wurde, war aber so staubig wie kein anderer, den wir zuvor beobachtet haben. Die dicke Staubhülle blockiert natürlich einen Teil seines Lichts und erscheint uns daher weniger hell als er eigentlich ist. Das könnte bedeuten: Vielleicht haben wir nur deswegen geglaubt, dass die roten Überriesen so selten Vorläufersterne von Supernova-Explosionen sind, weil wir sie nicht ordentlich gesehen haben. Sie produzieren mehr Staub als gedacht und deswegen erscheinen sie uns dunkler als sie sind. Wenn das stimmt, dann ist das Problem der Roten Überriesen gar keines, dann passt alles. Wir müssen nur besser lernen, die wahre Helligkeit der Sterne hinter ihrer Staubschicht zu erkennen. Wenn das stimmt, dann heißt das aber auch, dass wir in Zukunft besser lernen können, wie diese riesigen Sterne ihre Leben beenden. Sie tun das offensichtlich auf eine Art, bei der viel mehr Staub ins All gepustet wird, als wir bisher dachten. Also genau das Material, das anderswo im Universum die Grundlage für Planeten - oder auch Menschen ist. Die Lösung des Problems der Roten Überriesen könnte gleichzeitig der Anfang einer Antwort auf die Frage nach unserem Ursprung sein.
- Sternengeschichten Folge 672: Der Zweck und die Geschichte des Countdowns10.10., 07:0010.10.2025, 07:0000:11:52
Lift-Off! Sternengeschichten Folge 672: Der Zweck und die Geschichte des Countdowns Einspieler Start Apollo 11 Das war der Start von Apollo 11, im Jahr 1969, auf dem Weg zur ersten Landung von Menschen auf dem Mond. Und abgesehen davon, dass das ein historisches und enorm bedeutendes Ereignis war, ist dieser Ausschnitt eigentlich sehr normal. Genau das passiert eben, wenn eine Rakete ins All startet: Es gibt einen Countdown und bei "Null" hebt die Raketen ab. Aber: Warum gibt es den Countdown? Denn eigentlich braucht es sowas ja nicht. Die Rakete fliegt los, egal ob man vorher rückwärts bis Null zählt oder nicht. Man sollte sich halt schon irgendwann mal überlegt haben, wann man das Ding starten will, aber wenn man das getan hat, dann kann man die Rakete ja auch einfach zum entsprechenden Zeitpunkt fliegen lassen. Wieso gibt es einen Countdown? Die Antwort: Wenn man sich wirklich genau überlegt, wann und wie man eine Rakete ins Weltall fliegen lassen kann, dann muss man unterwegs zwangsläufig auf so etwas wie einen Countdown kommen. Die Dramatik des Rückwärtszählens hat aber einen ganz anderen Usprung. Fangen wir mal mit der Technik an und widmen uns der Dramatik später. Wenn wir im Alltag einen Countdown in der Raumfahrt miterleben, dann meistens nur den dramatischen Teil, das Runterzählen in den letzten 10 Sekunden, bis zum Start. Aber natürlich muss die Arbeit für einen erfolgreichen Start schon sehr viel früher beginnen. Und der Countdown kann bis zu 96 Stunden vor dem Start beginnen. Denn da muss wirklich viel passieren, alles muss in der richtigen Reihenfolge und auf die richtige Weise passieren und wenn etwas nicht zum richtigen Zeitpunkt passiert, muss der Rest sofort und entsprechend angepasst werden. Es braucht hunderte oder tausende Schritte und Entscheidungen, bis so eine Rakete abheben kann und es ist klar, dass man das nur dann hinkriegt, wenn man sich bei all dem nicht verzettelt. Vor allem, weil man eine Rakete normalerweise nicht irgendwann starten kann. Je nachdem, was der Zweck der Mission ist, gibt es immer nur ein bestimmtes Startfenster, also einen konkreten Zeitraum, innerhalb dessen die Rakete abheben muss. Wird dieses Fenster verpasst, dann muss der ganze Start abgebrochen und zu einem späteren Zeitpunkt - hoffentlich - nachgeholt werden. Schauen wir uns das ein wenig genauer an. Wer schon mal Raketenstarts verfolgt hat, wird dabei oft etwas in der Art von "T minus 20 Minuten" gehört haben. Dieses "T" ist wichtig, denn es bezieht sich auf den "T-Countdown". Gleichzeitig läuft aber immer noch ein anderer Countdown mit, nämlich der "L-Countdown". Das "T" steht für "time" also für "Zeit" und das "L" für "launch", also "Start". Oder anders gesagt: Der L-Countdown ist quasi der echte Countdown. Wenn eine Rakete zum Beispiel am 16. Juli 1969 um exakt 14:32 abheben soll, dann zählt der L-Countdown die Zeit bis genau dahin. Der T-Countdown zählt im Prinzip auch bis zum Start. Aber hier geht es um die genaue Abfolge der Dinge. Und, das ist der wichtige Punkt, der T-Countdown kann angehalten werden. Damit ist sichergestellt, dass man genug Zeit hat, um sich um Probleme oder ähnliches zu kümmern. Zum Beispiel kann der T-Countdown bei "T minus 20 Minuten" stehen, was theoretisch bedeutet, dass der Start in 20 Minuten stattfinden soll. Aber vielleicht ist in dem Moment gerade schlechtes Wetter. Also stoppt man den T-Countdown und wartet ab. Der L-Countdown läuft währenddessen natürlich weiter. Oft wird der T-Countdown auch absichtlich zu vorab definierten Zeitpunkten angehalten. Das nennt man dann "Built-in hold", also quasi "eingebautes Halten". Schauen wir uns das am Beispiel eines typischen Space-Shuttle-Starts an. Die waren technisch besonders aufwendig und nachdem die grundlegenden Vorbereitungen - also die Montage der Raketen, usw - abgeschlossen sind, wird der Countdown gestartet. Die T-Uhr beginnt dabei mit mit T-43 Stunden. Es waren aber bei jedem Schuttle Start schon vorab sieben Built-in holds eingeplant, bei T-27, T-19, T-16 und T-3 Stunden und bei T-20 und T-9 Minuten. Diese vorgeplanten Stopps können unterschiedlich lang dauern. Bei T-27 wird die Uhr üblicherweise für vier Stunden angehalten. In der Zeit müssen dann alle Leute, die nicht wirklich nötig sind die Startrampe verlassen und die Vorbereitungen für die Betankung des Shuttles beginnen. Egal ob das jetzt schnell geht oder nicht: Die T-Uhr läuft erst nach 4 Stunden wieder weiter. Denn vielleicht kommt es ja doch zu Verzögerungen. Vielleicht ist bei den geplanten Schritten die vor dem Zeitpunkt T-27 passieren müssen, etwas nicht ganz nach Plan gelaufen - dann hat man diese 4 Stunden noch als Puffer, bevor es weitergeht. Bei T-19 wurde auch für 4 Stunden gestoppt, Bei T-11 kann der Stopp bis zu 14 Stunden dauern, usw. Je nach geplanten Ablauf der Dinge sind unterschiedlich lange Zeitpuffer eingebaut, damit auch sicher gestellt ist, dass man alles in Ruhe und in der richtigen Reihenfolge erledigen kann. Ingesamt wird die T-Uhr 26 Stunden lang angehalten. Der echte, der L-Countdown beginnt daher auch nicht so wie der T-Countdown bei T Minus 43 Stunden, sondern bei L Minus 69 Stunden. Erst wenn alles geklappt hat, kurz vor dem Start, werden beim letzten Stopp der T-Uhr die beiden Countdowns synchronisiert und wenn dann alles so läuft, wie es soll, dann kommen T- und L-Uhr zur gleichen Zeit bei der Null an und die Rakete hebt pünktlich ab. Man könnte noch viel mehr über die Details des Countdowns reden - aber es ist klar, dass es irgendein Prozedere braucht, um den Überlick über die einzelnen Schritte und die Zeit nicht zu verlieren. Es macht ebenfalls Sinn, wenn man dafür den Zeitpunkt des Starts als Nullpunkt nimmt. Die Zeit davor wird rückwärts gezählt und nach dem Start zählt man dann vorwärts weiter. Aber das ist alles eher eine interne, technische Angelegenheit. Eine Uhr im Kontrollzentrum, die anzeigt, wie die Zeit vergeht, ist das eine. Das dramatische rückwärtszählen von "10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, Lift-Off!" etwas ganz anderes. Das ist eigentlich nicht zwingend nötig, um die Rakete ins All zu kriegen. Warum machen wir das trotzdem? Dafür ist vermutlich der deutsche Schauspieler und Regisseur Fritz Lang verantwortlich. Er hat zu Beginn des 19. Jahrhunderts ein paar sehr berühmte Stummfilme gedreht, unter anderem "Metropolis" aus dem Jahr 1927. Kurz danach, im Jahr 1929 hat er den Film "Frau im Mond" veröffentlicht. Es ist ein Science-Fiction-Film, der von einem Wissenschaftler handelt, der zum Mond fliegen will, weil es dort seiner Meinung nach Wasser, Sauerstoff und Gold gibt. Gemeinsam mit einem Ingenieur baut er einen Rakete und macht sich auf den Weg. Der technische Berater in Sachen Raumfahrt war Hermann Oberth, einer der absoluten Pioniere in der Raketentechnik. Schon 1923 hat Oberth in seinem Buch "Die Rakete zu den Weltenräumen" genau erklärt, wie das mit der Raumfahrt funktionieren kann, lange bevor es dann tatsächlich so weit war. Es ist daher auch kein Wunder, dass die Darstellung der Rakete in Fritz Langs Film durchaus realistisch war. Das Problem das Lang hatte, war ein anderes: Er wollte im Film die Dramatik des Starts vermitteln. Aber es war eben ein Stummfilm, also waren keine lange Erklärungen oder ähnliches möglich. Also musste man mit den üblichen Text-Einblendungen klar machen, dass der Moment des Abhebens immer näher rückt. Wenn der Moment zum Beispiel noch zwei Minuten entfernt ist, könnte man die entsprechenden 120 Sekunden abzählen, also: 1, 2, 3, usw. Aber woher soll das Publikum wissen, dass es bei 120 dann losgeht? Das muss man dann wieder vorher erklären. Aber, so Lang, wenn man rückwärts zählt, muss man gar nichts erklären. Wenn man "10, 9, 8, …" und so weiter zählt, ist allen klar, dass bei "Null" etwas passiert. Also hat Lang entsprechende Texte eingeblendet und alles mit "Noch 3 Sekunden!", "2", "1" und "JETZT" beendet. So konnte er, auch ohne Geräusche, ausreichend Dramatik erzeugen. Als dann später in den USA die Raumfahrt ernsthaft betrieben wurde, hat der alte Film den Leuten dort natürlich immer noch gefallen. Die NASA hat Fritz Lang sogar 1964 zu einer Veranstaltung eingeladen und - viel relevanter für diese Folge - sie hat das Konzept seines Countdowns übernommen, um der Öffentlichkeit die Dramatik eines Raketenstarts zu vermitteln. Kurzer Einschub: Es gibt noch einen älteren Countdown als den von Lang in der Kunstgeschichte. Nämlich in dem 1897 erschienen Buch "The Great Crellin Comet" von George Griffith. Darin wird die Erde von einem Kometeneinschlag bedroht und man will das Ding ablenken, indem man eine riesige Kanone darauf abfeuert. Der entsprechende Moment liest sich dann so: "Dann begann er zu zählen: „Neun – acht – sieben – sechs – fünf – vier – drei – zwei – jetzt!“ Im selben Augenblick senkten sich beide Finger und schlossen die Stromkreise. Im nächsten Moment schien es, als hätten sich die innersten Feuer der Erde losgelöst." Ein einwandfreier Countdown, aber einer, der nichts mit Raketen zu tun hat. Vielleicht hat Lang sich davon inspirieren lassen; vielleicht auch nicht. So oder so: Wir haben den dramatischen Countdown auf jeden Fall der Kunst zu verdanken und nicht der Wissenschaft. Und auch in der Wissenschaft gibt es übrigens Variationen. Bei der NASA endet man ja meistens mit "Go" oder mit "Lift-off", weil L-0 der Zeitpunkt ist, an dem die Rakete abhebt. Wenn die europäische Raumfahrtagentur ihre Raketen starten lässt, dann klingt das anders. Es klingt zuerst einmal französisch, weil die ESA von Kourou in französisch Guayana startet. Und wenn dort mit "trois - deux- un - top" geendet wird, dann heißt das, dass in dem Moment die Triebwerke starten, das Abheben dauert dann noch. In Russland war man früher überhaupt undramatisch und ist einfach gestartet, ohne dramatisch zu zählen. Heute können wir uns einen Raketenstart ohne Countdown nicht mehr vorstellen. Wir zelebrieren die letzen Sekunden mit all dem Drama, das wir aufbringen können. Und irgendwie ist das ja auch ganz ok. Wenn eine Rakete ins Weltall fliegt, in der vielleicht sogar noch Menschen sitzen, dann ist das definitiv ein dramatischer Moment. Wir verlassen unseren Planeten, wir machen uns auf in das dunkle Weltall, hinaus in den Kosmos, hinaus zu den Planeten. Da kann man ruhig ein bisschen dramatisch sein; es wäre schade, wenn uns so etwas nicht mehr begeistern würde.
- Sternengeschichten Folge 671: Trojaner und UFOs im Sternbild Netz03.10., 07:0003.10.2025, 07:0000:13:46
Von der Raute zu den Aliens Sternengeschichten Folge 671: Trojaner und UFOs im Sternbild Netz Das Sternbild mit der eher unspektakulären Bezeichnung "Netz" ist auch tatsächlich auf den ersten Blick eher unspektakulär. Man kann es am Himmel der Südhalbkugel der Erde beobachten, ein Stück südlich des Sternbilds Pendeluhr und nördlich der kleinen Wasserschlange. Aber man muss schon genau hinsehen; das Netz ist ein kleines Sternbild und die Sterne dort leuchten nur mittelmäßig hell. Wir werden uns diese Sterne gleich genauer ansehen, aber wir schauen zuerst noch auf die Geschichte des Sternbilds, denn die ist auch ziemlich interessant. Und wenn ich jetzt "Geschichte" sage, dann meine ich erstmal nur das, was die westliche Astronomie und die diversen Entdecker in der frühen Neuzeit getan haben, als die ersten Sternkarten des südlichen Himmels entstanden sind und nicht das, was sich die Menschen über den Himmel erzählt haben, die sowieso immer schon auf der Südhalbkugel der Erde gelebt haben. Diese Geschichten sind natürlich genau so interessant, aber wir bleiben heute bei den Geschichten, an deren Ende das moderne Sternbild des Netz steht. Und diese Geschichte beginnt mit dem deutschen Astronom Jacob Bartsch, der außerdem auch noch der Schwiegersohn von Johannes Kepler war. Bartsch hat im Jahr 1624 eine Sternenkarte mit dem Titel "Astronomischer Gebrauch der Sternen-Planisphäre" veröffentlicht und darin einen Schwung neuer Sternbilder eingezeichnet, die der niederländische Astronom und Kartofgraf Petrus Plancius ein paar Jahre zuvor als erster definiert hat. Und zwar die Sternbilder Biene, Giraffe, Hahn, Einhorn, Jordan und Tigris. Und bevor sich jemand wundert: Nicht alle dieser Bilder haben die Jahrhunderte überlebt; in der modernen Klassifikation des Himmels tauchen nur noch die Giraffe und das Einhorn auf; die restlichen Sternbilder sind irgendwann außer Gebrauch geraten. Das Netz fehlt bei dieser Aufzählung, aber keine Sorge, dazu kommen wir jetzt. Denn die Sache mit den Erfindern der Sternbilder ist ein wenig knifflig. Ursprünglich sind die Sternbilder vor allem auf Himmelsgloben eingezeichnet worden, aber diese Dinger waren aufwendig in der Herstellung und teuer. Es gab nicht viele davon und deswegen haben auch nur wenig Menschen über die ganzen neuen Sternbilder Bescheid gewusst, die die diversen Leute für den Südhimmel erfunden haben. Einer der ersten, der die Bilder von Plancius auf einem Himmelsglobus eingezeichnet hat, war der Astronom und Mathematiker Isaac Habrecht II aus Straßburg. Das war im Jahr 1621 und auf diesem Globus hat Habrecht auch noch selbst ein paar Sterne zu einem neuen Sternbild angeordnet und es "Rhombus" genannt, also Raute, was kein sonderlich kreativer Name für die vier Sterne war, die tatsächlich eine Rautenform gebildet haben. Dann kam Jacob Bartsch mit seiner Sternenkarte aus dem Jahr 1924. Er hat dafür die Bilder von Habrechts Globus verwendet, aber nicht gewusst, dass der sie von Plancius übernommen hat. Also ging er davon aus, dass die ganzen neuen Sternbilder von Habrecht selbst erfunden wurden, was aber nur auf den Rhombus zutrifft. So oder so: Sternenkarten lassen sich leichter anfertigen und verbreiten und durch die Karte von Bartsch sind diese neuen Bilder einere größeren Öffentlichkeit bekannt geworden. Über ein Jahrhundert später hat dann der französische Astronom Nicolas-Louis de Lacaille jede Menge Sterne des Südhimmels beobachten, kartografiert, seine eigenen Sternkarten erstellt und dabei auch einen ganzen Schwung neuer Sternbilder definiert. Er hat sich dabei von den vielen technischen Erfindungen der Neuzeit inspirieren lassen, wie ich ja schon ausführlich in den Folgen 505 und 199 über die Sternbilder Elektrisiermaschine und Mikroskop erzählt habe. Mit einem Rhombus hat Lacaille jedenfalls nichts anfangen können, also hat er dieses Sternbild einfach als "Netz" uminterpretiert. Damit hat er allerdings kein Fischernetz oder etwas in der Art gemeint, sondern ein für die damalige Zeit sehr wichtiges astronomisches Messinstrument. Das "Reticulum Rhomboidalis", also das "rhombische Netz" war eine Glasplatte, in die ein feines Netzmuster eingeritzt wird. Diese Platte kann man dann vor das Okular eines Teleskops einbauen und damit diverse Messungen erleichtern, zum Beispiel wenn man die Position eines Sterns genauer bestimmen will. Aus dem rhombischen Netz ist dann im Laufe der Zeit einfach nur das "Netz" geworden beziehungsweise im offiziellen lateinischen Namen das "Reticulum", also das kleine Netz und unter diesem Namen gehört es heute zu den 88 offiziellen Sternbildern der Astronomie. Eine - passend für ein Netz - verwirrende Entstehungsgeschichte, die auch heute nicht immer vollständig aufgedröselt wird. Je nachdem, wo man nachschlägt, wird mal Plancius als Erfinder des Sternbilds genannt, sehr oft Jacob Bartsch und nur vergleichsweise selten Isaac Habrecht II, der es ja tatsächlich als erster festgelegt hat. Aber genug von der Geschichte - schauen wir auf das, was wir im Netz finden können. Der hellste Stern dort ist Alpha Reticuli, der auch den offiziellen Namen "Rhombus" trägt, um an das alte Sternbild von Habrecht zu erinnern. Der Stern ist etwa 160 Lichtjahre von uns entfernt und war einmal ein heißer, blauer Stern. Aber wie es heiße Sterne so tun, hat er den Wasserstoff in seinem Inneren sehr schnell fusioniert und war damit schon nach ein paar hundert Millionen Jahren durch. Er ist jetzt schon in den letzten Phasen seines Lebens angekommen und zur Zeit damit beschäftigt, anstatt Wasserstoff das Helium zu fusionieren, dass in seinem Kern noch übrig ist. Und weil dabei mehr Energie frei wird als bei der Wasserstofffusion, ist er noch heißer geworden und hat sich extrem aufgebläht. Heute ist er ein gelb leuchtender Riesenstern, mit der 115fachen Leuchtkraft unserer Sonne. Begleitet wird Alpha Reticuli von einem roten Zwergstern der ihn mit einer Periode von 60.000 Jahren umkreist. Der zweithellste Stern ist Beta Reticuli, auch ein Doppelsternsystem aus einem Riesenstern und einem roten Zwerg in ungefähr 100 Lichtjahren Entfernung. Viel spannender ist aber Epsilon Reticuli. Auch hier haben wir eine Kombination aus Riese und Zwerg, nur ist es diesmal ein oranger Riesenstern, der kurz davor ist, zu einem roten Riesen zu werden. Und der Zwerg ist ein weißer Zwerg, also nicht einfach nur ein kleiner Stern, sondern das, was nach der Supernova-Explosion eines großen Sterns übrig geblieben ist. Die beiden sind circa 240 Astronomische Einheiten voneinander entfernt, also ungefähr sechsmal so weit, wie der Pluto von der Sonne entfernt ist. Besonders spannend ist eine Entdeckung aus dem Jahr 2000, als man festgestellt hat, dass der Riesenstern von einem Planeten umkreist wird. Seine Masse beträgt mindestens das 1,5fache der Masse des Jupiters und dieser Planet ist von seinem Stern ungefähr so weit entfernt wie der Mars von der Sonne. Es ist also definitiv kein erdähnlicher Planet sondern ein Gasriese - aber das heißt nicht, dass es dort nicht auch kleinere Planeten geben könnte. Vielleicht gibt es dort sogar eine Art von Planet, die wir bisher noch nirgendwo entdeckt haben: Einen Trojaner-Planeten. Ich habe in Folge 31 der Sternengeschichten schon mal ausführlich über Trojaner gesprochen (und auch später immer wieder). So nennen wir Asteroiden, die sich in der Nähe der Lagrange-Punkten eines Planeten befinden, also den Punkten entlang der Umlaufbahn des Planeten, in denen sich alle wirkenden Kräfte gerade aufheben. Der Jupiter hat Millionen von Asteroiden bei seinen Lagrange-Punkten, Erde und Mars haben auch ein paar, genau so wie Uranus und Neptun. Aber rein theoretisch könnte sich auch ein erdgroßer Planet stabil im Lagrange-Punkt eines Gasriesen bewegen. Rein theoretisch könnten solche Trojaner-Planeten dort auch entstehen. Es ist zwar unwahrscheinlich, aber es spricht prinzipiell nichts dagegen, dass es solche Planeten gibt. Wir haben bis jetzt nur noch keinen gefunden. Aber in einer Arbeit aus dem 2007 haben Forscher aus Österreich und Ungarn diverse Gasriesen bei anderen Sternen untersucht und der Planet von Epsilon Reticuli ist einer von denen, bei denen die Bedingungen für einen möglichen Trojanerplanet besonders gut sind. Und dazu kommt: Der Gasriese befindet sich in der habitablen Zone von Epsilon Reticuli. Damit würde sich auch ein Trojanerplanet dieses Gasriesen in der habitablen Zone befinden, also dem Bereich um den Stern, wo die Temperaturen genau passend sind, so dass auf der Oberfläche eines Planeten flüssiges Wasser existieren kann. Oder anders gesagt: Epsilon Reticuli kann zumindest theoretisch einen Trojanerplaneten beherbergen, auf dem Leben möglich ist. Es ist unwahrscheinlich, dass es diesen Planeten gibt und selbst wenn, dann ist es kein sonderlich guter Ort für Leben, weil der Stern ja in astronomisch naher Zukunft zu einem roten Riesen wird. Aber die Vorstellung ist faszinierend: Ein Planet, an dessen Himmel nicht nur ein orangener Riesenstern auf- und untergeht sondern der sich auch noch eine Umlaufbahn mit einem anderen Planeten teilt, der größer ist als Jupiter… Das klingt wie Science Fiction, ist aber Wissenschaft. Keine Wissenschaft und auch keine Science Fiction ist das, was über den Stern Zeta Reticuli zu erzählen gibt. Es handelt sich um ein weiteres Doppelsternsystem, diesmal aus zwei sonnenähnlichen Sternen, ungefähr 40 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ok, das war jetzt noch Wissenschaft, aber dieses System ist nicht nur in der Wissenschaft bekannt, sondern auch in einer breiteren Öffentlichkeit prominent. Das liegt an dem, was in dem 1966 veröffentlichten Buch "The Interrupted Journey", also "Die unterbrochene Reise" steht. Geschrieben hat es der amerikanische Autor John Fuller und der Untertitel lautet "Zwei verlorene Stunden an Bord eines UFOS: Die Entführung von Betty und Barney Hill". Fuller erzählt darin die Geschichte eines der bekanntesten UFO-Fälle des letzten Jahrhunderts. Das Ehepaar Betty und Barney Hill behauptet, im Jahr 1961 von Außerirdischen entführt worden zu sein. Sie seien plötzlich aus ihrem Auto verschwunden und erst Stunden später ohne Erinnerung anderswo wieder aufgetaucht. Erst unter Hypnose haben sie berichtet, dass sie in dieser Zeit an Bord eines UFOs waren, wo sie von Aliens medizinisch untersucht wurden. Betty Hill habe dabei auch eine Sternenkarten gesehen, die sie später aufgezeichnet hat und die auch im Buch von Fuller zu sehen ist. Sie besteht aber nur aus 15 Punkte, ohne Angabe, um welche Sterne es sich dabei handelt. Aber die Volksschullehrerin und Hobby-Astronomin Marjorie Fish hat die Karte im Buch gesehen und wollte herausfinden, um welche Sterne es sich handelt. Beim Vergleich mit diversen Sternkarten kam sie zu dem Schluss, dass die 15 Sterne so angeordnet sind, wie man sie am Himmel sehen würde, wenn man sich irgendwo im Doppelsternsystem von Zeta Reticuli befindet. Die Aliens müssen also von genau dort her kommen. Nun. Über den Fall von Betty und Barney Hill wurde im Laufe der Zeit schon jede Menge geschrieben, das will ich hier gar nicht wiederholen. Es gibt keine belastbaren Belege, dass die behauptete Entführung tatsächlich stattgefunden hat und auch die Sternkarte ist auf den zweiten Blick nicht so beeindruckend, wie es scheint. Das, was Marjorie Fish rekonstruiert hat, hat nicht viel Ähnlichkeit mit der Zeichnung von Betty Hill und darüber hinaus kennen wir heute die Distanzen zu den Sternen sehr viel besser als damals. Und mit den aktuellen, korrekten Werten, passt überhaupt nichts mehr zusammen, weswegen Fish ihre Hypothese mittlerweile auch wieder zurückgezogen hat. Die Wissenschaft hat bis jetzt noch keine Planeten bei den Sternen von Zeta Reticuli gefunden, was natürlich nicht bedeuten muss, dass es dort keine gibt. Aber selbst wenn es dort Planeten gibt, ist eher nicht damit zu rechnen, dass sich dort Aliens aufhalten, die ab und zu zur Erde fliegen und Menschen fangen. Aber diese Geschichte und all die anderen zeigen ein weiters Mal sehr gut, dass auch die unscheinbaren Sternbilder am Himmel jede Menge zu erzählen haben. Selbst das auf den ersten Blick so wenig spektakuläre Netz hat bei genauerer Betrachtung viel zu bieten.
- Sternengeschichten Folge 670: Die Große Meteorprozession von 191326.09., 07:0026.09.2025, 07:0000:11:22
Ein ungelöstes Rätsel Sternengeschichten Folge 670: Die Große Meteorprozession von 1913 "Gegen 9 Uhr oder kurz danach, als ich auf dem Heimweg von der Kirche war, sah ich einen großen Meteor zur Erde fallen, der einen Feuerschweif so lang wie der des Halleyschen Kometen hinter sich ließ. Dann, als ich mich nach Norden wandte, sah ich eine große schwarze Wolke, aus der, wie es schien, Sternschnuppen kamen, etwa 50, jede mit einer Feuerlinie auf ihrer Bahn, und sie verschwanden in einer großen schwarzen Wolke im Süden. Danach begann ein leises Grollen wie Donner." So beschreibt eine Miss Floy Priest das, was sie am Abend des 9. Februar 1913 am Himmel über der kanadischen Stadt Appleby, ein Stück südlich von Toronto, gesehen hat. Sie war nicht die erste, die diese Himmelserscheinung beobachtet hat und sie war bei weitem nicht die letzte. Das, was da vor über 100 Jahren passiert ist, war ein einzigartiges Phänomen, dessen Ursprung bis heute nicht vollständig erklärt werden kann. Alles hat um fünf Minuten nach neun Uhr Abends im westlichen Ontario in Kanada begonnen. Ein feurig-rot leuchtendes Objekt ist am Himmel aufgetaucht, immer größer geworden und hat einen Schweif entwickelt, der wie der eines Kometen ausgesehen hat. Menschen überall in der Region haben das Schauspiel beobachtet und später beschrieben. Für manche sah dieser Schweif aus wie der "Lichtschein aus der Tür eines Ofens in dem ein heftiges Feuer brennt". Andere haben gesagt, es würde wie der Strahl eines Suchscheinwerfers aussehen oder wie der Funkenflug aus einem Schornstein bei heftigen Wind. All diese Beschreibungen und auch die Aussagen von Floy Priest und jeder Menge andere Menschen hat der kanadische Astronom Clarence Chant von der Universität Toronto gesammelt. Er war es auch, der im Juni 1913 einen ersten umfassenden wissenschaftlichen Bericht über das "Außergewöhnliche meteorische Schauspiel" veröffentlicht hat, wie der Titel seiner Arbeit lautet. Er selbst konnte die Erscheinung am Himmel nicht beobachten, hat sich aber große Mühe gegeben, so viele Daten zusammenzutragen, wie nur möglich und diese dann astronomisch auszuwerten. Der Meteor am Himmel bewegte sich in einer horizontalen Linie, was äußerst ungewöhnlich war. Die normalen, kleinen Meteore, die wir üblicherweise "Sternschnuppen" nennen, sausen schnell über den Himmel und ihre Bewegung scheint uns nach unten, zum Erdboden gerichtet zu sein. Das hier war aber alles andere als eine Sternschnuppe, wie Chant schreibt: "Hier waren Objekte, die sich gemählich bewegt haben und den glücklichen Beobachtern mehr als genug Zeit gegeben haben, sich mehrmals etwas zu wünschen, wenn sie das denn wollen würden". Und noch bevor die Aufregung über diese außergewöhnliche Leuchterscheinung vorbei war, sind aus Richtung Nordwesten weitere Meteore aufgetaucht, aus genau der selben Richtung wie der erste, die sich auch auf den selben Bahnen über den Himmel bewegt haben. Es waren Gruppen von zwei, drei oder mehr leuchtenden Punkten, die alle kleinere Schweife und Spuren aus "Funken" hinter sich herzogen. Ein weiterer Augenzeuge beschreibt das so: "Ich ging westwärts, als etwa auf halber Höhe zwischen Horizont und Zenit ein großer Meteor erschien, der ungefähr nach Südsüdost zog und sehr langsam unterwegs war – jedenfalls für einen Meteor. Er hatte eine rötliche Farbe und einen langen Schweif. Als er ein Stück weit nach Süden gezogen war, zerbrach der Schweif in vier Teile, und jeder Teil schien einen Kopf anzunehmen und auf derselben Bahn weiterzufliegen, bis sie verschwanden – jedoch nicht plötzlich, wie es bei vielen Meteoren zu sein scheint. Diesem folgten sieben weitere, alle von gleicher Erscheinung, die einander in der gleichen Richtung und offenbar auf derselben Linie folgten. Der siebte und achte bildeten ein Paar und flogen parallel zueinander. Der erste war der einzige, der zerbrach. Es war kein Geräusch zu hören; jeder einzelne war 6 oder 8 Sekunden lang sichtbar." Die langsame Bewegung und die lange Dauer der Erscheinung ist den meisten Menschen aufgefallen, ebenso wie die fast perfekte Formation, in der die Meteore über den Himmel gezogen sind. Einige haben das mit dem Flug einer Flotte von Luftschiffen verglichen, andere mit einer Eisenbahn und ihren Waggons, die über den Himmel fährt oder einem Schwarm von Wildgänse. Manche haben Dutzende von Meteoren gesehen, andere haben gesagt, es wären hunderte gewesen. Chant führt diese Unterschiede darauf zurück, dass die einen nur die Hauptkörper beschrieben haben, die anderen dagegen auch die vielen "Funken", die beim Auseinanderbrechen entstanden sind. Chant war auch überrascht über das enorme Ausmaß der Beobachtungen. Seiner Sammlung an Berichten nach haben Menschen aus einem Umkreis von 4000 Kilometer die selben Objekte am Himmel gesehen, was höchst ungewöhnlich ist für einen Meteor. Chant hat alle Beobachtungen ausgewertet und kam zu dem Schluss, dass sich die leuchtenden Objeket in einer Höhe von circa 40 bis 50 Kilometer befunden haben müssen. Sie haben sich mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 15 Kilometer pro Sekunde im Vergleich zum Erdboden bewegt und die größten von ihnen waren seiner Meinung nach um die 30 Meter groß. Es war klar, dass hier etwas ungewöhnliches passiert ist, aber was genau? Es ist auf jeden Fall nicht außergewöhnlich - und das wusste man natürlich auch schon im Jahr 1913 - das es immer wieder Meteorschauer am Himmel zu beobachten gibt. Ich habe davon in anderen Folgen ja schon öfter erzählt. Manche Kometen und Asteroiden hinterlassen Spuren aus Staub entlang ihrer Umlaufbahn und wenn die Erde bei ihrer Bewegung um die Sonne diese Spuren aus Staub kreuzt, können wir kurzfristig sehr viel mehr Sternschnuppen und größere Meteore am Himmel sehen als sonst. Diese Meteorschauer finden regelmäßig zur selben Zeit im Jahr statt - zum Beispiel die Perseiden, die immer um den 13. August zu sehen sind oder die Leoniden im November. Da diese Sternschnuppen entstehen, weil die Erde sich durch eine Staubspur im All bewegt, scheinen sie auch alle vom selben Punkt des Himmels aus auf die Erde zu fallen. Bei den seltsamen Meteoren im Februar 1913 war das aber nicht so. Sie habe sich von einem Ende des Himmels zum anderen bewegt, parallel zum Horizont und sie waren viel länger sichtbar als die typischen Sternschnuppen. Clarence Chant war überzeugt, dass die Erde hier nicht einfach nur auf eine größere Menge Staub aus dem All getroffen ist. Er ging davon aus, dass es sich um Objekte handelt, die zuerst die Sonne auf einer eigenständigen Umlaufbahn umkreist haben, dann aber der Erde nahe gekommen und von ihr eingefangen sind. Sie haben die Erde umkreist, wie eine Schar von Mini-Monden, bevor sie durch die Atmosphäre gebremst, zerbrochen und zerstört worden sind. Der amerikanische Astronom William Henry Pickering veröffentlichte in den 1920er Jahren ebenfalls ein paar Facharbeiten über das Ereignis und hat darin Chants Einschätzung im Wesentlichen zugestimmt. Es gab aber auch andere Meinungen. Chants Kollege, der kanadische Astronomie Charles Wylie hat die ganze Angelegenheit im Wesentlichen für Einbildung gehalten und 1939 erklärt, dass die Beobachtung eines ganz normalen Meteors von ein paar Leuten in Toronto durch Medien und andere in der Astronomie zu einem außergewöhnlichen Phänomen gehypt wurde. Aber sieht man einmal davon ab, dass Wylies Argumente vom Rest der Astronomie als eher unwissenschaftlich angesehen wurden, haben weitere Untersuchungen schnell gezeigt, dass er definitiv falsch liegt. Wylie hat vor allem deswegen behauptet, dass das alles Unsinn sein muss, weil das Ereignis zwar in Kanada gesehen wurde, aber nicht in den USA. Eine Auswertung amerikanischer Zeitungen der fraglichen Zeit hat aber ergeben, dass es sehr wohl auch dort Beobachtungen gab, die die Berichte aus Kanada bestätigen. Man hat sogar Nachrichten aus Brasilien und Bermuda gefunden, die den Fall beschreiben. Im Jahr 1991 hat der amerikanische Planetologe und NASA-Mitarbeiter John O'Keefe eine neue Interpretation der Ereignisse von damals veröffentlicht. Seiner Meinung nach handelt es sich um Material, das von Vulkanen auf dem Mond ins All geschleudert wurde und dann für einige Zeit einen Ring um die Erde gebildet hat, bevor die Stücke dann in der Atmosphäre verbrannt sind. Rein prinzipiell ist das kein unmöglicher Mechanismus, der aber nur dann funktioniert, wenn am Mond tatsächlich Vulkane ausbrechen. Wir wissen, dass das nicht passiert, aber O'Keefe hatte schon in den 1960er Jahren eine Hypothese entwickelt, um bestimmte Gesteine die in der Nähe von Einschlagskratern gefunden werden, als vulkanischen Auswurf vom Mond zu erklären. Das ist, wie gesagt, falsch, weil auf dem Mond kein Vulkanismus dieser Art stattfindet. Aber O'Keefe wollte die Idee anscheinend nicht fallen lassen und hat in den Ereignissen aus dem Jahr 1913 eine Möglichkeit gesehen, sie wieder ins Spiel zu bringen. Und übrigens, nur damit kein falscher Eindruck entsteht: John O'Keefe war kein Spinner; er hat jede Menge sehr relevante Arbeit gemacht und gilt als Pioneer der Astrogeologie. Aber auch schlaue Menschen können sich halt mal irren. Und es ist ja auch definitiv nicht so, als könnten wir eine einwandfreie Erklärung für das liefern, was 1913 passiert ist. Selbst 100 Jahre nach dem Ereignis hat es die Wissenschaft immer noch beschäftigt. Zwei Astronomen aus den USA und Australien haben sich im Jahr 2013 nochmal neu auf die Suche nach Berichten von damals gemacht. Das Problem war, dass die Flugbahn der Objekte nicht nur über das Festland geführt hat, sondern natürlich auch über das Meer. Dort wohnt aber niemand - aber dort fahren Schiffe. Also hat man begonnen, in den Archiven nach Logbüchern von Schiffen zu suchen und ist tatsächlich fündig geworden. 7 neue Berichte konnten den alten hinzugefügt werden und wir wissen heute, dass die große Prozession der Meteoriten mindestens einen Weg von mehr als 11.000 Kilometer über die Erde zurück gelegt hat. Das ist mehr als ein Viertel des Erdumfangs und absolut außergewöhnlich. Irgendwo über dem Südatlantik verliert sich ihre Spur aber ist mehr als klar, dass es sich um ein einzigartiges Ereignis gehandelt hat. Was damals wirklich passiert ist, werden wir vermutlich nicht mehr zweifelsfrei herausfinden können. Es ist eher nicht damit zu rechnen, dass ein Mondvulkan der Erde einen temporären Ring geschenkt hat und es war definitiv keine Flotte außerirdischer Raumschiffe - denn natürlich wird das Ereignis auch von den UFO-Fans immer wieder gerne in ihrem Sinn interpretiert. Am wahrscheinlichsten ist immer noch die Erklärung, die Clarence Chant damals gegeben hat: Die Erde hat sich zeitweilig einen kleinen Mond eingefangen. So etwas kommt immer wieder vor und weil die Bahnen dieser Quasi-Satelliten im Allgemeinen nicht stabil sind, entkommen sie meistens wieder aus der Anziehung der Erde und verziehen sich irgendwo in den Weiten des Sonnensystems. In diesem Fall aber dürfte der Mini-Mond in der Atmosphäre auseinandergebrochen sein und hat uns vor seinem endgültigen Verschwunden noch ein einzigartiges und eindrucksvolles Schauspiel geliefert.
- Sternengeschichten Folge 669: "Die gleißende Welt" von Margaret Cavendish19.09., 07:0019.09.2025, 07:0000:16:58
Die seltsame Welt der ersten Sci-Fi-Autorin Sternengeschichten Folge 669: "Die gleißende Welt" von Margaret Cavendish Diese Geschichte beginnt mit einer Geschichte und die beginnt so: "Ein Kaufmann, der in ein fremdes Land reiste, verliebte sich heftig in eine junge Dame. Da er jedoch ein Fremder in diesem Land war und ihr sowohl an Geburt als auch an Reichtum weit unterstand, konnte er sich nur geringe Hoffnung machen, sein Verlangen zu erfüllen. Doch da seine Liebe mehr und mehr in ihm entbrannte, bis hin zur Missachtung aller Schwierigkeiten, fasste er schließlich den Entschluss, sie zu entführen. Dazu bot sich ihm umso leichter Gelegenheit, da das Haus ihres Vaters nicht weit vom Meer entfernt lag und sie häufig, begleitet von nicht mehr als zwei oder drei Dienerinnen, Muscheln am Ufer zu sammeln pflegte – was ihn umso mehr ermutigte, seinen Plan auszuführen. So geschah es, dass er eines Tages mit einem kleinen leichten Schiff, nicht unähnlich einem Postboot, bemannt mit einigen wenigen Seeleuten und wohl mit Proviant versehen – aus Furcht vor unvorhergesehenen Zwischenfällen, die ihre Reise vielleicht verzögern könnten – zu dem Ort kam, den sie gewöhnlich aufzusuchen pflegte; dort entführte er sie. Doch als er sich für den glücklichsten Mann der Welt hielt, erwies er sich als der unglücklichste; denn der Himmel, zürnend über seinen Raub, ließ einen solchen Sturm aufkommen, dass sie nicht wussten, was zu tun oder wohin sie steuern sollten. So wurde das Schiff, sowohl durch seine eigene Leichtigkeit als auch durch die gewaltige Kraft des Windes, so schnell wie ein Pfeil aus dem Bogen gen Nordpol getragen, und erreichte in kurzer Zeit das Eismeer, wo der Wind es zwischen gewaltige Eisblöcke trieb. Doch da es klein und leicht war, gelang es ihm – mit Hilfe und durch die Gunst der Götter gegenüber dieser tugendhaften Dame – sich so zu drehen und zu wenden zwischen diesen Klippen, als sei es von einem erfahrenen Lotsen und kundigen Seemann gesteuert. Aber ach! Die wenigen Männer, die sich darin befanden, wussten nicht, wohin sie fuhren, noch, was in einem so seltsamen Abenteuer zu tun sei, und da sie nicht für eine so kalte Reise gerüstet waren, erfroren sie allesamt; nur die junge Dame blieb am Leben – durch das Licht ihrer Schönheit, die Wärme ihrer Jugend und den Schutz der Götter. Es war auch kein Wunder, dass die Männer erfroren, denn sie wurden nicht nur bis an das äußerste Ende oder den Punkt des Pols jener Welt getrieben, sondern sogar bis zu einem anderen Pol einer anderen Welt, die dicht daran anschloss; sodass die Kälte an der Verbindung dieser beiden Pole eine doppelte Stärke hatte und unerträglich wurde. Schließlich wurde das Boot, immer weiter getrieben, in eine andere Welt gezwungen; denn es ist unmöglich, den Globus dieser Welt von Pol zu Pol zu umfahren, so wie wir es von Osten nach Westen tun; da die Pole der anderen Welt mit den Polen dieser zusammentreffen, lassen sie keinen weiteren Durchgang zu, um die Welt auf diese Weise zu umschiffen. Gelangt man zu einem dieser Pole, so bleibt einem nichts anderes übrig, als umzukehren oder in eine andere Welt einzutreten. Und damit ihr nicht daran zweifelt und denkt, dass in diesem Fall jene, die an den Polen leben, entweder zwei Sonnen auf einmal sehen müssten oder aber niemals für sechs Monate ganz ohne Sonnenlicht wären, wie man gewöhnlich glaubt: Ihr müsst wissen, dass jede dieser Welten ihre eigene Sonne hat, die sie erhellt, und dass jede ihre eigene Kreisbahn zieht. Diese Bewegung ist so genau und gleichmäßig, dass die eine die andere weder hindern noch stören kann; sie überschreiten ihre Tropen nicht. Und selbst wenn sie einander begegnen sollten, können wir es in dieser Welt kaum wahrnehmen, wegen der Helligkeit unserer Sonne, die uns näher ist und den Glanz der Sonne der anderen Welt verdeckt. Diese ist zu weit entfernt, um von unserem Sehvermögen erkannt zu werden, außer durch sehr gute Teleskope; und mit solchen haben geschickte Astronomen oft zwei oder drei Sonnen zugleich beobachtet." Ein wilder Anfang für eine Geschichte, die noch sehr viel wilder weitergeht. Eine junge Frau wird entführt, landet am Nordpol, ihre Entführer erfrieren und sie stellt dafür fest, dass der Nordpol das Portal in eine andere Welt ist und auf einmal sind wir mitten in einer himmelsmechanischen Rechtfertigung dafür, dass man von unserer Welt aus gesehen nichts von dieser anderen Welt mitbekommt. Wer denkt sich sowas aus? Und vor allem: Wie geht die Geschichte weiter? Das werden wir bald noch erfahren. Der Titel dieser Geschichte auf jeden Fall aber lautet: "The Description of a New World, Called The Blazing-World" oder auf deutsch: "Die Beschreibung einer neuen Welt, genannt die gleißende Welt", geschrieben von einer Frau namens Margaret Cavendish und zwar im Jahr 1666. Das war ein Jahr, in dem viel passiert ist. Ok, gut, das gilt für jedes Jahr in der Geschichte der Menschheit aber 1666 war aus wissenschaftlicher Sicht tatsächlich außergewöhnlich. In England ist damals die Pest ausgebrochen und ein junger Wissenschaftler namens Isaac Newton verlässt seine Universität und zieht sich aufs Land zurück. Dort macht er sich Gedanken über die Welt und aus diesen Gedanken entsteht das, was die moderne Naturwissenschaft bis heute prägt. 1666 war das Jahr, in dem Newton die Grundlagen für seine Gravitationstheorie entwickelt, für seine Theorien zur Optik, zur Infinitesimalrechnung in der Mathematik, und so weiter. Aber eigentlich soll es in dieser Folge ja nicht um Newton gehen, sondern um Margaret Cavendish. Ich habe Newton deswegen erwähnt, um zu zeigen, was man damals über die Welt gewusst hat und was nicht. Einerseits war das späte 17. Jahrhundert genau die Zeit, in der sich das entwickelt hat, was später zur modernen Physik, Astronomie, Biologie und so weiter geworden ist. Isaac Newton hat die Optik revolutioniert, neue Teleskope gebaut, einen Weg gefunden, um Phänomene in der Natur durch allgemeingültige mathematische Gesetze zu beschreiben, und so weiter. Andere, wie Robert Hooke haben frühe Mikroskope benutzt, um die unsichtbare Mikrowelt sichtbar zu machen. Überall haben Menschen angefangen, zu experimentieren, zu forschen und die Welt auf eine ganz neue Weise zu betrachten als vorher. Das bedeutet aber andererseits auch, dass man damals genaugenommen noch nicht viel von dem Wissen gehabt hat, das wir heute als "Naturwissenschaft" bezeichnen - es gab noch nicht mal das Wort "Naturwissenschaft", man hat das damals "Naturphilosophie" genannt. Alles stand damals zur Diskussion; alles konnte erforscht werden und alles wurde erforscht. Das ist die Welt, in der Margaret Cavendish ihr Buch über die gleißende Welt geschrieben hat. Man kann sie durchaus als eine der ersten Science-Fiction-Autorinnen der Welt betrachten und ebenso durchaus als Wissenschaftlerin. Ihren genauen Geburtstag kennen wir nicht, aber sie wurde im Jahr 1623 geboren. Ihr Vater war ein Adeliger und Margaret wurde als Teenagerin Hofdame von Königin Henrietta Maria. 1645 traf sie William Cavendish, den 1. Duke of Newcastle und wurde seine Frau. William war der Wissenschaft durchaus zugetan und traf sich regelmäßig mit Leuten wie René Descartes, dem Astronom Pierre Gassendi, dem Mathematiker Marin Mersenne, dem Philosophen Thomas Hobbes und anderen Intellektuellen der damaligen Zeit. Und Margaret war Teil dieser Gruppe, auch wenn sie als Kind selbst keine vernünftige Ausbildung erhalten hatte. Aber sie hat sich für die Welt interessiert, sich aus Büchern jede Menge Dinge selbst beigebracht und schon früh angefangen, eigene Ideen zu formulieren und aufzuschreiben. Ab 1650 fing sie an, ihre Gedanken auch zu veröffentlichen und das unter ihrem eigenen Namen. Was damals definitiv unüblich war, zumindest für Frauen, die - wenn sie überhaupt irgendwas veröffentlichen konnten - das meistens anonym getan haben. Cavendish schrieb Gedichte, Texte über Naturphilosophie, Theaterstücke, literarische Texte und hatte auch keine Hemmungen, alles zu vermischen. Zum Beispiel in ihrem Gedicht "A Worlde made by Atomes" aus dem Jahr 1653: "SMall Atomes of themselves a World may make, As being subtle, and of every shape: And as they dance about, fit places finde, Such Formes as best agree, make every kinde." Das Gedicht geht noch weiter und Cavendish hat noch einen ganzen Schwung weiterer Atom-Gedichte geschrieben, die quasi eine ganze Atomtheorie enthalten. Über das, was sich Cavendish über Atome gedacht hat; wo sie mit den Physikern ihrer Zeit übereinstimmte und vor allem wo sich ihre Theorie davon unterschieden hat: Darüber könnte man fast eine eigene Podcastfolge machen. Aber wir wollen ja wissen, wie es mit der "Gleißende Welt" weitergeht. Es geht vor allem mal sehr lange weiter: "Die gleißende Welt" ist keine Kurzgeschichte, sondern ein ganzer Roman, den ich deswegen hier auch nicht komplett nacherzählen kann. Die namenlose Frau, die entführt und am Nordpol gelandet ist, gelangt von dort auf jeden Fall in eine andere Welt. Dort leben seltsame Wesen; die alle von ihrem Aussehen nach halb Mensch und halb Tier sind. Es gibt Vogel-Menschen und Bären-Menschen und Wurm-Menschen, und so weiter. Und es gibt einen Kaiser, der sich spontan in die Heldin verliebt, sie heiratet und sie zur Kaiserin macht. Und die frischgebackene Kaiserin lässt erstmal all die unterschiedlichen Wesen antanzen, um sich diese neue Welt zu erklären zu lassen. Die Vogel-Menschen sind die, die sich mit Astronomie auskennen und sie erklären, dass die Sonne der gleißenden Welt vermutlich ein sehr großer, leuchtender Stein ist. Ob der Stein leuchtet, weil er heiß ist oder ob er leuchtet, weil er Licht von irgendwo her reflektiert: Darüber ist man sich noch uneins. Klar ist aber, dass es neben Sonne und dem Mond in dieser Welt keine Sterne gibt. Es gibt nur "Blazing Stars", sowas ähnliches wie Kometen, die aber still am Himmel stehen und manchmal einen Schweif haben, manchmal nicht und generell alle möglichen Formen haben. Und weil es dort am Himmel nur "Blazing Stars" gibt, wird die Welt auch die "Blazing World" genannt. Man ist sich in der Blazing World generell ein wenig uneins, was die Erklärung der diversen Naturphänomene angeht. Die Kaiserin fragt die Vogelmenschen auch nach der Entstehung von Donner und Blitz und die einen sagen, dass es sich dabei um etwas handelt, wenn in den Wolken Kälte und Hitze aufeinander treffen. Die anderen waren der Meinung, der Donner entsteht, wenn sich in der Luft ein enormer "Blaz" bildet, ohne aber erklären zu können, was so ein "Blaz" eigentlich sein soll. Also schickt die Kaiserin die Bären-Menschen los, denn die sind in dieser Welt die Experimental-Philosophen, also die, die Instrumente wie Teleskope oder Mikroskope benutzen, um die Welt zu verstehen. Aber auch das funktioniert eher suboptimal. Die Beobachtungen der Bären-Menschen sind mehr verwirrend als hilfreich. Ein paar zum Beispiel sagen, ihre Beobachtungen zeigen, dass die Sonne stillsteht und die Erde sich um sie herum bewegt, ein paar sagen genau das Gegenteil und ein paar sagen, dass sich alle beide bewegen. Ebenso uneins ist man sich bei der Beobachtung des Mondes und der Blazing Stars. Die Kaiserin ist unzufrieden mit dieser Arbeit und befiehlt, die Teleskope zu zerstören, weil sie anscheinend nur falsche Informationen liefern anstatt der Wahrheit. Was die Bären-Menschen natürlich blöd finden, und am Ende dürfen sie ihre Instrumente behalten, müssen aber versprechen, ihren Streit nur innerhalb ihrer Schulen zu führen und den Rest der Welt damit nicht zu belästigen. Die Kaiserin lässt sich von den anderen Wesen das Innere der Erde erklären, die Meere, und so weiter. Und sie hat politische Ambitionen, will die neue Welt unter einer Religion vereinen und sucht dazu Hilfe in der Welt der Geister - die es dort auch gibt. Die Geister raten ihr, einen Geist aus einer ganz anderen Welt in die Blazing World zu bringen, denn dieser Geist wäre super geeignet, alles über die neue Religion aufzuschreiben und zu sortieren. Dieser externe Geist ist aber niemand anderes als die Duchess of Newcastle, also quasi die Autorin selbst. Kaiserin und Duchess freunden sich schnell an; sie reisen auch gemeinsam in die Welt der Duchess um dort dem König bei einem großen Krieg zu helfen und es passiert noch jede Menge anderes absurdes Zeug. Am Ende stellt die Duchess fest, dass sie auch gerne eine eigene Welt hätte, über die sie herrschen kann, so wie die Kaiserin. Und es gibt zwar jede Menge Welten, unendlich viele, die alle über die jeweiligen Pole verbunden sind. Aber leider ist jede davon schon beherrscht und bewohnt - als beschließt die Duchess, sich ihre Welt in sich selbst zu erschaffen. Sie probiert dabei verschiedene Ansätze aus, mal so wie Aristoteles die Welt beschrieben hat, mal so wie der Philosoph Thomas Hobbes, und so weiter. Aber nichts funktioniert so wirklich und nichts passt ihr. Also erfindet sie einfach selbst eine Welt. Cavendish schreibt: "Und als diese Welt erschaffen war, erschien sie so kunstvoll und voller Vielfalt, so gut geordnet und weise regiert, dass es unmöglich ist, sie mit Worten auszudrücken – ebenso wenig wie die Freude und das Vergnügen, welche die Herzogin bei der Erschaffung dieser ihrer eigenen Welt empfand." und man kann das durchaus auch als Beschreibung ihrer eigenen, realen wissenschaftlichen Arbeit interpretieren. "Die gleißende Welt" ist ein verwirrendes Werk. Es ist voll mit wissenschaftlichen Gedanken und voller Fiktion und damit durchaus das, was wir heute "Science Fiction" nennen. Cavendish baut ihre eigenen Vorstellungen über den Aufbau der Welt ein, gibt aber auch gleichzeitig die wissenschaftlichen Kontroversen ihrer Zeit wieder. Es ist aber auch ein Buch, in dem über politische und philosophische Konzepte diskutiert wird und vor allem ein Buch, in dem es zwei Frauen sind, die die Welt führen, gestalten und am Ende sogar erschaffen. "Die gleißende Welt" ist also nicht nur ein frühes Werk der Science Fiction, sondern auch ein früher feministischer Text. Margaret Cavendish hat die Wissenschaft nicht revolutioniert; was unter anderem auch daran gelegen hat, dass sie die Wahrnehmung der Sinne immer über die mit Instrumenten gewonnenen Erkenntnisse gestellt hat. Sie hielt Teleskope, Mikroskope, und so weiter für unzuverlässig und die daraus gewonnenen Daten für nicht objektiv, wie es ja auch die Bären-Menschen aus der gleißenden Welt demonstriert haben. Aber Cavendish war eine Frau, die sich auf eine Art Gedanken über die Welt gemacht hat, die - zumindest nach damaligen Maßstäben - definitiv wissenschaftlich waren. Und sie war im Jahr 1667 auch nicht unverdient die erste Frau, die in die Royal Society eingeladen wurde, um dort mit den wissenschaftlichen Größen des 17. Jahrhunderts zu diskutieren. Margaret Cavendish ist am 15. Dezember 1673 gestorben, im Alter von 50 Jahren. Und am besten beende ich diese Folge mit dem, was sie in der Einleitung zu "Die gleißende Welt" geschrieben hat: "Auch wenn ich weder Heinrich der Fünfte noch Karl der Zweite sein kann, so will ich doch versuchen, Margareta die Erste zu sein. Und obwohl ich weder Macht, Zeit noch Gelegenheit habe, eine große Eroberin zu sein wie Alexander oder Cäsar, so will ich doch, eher als auf die Herrschaft über eine Welt zu verzichten – da mir Fortuna und die Schicksalsmächte keine verliehen haben – mir meine eigene erschaffen."
- Sternengeschichten Folge 668: Kathryn's Wheel: Das Feuerwerk der galaktischen Kollisionen12.09., 07:0012.09.2025, 07:0000:12:05
Ein Ring aus Sternen Sternengeschichten Folge 668: Kathryn's Wheel: Das Feuerwerk der galaktischen Kollisionen Ein leuchtender Ring aus Sternen mit einem Durchmesser von knapp 20.000 Lichtjahren. Wer mit einem ausreichenden starken Teleskop - und es muss ein wirklich starkes Teleskop sein! - am Himmel der südlichen Hemisphäre in Richtung des Sternbilds Altar schaut, kann dort diese beeindruckende Struktur beobachten. Sie befindet sich gut 30 Millionen Lichtjahre entfernt, was definitiv weit weg ist. Trotzdem ist Kathryn's Wheel das uns am nächsten gelegene Beispiel für die selten auftretenden Ringgalaxien. Von Galaxien habe ich schon oft erzählt und auch von ihren unterschiedlichen Formen. Es gibt Spiralgalaxien, wie unsere Milchstraße, die im Wesentlichen aus einer große Scheibe bestehen, in der die Sterne spiralförmig angeordnet sind. Und es gibt elliptische Galaxien, eigentlich nur große, mehr oder weniger abgeplattete Kugeln aus Sternen. Und dann gibt es natürlich auch noch alle möglichen Arten von unregelmäßig geformten Galaxien und in sehr vielen Fällen ist ihre unregelmäßige Form das Resultat von galaktischen Kollisionen. Eine Ringgalaxie ist ein Sonderfall. Der Name beschreibt die Form äußerst treffend: In so einer Galaxie findet man einen hellen Ring aus jungen, meist bläulich leuchtenden Sternen, der ein dunkleres Zentrum umgibt. Wir kennen nicht viele dieser Objekte, aber die, die wir kennen, sind immer spektakulär. Zum Beispiel die Wagenradgalaxie, die sich 500 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbilds Bildhauer befindet. Sie sieht tatsächlich wie das Rad eines Wagens oder eines Fahrrads aus. Ein heller, blauer Ring aus Sternen mit einem Durchmesser von 150.000 Lichtjahren, mit schwach leuchtenden "Speichen", die ins Zentrum des Rings führen in dem sich eine rötlich, hell leuchtende kugelförmige Struktur aus Sternen befindet. Genau so eine Ringgalaxie haben Forscherinnen und Forscher unter der Leitung von Quentin Parker und Albert Zijlstra vom Australischen Astronomischen Observatorium im Jahr 2015 entdeckt. Oder besser gesagt: Die grundlegenden Daten sind eigentlich schon im Jahr 2005 gesammelt worden. Damals hat ein anderes Team, ebenfalls unter der Leitung von Quentin Parker einen großen Teil des Himmels im H-Alpha-Licht kartografiert. So bezeichnet man rotes Licht mit einer Wellenlänge von 656,28 Nanometern und man hat dieser Wellenlänge deswegen einen eigenen Namen gegeben, weil es nicht einfach irgendeine Wellenlänge ist. Es ist das Licht, das Wasserstoffatome aussenden, wenn sie auf eine spezielle Weise angeregt werden. Die Details sind jetzt nicht wichtig, die hebe ich mir für eine eigene Folge zur H-Alpha-Astronomie auf. Wichtig ist jetzt nur: Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum und wenn man die Strahlung aus dem All durch einen Filter schickt, der nur das H-Alpha-Licht durchlässt, kann man sehr viele Phänomene sehr viel besser untersuchen, als wenn man einfach alles Licht auf einmal betrachtet. Damals, im Jahr 2005, war man eigentlich an planetarischen Nebeln interessiert, also den kosmischen Wolken, die von Sternen am Ende ihres Lebens erzeugt werden, wenn sie Teile ihrer atmosphärischen Schichten hinaus ins All abstoßen. Aber die Beobachtungen waren gut genug, um auch Objekte zu sehen, die weiter weg waren. Man wusste auch 2005 schon, dass sich in dieser Region am Himmel eine ferne Galaxie befindet; das hat man schon in entsprechenden Katalogisierungsbeobachten aus dem Jahr 1974 gewusst. Aber es gibt halt viele Galaxien im Universum und man kann sich nicht jede davon im Detail ansehen. Das Objekt mit der offiziellen Bezeichnung ESO 179-13 ist also zwar immer wieder mal untersucht worden, aber die Galaxie war nie besonders wichtig in der Forschung. Vor 2005 wusste man, dass da eine Galaxie ist und dass diese Galaxie eigentlich aus zwei Galaxien besteht, die gerade dabei sind, irgendwas miteinander anzustellen. Sie sind einander nahe genug, dass sie sich gegenseitig durch ihr Gravitationskraft beeinflussen können. Man wusste, dass es sich um eher kleine Galaxien handelt, vergleichbar mit den Magellanschen Wolken, also den Zwerggalaxien, die zu den Satellitengalaxien der Milchstraße gehören. Man wusste, dass die Galaxien mit einem Abstand von circa 30 Millionen Lichtjahren vergleichsweise nahe sind, aber sie liegen von uns aus gesehen genau in der Richtung in der sich auch die meisten Sterne der Milchstraße befinden. Oder anders gesagt: Wenn man diese beiden wechselwirkenden Galaxien beobachten will, stehen einem die viel heller leuchtenden Sterne unserer eigenen Galaxie im Weg. Dann kamen die Beobachtungen im H-Alpha-Licht aus dem Jahr 2005 und die haben die Sache klarer gemacht. Das Licht des Wasserstoffs hat gezeigt, dass es bei diesen Galaxien Regionen gibt, in denen gerade viele Sterne entstehen müssen, denn das sind genau die Bereiche, die besonders gut im H-Alpha-Licht sichtbar sind. In den Jahren danach wurden mehr Daten mit anderen Teleskopen gesammelt; die Daten wurden kombiniert, gefiltert, und so weiter und am Ende stand das, was Quentin Parker und Albert Zijlstra in der Arbeit aus dem Jahr 2015 verkündet haben: Bei ESO 179-13 handelt es sich nicht einfach nur um zwei kleine Galaxien, die gerade miteinander wechselwirken. Es handelt sich um eine Ringgalaxie und noch dazu eine Ringgalaxie, die uns - nach allem was wir bis dahin wussten - am nächsten von allen bekannten Ringgalaxien liegt. Warum das wichtig ist, klären wir gleich noch, aber es ist auf jeden Fall wichtig genug, dass die Astronominnen und Astronomen das Ding nicht mehr einfach nur ESO 179-13 nennen wollten. Sie haben es "Kathryn's Wheel" genannt. Einerseits, weil dieser leuchtende Ring aus Sternen so aussieht, wie das Feuerwerk, das wir auf deutsch "Feurrad" nennen und das auf englisch als "Catherine Wheel" bezeichnet wird. Und andererseits weil die Ehefrau von Albert Zijlstra ebenfalls "Kathryn" heißt und er ihr damit eine Freude machen wollte. Also: Seit 2015 wissen wir, dass sich in 30 Millionen Lichtjahren Entfernung von der Erde eine Ringgalaxie befindet. Sie besteht aus einem Ring, der hell leuchtet und in dem jede Menge junge Sterne erst vor kurzer Zeit entstanden sein müssen. Im Zentrum des Rings erkennt man eine schwach leuchtende, kleine Galaxie, ähnlich der großen Magellanschen Wolke. Und die war quasi die "Kugel", die mit ihrem Treffer den Sternenring erzeugt hat. Der Prozess läuft circa so ab: Zuerst ist da eine Spiralgalaxie, die friedlich ihrer Wege durchs Universum geht. Bis dann auf einmal eine andere Galaxie ankommt und alles durcheinander bringt. So wird es ja auch bei uns sein: Die Milchstraße, eine große Spiralagalaxie, ist gerade dabei mit der Andromedagalaxie zu verschmelzen. Beide Galaxien bewegen sich aufeinander zu und in ein paar Milliarden Jahren werden sie eine gemeinsame Galaxie bilden. Bis dahin werden sie vielleicht noch ein paar Mal aneinander vorbei fliegen, einander wieder anziehen, sich annähern, sich vielleicht auch das eine oder andere Mal durchdringen, und so weiter. All das wird für jede Menge Aufruhr sorgen, die Galaxien werden sich dabei verformen, die Spiralarme werden sich auflösen oder noch weiter verwickeln - kurz gesagt: Es wird all das passieren, was passiert, wenn zwei Galaxien miteinander wechselwirken und wir können solche Prozesse überall im Universum beobachten. Bei der Entstehung einer Ringgalaxie passiert all das auch, aber auf eine sehr spezielle Weise. Die eine Galaxie trifft dabei genau auf das Zentrum der anderen Galaxie. Ungefähr so wie wenn man einen Dartpfeil genau ins Bulls Eye einer Dartscheibe wirft, nur dass das Bulls Eye hier das Zentrum der Galaxie ist und der Dartpfeil eben die andere Galaxie. Das Zentralgebiet einer Galaxie ist aber sowieso schon der Bereich, wo sich die meisten Sterne befinden und das daher eine besonders große Gravitationswirkung auf die weiter außen liegenden Sterne ausübt. Wenn da jetzt noch eine zweite Galaxie ihre gesamte Masse ins Zentrum der ersten verlagert, hat das weitreichende Folge. Sterne und vor allem auch das interstellare Gas zwischen den Sternen wird aus den äußeren Regionen der Zielscheiben-Galaxie in Richtung Zentrum gezogen. Allerdings nur so lange, bis die Dartpfeil-Galaxie die Zielscheibengalaxie durchdrungen und auf der anderen Seite wieder verlassen hat. Dann bewegen sich Sterne und Gas wieder zurück. Diese spezielle Art der Bewegung von Sternen und Gas sorgt dafür, dass eine sich vom Zentrum weg bewegende "Verdichtungswelle" entsteht. Oder anders gesagt: Wenn eine Galaxie genau durch das Zentrum einer anderen Galaxie fliegt und wenn sie das schnell genug macht, entstehen dabei Gravitationskräfte, die dazu führen, dass interstellares Gas in einem Ring um das Zentrum der durchdrungenen Galaxie komprimiert wird. Und wenn man interstellares Gas verdichtet, dann entstehen daraus Sterne. Wir kriegen also jede Menge junge Sterne, die einen Ring bilden, der hell leuchtet, weil junge Sterne dazu neigen, sehr hell zu leuchten. So einen Ring gibt es aber wirklich nur, wenn die Galaxie von der anderen zentral getroffen wird, wenn die Dartpfeil-Galaxie nicht zu groß ist und wenn sie sich ausreichend schnell bewegt. Das passiert nicht so oft und deswegen sind Ringgalaxien sehr seltene Objekte. Allein deswegen ist es schon aufregend, wenn man, wie im Fall von Kathryn's Wheel ein neues Objekt dieser Art entdeckt. Und wenn es dann auch noch die uns am nächsten gelegene Ringgalaxie ist: Um so besser. Denn Kathryn's Wheel ist nicht nur sehr nahe, es handelt sich um eine sehr kleine Ringgalaxie. Die bei ihrer Entstehung beteiligten Objekte waren Zwerggalaxien und der Ring selbst hat auch nicht viel Masse. Er besteht aus nur gut einer Milliarde Sterne, das ist quasi nichts im Vergleich zu den über 100 Milliarden Sternen, die zum Beispiel unsere Milchstraße bilden. Wenn aber auch kleine Galaxien Ringe bilden können, dann könnten Ringgalaxien vielleicht häufiger sein, als wir bisher gedacht haben, weil kleine Galaxien viel häufiger sind als die großen. Und dass wir sie bis jetzt trotzdem nicht so oft beobachtet haben, liegt einerseits daran, dass man kleine Galaxien schlechter beobachten kann als die großen, die heller leuchten. Und andererseits vielleicht auch daran, dass wir noch nicht so genau wissen, wonach wir da suchen müssen und wie man die Objekte genau erkennt. Selbst bei Kathryn's Wheel hat es ja gut 10 Jahre gedauert, bis genug Daten beisammen waren, um am Ende den Ring aus Sternen sichtbar zu machen. Aber jetzt wo wir diese nahe Ringgalaxie entdeckt haben, können wir sie im Detail erforschen und besser erforschen, als die weiter entfernten, großen Ringgalaxien wie die Wagenradgalaxie. Und am Ende finden wir vielleicht noch mehr dieser spektakulären Feuerwerke aus leuchtenden Sternenringen im Universum.
- Sternengeschichten Folge 667: Die Hyaden05.09., 07:0005.09.2025, 07:0000:10:18
Weinende Schwestern und leuchtende Sterne Sternengeschichten Folge 667: Die Hyaden Das Sternbild des Stiers kann man in Mitteleuropa von September an den ganzen Winter bis weit in den Frühling hinein am Himmel stehen sehen. Besonders markant ist dort nicht nur der sehr helle Stern Aldebaran, von dem ich schon in Folge 475 ausführlich erzählt habe, sondern die ganze Region, die wir als Kopf des Stiers interpretieren. Direkt neben Aldebaran erkennen wir eine V-förmige Struktur aus Sternen, die alle zu den Hyaden gehören. So nennt man einen Sternhaufen, der schon seit der Antike bekannt ist und bis heute neue wissenschaftliche Informationen liefert. Der Name leitet sich vom griechischen Wort "hyein" ab, was so viel bedeudet wie "es regnen lassen" und früher hat man die Hyaden auch als das "Regengestirn" bezeichnet. Tatsächlich hat man die Hyaden im antiken Griechenland mit Regen verknüpft: Wenn die Sterne der Hyaden direkt bei Sonnenaufgang über dem Horizont erscheinen (oder direkt bei Sonnenuntergang wieder hinter dem Horizont verschwinden), dann sollte das Zeiten im Jahr ankündigen, in denen es besonders oft regnet. Passend zu dieser Beobachtung hat man auch den Namen und den zugehörigen Mythos entwickelt. Die Hyaden waren die Töchter des Titanen Atlas und Schwestern von dessen Sohn Hyas. Als dieser Hyas einmal in Lybien unterwegs auf der Jagd war, ist er von einem Löwen getötet worden. Oder einer Schlange. Oder einem Wildschwein. Da ist sich die Mythologie nicht ganz einig. Auf jeden Fall war Hyas tot und seine Schwestern extrem traurig. Sie weinten und weinten und konnten gar nicht mehr aufhören zu weinen. Die Götter hatten Mitleid mit ihnen und versetzen sie als Sterne an den Himmel. Wieso das bei der Trauer helfen soll, bleibt zwar unklar, aber auf jeden Fall haben wir seitdem den Sternhaufen der Hyaden und dass die Schwestern des Hyas als Sterne nicht wirklich glücklicher geworden sind, merkt man auch daran, dass ihre Tränen immer noch zur Erde fallen, jedesmal wenn es regnet. Das sagt zumindest der Mythos und was er uns nicht sagt, ist übrigens die Anzahl der Hyaden. Mal sind es fünf Schwestern, mal sieben, mal drei und mal fünfzehn. Also lassen wir die Mythologie sein und widmen uns der Wissenschaft. Die sagt uns, dass der Sternhaufen der Hyaden aus circa 350 Sternen besteht. Alle befinden sich circa 150 Lichtjahre von der Erde entfernt und der ganze Haufen hat einen Durchmesser von 9 bis 10 Lichtjahren. Oder genauer gesagt: Der innerste, dichte Teil des Haufens hat diesen Durchmesser. Es gibt auch noch einen Haufen Sterne, die weiter entfernt sind, bis zu einer Entfernung von ungefähr 33 Lichtjahren. Da fängt dann die Gravitationskraft der restlichen Sterne in der Milchstraße an, stärker zu werden als die Gravitationskraft der Sterne im Hyaden-Haufen oder anders gesagt: Ab dieser Distanz kann der Haufen nicht mehr durch seine eigene Gravitationskraft zusammenhalten. Wir kennen aber auch eine Menge Sterne der Hyaden, die sich außerhalb dieser Grenze von 33 Lichtjahren befinden - das sind Sterne, die gerade dabei sind, sich vom Haufen zu lösen. Was mit den Hyaden in Zukunft passieren wird, schauen wir uns dann später noch an, zuerst geht es aber in die Vergangenheit. Das Alter der Hyaden liegt bei ungefähr 600 Millionen Jahren. Damit sind sie ein bisschen älter als der Sternhaufen der Plejaden, der ja quasi gleich nebenan im Sternbild Stier liegt. Und jetzt fragt sich vielleicht der eine oder die andere: Wie bestimmt man eigentlich das Alter von so einem Sternhaufen? Dazu muss man sich zuerst einmal darüber im Klaren sein, dass Sterne nie allein entstehen, sondern immer in Sternhaufen. Die meisten dieser Haufen lösen sich aus unterschiedlichsten Gründen schnell auf, meistens in weniger als 50 Millionen Jahren. So war es auch bei unserer Sonne: Auch sie ist vor 4,5 Milliarden Jahren gemeinsam mit ein paar hundert bis 1000 anderen Sternen entstanden, aber die sind im Laufe der Zeit alle ihrer eigenen Wege gegangen. Wie schnell sich so ein Haufen auflöst, hängt zum Beispiel davon ab, wie nahe die Sterne nach der Geburt beieinander sind und wie stark deswegen die Gravitationskraft ist, die sie zusammenhält. Oder davon, wie weit der Haufen vom galaktischen Zentrum entfernt ist. Die dichte Zentralregion der Milchstraße übt ja eine besonders starke Gravitationskraft aus, die so einen Haufen auch besonders gut zerreißen kann. Die Hyaden sind offensichtlich als ein Haufen entstanden, der dicht genug und weit genug vom galaktischen Zentrum entfernt war, so dass er bis heute als Haufen überleben hat können. Aber auch er wird sich irgendwann auflösen. Einerseits, weil sich viele Sterne früher oder später doch vom Haufen lösen. Diesen Prozess nennt man "Evaporation" und es läuft circa so: In so einem Haufen sind die Sterne einander viel näher als es Sterne normalerweise sind. Es kommt daher auch immer wieder mal zu nahen Begegnungen zwischen zwei Sternen. Dabei kann Bewegungsenergie von einem Stern auf den anderen übertragen werden. Der ganze Vorgang ist naturgemäß komplex, aber es läuft darauf hinaus, dass Sterne mit mehr Masse immer näher an das Zentrum des Haufens rücken und leichtere Sterne weiter nach außen, wo sie sich dann irgendwann komplett vom Haufen lösen. Andererseits leben Sterne ja auch nicht ewig, und diese Information ist relevant, wenn wir das Alter eines Sternhaufens bestimmen wollen. Wir gehen dazu zuerst einmal davon aus, dass alle Sterne der Hyaden mehr oder weniger zur selben Zeit entstanden sind. Das bedeutet aber natürlich nicht, dass die Sterne nach ihrer Geburt alle einander ähnlich waren. Ganz im Gegenteil: Es ist zu erwarten, dass alle Variationen von Sternen entstanden sind. Massereiche Sterne, massearme Sterne und alles dazwischen. Und wir wissen ja auch, dass die Lebensdauer eines Sterns von der Masse abhängt: Je mehr Masse ein Stern hat, desto heißer ist er und desto schneller hat er den Wasserstoff in seinem Inneren durch Kernfusion verbrannt. Massereiche Sternen leben nur ein paar Dutzend Millionen Jahre, massearme Sterne können Milliarden bis Billionen Jahre durchhalten. Wir können jetzt also von allen Sternen der Hyaden die Masse und die Helligkeit bestimmen. Beziehungsweise die Temperatur und die Helligkeit, was ja aufs gleiche rauskommt. Das tragen wir in ein Diagramm ein und kriegen das, was ich vor langer Zeit in Folge 6 der Sternengeschichten erzählt habe: Ein sogenanntes Hertzsprung-Russell-Diagramm der Hyaden. Normalerweise sehen wir in so einem Diagramm, wie sich die Sterne entlang einer Linie anordnen, die von hellen und heißen Sternen diagonal nach unten zu den dunklen und kühlen Sternen führt. Bei den Hyaden wird man aber sehen, dass diese Linie am oberen Ende quasi abgeschnitten ist. Die hellen und heißen Sterne fehlen im Diagramm und sie fehlen deswegen, weil sie ihr Leben schon beendet haben. Die ganz hellen und ganz heißen verschwinden zuerst, dann die ein bisschen weniger hellen und heißen, und so weiter. Die Sterne eines Haufens entstehen zwar alle gemeinsam. Aber weil die Lebensdauer eines Sterns direkt mit der Masse, also der Helligkeit und der Temperatur zusammenhängt, verschwinden sie, schön nach Masse geordnet, der Reihe nach. Wir müssen also nur noch nachschauen, wie groß die Masse der massereichsten noch existierenden Sterne in den Hyaden ist und können daraus berechnen, wie viel Zeit seit seiner Entstehung vergangen sein muss, damit die anderen alle verschwinden konnten. Im Fall der Hyaden sehen wir, dass die aktuell dort noch vorhandenen massereichsten Sterne circa 2,3 mal so schwer sind wie die Sonne was auf ein Alter von um die 600 Millionen Jahre hindeutet. Und ein paar hundert Millionen Jahre lang wird es den Haufen auch noch geben. Dann werden die schwereren Sterne ihr Leben beendet haben und die leichteren aus dem Haufen evaporiert sein. Am Ende bleiben vielleicht noch ein paar Dutzend Sterne übrig, die der endgültigen Auflösung des Haufens noch ein bisschen länger wiederstehen können. An unserem Himmel werden die Hyaden dagegen schon etwas früher aufhören, der prominente und beeindruckende Anblick zu sein, der sie derzeit sind. Die Sterne der Hyaden bewegen sich natürlich alle durch die Milchstraße, sie tun es aber alle zusammen in die selbe Richtung mit mehr oder weniger der selben Geschwindigkeit. Von der Erde aus beobachtet bewegen sie sich auf einen Punkt zu, der ein Stückchen östlich des hell leuchtenden Sterns Beteigeuze im Sternbild Orion liegt. Aus unserer Sicht entfernt sich der Haufen also, und schrumpft dadurch auch scheinbar. Was jetzt noch eine ausgedehnte, markante Sterngruppe im Kopf des Stiers ist, wird in ein paar Dutzend Millionen Jahren ein eng gedrängter Lichtfleck über der Schulter des Orion sein. Aber noch können wir die Hyaden in Ruhe betrachten. Sowohl mit unseren eigenen Augen am Nachthimmel, als auch mit wissenschaftlichen Instrumenten. Weil die Hyaden uns vergleichsweise nahe sind, sind sie ein wunderbarer Ort, um die Entwicklung von Sternen im Detail beobachten zu können und noch dazu eines ganzen Haufens an Sterne, die alle gemeinsam entstanden sind. Sie werden uns noch lange Zeit wissenschaftliche Daten liefern. Und noch viel länger wird uns ihr Anblick am Nachthimmel Freude bereiten - zumindest wenn wir ignorieren, dass es sich dabei laut griechischen Mythen um einen Haufen weinender Schwestern handelt.
- Sternengeschichten Folge 666: Die Achse des Bösen29.08., 07:0029.08.2025, 07:0000:15:35
Sind wir doch der Mittelpunkt des Universums? Sternengeschichten Folge 666: Die Achse des Bösen In dieser Folge geht es um die "Achse des Bösen". Und damit ist nicht der Begriff gemeint, den der damalige US-Präsident George Bush im Jahr 2002 benutzt hat, um Länder wie Nordkorea, Iran und Irak zu beschreiben, die er beschuldigt hat, Terrorismus zu unterstützen. In dieser Folge geht es nicht um Politik, sondern um Kosmologie. Es geht um die Eigenschaften des gesamten Universums und um ein Phänomen, dass zwar nicht wirklich "böse" ist, aber dass man zumindest als "Bedrohung" für unser derzeitiges Verständnis des Universums betrachten kann. Um zu verstehen, was mit der "Achse des Bösen" gemeint ist; um welche "Achse" es geht und warum sie "böse" sein soll, müssen wir aber zuerst ein wenig ausholen und bei der kosmischen Hintergrundstrahlung beginnen. Davon habe ich hier ja schon oft erzählt, aber weil es zentral ist für diese Geschichte, erzähle ich das wichtigste nochmal. Es geht um das, was ungefähr 400.000 Jahre nach dem Urknall passiert ist. Bis dahin war das junge Universum dicht mit Materie gefüllt, es gab aber noch keine Atome im heutigen Sinn. Sondern nur die Atomkerne; die Elektronen, die normalerweise die Hülle der Atome bilden, sind noch frei durch die Gegend gesaust. Es war noch zu heiß im Universum, als dass sich Atomkerne und Elektronen aneinander binden hätten können. Dadurch konnte sich aber auch das Licht nicht ausbreiten. Das Universum war auch voll mit jeder Menge Energie in Form von Lichtteilchen, die aber bei ihrem Weg ständig von den Elektronen aufgehalten worden sind. Das ganze Universum war damals ein wenig wie ein trüber, nebliger Tag an dem man nichts sieht, nur eben sehr, sehr viel heißer als ein trüber nebliger Tag. Aber dann, 400.000 Jahre nach dem Urknall, war das Universum weit genug abgekühlt, die Elektronen haben sich an die Atomkerne gebunden, der Weg war frei für die Photonen, die sich jetzt in alle Richtungen ausbreiten konnte. Von jedem Punkt im Universum hat sich damals also Strahlung in jede Richtung aufgemacht. Bis heute hat sich das Universum dann natürlich immer weiter ausgedehnt und abgekühlt, die Strahlung von damals ist aber immer noch unterwegs. Wir hier auf der Erde können heute den Teil davon beobachten, der gerade jetzt erst aus den fernen Ecken des Universums bei uns ankommt. Diese Strahlung kommt von jedem Punkt des Himmels zu uns und deswegen nennt man sie "Hintergrundstrahlung". Könnten wir sie mit unseren Augen sehen, dann würden wir sehen, dass der ganze Himmel ständig gleichmäßig schwach leuchtet. Aber unsere Augen können die Hintergrundstrahlung nicht wahrnehmen, es handelt sich um langwellige Mikrowellenstrahlung, die wir nur mit speziellen Teleskopen beobachten können. Der zentrale Punkt, um den es hier geht, ist aber die Tatsache, dass die kosmische Hintergrundstrahlung mehr oder weniger gleichmäßig aussehen sollte. Wenn wir den Himmel beobachten und die Intensität dieser Strahlung messen, dann sehen wir quasi wie das Universum damals, kurz nach dem Urknall ausgesehen hat. Und damals gab es keine Galaxien, keine Galaxienhaufen, usw - es gab nichts, außer Elektronen, Atomkernen und Energie und alles war gleich im Raum verteilt. Da war keine Hälfte des jungen Universums die leer war, weil sich alles in der anderen Hälfte gedrängt hat. Warum hätte das auch so sein sollen? Es gibt keinen Bereich des Universums, der sich irgendwie fundamental von allen anderen Orten unterscheidet. Die Bedingungen sind überall die selben und es gibt keine "besonderen" Plätze im Kosmos. Das nennt man in der Wissenschaft das "kopernikanische Prinzip" und es ist eines der zentralen Elemente bei unserer Beschreibung des Universums. Und sicherheitshalber sage ich noch einmal dazu: Das gilt, wenn wir das Universum im großen Maßstab betrachten. Natürlich ist unsere Erde ein "besonderer" Platz, zumindest insofern, als sie sich deutlich und dramatisch zum Beispiel vom Mars, der Venus oder dem leeren Weltraum unterscheidet. Unser Sonnensystem ist ein besonderer Platz, weil es sich von Sternen unterscheidet, die nicht von Planeten umkreist werden. Und so weiter: Es geht aber nicht darum, sondern um das große Ganze. Egal wohin wir im Universum schauen, wir sehen Galaxien voller Sterne, die sich in Galaxienhaufen anordnen. Es sind immer andere Galaxien mit anderen Sternen, aber im Grunde ist es immer das selbe. Ein Ecke des Universums sieht aus wie jede andere Ecke des Universums. So ist es heute und so muss es auch damals gewesen sein, 400.000 Jahre nach dem Urknall. Es gab keinen Bereich in dem sich sehr viel mehr Lichtteilchen rumgetrieben haben als anderswo. Und deswegen kann es auch heute keinen Bereich am Himmel geben, aus dem sehr viel mehr Hintergrundstrahlung zu uns kommt als von anderswo. Die Hintergrundstrahlung ist gleichmäßig, weil es im Universum keinen besonderen Ort gibt. Und nachdem ich das jetzt alles erklärt habe, müssen wir uns als nächstes mit den Variationen in der Hintergrundstrahlung beschäftigen. Ja, ich weiß, ich habe gerade gesagt, dass es so etwas nicht geben sollte. Aber auch hier geht es um die Details und nicht das große Bild. Im Großen und Ganzen erreicht uns aus jeder Richtung des Himmels Hintergrundstrahlung mit der selben Intensität. Aber es gibt winzige Variationen, weil die Materie nach dem Urknall nicht absolut komplett gleichmäßig verteilt sein hat können. Es muss Regionen mit ein klein wenig mehr Materie gegeben haben und Regionen mit ein bisschen weniger. Die dichteren Bereichen haben im Laufe der Zeit eine größere Gravitationskraft ausgeübt, noch mehr Materie angezogen und so haben sich dann Strukturen wie Galaxienhaufen usw bilden können. Ansonsten wäre das Universum auch heute noch komplett gleichmäßig mit Teilchen angefüllt und es gäbe keine Sterne, keine Planeten und auch uns nicht. Es muss also kleinste Variationen in der Verteilung der ursprünglichen Materie gegeben haben und die führen - aus Gründen auf die ich im Detail jetzt nicht eingehen will - dazu, dass auch die Intensität der Hintergrundstrahlung leicht variabel ist. Man spricht in der Kosmologie von der "Temperatur" der Hintergrundstrahlung; das bedeutet also, je nachdem an welchen Punkt des Himmels wir blicken, ist es dort ein kleines bisschen wärmer oder kälter. Die Variation in der Hintergrundstrahlung haben wir das erste Mal 1993 gemessen und seitdem immer genauer. Und, ich wiederhole es nochmal, weil es wichtig ist: Diese Variationen widersprechen vorerst nicht dem kopernikanischen Prinzip. Wir können uns irgendeinen Bereich des Himmels raussuchen und werden dort warme und kalte Flecken sehen. Die sehen wir aber genau so, wenn wir uns irgendeinen anderen Bereich des Himmels anschauen. Insgesamt betrachtet gibt es keine Gegend am Himmel, die sich fundamental von irgendeiner anderen unterscheidet; überall gibt es eine Mischung aus kalt und warm. So soll es zumindest sein. Ob es auch wirklich so ist, muss man genau messen. Das hat man getan und damit sind wir schon fast bei der Achse des Bösen angelangt. Wir müssen aber zuerst noch klären, wie man die Verteilung der warmen und kalten Flecken tatsächlich wissenschaftlich exakt fassen kann. Es reicht nicht, einfach nur zu schauen, ob das Warm/Kalt-Muster halbwegs zufällig aussieht. Man muss das irgendwie mathematisch quantifizieren und das macht man mit etwas, das man "Multipol"-Entwicklung nennt. Im Detail ist das eine gar nicht so unkomplizierte Methode; das Prinzip ist aber leicht erklärt. In der mathematisch sehr vereinfachten Version läuft das so: Zuerst betrachtet man den Himmel als Gesamtheit und bestimmt die durchschnittliche Temperatur der Hintergrundstrahlung. Die liegt übrigens bei 2,725 Kelvin, falls es jemand wissen will und in diesem sehr simplen Bild kann es natürlich keine Variation geben. Im nächsten Schritt teilen wir den Himmel in zwei Hälften und bestimmen die Durchschnittstemperatur für jede davon. Dann teilen wir den Himmel in vier Viertel und berechnen wieder die durchschnittliche Temperatur für jedes Viertel, dann in acht Achtel, und so weiter. Macht man das mathematisch korrekt und nicht nur mit Hälften, Vierteln und Achteln sondern geht bis zu sehr, sehr, sehr viel feineren Unterteilungen, kann man durch die Überlagerung all dieser Bilder am Ende die beobachtete Temperaturverteilung der Hintergrundstrahlung rekonstruieren. Man kann sich jetzt aber auch die einzelnen Zwischenschritte genauer anschauen und vor allem mathematisch analysieren. Das Bild, wo der Himmel einfach nur eine Durchschnittstemperatur hat und ansonsten keine Struktur wird "Monopol" genannt und ist für unsere Geschichte nicht weiter interessant. Auch nicht der "Dipol", also das Bild, wo der Himmel in zwei Hälften geteilt wird. Der Dipol der kosmischen Hintergrundstrahlung zeigt klar, dass eine Hälfte des Himmels kälter ist als der Durchschnitt und die andere wärmer. Aber genau das ist auch zu erwarten, denn die Erde bewegt sich ja - mitsamt Sonne und Milchstraße - durch das Universum. Wir fliegen quasi einem Teil der Hintergrundstrahlung entgegen und entfernen uns vom anderen Teil, was dazu führt, dass wir eine Hälfte wärmer messen und die andere kälter. Das ist ein bisschen so, wie der Fahrtwind beim Radfahren unser Gesicht abkühlt, den Hinterkopf aber nicht. Interessant wird es beim Quadrupol, also dem Bild mit den vier Vierteln. Hier sollten wir jetzt die echten Variationen der Hintergrundstrahlung sehen. Ebenso beim Oktupol, also dem Bild mit den Achteln, und so weiter. Und jetzt sind wir direkt bei der Achse des Bösen angekommen. Bleiben wir dafür nochmal ein bisschen beim Quadrupol. Wir haben also den ganzen Himmel in vier Bereich geteilt und die jeweilige Durchschnittstemperatur bestimmt. Wir haben ein Muster bekommen, aus kalten und warmen Bereichen. Und können uns jetzt überlegen, ob es eine Richtung gibt, in der das Muster besonders stark ausgeprägt ist. Das soll folgendes bedeuten: Wir stellen uns das Universum als große Kugel vor und malen die Oberfläche der Kugel entsprechend der Temperatur der Hintergrundstrahlung an. Ein warmes Viertel wird rot, ein kaltes blau, und so weiter. Wie genau müssen wir diese Kugel dann drehen, dass das entstehende Muster möglichst symmetrisch aussieht? Wir können so dann quasi eine Ebene bestimmen, die die warmen von den kalten Bereichen trennt und wir können schauen, in welche Richtung diese Ebene zeigt. Diese Richtung ist die "Achse des Quadrupols" und wir können genau so eine Achse des Oktupols bestimmen, und so weiter. In Wahrheit ist das, wie gesagt, mathematisch alles ein wenig komplexer, aber fürs Erste reicht auch die vereinfachte Erklärung. Bestimmt man die Achsen von Quadrupol und Oktupol, dann zeigt sich ein überraschendes Bild. Erstens stimmen beide fast überein. Und zweitens ist die Ausrichtung dieser Achsen auch noch mehr oder weniger identisch mit der Ausrichtung der Ebene unseres Sonnensystems. Und "überraschend" ist eigentlich das falsche Wort für dieses Phänomen. Es kann eigentlich nicht sein, dass das so ist! Überlegen wir noch einmal, was das bedeutet: Wir betrachten die Variationen der kosmischen Hintergrundstrahlung. Es sollte - ausgehend vom kopernikanischen Prinzip - keine Bereiche des Universums geben, die irgendwie besonders sind. Es gibt also erstens keinen Grund, warum die Achse des Quadrupols irgendwas mit der Achse des Oktupols zu tun haben sollte, weil die Variationen zwar vorhanden sind, aber ohne großflächiges Muster. Und, sehr viel wichtiger: Die kosmische Hintergrundstrahlung die wir heute beobachten, ist vor 13,8 Milliarden Jahren entstanden, nur ein paar hunderttausend Jahre nach dem Urknall. Damals gab es noch keine Sterne, keine Galaxien, gar nichts. Ganz besonders nicht gegegeben hat es das Sonnensystem. Das ist erst vor 4,5 Milliarden Jahren entstanden, da war die kosmische Hintergrundstrahlung schon mehr als 9 Milliarden Jahre lang durch das Universum unterwegs. Wie um Himmels Willen soll die Ausrichtung unseres Sonnensystems irgendwas mit der Verteilung der Materie kurz nach dem Urknall zu tun haben? Und warum orientieren sich die Variationen der Hintergrundstrahlung gerade an unserem Sonnensystem? Wie die Planetenbahnen um einen Stern herum ausgerichtet sind, ist reiner Zufall, das hat mit den chaotischen Entstehungsprozessen von Planetensystemen zu tun. Warum soll sich die Hintergrundstrahlung und damit das gesamte Universum gerade an den Umlaufbahnen der Planeten eines einzigen Sterns orientieren der noch dazu der Stern ist, den wir mit der Erde umkreisen? Klar, in so einem Fall liegt es nahe, dass da irgendein systematischer Beobachtungseffekt aufgetreten ist. So wie beim Dipol, wo wir eine warme und eine kalte Hälfte des Universums sehen, die genau in die Bewegungsrichtung der Erde orientiert sind. Da ist das weder Zufall noch überraschend, sondern halt einfach ein ein Effekt den wir nur sehen WEIL wir eben von der sich bewegenden Erde beobachten. Solche Effekte kann man auch leicht entsprechend korrigieren. Aber bei Quadrupol und Oktupol hat man natürlich auch probiert, solche Effekte zu finden - bis jetzt aber erfolglos. Dass das Universum nicht ganz so gleichförmig ist, wie es das kopernikanische Prinzip verlangt, haben schon Daten der Hintergrundstrahlung nahe gelegt, die man Anfang der 2000er Jahre gewonnen hat. Als man dann aber auch noch herausgefunden hat, dass es anscheinend eine bevorzugte Richtung im Universum gibt, die noch dazu mit der Richtung übereinstimmt, die die Orientierung unseres Sonnensystems beschreibt, war man verwirrt. Die Astronomin Kate Lang und ihr Kollege João Magueijo vom Imperial College in London haben dieses Phänomen in einer wissenschaftlichen Arbeit aus dem Jahr 2005 scherzhaft als "Axis of Evil", die Achse des Bösen bezeichnet. Neuere Daten haben das Bild leider nicht klarer gemacht. Je nachdem, wie man die Beobachtungen mathematisch im Detail auswertet, sieht man den Effekt oder auch nicht. Vielleicht ist das alles wirklich nur ein hartnäckiger, seit Jahrzehnten unentdeckter Fehler in der Datenauswertung. Vielleicht hat das alles irgendwas mit einem lokalen Phänomen in unserer Ecke des Universums zu tun, das wir noch nicht verstanden haben. Oder aber das Universum ist anders, als wir es bisher gedacht haben und es gibt tatsächlich Bereiche, die fundamental anders sind als andere. Die Frage nach der Natur der "Achse des Bösen" gehört zu den unbeantworteten Fragen der Kosmologie. Dass wir entgegen aller bisherigen Annahmen doch der Mittelpunkt des ganzen Universums sind, bleibt aber weiterhin unwahrscheinlich.
- Sternengeschichten Folge 665: Der Meteorit von L'Aigle22.08., 07:0022.08.2025, 07:0000:08:54
Astronomischer Wendepunkt in der Normandie Sternengeschichten Folge 665: Der Meteorit von L'Aigle Meteoriten sind Überreste von Asteroiden, die mit der Erde kollidiert sind. Überall auf der Welt haben wir diese Brocken aus Stein und Metall gefunden und mit ihnen können wir erforschen, wie die Objekte dort draußen im Weltall beschaffen sind und funktionieren. Aber das Wissen über ihren kosmischen Ursprung ist noch vergleichsweise jung. Erst vor gut 200 Jahren hat sich die Wissenschaft davon überzeugen lassen, dass diese Brocken wirklich aus dem Weltall kommen. Der Wendepunkt war ein Ereignis in der kleinen französischen Stadt L'Aigle. Bevor wir aber schauen, was dort am 26. April 1803 passiert ist, schauen wir aber noch ein Stück weiter in die Vergangenheit. Steine, die vom Himmel fallen, haben die Menschen immer schon beobachtet. Es gab allerdings unterschiedliche Vorstellungen darüber, um was es sich dabei handelt. Im Jahr 861 haben Menschen in Japan einen hellen Lichtblitz in der Nacht gesehen und eine laute Explosion gehört und am nächsten Tag einen großen, schwarzen Stein im Garten eines Tempels gefunden. Die Priester haben das als Zeichen des Himmels betrachtet und den Stein als speziellen Schatz aufgehoben. 1492 hat ein Junge in der französischen Stadt Ensisheim einen Stein vom Himmel in ein Weizenfeld fallen sehen und auch das wurde als göttliches Zeichen interpretiert. In der Antike hat man natürlich auch schon über die Steine Bescheid gewusst, die vom Himmel fallen. Im 5. Jahrhundert vor Christus hat der Philosoph Diogenes von Apollonia erklärt, dass das unsichtbare Sterne wären, die zur Erde fallen. Aristoteles dagegen war fest überzeugt, dass es sich um ein Phänomen in der Atmosphäre handeln muss; dass sich dort irgendwie Materie zusammenklumpt, die dann zu Boden fällt. Das altgriechische Wort "meteoros" bedeutet auch so viel wie "in der Luft schwebend" und die diversen Erscheinungen, die dort in der Luft stattfinden, hat Aristoteles in einem Buch mit dem Titel "Meteorologie" beschrieben. Dieses Wort verwenden wir heute noch, wenn wir von der Wissenschaft der Atmosphäre und des Wetters sprechen. Aber wir finden es eben auch im Wort "Meteorit". Denn das Werk von Aristoteles hatte auch weit über die Antike hinaus großen Einfluss und seine Vorstellungen sind von den Gelehrten des Mittelalters und der frühen Neuzeit übernommen worden. Deswegen war man auch im 18. Jahrhundert noch davon überzeugt, dass Meteorite nicht aus dem Weltall kommen. Man ging davon aus, dass es Steine sind, die vielleicht durch Vulkane oder Blitzeinschläge in die Luft geschleudert werden und dann wieder runterfallen. Oder dass Blitze irgendwas in der Atmosphäre anstellen, um dort Steine entstehen zu lassen. Oder vielleicht haben auch die Polarlichter was damit zu tun. Der erste, der sich ernsthaft und wissenschaftlich mit einem kosmischen Ursprung der Meteorite beschäftigt hat, war der deutsche Naturforscher Ernst Florens Friedrich Chladni. In einer Arbeit aus dem Jahr 1794 trug er diverse Aussagen von Leuten zusammen, die den Fall von Meteoriten beobachtet haben. Er hat argumentiert, dass es nichts mit Polarlichtern zu tun haben kann, weil man solche Feuerbälle überall auf der Welt sehen und finden kann. Die Menschen haben beobachtet, dass sich die fallenden Steine auf gerader Linie durch die Luft bewegen, was ganz anders aussieht, als die gezackten Bahnen der Blitze und deswegen können auch die nicht damit in Verbindung stehen. Wenn die Objekte sich auf so geraden Bahnen bewegen, dann muss es sich um kompakte, schwere Brocken handeln, und die müssen dann von außerhalb der Atmosphäre stammen. Und so weiter: Chladni hat probiert, den Nachweis zu erbringen, dass die Objekte aus dem Weltall kommen müssen. Nicht alle seine Argumente sind aus heutiger Sicht korrekt und er konnte nur wenige seiner Behauptungen wissenschaftlich einwandfrei belegen. Und die Leute waren auch nicht gewillt, ihm zu glauben. Erstens kann man dem Gerede von irgendwelchen Bauern nicht trauen, die behaupten, Steine fallen gesehen zu haben. Und zweitens hat Newton schon gesagt, dass der Weltraum leer ist und wo keine Steine sind, können auch keine Steine fallen. Drittens, Viertens usw hat es natürlich auch gegeben und man hat zwar über Chladnis Buch geredet und diskutiert - an der Meinung, dass die Meteoriten aus der Atmosphäre stammen und nicht aus dem All, hat sich allerdings nichts geändert. Bis zum 26. April 1803. Um circa 13 Uhr ist an diesem Tag über der französischen Kleinstadt L'Aigle in der Normandie ein großer Feuerball über den Himmel gerast. Es gab drei laute Explosionen, die wie Kanonendonner geklungen haben. Und danach sind tausenden Steine über die ganze Stadt zu Boden gefallen. Menschen haben gesehen, wie sie in die Felder einschlagen und durch die Dächer von Häusern brechen. Zuerst berichten nur lokale Zeitungen über das Ereignis, aber bald wird auch die offizielle französische Wissenschaft aufmerksam. Im Juni 1803 schickt das Innenministerium den damals 29jährigen Physiker Jean-Baptiste Biot nach L'Aigle, um einen Bericht über das Ereignis zu erstellen. Er sammelte 17 der gefallenen Steine ein und er sprach mit jeder Menge Menschen, die das Ereignis beobachtet hatten. In seinem Bericht hat er die Fundorte der Steine vermerkt und probiert, eine möglichst genaue Karten zu erstellen, die zeigt, wo die unzähligen Brocken zur Erde gefallen ist. Er hat die Meteoriten chemisch und physikalisch analysiert und im Juli 1803 seinen ausführlichen Bericht an die Behörden übergeben. Biot hat sich Mühe gegeben, die Berichte der Menschen möglichst klar darzustellen. Er hat die Gemeinsamkeiten der Sichtungen herausgearbeitet und alles so deutlich gemacht, dass ihm niemand vorwerfen konnte, dass das ja wieder nur irgendwelche dummen Bauern sind, die nicht wissen, was sie erzählen und sich irgendeinen abergläubischen Quatsch einbilden. Der Feuerball am Himmel, die Explosionen, die fallenden Steine, und so weiter: All das wurde von jeder Menge Menschen unabhängig voneinander in übereinstimmender Weise geschildert. Die Karte von Biot, die das sogenannte "Streufeld" zeigt, also den Bereich, in dem die Steine gefallen sind, war ebenfalls überzeugend. Es war ein zusammenhängendes Gebiet in dem mehrere tausend Meteoriten zu Boden fielen. Das kann kein Blitz verursachen und kein Vulkanausbruch. Die Löcher in den Dächer und am Boden haben außerdem gezeigt, dass die Dinger mit enormer Wucht zu Boden gefallen sind. Und die von ihm gesammelten Steine waren ebenfalls alle einheitlich: Jeder hat eine dunkle Schmelzkruste an der Außenseite gezeigt und metallische Einschlüsse im Inneren. Die bestehen, wie eine chemische Analyse gezeigt hat, aus Eisen und Nickel und in Gestein von der Erde findet man Nickel nur extrem selten. Außerdem konnte Biot zeigen, dass die Steine von L'Aigle anderen "himmlischen Steinen", wie zum Beispiel dem aus Ensisheim sehr ähnlich sind. Insgesamt stand für Biot am Ende fest: Die Vorgänge in L'Aigle belegt klar und deutlich, dass Meteoriten aus dem Weltall kommen müssen. Der Fall von L'Aigle war außerdem kein Einzelfall: Meteoriten fallen regelmäßig auf die Erde; sie haben das in der Vergangenheit getan und werden das auch in Zukunft tun. Der Bericht von Biot war so überzeugend und seine Argumente so gut belegt, dass auch der Rest der Wissenschaft seinen Aussagen gefolgt ist. Natürlich gab es auch jetzt immer noch Leute, die anderer Meinung waren. Aber im großen und ganzen gab es seit damals keine Zweifel mehr daran, dass wir es bei den Meteoriten tatsächlich mit außerirdischem Material zu tun haben. In den kommenden Jahrzehnten und Jahrhunderten haben wir dieses Wissen genutzt und erweitert um mehr über das Weltall heraus zu finden. Immerhin sind die Meteoriten die einzigen Proben anderer Himmelskörper, für deren Untersuchung wir nicht weit hinaus ins All reisen müssen. Es ist zwar ein dramatischer und gefährlicher Vorgang, wenn sie bei uns auf der Erde eintreffen. Aber sie bieten uns auch eine einzigartige Möglichkeit, das Universum besser zu verstehen.
- Sternengeschichten LIVE in Deutschland und Österreich - UPDATE20.08., 09:0620.08.2025, 09:0600:02:58
LIve in Leverkusen und Österreich Sternengeschichten LIVE in Deutschland und Österreich - UPDATE Hallo liebe Hörerinnen und Hörer, Der Sommer geht in die letzte Runde ich melde mich wieder einmal außertourlich bei euch. Denn es gibt ein paar coole Neuigkeiten. Gleich zu Beginn das Wichtigste: Der Sternengeschichten-Podcast ist immer noch auf Tour! Die Shows im Frühjar in Frankfurt, Bremen, Eschweiler und München waren alle sehr erfolgreich, ihr seid zahlreich gekommen und ich habe mich sehr gefreut, endlich auch mal die Menschen persönlich zu treffen, die meinen Podcast hören. Aber nach der Sommerpause geht es weiter und zwar am 28. September in Leverkusen! Ich habe die Show nochmal überarbeitet, aber es wird weiterhin ein unterhaltsamer Abend, mit Experimenten, Geschichten, der Rettung der Welt, der Wahrheit über Astrologie, mehrdimensionalen Eichhörnchen und wie immer einer absolut exklusiven Sternengeschichte, die ich für jede Show extra auf den Veranstaltungsort abstimme und die es nur einmal und nur dort zu hören geben wird. Und natürlich auch immer mit dabei ist die berühmte kosmische Waffel! Wenn ihr Lust habt, kommt vorbei. Tickets für die Shows findet ihr unter sternengeschichten.live - die Links gibt es natürlich auch noch in den Shownotes. Nach der Show in Leverkusen geht es dann im Dezember weiter. Un Essen, Dortmund, Düsseldorf und Berlin und zwar am 10., 11., 13. und 14. Dezember. Und 2026? Da kommt endlich auch Österreich an die Reihe. Auch hier hat der Vorverkauf schon gestartet. Österreich-Premiere wird am 29. Januar 2026 in Wien sein, dann kommt am 30. Januar Salzburg an die Reihe. Und im Februar 2026 folgen Wörgl, Oberwaltersdorf und Linz. Später im Jahr ist dann wieder Deutschland dran, da komme ich nach Lübeck, nach Hamburg, nach Fürth, Erfurt, Leipzig, Dresden, Bremen und Osnabrück. Schaut einfach auf sternengeschichten.live, da gibt es alle Infos. Ansonsten weise ich auch nochmal auf das "Sternengeschichten" Hörbuch hin, dass ihr überall kriegt, wo es Hörbücher gibt und das auch als mp3-CD mit Booklet, Bildern usw erhältlich ist. Und das war es auch schon für diesmal. Ich freu mich, wenn wir uns irgendwo bei einer meiner Liveshows sehen werden. Ich freu mich vor allem, wenn ihr weiterhin den Podcast hört und ihn so gerne hört, wie ihr ihn bisher gehört habt. Ich wünsche euch viel Spaß mit den kommenden Folgen. Bis bald, im Podcast oder Live! Tickets für die Sternengeschichten-Liveshow: https://sternengeschichten.live/ Hörbuch "Sternengeschichten": https://www.penguin.de/buecher/florian-freistetter-sternengeschichten/hoerbuch-mp3-cd/9783844553062 Wer die Sternengeschichten finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter)), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten)) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten))
- Sternengeschichten Folge 664: Ein Blitzar und eine Erklärung für die mysteriöse Radiostrahlung aus dem All15.08., 07:0015.08.2025, 07:0000:10:42
Wer bremst, verliert! Sternengeschichten Folge 664: Ein Blitzar und eine Erklärung für die mysteriöse Radiostrahlung aus dem All Wenn ich in dieser Folge von einem "Blitzar" rede, dann meine ich definitiv nicht die Dinger, die am Straßenrand stehen und überprüfen, ob man mit dem Auto zu schnell unterwegs ist oder nicht. Es geht nicht um Blitzer, sondern um astronomische Objekte, von denen wir noch nicht wissen, ob sie existieren. Aber wenn sie existieren, könnten sie eine Erklärung für ein mysteriöses astronomisches Phänomen darstellen. Und bevor wir angesichts von Hypothesen und Mysterium den Überblick verlieren, fangen wir mit dem an, was wir wissen. Seit dem Jahr 2007 beobachten wir sogenannte "Fast Radio Bursts". Ich habe darüber in Folge 487 der Sternengeschichten ausführlich erzählt, aber im Wesentlichen handelt es sich dabei um sehr starke Radiosignale aus dem Weltall, die sich nicht wiederholen, nur Millisekunden oder höchstens ein paar Sekunden lang dauern und deren Ursprung wir bis jetzt nicht zweifelsfrei geklärt haben. Und ich sage sicherheitshalber gleich zu Beginn, dass die ganze Angelegenheit nichts mit Radiobotschaften irgendwelcher intelligenten außerirdischen Lebewesen zu tun hat. Erstens sind die Radiosignale nicht so beschaffen, wie Radiosignale beschaffen wären, wenn sie irgendwelche Informationen übermitteln sollen. Und zweitens ist Radiostrahlung ein völlig normales Phänomen im Universum. Jede Menge astronomische Objekte und Ereignisse erzeugen elektromagnetische Strahlung mit der Wellenlänge, die wir als "Radiowellen" bezeichnen. Aber im Allgemeinen sind das Radiowellen, die kontinuierlich abgestrahlt werden - ein so extrem kurzes Blitzen mit so einer großen Intensität ist äußerst ungewöhnlich. Es gibt jede Menge Hypothesen zum Ursprung der Fast Radio Bursts und eine davon hat mit "Blitzaren" zu tun. Dieses Wort haben die Astronomen Heino Falcke und Luciano Rezzolla in einer wissenschaftlichen Arbeit aus dem Jahr 2014 erstmals verwendet. Sie beschreiben darin eine sehr außergewöhnliche Weise, wie ein schwarzes Loch entstehen kann und bei der gleichzeitig ein Fast Radio Burst ausgesandt werden könnte. Das ganze läuft so ab: Ich habe in den Sternengeschichten schon oft davon erzählt, was passiert, wenn Sterne am Ende ihres Lebens nicht mehr genug Brennstoff für die Kernfusion in ihrem Inneren haben. Wenn sie keine Energie in Form von Strahlung mehr erzeugen können, dann kollabieren sie unter ihrem eigenen Gewicht. Ist die Masse gering, wie bei unserer Sonne, dann bleibt ein dichter Kern übrig, den wir als "weißen Zwerg" bezeichnen. Ist die Masse sehr groß, dann kollabiert der Stern zu einem schwarzen Loch. Und liegt sie dazwischen, dann entsteht ein Neutronenstern. Auch diese Objekte sind schon oft in den Sternengeschichten vorgekommen: Es handelt sich um Objekte, die ungefähr so viel Masse haben wie unsere Sonne, gleichzeitig aber nur ein paar Dutzend Kilometer groß sind. Die Materie ist dort so enorm verdichtet, dass sie sich nicht mehr so verhält, wie die normale Materie eines Sterns es tun würde. Es gibt dort keine unterschiedlichen Atome mehr; keinen Wasserstoff, kein Helium, und so weiter. Alles ist so dicht an dicht gepresst, dass auch die Bestandteile der Atome quasi ineinander gedrückt worden sind. Die elektrisch negativ geladenen Elektronen aus den Atomhüllen verschmelzen regelrecht mit den elektrisch positiv geladenen Protonen aus den Atomkernen und es bleiben nur elektrisch neutrale Neutronen übrig, die so dicht zusammenrücken, wie Materie nur zusammenrücken kann. So eine Kugel aus extrem dichten Material nennt man "Neutronenstern" und er darf auch nicht zu viel Masse haben. Wenn der Neutronenstern mehr als circa die 2,2fache Masse der Sonne hat, dann fällt alles in sich zusammen und es entsteht ein schwarzes Loch. Neutronensterne sind aber auch noch auf andere Weise extrem. Sie können zum Beispiel extrem schnell rotieren und sich ein paar tausend Mal pro Sekunde um ihre Achse drehen. Auch das liegt an ihrer enormen Verdichtung. Der Stern, aus dem sie entstanden sind, hat sich ja auch gedreht, nur halt sehr viel langsamer. Wenn die Masse aber dann beim Tod des Sterns plötzlich auf einen sehr viel kleineren Raum konzentriert wird, erhöht sich auch die Rotationsgeschwindigkeit. Das liegt an der Drehimpulserhaltung und ist derselbe Effekt, den man auch beim Eiskunstlauf beobachten kann, wenn dort jemand die Arme eng an den Körper legt, um so eine schnelle Pirouette zu drehen. Aus dem gleichen Grund haben Neutronensterne auch sehr starke Magnetfelder; auch sie werden verstärkt, wenn die Masse des Sterns verdichtet wird und die Magnetfeldlinien dicht aneinander rücken. Das ist zwar alles enorm spektakulär, aber so weit noch nicht neu. Heino Falcke und Luciano Rezzolla haben sich nun aber überlegt, ob es nicht vielleicht doch auch Neutronensterne geben könnte, die mehr als die theoretische Grenzmasse von 2,2 Sonnenmassen haben könnten. Eigentlich wäre das zwar viel zu viel Masse, und die Kräfte zwischen der Materie wäre nicht in der Lage zu verhindern, dass alles immer weiter kollabiert. Aber es muss deswegen nicht sofort ein schwarzes Loch entstehen, so Falcke und Rezzolla. Denn wenn der Neutronenstern wirklich schnell rotiert, könnte die Zentrifugalkraft diesen Kollaps verhindern. Durch die schnelle Rotation wird die Materie quasi nach außen gedrückt, obwohl sie eigentlich unter ihrem eigenen Gewicht in sich zusammenfallen will. Solange ein Neutronenstern sich also ausreichend schnell um seine Achse dreht, kann er auch mehr Masse haben, als er eigentlich haben dürfte. Das Problem an der Sache ist aber: Ein Neutronenstern kann nicht beliebig lange schnell rotieren. So ein Neutronenstern ist quasi ein sehr starker Magnet, der sich schnell dreht und dessen magnetische Achse - also die Linie zwischen magnetischen Nord- und Südpol - nicht zwingend mit der Rotationsachse übereinstimmen muss. Das bedeutet, dass sich die magnetische Achse ebenfalls im Raum bewegt und wenn sich ein Magnet auf diese Weise bewegt, dann strahlt er Energie ab (das ist im Prinzip das selbe Phänomen, durch das wir auch Radiosignale mit Antennen aussenden können). Wenn so ein Neutronenstern Energie abstrahlt, dann bleibt das aber nicht ohne Folgen - die verlorene Energie führt dazu, dass sich seine Rotationsgeschwindigkeit verlangsamt. Dadurch wird aber auch die Zentrifugalkraft immer kleiner und irgendwann ist der Punkt erreicht, an dem sie nicht mehr groß genug ist, um den Kollaps zu einem schwarzen Loch zu verhindern. Was dann passiert, geht sehr schnell. Die Materie des Neutronensterns fällt unter ihrem eigenen Gewicht in sich zusammen. Das Objekt wird immer dichter und dichter und die Gravitationskraft in seiner unmittelbaren Umgebung dadurch immer stärker und stärker. Damit etwas aus dieser Umgebung entkommen kann, braucht man immer höhere Geschwindigkeiten und irgendwann ist der Punkt erreicht, an dem die notwendige Geschwindigkeit größer als die des Lichts ist. Dann kommt gar nichts mehr aus der Umgebung des sterbenden Neutronensterns weg und ein schwarzes Loch ist entstanden. Es dauert nicht einmal eine Millisekunde, bis der ganze Neutronenstern in dem schwarzen Loch verschwunden, das er selbst erzeugt hat. Das ist so schnell, dass keine Zeit für irgendeine Art von Abstrahlung bleibt. Der Kollaps geht so fix, dass keine charakteristische Strahlung, die dabei entstehen würde, ausreichend Zeit hätte, zu entkommen. Wir würden von diesem Kollaps also auch nichts mitbekommen, wenn da nicht das Magnetfeld des Neutronensterns wäre. Das reicht weiter hinaus und verschwindet nicht sofort. Zuerst verschwindet der Neutronenstern selbst im schwarzen Loch, sein Magnetfeld ist aber noch da und außerhalb davon. Nur halt jetzt ohne Neutronenstern. Das Feld trennt sich also ab, steht schlagartig alleine da, die Feldlinien verbinden sich miteinander und das was passiert ist im Wesentlichen ein gewaltiger Kurzschluss, bei dem in Sekundenbruchteilen die ganze Energie freigesetzt wird, die zuvor im Magnetfeld gespeichert war. Das Resultat: Ein kurzer, starker Blitz aus Radiostrahlung, der sich nicht wiederholt und keine ersichtliche Quelle zu haben scheint. Also genau das, was wir in Form der "Fast Radio Bursts" beobachten. Wie gesagt: Das ist ein fiktives Szenario. Nach allem, was wir bis jetzt über die Physik und Astronomie von Neutronensternen wissen, würde das so ablaufen und Computersimulationen bestätigen das. Wir haben den Vorgang bis jetzt aber noch nicht beobachtet und es ist auch sehr schwer, so etwas zu beobachten. Aber es ist nicht unmöglich und wenn es solche "Blitzare" tatsächlich gibt, dann wäre das eine ziemlich coole Sache. Einerseits hätten wir dann eine Erklärung für die Fast Radio Bursts. Und andererseits könnte eine genaue Analyse dieser Radiosignale uns dann auch mehr über die Entstehung von schwarzen Löchern verraten und uns helfen, diese Objekte besser zu verstehen. Denn dann wäre ein Fast Radio Burst so etwas wie der letzte Gruß eines sterbenden Sterns an das Universum, bevor er sich hinter einem schwarzen Loch versteckt.
- Sternengeschichten Folge 663: Die Zerstörung von Chrysalis und die Ringe des Saturn08.08., 07:0008.08.2025, 07:0000:16:09
Katastrophe trifft Schönheit Sternengeschichten Folge 663: Die Zerstörung von Chrysalis und die Ringe des Saturn Das, was den Saturn so besonders macht, sind seine beeindruckenden Ringe. Alle großen Planeten im äußeren Sonnensystem haben Ringe, aber kein Planet hat ein so gewaltiges Ringsystem wie Saturn. Wir wissen woraus sie bestehen, wir kennen die Struktur der Ringe im Detail, wir haben Raumsonden direkt durch die Ringe geflogen - aber wir wissen immer noch nicht genau, wie sie entstanden sind. Eine der besten Ideen, die wir dazu haben, hat mit Neptun zu tun und mit zwei Monden des Saturn, von denen einer nicht mehr existiert. Die ganze Angelegenheit ist naturgemäß komplex, also fangen wir mal mit den Dingen an, die wir mit Sicherheit wissen. Saturn ist von jeder Menge mehr oder weniger breiten Ringen umgeben. Manche davon sind extrem schmal und nur wenig Meter breit, manche über 10.000 Kilometer. Wir wissen, dass sie gleichzeitig extrem dünn sind; ihre Dicke beträgt zwischen 10 und 100 Metern. Und sie bestehen aus unzählichen Brocken, von denen die größten ein paar Meter groß und die kleinsten nicht größer als Staubteilchen sind. Das Material ist vor allem Eis, aber es sind auch Gesteinsbrocken darunter. Der Saturn selbst ist so alt wie der Rest des Sonnensystems, also circa 4,5 Milliarden Jahre. Die beeindruckenden Ringe sind dagegen ein vergleichsweise junges Phänomen und nur gut 100 Millionen Jahre alt. Irgendwas muss also in der jüngeren Vergangenheit des Sonnensystems passiert sein, dass Saturn zu seinen Ringen verholfen hat. Und bevor wir uns ansehen, was das gewesen sein könnte, ein kurzer Einschub: Nicht alle Ringe des Saturns sind auf die selbe Weise entstanden. Wir wissen, dass es auf manchen Monden Eisvulkanismus gibt, wie ich in Folge 300 erzählt habe. Dabei werden Eisteilchen ins All geschleudert, die Ringe bilden könnte. Das ist nicht das Phänomen, um das es im Folgenden geht - wenn ich ab jetzt von den "Ringen des Saturn" reden, dann meine ich die großen, hellen Ringe, die man schon im 17. Jahrhundert entdeckt und die, die man im Allgemeinen vor Augen hat, wenn man sich die Saturnringe vorstellt. Wo also kommen die her? Die wissenschaftlich korrekte Antwort lautet: Das wissen wir nicht. Die heute weitestgehend akzeptierte Vermutung lautet: Die Ringe sind das Material, das entstanden ist, als einer seiner Monde auseinandergebrochen ist. Das klingt prinzipiell plausibel, denn die Monde des Saturn sind eisige Himmelskörper mit einem Kern aus Gestein und würden genau die Mischung an Material in der genau der Gegend produzieren, in der wir die Ringe heute beobachten. Nur: Monde brechen nicht einfach so auseinander. Wie macht man einen Saturnmond kaputt? Schon im 19. Jahrhundert hat man vermutet, dass ein Mond dem Saturn vielleicht zu nahe gekommen ist, so dass er durch die dort sehr stark wirkende Gezeitenkraft des großen Planeten auseinandergerissen worden ist. Auch das klingt plausibel, aber hier gilt wieder: Warum sollte ein Mond sich vor 100 Millionen Jahren plötzlich auf den Weg gemacht und dem Saturn immer näher gekommen sein? Auch das machen Monde nicht einfach so, die bleiben so lange auf ihren Umlaufbahnen, bis sie durch eine äußere Ursache dazu gebracht werden, die Bahn zu ändern. Womit wir wieder bei der Frage sind: Was ist damals passiert und hat einen Mond zerstört? Fangen wir am Anfang an, also mit der Entstehung des Saturn. Zusammen mit der Sonne, der Erde und den anderen Planeten ist der Saturn vor 4,5 Milliarden Jahren entstanden. Damals sind auch die großen Monde des Saturn entstanden, unter anderem sein größer Mond, der Titan, von dem ich in Folge 157 ausführlich erzählt habe. Es ist auch Iapetus entstanden, ein kleinere Saturnmond, der in der letzten Folge der Sternengeschichten einen kurzen Auftritt gehabt hat. Es sind die anderen Monde entstanden, die wir heute kennen und es ist Chrysalis entstanden. So haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen Himmelskörper genannt, der damals vielleicht existiert hat und dessen Schicksal zentral für diese Geschichte ist. Chrysalis ist ungefähr so groß wie Iapetus, mit einem Durchmesser von circa 1500 Kilometern. Das sind zwei ordentlich große Monde, auch wenn sie nicht so groß sind wie der gigantische Titan, mit einem Durchmesser von 5150 Kilometern. Titan ist ungefähr 1,2 Millionen Kilometer vom Saturn entfernt, Iapetus ist mit einem Abstand von 3,5 Millionen Kilometer weiter weg. Chrysalis umkreist den Saturn irgendwo zwischen den beiden. Und auch wenn Saturn damals schon der Planet ist, den wir auch heute noch sehen können, gibt es auch hier Unterschiede. Die Achse, um die er sich alle knapp 11 Stunden einmal dreht, steht damals fast senkrecht auf die Ebene, in der er sich um die Sonne bewegt. Oder anders gesagt: Die Neigung seiner Achse ist fast gleich Null. Das muss nicht so sein; bei der Erde zum Beispiel haben wir heute eine Achsenneigung von 23,5 Grad, was auch der Grund ist, warum wir hier so ausgeprägte Jahreszeiten erleben können. Jupiter hat dagegen eine Achsenneigung von nur 3 Grad. Und keine Sorge, es wird bald klar werden, warum die Neigung der Achse wichtig ist. Wir haben also einen Saturn mit einer sehr geringen Achsenneigung und einem Mond, der heute verschwunden ist. Wir haben außerdem noch ein paar weitere Planeten im Sonnensystem und auch wenn sie alle vergleichsweise weit voneinander entfernt sind, üben sie natürlich trotzdem eine Gravitationskraft aufeinander aus. Die Effekte sind gering, aber über lange Zeit hinweg können sie dennoch Auswirkungen haben. Die diversen gravitativen Störungen sorgen unter anderem dafür, dass die Rotationsachse von Saturn anfängt zu präzessieren. Das bedeutet: Die Richtung am Himmel, in die sie zeigt, bleibt nicht fix sondern ändert sich im Laufe der Zeit. Auch davon habe ich schon oft gesprochen, zum Beispiel in den Folgen 211 und 645, in denen es um die Präzession der Erdachse ging. Heute zeigt sie in Richtung des Polarsterns, aber das ändert sich im Laufe der Zeit und die Erdachse braucht knapp 26.000 Jahre um eine komplette Drehung zu vollenden. Die Geschwindigkeit mit der sich die Richtung der Achse ändert, nennt man Präzessionsrate und die wird im Fall des Saturns gleich noch wichtig. Schauen wir aber zuerst zum Titan. So wie zwischen Mond und Erde gibt es auch zwischen Titan und Saturn eine Gezeitenkraft. Bei der Erde sorgt dieser Effekt für Ebbe und Flut; die Gezeiten sorgen aber auch dafür, dass sich der Mond langsam von der Erde entfernt. Beim Titan ist es genau so: Er wandert im Laufe der Zeit langsam nach außen. Und das ist absolut wichtig für den Rest der Geschichte! Titan hat fast so viel Masse wie alle anderen Saturnmonde zusammengenommen. Er hat deswegen auch einem starken Einfluss auf die Präzession der Rotationsachse des Saturn und der Einfluss wird sogar noch größer, wenn er sich entfernt. Das klingt seltsam, aber man kann sich die Monde wie Griffe vorstellen, an denen die Gravitationskraft der Sonne und der anderen Planeten ansetzen kann, um die Rotationsachse des Saturns zu drehen. Titan ist der größte Griff und je weiter er weg ist, desto stärker ist auch der Hebel, den die Gravitationskraft hat. Wie gesagt, das ist ein vereinfachtes Bild, aber es ist auch nicht völlig falsch. Wenn der Titan sich also vom Saturn entfernt, dann ändert sich die Geschwindigkeit, mit der Saturns Rotationsachse ihre Richtung ändert. Und jetzt kommt Neptun ins Spiel. Man kann sich fragen, was der bei diesem Thema überhaupt zu suchen hat. Neptun ist der äußerste Planet des Sonnensystems und weit vom Saturn entfernt (zwischen den beiden zieht auch noch Uranus seine Runden). Was hat der mit der Angelegenheit zu tun? Nun, ich hab ja zu Beginn gesagt, dass das alles sehr komplex ist und das war nicht gelogen. Das ist nämlich der Punkt, an dem die Spin-Orbit-Präzessionsresonanz ins Spiel kommt. Unser Sonnensystem ist ein höchst dynamischer Ort. Alles ist in Bewegung, und damit ist nicht einfach nur die Tatsache gemeint, dass sich die Planeten um die Sonne bewegen. Das tun sie zwar, aber alles andere bewegt sich auch! Die Bahnen, auf denen sie um die Sonne laufen, verändern sich selbst ständig, sie werden größer und kleiner, sie drehen sich im Raum, und so weiter. Die Rotationsachsen der Planeten schwanken und drehen sich und all das hat Auswirkungen. Alle Himmelskörper beeinflussen sich gegenseitig mit ihrer Gravitationskraft und es gibt Situationen, wo dieser Einfluss besonders groß werden kann. So einen Zustand nennt man "Resonanz" und er tritt immer dann auf, wenn sich irgendwelche Zustände regelmäßig wiederholen. Gravitative Störungen können sich dann aufschaukeln, genau so wie man buchstäblich eine Schaukel immer höher schubsen kann, wenn man nur regelmäßig und im richtigen Moment anschubst. Resonanzen im Sonnensystem gibt es immer dann, wenn zwei Bewegungen auf bestimmte Weise zusammenpassen. Wenn ein Planet zum Beispiel genau doppelt so lange für eine Runde um die Sonne brauchen würde, als die Erde, dann würde dieser Planet jedes zweite Jahr wieder genau in der gleichen Position in Bezug auf die Erde stehen wie zuvor. Er könnte der Erde also auch regelmäßig alle zwei Jahre einen Gravitationsschubs geben und das könnte sich im Laufe der Zeit so summieren, dass die Bahn der Erde instabil wird. So einen Planeten gibt es zum Glück nicht, aber Resonanzphänomene dieser Art sind häufig. Das, um das es in dieser Geschichte geht, ist eine Spin-Orbit-Präzessionsresonanz zwischen Saturn und Neptun. Und es bedeutet: Die Geschwindigkeit mit der sich die Richtung von Saturns Rotationsachse ändert, ist auf die Geschwindigkeit abgestimmt, mit der sich die Umlaufbahn des Neptuns um die Sonne dreht. Es dauert in beiden Fällen ungefähr 1,9 Millionen Jahre, bis eine Runde durch ist und es ist schwer vorstellbar, dass das irgendwelche Auswirkungen haben sollte, aber wie gesagt: Das Sonnensystem ist ein dynamischer Ort. Die Himmelskörper existieren nicht isoliert voneinander sondern hängen durch unsichtbare Gravitationsfäden zusammen. Wenn man an einem Ort ein wenig daran zupft, dann wackelt es irgendwo anders. Bewegungsenergie und Drehimpuls werden durch ein Netzwerk an Resonanzen zwischen den Himmelskörpern ausgetauscht und bei der Spin-Orbit-Präzessionsresonanz zwischen Saturn und Neptun hat das dazu geführt, dass sich die Neigung der Rotationsachse im Laufe der Zeit erhöht hat. Also halten wir mal fest was bis jetzt passiert: Die Gezeitenkraft zwischen Titan und Saturn lässt den Titan nach außen wandern. Dadurch erhöht sich langsam auch die Präzessionsgeschwindigkeit von Saturns Rotationsachse. Irgendwann, vor ungefähr 300 Millionen Jahren ist der Punkt erreicht, wo diese Geschwindigkeit genau mit der Präzessionsgeschwindigkeit von Neptuns Umlaufbahn übereinstimmt. Ab da wirkt die Resonanz, was bedeutet, dass die Präzession jetzt einerseits stabil wird, sich die Geschwindigkeit also nicht mehr ändert. Andererseits muss sich dafür irgendwas anderes ändern und das ist die Neigung von Saturns Rotationsachse, die immer stärker wird. In der Zwischenzeit bewegt sich der Titan aber immer weiter nach außen bis auf einmal ER auch in einer Resonanz landet. Auf seiner Wanderung weg vom Saturn hat er irgendwann vor ungefähr 200 Millionen Jahren einen Punkt erreicht, wo er für drei Runden um den Planeten genau so lange braucht wie Chrysalis für eine Runde. Diese Resonanz ist zerstörerisch; sie macht die Umlaufbahn von Chrysalis instabil. Der Mond kann jetzt entweder aus dem Saturnsystem geschleudert werden, oder - und das ist für diese Geschichte der interessantere Fall - in Richtung des Saturn selbst. Wenn er dabei nicht einfach direkt auf den Riesenplaneten prallt, sondern quasi streifend mit ihm kollidiert, dann kann er dabei so zerissen werden, dass ein Großteil des Materials aus dem Chrysalis besteht, in Form von Ringen übrig bleibt. Das war vor ungefähr 100 Millionen Jahren und seitdem hat Saturn seine Ringe. Weil jetzt außerdem ein vergleichsweise großer Mond nicht mehr da ist, fällt auch dessen Einfluss auf die Präzessionsgeschwindigkeit der Saturnachse weg. Sie passt nicht mehr zu Neptuns Präzession und die Spin-Orbit-Resonanz endet. Die Saturnachse hört auf sich weiter zu neigen, geht aber natürlich auch nicht mehr in die Position zurück, in der sie ursprünglich war. Sie bleibt circa 27 Grad geneigt und auch Titan hat die Sache nicht ganz unbeschadet überstanden: Seine ursprüngliche fast kreisförmige Umlaufbahn ist durch den ganzen dynamischen Aufruhr ein wenig langgestreckter geworden. Ob das alles wirklich so war, wissen wir nicht. Aber wir wissen, dass die Neigung von Saturns Achse mit 27 Grad unerwartet groß für einen Planeten dieser Art ist. Wir wissen, dass die Ringe jung sind und Titan eine Umlaufbahn hat, die auffällig wenig kreisförmig ist. Und die Präzession von Saturns Achse liegt ebenso auffällig nahe an der Präzessionsgeschwindigkeit von Neptuns Bahn. All das passt zusammen und all das lässt sich zumindest in Computersimulationen nachvollziehen. Und wenn die Geschichte wirklich so gelaufen ist, dann zeigt sie ein weiteres Mal, was für ein wunderbarer und komplexer Ort das Sonnensystem ist. Die Gezeiten zwischen Titan und Saturn verändern die Umlaufbahn des großen Mondes, dadurch ändert sich die Geschwindigkeit der Achsendrehung des Saturns, bis irgendwann der ferne Neptun ins das Spiel eingreift und die Rotationsachse des Saturn verschiebt, während Titan durch seinen Einfluss einen anderen Mond seinem zerstörerischen Schicksal entgegenschickt und von all dem bleiben am Ende die fantastischen Ringe des Saturns.
- Sternengeschichten Folge 662: Ravioli im Weltall: Der Saturnmond Pan01.08., 07:0001.08.2025, 07:0000:09:16
Von Ringen und Wurstsemmeln Sternengeschichten Folge 662: Ravioli im Weltall: Der Saturnmond Pan Im Universum gibt es nichts, was es nicht gibt. Und so weit wir bis jetzt wissen, gibt es da draußen keine 28 Kilometer großen Ravioli oder andere gigantische kosmische Nudelgerichte. Aber es gibt einen Himmelskörper, der aussieht wie eine Ravioli. Oder Pelmeni. Oder Maultausche. Oder eine reichlich belegte Extrawurstsemmel, für die Hörerinnen und Hörer aus Österreich. Mit was auch immer man es vergleichen möchte: Der Saturnmond Pan sieht definitiv nicht so aus, wie man sich einen Saturnmond vorstellt. Aber bevor wir uns den kulinarischen Ähnlichkeiten im Detail widmen, schauen wir uns an, was es über diesen Mond sonst noch so zu erzählen gibt. Sehr viel nämlich! Entdeckt hat ihn der amerikanische Astronom Mark Showalter. Er hat noch fünf andere Monde entdeckt und ein paar unbekannte Ringe bei Jupiter und Uranus. Aber am 16. Juli 1990 hat Showalter sich alte Aufnahmen des Saturn aus dem Jahr 1981 angesehen. Gemacht hat sie die Raumsonde Voyager 2, die auf ihrem Weg ins äußere Sonnensystem auch einen ausführlichen Blick auf das Saturnsystem geworfen hat. Showalter jedenfalls hat auf den Bildern etwas gefunden, was bisher alle anderen übersehen haben. Einen kleinen Mond, sehr nahe am Saturn selbst. So nah wie kein anderer damals bekannter Mond. Das neue Objekt befindet sich genau in der Encke-Teilung. So nennt man eine der vielen Lücken in den Saturnringen. Die sind ja keine kosmischen Hulahoop-Reifen, sondern bestehen aus unzähligen kleinen und größeren Eisbrocken, die den Saturn ringförmig umgeben. Es gibt Bereiche, wo mehr Ringteilchen sind und dazwischen große und kleine Lücken. Je genauer man hinsieht, desto mehr einzelnen Ringe findet man und die großen Lücken kann man sogar schon in vergleichsweise kleinen Teleskopen sehen. Zum Beispiel die Cassini-Teilung, die knapp 5000 Kilometer breit ist und deswegen schon 1675 in der Frühzeit der astronomischen Teleskope entdeckt wurde. Eine der vielen anderen Lücken hat der deutsche Astronom Johann Encke im Jahr 1837 gefunden, die deswegen auch nach ihm benannt ist. Sie ist nur gut 320 Kilometer breit und man braucht schon ein gutes Teleskop um sie zu sehen. Oder noch besser eine Raumsonde vor Ort, wie Voyager 2, die die Ringe genau angesehen und den Mond Pan - lange Zeit unbemerkt - fotografiert hat. Wenn wir Monde wie Pan verstehen wollen, müssen wir uns auch mit den Ringen und vor allem den Lücken beschäftigen. Denn die Monde sind die Ursache der Lücken. Die Details sind kompliziert, aber ein Mond kann gravitative Störungen ausüben, die dafür sorgen, dass in bestimmten Abständen zum Saturn keine Ringteilchen auf stabilen Bahnen existieren können. Deswegen gibt es dort Lücken und der Mond muss dafür nicht einmal in unmittelbarer Nähe dieser Lücken sein. Es gibt aber noch einen anderen Weg, wie ein Mond eine Lücke verursachen kann und Pan ist genau so ein Mond. Man hat schon 1985 vermutet, dass die Encke-Teilung ihre Existenz einem sogenannten "Schäfermond" verdankt. Ein Mond dieser Art macht mit den Ringteilchen genau das, was auch ein Schäferhund mit seinen Schafen macht: Er treibt sie zusammen. Stellen wir uns einen Mond vor, der sich mitten durch die Ringteilchen durch bewegt. Teilchen, die sich hinter dem Mond befinden, werden dann von der Anziehungskraft des Mondes beschleunigt; sie werden quasi mitgezogen und weil sie schneller werden als vorher, werden sie nach außen geschleudert. Die Teilchen vor dem Mond werden durch seine Anziehungskraft dagegen gebremst und auf weiter innen liegende Umlaufbahnen gezogen. Oder anders gesagt: Der Mond schafft sich eine Lücke im Ring und hält sie durch seine Bewegung offen. Man wusste in den 1980er Jahren, dass es die Encke-Teilung gibt und dass ein Mond sie verursachen hätte können. Und man konnte auch gut berechnen, was für eine Umlaufbahn so ein Mond haben muss und wie groß der Mond dafür sein sollte. Showalter hat solche Berechnungen angestellt und vorhergesagt, wo man nach dem Mond suchen müsste. Nur dadurch konnte er Pan auf den alten Voyager-Aufnahmen finden; hätte er vorher nicht genau gewusst, wo er suchen musste, hätte er das winzige Dinge nie entdeckt. Denn Pan hat einen Durchmesser von nur gut 28 Kilometern. Und hieß nach seiner Entdeckung übrigens noch nicht Pan, sondern S/1981 S13. "Pan" wurde er erst später genannt, nach dem Sohn des Hirtengottes Hermes aus der griechischen Antike. Die Umlaufbahn von Pan ist fast exakt kreisförmig; er zieht seine Runden 73000 Kilometer von Saturns Oberfläche entfernt und braucht 13 Stunden und 48 Minuten für einen Umlauf. Dieser knappe Abstand hätte eigentlich gefährlich sein müssen für Pan. Denn damit befindet er sich innerhalb der sogenannten Roche-Grenze. Das ist, vereinfacht gesagt, der Abstand zu einem großen Himmelskörper, in dem die Gezeitenkräfte so stark werden, dass kleinere Objekte auseinander gerissen werden. Darum hat Saturn da ja auch seine Ringe, in dieser Nähe zum Planeten können sich keine massiveren Objekte mehr bilden. Aber Pan existiert und der Grund dafür ist vermutlich, dass er selbst eher nur ein lose zusammenhängender Geröllhaufen ist. Die Gezeitenkräfte können das Geröll zwar ein bisschen verformen, aber weil er eben gerade kein massives Objekt ist, kann er nicht zerstört werden. Die Gezeitenkräfte wirken auf alle einzelnen Stücke des Mondes und die sind zu klein, um groß etwas von der Wirkung zu spüren. Wir vermuten jedenfalls, dass das der Grund ist, warum Pan noch existiert. Genau wissen wir es nicht, weil wir ihn dafür leider nicht intenstiv genug erforscht haben. Aber immerhin wissen wir mittlerweile mehr als Voyager. Denn zwischen 2004 und 2017 hat sich die Raumsonde Cassini das Saturnsystem ganz genau angesehen und natürlich auch einen Blick auf Pan geworfen. Und dieser Blick hat gezeigt: Der Mond sieht aus wie eine Ravioli. Oder Wurstsemmel. Man sieht einen rundlichen, etwas abgeflachten Himmelskörper, der rund um seinen Äquator eine scheibenförmige Struktur hat. Wie eine Semmel mit Wurstscheiben darin. Oder eben eine gefüllte Ravioli-Nudel. Natürlich ist Pan weder das eine noch das andere. Wir wissen noch nicht genau, wo er diesen Äquatorialkamm - wie solche Strukturen offiziel heißen - her hat. Wir haben sie bis jetzt nur bei Saturnmonden gefunden, bei Iapetus, bei Atlas und eben bei Pan. Es kann sein, dass sie durch Kollisionen entstanden sind. Wenn zwei Monde kollidieren und verschmelzen, könnte sich genau so eine Struktur bilden. Oder aber, und das scheint bei Pan sehr viel wahrscheinlicher: Es sind die Teilchen, die er auf seinem Weg durch die Saturnringe aufwirbelt. Ein Teil davon könnte sich um seinen Äquator ansammeln und weil der winzige Mond nur eine geringe Schwerkraft hat, bilden sie die komische Kammstruktur, anstatt sich platt auf der Oberfläche zu verteilen. Für den Saturnmond Iapetus, den ich in Folge 494 der Sternengeschichten vorgestellt habe, gilt das allerdings nicht. Der ist sehr viel größer und befindet sich auch nicht innerhalb eines Ringes. Vielleicht gibt es also viele Wege, wie ein Mond zu einem Äquatorialkamm kommen kann. Oder auch nicht, denn wir sehen diese vielen Monde ja nicht. Wir sehen nur Iapetus, Atlas und Pan und vielleicht haben wir irgendwas noch nicht verstanden. Wir wissen nur, dass Pan ein wunderbares Beispiel für die komplexen Vorgänge im Sonnensystem ist. Ein kleiner Felsbrock mit 28 Kilometer Durchmesser umkreist eine gigantische Kugel aus Gas und tut das inmitten unzähliger kleiner Eisteilchen. Und am Ende kommt dabei so etwas beeindruckendes raus, wie der Saturn mit seinen faszinierenden Ringen - und eine fliegende Wurstsemmel. Es gibt im Universum nichts, was es nicht gibt. Aber das was es gibt, ist ziemlich cool!
- Sternengeschichten Folge 661: Das International Celestial Reference Frame25.07., 07:0025.07.2025, 07:0000:11:22
Nichts geht verloren! Sternengeschichten Folge 661: Das International Celestial Reference Frame "International Celestial Reference Frame" - das klingt ein wenig kryptisch und vor allem sehr technisch. Die offizielle Abkürzung ICRF macht die Sache auch nicht verständlicher. Aber genau dieses ICRF ist das Instrument, dank dem wir wissen, wo sich die Dinge am Himmel befinden. Das ist einerseits enorm wichtig, weil wir wissen wollen, wo sich die Dinge am Himmel befinden. Aber es ist andererseits auch wichtig, wenn wir uns im Weltall bewegen wollen und unserer Satelliten und Raumfahrzeuge in die richtige Richtung steuern möchten. Und deswegen schauen wir uns in dieser Folge an, wie das funktioniert. Ich habe in den Sternengeschichten immer wieder mal über astronomische Koordinatensysteme gesprochen. Die einfachsten davon orientieren sich logischerweise an der Erde. Wir können zum Himmel schauen und messen, wie hoch ein Stern über dem Horizont steht. Und wenn wir dann noch messen, wie weit östlich beziehungsweise westlich er sich von einem Bezugspunkt befindet, dann haben wir schon eine ganz brauchbare Angabe, um die Position des Sterns in Bezug auf die Positionen anderer Sterne zu definieren. Aber wenn dann eine andere Person Messungen von einem anderen Ort auf der Erde macht, wird es schwierig, denn da kriegt man natürlich andere Zahlen raus. Außerdem bewegt sich die Erde ja um die Sonne; sie dreht sich um ihre Achse, und so weiter. Das muss man berücksichtigen und das hat man auch getan, mit anderen Koordinatensystemen (ich habe darüber zum Beispiel in Folge 307 mehr erzählt). Man kann auch Koordinatensysteme konstruieren, die sich an der Milchstraße orientieren oder an unserem Sonnensystem. Aber am Ende wird man immer an einem Punkt angelangen, wo man feststellen muss: Es gibt in diesem Universum keinen wirklichen Nullpunkt. Es gibt nichts, das sich nicht verändert; es gibt keinen Ort, dessen Position man für alle Zeiten und für alle möglichen Beobachtungspositionen und -situationen als unveränderlich annehmen kann. Und das gilt nicht nur deswegen, weil sich alles im Universum immer bewegt, sondern vor allem auch, weil es so einen Ort aus ganz fundamentalen Gründen nicht geben kann. Das war eine der Erkenntnisse aus Albert Einsteins Relativitätstheorie, die ja nicht umsonst RELATIVITÄTstheorie heißt: Man kann die Dinge immer nur relativ zu anderen Dingen betrachten aber, nichts im Universum ist absolut. Gut, das ist blöd. Was sollen wir machen, wenn wir nun aber genau so ein absolutes Koordinatensystem haben wollen? Dann muss man improvisieren! Genau das hat die Astronomie auch gemacht. Zum Glück sind wir ja in der Lage, wirklich weit hinaus ins All zu schauen. Also wirklich, wirklich weit. Wir sehen Objekte, deren Strahlung zum Teil Milliarden Jahre bis zu uns gebraucht hat. Zum Beispiel die Zentren ferner Galaxien, die Quasare, von denen ich in Folge 52 ausführlich erzählt habe. In diese Galaxien sitzen gewaltige schwarze Löcher. In deren Umgebung wird Gas und Staub absurd stark beschleunigt und aufgeheizt und das ganze Zeug strahlt dadurch wahnsinnig hell. So hell, dass wir das auch noch hier auf der Erde sehen können. Und natürlich bewegen sich diese fernen Galaxien genau so wie alle anderen. Aber weil sie eben so enorm weit weg sind, merken wir nichts davon. Das ist so, wie wenn man bei einer Zugfahrt aus dem Fenster schaut. Die Bäume und Häuser direkt neben der Strecke rauschen schnell vorbei; die fernen Berge, die man am Horizont sehen kann, verschwinden dagegen nur sehr langsam aus dem Blickfeld. Und aus Sicht der Erde sind diese extrem weit entfernten Quasare so weit weg, dass sie ihre Position quasi gar nicht verändern. Sie tun es schon, aber aus unserer Sicht geht das so langsam, dass wir es tatsächlich ignorieren können. Klar, wenn wir jetzt ein paar Jahrhunderte lang hinschauen, vielleicht noch mit sehr, sehr viel besseren Instrumenten als wir jetzt haben, dann würden wir schon was merken. Aber für alle praktischen Anwendungen die wir derzeit haben, sind diese fernen Quasare quasi unbewegliche Leuchtfeuer im All, die wir für die Erstellung eines absoluten Koordinatensystems verwenden können. Was aber in der Praxis nicht so einfach ist, wie man es sich vielleicht denkt. Das erste Mal hat man das im Jahr 1998 versucht. Da wurde das International Celestial Reference Frame 1 offiziell eingeführt. Und natürlich hat man davor auch Koordinatensysteme gehabt, die sogenannten "Fundamentalkataloge", die aber auf der Vermessung von Sternen basiert haben und die Sterne, die wir genau genug vermessen können, sind alle vergleichsweise nahe; so nahe, dass wir ihre Positionsänderung durchaus sehen können und in den Katalogen dann berücksichtigen müssen. Das war umständlich, und deswegen hat man es 1998 mit einem neuen Ansatz probiert. Der ICRF1-Katalog basiert auf der Vermessung von 212 extragalaktischen Objekten und zwar Objekten, die mit Radioteleskopen beobachtet werden können. Warum gerade Radiobeobachtungen? Einerseits, weil die Quasare auch und vor allem im Radiolicht sehr hell leuchten, so hat man sie ja damals auch entdeckt, wie ich in Folge 455 ausführlich erzählt habe. Und andererseits, weil man mit Radioteleskopen sehr gut und sehr genau beobachten kann. Man kann einzelne Radioteleskope zusammenschalten und damit virtuelle Teleskope schaffen, die eine sehr viel größere Messgenauigkeit haben als die Einzelteleskope. Man kann Radiobeobachtungen auch am Tag durchführen und so sehr lange und durchgehende Messreihen erstellen. Und die extragalaktischen Radioquellen um die es hier geht, sind im Radiolicht oft sehr viel punktförmiger, als wenn man sie im normalen Licht betrachtet, sofern das überhaupt möglich ist. Nach dem ICRF1 kam natürlich der ICRF2 im Jahr 2009, mit noch mehr Quellen und am 30. August 2018 wurde bei der Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union in Wien der ICRF3 angenommen. Aber wie läuft das jetzt im Detail ab, wenn man so ein International Celestial Reference Frame erstellt? Sehr, sehr kompliziert, weswegen ich das jetzt auch nicht im vollen Detail erklären werden. Aber man fängt mal damit an, den ganzen Himmel in Bereiche einzuteilen; 324 gleic hgroße Stücke in diesem Fall. In jedem Bereich sucht man dann nach passenden Radioquellen und klassifiziert sie dann anhand ihrer Qualität. Das heißt man sucht Quasare, die möglichst hell sind. Sie dürfen nicht zu groß sein; je kleiner sie erscheinen, desto genauer kann man sie vermessen. Sie sollen möglichst konstant leuchten, und so weiter. Für jeden Bereich des Himmels sucht man sich dann die beste Radioquelle aus, und die wird dann vermessen. Man bestimmt mit Radioteleskopen so genau wie möglich die Richtung, aus der die Signale auf die Erde treffen. Dann wirft man jede Menge sehr komplizierte Mathematik auf diese Daten, um zum Beispiel zu berücksichtigen, dass die Erde rotiert oder sich durch die Gezeitenkräfte verformt, dass Teleskope keine perfekten Messinstrumente sind, dass Strahlung durch die Raumkrümmung der Sonne abgelenkt wird, und so weiter. Am Ende werden dann aus den Messungen der Quasare drei Achsen eines Koordinatensystems bestimmt, dessen Ursprung exakt im Massenschwerpunkt des Sonnensystems liegt. Wie gesagt, in Wahrheit ist das ein sehr langwieriger und komplexer Prozess. Aber wenn man alles sorgfältig genug macht, hat man danach ein Koordinatensystem, das als Grundlage für alle möglichen anderen Messungen und Angaben dienen kann. Das International Celestial Reference Frame benutzen zum Beispiel die Fundamentalstationen um ihre eigene Position zu bestimmen. Diese überall auf der Erde verteilten Messeinrichtungen bilden das Netzwerk, mit dem wir die Erde mit hochpräzisen Koordinaten überziehen. Wir brauchen hier unten ja auch genaue Koordinaten, nicht nur am Himmel. Wie das funktioniert wäre wieder eine ganz andere Geschichte. Aber diese Fundamentalstationen, von denen das ganze irdische Koordinatennetz abhängt, müssen natürlich selbst auch irgendwie wissen, wo sie sind und das wird durch die Verknüpfung mit dem International Celestial Reference Frame erreicht. Und die Astronomie muss natürlich ebenso genau wissen, wo ihre Teleskope stehen, um die Beobachtungen die damit gemacht werden, sinnvoll auswerten zu können. Deswegen wird auch die Position der Sternwarten mit dem International Celestial Reference Frame millimetergenau bestimmt. Und wenn wir Satelliten und Raumfahrzeuge durchs All schicken, wollen wir natürlich auch wissen, wo die sich rumtreiben und wohin sie fliegen. Das macht man zum Beispiel, in dem man sie von der Erde aus mit Radiosignalen anpeilt. Man wartet, bis die Signale empfangen und zurück geschickt werden und wenn die Signale von zwei oder mehr weit auseinanderliegenden Stationen kommen, kann man aus den kleinen Unterschieden in der Laufzeit die Position der Raumsonde sehr genau bestimmen. Allerdings müssen die Signale auch durch die Erdatmosphäre und werden dort ein bisschen abgelenkt. Diesen Effekt muss man berücksichtigen und das macht man wieder mit dem ICRF. Gleichzeitig mit der Sonde wird auch einer der Quasare aus dem ICRF-Katalog angepeilt. Von dem weiß man ja GENAU wo er ist - das ist ja der Sinn des ganzen International Celestial Reference Frame. Ich weiß also, wo der Quasar sein soll und wenn meine Messung eine Abweichung zeigt, dann muss dass genau der Fehler sein, der durch die Atmosphäre erzeugt wird. Und da ich diesen Fehler jetzt kenne, kann ich die Positionsdaten der Raumsonde damit korrigieren und weiß genau, wo sie sich befindet. Es gibt noch jede Menge andere Gründe, warum es gut ist, dass wir das International Celestial Reference Frame haben. Es wird in Zukunft mit Sicherheit immer weiter verbessert werden; vielleicht wird es irgendwann auch einmal auf eine ganz neue Grundlage gestellt. Aber auf jeden Fall muss sich niemand Sorgen machen, wenn man sich mal ein wenig verloren fühlt. Die Astronomie weiß immer ganz genau, wo alles ist.
- Sternengeschichten Folge 660: "Mercury Retrograde" und echte Rückläufigkeit im Sonnensystem18.07., 07:0018.07.2025, 07:0000:11:57
Auf die Richtung kommt es an! Sternengeschichten Folge 660: "Mercury Retrograde" und echte Rückläufigkeit im Sonnensystem Ok, der Titel dieser Folge ist ein wenig unverständlich. Aber keine Sorge, es geht um ein interessantes Phänomen in der Astronomie. Ich möchte etwas über rechtläufige und rückläufige Bewegung erzählen beziehungsweise über prograde und retrograde Bewegung, wie die astronomischen Fachbegriffe lauten. Um was es sich dabei handelt, kann man eigentlich recht einfach beschreiben. Alle Himmelskörper im Sonnensystem unkreisen die Sonne. Ok, es gibt auch welche, die währenddessen noch einen anderen Himmelskörper umkreisen. Der Mond zum Beispiel umkreist die Erde während die Erde gemeinsam mit dem Mond um die Sonne kreist. Aber das ignorieren wir vorerst; wir bleiben bei den Objekten die direkt um die Sonne kreisen. Außerdem drehen sich alle Himmelskörper um ihre eigene Achse. Mal schneller, mal langsamer, aber alles rotiert zwangsläufig immer, und warum das so sein muss, habe ich in Folge 238 der Sternengeschichten erzählt. Jeder Himmelskörper führt also zwei Drehbewegungen gleichzeitig aus. Einmal um die Sonne herum und einmal um seine eigene Achse. Und die Begriffe "prograd" und "retrograd" beziehen sich auf die Richtung, in der das passiert. Bleiben wir vorerst mal bei der Bewegung um die Sonne herum. Wenn wir da darüber reden wollen, in welche Richtung sich die Objekte bewegen, müssen wir zuerst einmal ein paar grundlegende Dinge definieren. Wir haben es ja mit einem dreidimensionalen Raum zu tun in dem es kein oben und kein unten gibt. Wenn wir zum Beispiel von der einen Seite auf die Erdbahn schauen, dann bewegt sich die Erde in die eine Richtung, wenn wir von der anderen Seite schauen, dann bewegt sie sich in die andere Richtung. Deswegen definieren wir auch hier einmal die Himmelsrichtungen. Der "Nordpol" unseres Sonnensystems - den es in der Form natürlich nicht gibt - befindet sich in der Richtung, in der sich auch der Nordpol der Erde befindet. Anders gesagt: Wenn wir auf der Erde am Nordpol stehen und nach oben schauen, dann befindet sich über uns der nördliche Teil des Himmels und auch die nördliche Hälfte des Sonnensystems. Die andere ist dann logischerweise genau über dem Süpdol der Erde. Damit wissen wir jetzt auch, wo Nord- und Südpol der Sonne sind und jetzt stellen wir uns vor, wir befinden uns genau über der nördlichen Hälfte der Sonne und blicken von ganz weit "oben" (ja, ich weiß ich hab gerade gesagt es gibt kein oben, aber stellen wir es uns trotzdem vor) auf die Sonne und Planeten hinunter. Die Planeten, die sich von diesem Blickwinkel aus gegen den Uhrzeigersinn um die Sonne bewegen, bewegen sich "rechtläufig" beziehungsweise "prograd". Sie bewegen sich in die selbe Richtung, in der auch die Sonne um ihre eigene Achse rotiert, die das nämlich aus diesem Blickwinkel auch gegen den Uhrzeigersinn tut. Das so zu definieren ist wirklich reine Konvention; man hätte es genau so gut andersherum machen können, aber man hat es nun einmal so rum gemacht. Und nachdem wir das jetzt definiert haben, können wir schauen, welche Himmelskörper denn eine prograde Bewegung zeigen. Nämlich fast alle! Es ist natürlich kein Zufall, dass sich alle Planeten und fast alle Asteroiden in der gleichen Richtung um die Sonne bewegen, in der die Sonne sich um ihre eigene Achse dreht. Das hat mit der Art und Weise zu tun, in der Sonne, Planeten und der ganze Rest entstanden sind. Darüber habe ich auch schon öfter in den Sternengeschichten gesprochen. Nachdem sich die Sonne gebildet hat, ist aus dem restlichen Material eine Scheibe entstanden. Die Gas- und Staubteilchen aus denen diese Scheibe zusammengesetzt ist, haben sich um die Sonne bewegt und zwar in der Richtung, in der sich die Sonne um ihre Achse dreht. Das liegt an der Drehimpulserhaltung, die Drehbewegung eines Systems kann nicht einfach verschwinden. Die ursprüngliche kosmische Wolke aus der die Sonne entstanden ist, hat sich in eine Richtung gedreht und in diese Richtung hat sich dann auch später die Sonne selbst gedreht. In diese Richtung hat sich das Material der Scheibe gedreht und in diese Richtung haben sich dann auch die Planeten bewegt, die aus diesem Material entstanden sind. Wie gesagt: Das muss alles so sein, das folgt direkt aus den grundlegenden Naturgesetzen. Und deswegen ist es besonders interessant, wenn es Himmelskörper gibt, die das nicht tun. Ich habe vorhin gesagt, dass sich FAST alle Himmelskörper prograd um die Sonne bewegen. Alle Planeten tun das, aber es gibt kleinere Objekte, die quasi als Geisterfahrer unterwegs sind. Wir kennen um die hundert Asteroiden, die sich auf retrograden Bahnen um die Sonne bewegen. Es gibt mehrere Gründe, warum sie das tun. In den meisten Fällen sind es gravitative Störungen, die dafür gesorgt haben. Das läuft natürlich nicht so ab, dass der Asteroid dann aus irgendeinem Grund stehen bleibt und in die andere Richtung wieder los fliegt. Es ist ein kontinuierlicher Prozess, der mit seiner Bahnneigung zu tun hat. Die Ebene der Erdbahn - die wir ja zu Beginn benutzt haben, um zu definieren, wo Norden und Süden im Sonnensystem ist - ist gleichzeitig auch die Referenzebene für das ganze Sonnensystem. Die großen Planeten bewegen sich alle auf Bahnen, die gegenüber der Erdbahn fast nicht geneigt sind. Aber bei Asteroiden können gravitative Störungen, zum Beispiel von Jupiter, dafür sorgen, dass sich die Bahnneigung ändert. Ich habe in Folge 435 schon im Detail über solche Störungsprozesse gesprochen, die sich insbesondere auf die Bahnneigung auswirkt. Jetzt stellen wir uns mal vor, die Neigung wird immer größer und größer. Wenn die Neigung exakt 90 Grad beträgt, dann bewegt sich der Asteroid senkrecht zur Erdbahn. Und wenn sie größer als 90 Grad wird und sich in Richtung 180 Grad bewegt, dann findet der Umlauf des Asteroiden um die Sonne zwar wieder in der Nähe der Ebene der Erdbahn statt - aber jetzt halt in die andere Richtung. In seltenen Fällen könnte es auch sein, dass ein Asteroid von außerhalb des Sonnensystems eingefangen wird und sich dann eben anders bewegt, je nachdem wie dieser Einfang stattgefunden hat. So etwas haben wir aber noch nicht eindeutig nachgewiesen; der Asteroid mit dem schönen Namen Kaʻepaokaʻawela in der Nähe des Jupiters könnte aber vielleicht so ein Fall sein. Ein sehr prominentes Beispiel für retrograde Bewegung ist übrigens der Halleysche Komet. Bei Kometen liegt die Sache wieder anders: Viele von ihnen stammen ja aus der fernen Oortschen Wolke, die das Sonnensystem wie eine dicke Kugelschale umgibt. Die Kometen sind dorthin in der Frühzeit des Sonnensystems gelangt, als sie bei chaotischen Begegnungen und Kollisionen mit den jungen Planeten in alle Richtungen davon geschleudert worden sind. Für sie gilt die Beschränkung auf den Drehsinn der Sonne also nicht mehr und wenn sie wieder zurück in die inneren Bereiche des Sonnensystems gelangen, dann können sie genau so gut retrograd umlaufen wie prograd. Bis jetzt habe ich nur von der Bewegung um die Sonne herum gesprochen. Man kann die Begriffe prograd und retrograd aber auch auf die Rotation der Himmelskörper um ihre eigene Achse verwenden. Die Erde dreht sich in die selbe Richtung um ihre Achse in der sich auch die Sonne um ihre Achse dreht: Die Erdrotation ist prograd. Und der Grund dafür ist - wie vorhin - wieder die Drehimpulserhaltung bei der Entstehung von Sonne und Planeten. Auch die anderen Planeten rotieren prograd, hier gibt es aber Ausnahmen, nämlich Venus und Uranus. Diese beiden Himmelskörper drehen sich retrograd, also genau andersherum als Sonne und die restlichen Planeten. Und auch hier deutet das wieder auf besondere Ereignisse in der Vergangenheit der Planeten hin. Wir wissen noch nicht genau, was diese Planeten, nicht in die vorgesehene Richtung zu rotieren. Es könnte eine Kollision mit einem anderen Planeten gewesen sein, der die Venus in der Frühzeit des Sonnensystems quasi umkippen hat lassen. Oder es war auch hier ein langsamer Prozess, verursacht durch sich aufschaukelnde gravitative Störungen. Es gibt auch diverse Monde, die retrograd rotieren oder retrograd um ihren Planeten laufen. Triton zum Beispiel, der größte Mond des Neptun läuft entgegengesetzt der Bewegung der anderen Neptunmonde; dasselbe macht auch der Saturnmond Phoebe. Und natürlich ist das alles nicht auf das Sonnensystem beschränkt. Wir können retrograde und prograde Bewegungen von Sternen um das Zentrum der Milchstraße untersuchen oder von Galaxien, die sich um andere Galaxien bewegen. Wir können den Drehsinn der zentralen schwarzen Löcher in Galaxien mit dem des restlichen Materials der Galaxie vergleichen, und so weiter. In jedem Fall aber verrät uns die Art der Rotationsbewegung etwas über die Entstehung und die Entwicklung der Himmelsobjekte, denn in dieser Bewegung steckt quasi die ganze bisherige Geschichte der Asteroiden, Planeten, Sterne und Galaxien. Was uns dagegen überhaupt nichts verrät, sind die Menschen, die ständig irgendwas von "mercury retrograde" erzählen und Angst haben, dass bald irgendwas schlimmes passiert. Dabei geht es weder um eine reale astronomische Bewegung und noch nicht einmal um Astronomie, sondern um Astrologie. Mit "mercury retrograde" wird - sehr oft auch auf deutsch - das Phänomen bezeichnet, dass sich der Merkur am Himmel der Erde scheinbar rückwärts bewegt. Das tut er aber natürlich nicht wirklich. Aber der Merkur bewegt sich halt schneller um die Sonne herum als die Erde. Und wenn er uns gerade wieder einmal überholt sieht das aus Sicht der sich ja auch um die Sonne bewegenden Erde so aus, als würde der Merkur, wenn man ihn über mehrere Nächte hinweg beobachtet, an unserem Himmel eine kleine Schleife ziehen und sich dabei eine Zeit lang in die andere Richtung bewegen. Das können wir auch beim Mars oder der Venus beobachten (und auch bei den restlichen Planeten), aber das ist ein reiner Projektionseffekt, der nichts mit der echten Bewegung zu tun hat. Das wissen wir, seit wir wissen, dass sich die Erde um die Sonne bewegt. Als man noch dachte, dass es umgekehrt ist, war das mit der scheinbar rückläufigen Bewegung natürlich nicht so einfach zu erklären. Wahrscheinlich hat sich die Astrologie deswegen gedacht, dass so ein Verhalten der Planeten nichts Gutes bedeuten kann. Aber mittlerweile wissen wir seit über 400 Jahren, wie sich die Planeten wirklich bewegen; da hätte auch die Astrologie mal ein Update machen können. Stattdessen gibt es immer noch und immer öfter hysterische Meldungen, wenn der Merkur wieder einmal scheinbar rückläufig wird, weil dann angeblich wieder eine chaotische Zeit bevor steht. Daran kann man vermutlich auch mit noch so vielen Erklärungen über Recht- und Rückläufigkeit etwas ändern. Was schade ist - denn in der Bewegung der Himmelskörper steckt so viel wahres und spannendes Wissen. Viel besser, als der Unsinn, den sich die Astrologie dazu ausgedacht hat.
- Sternengeschichten Folge 659: Ruby Payne-Scott und die Anfänge der Radioastronomie11.07., 07:0011.07.2025, 07:0000:12:34
Die erste Radioastronomin der Welt Sternengeschichten Folge 659: Ruby Payne-Scott und die Anfänge der Radioastronomie Dass es in der Astronomie mehr zu sehen gibt, als unsere Augen sehen können, habe ich ja schon oft erzählt. Die Himmelskörper leuchten in allen möglichen Farben und das, was wir im Alltag als "Licht" bezeichnen, ist nur ein winziger Ausschnitt davon. Darüber hinaus gibt es aber auch das Infrarot-Licht, das Ultraviolett-Licht; es gibt Mikrowellenlicht und Röntgenlicht und es gibt Radiolicht. Ich sagen deswegen zu allem "Licht", weil es physikalisch gesehen keinen relevanten Unterschied gibt zwischen dem, was unsere Augen sehen und dem, was wir zum Beispiel im Röntgengerät, der Mikrowelle oder dem Radioempfänger für Strahlung verwenden. Alles davon ist elektromagnetische Strahlung und der einzige Unterschied ist die Wellenlänge. Die Astronomie hat im Lauf der Zeit gelernt, all das zu beobachten und nur mit diesem kompletten Blick auf das Universum sind wir in der Lage, es wirklich zu verstehen. Die Radioastronomie nimmt eine Sonderstellung ein. Neben der "normalen" Astronomie im für unsere Augen sichtbaren Licht, ist sie die einzige Beobachtungsmethode, die wir im großen Maßstab auch auf der Erde selbst durchführen können. Der ganze Rest der elektromagnetischen Strahlung aus dem Weltall wird von der Erdatmosphäre blockiert. Ich habe in Folge 223 der Sternengeschichten schon mal einen Überblick über die Geschichte der Radioastronomie gegeben, mich dabei aber vor allem auf die ganz frühe Geschichte konzentriert. Heute möchte ich eine Geschichte erzählen, die ich damals nicht erzählt habe, die es aber definitiv wert ist, erzählt zu werden. Es ist die Geschichte von Ruby Payne Scott, die nicht nur die erste Radioastronomin war, sondern auch maßgeblich dazu beigetragen hat, dass die Radioastronomie die wichtige Disziplin geworden ist, ohne die die moderne Astronomie nicht denkbar wäre. Ruby Payne-Scott wurde am 28. Mai 1912 in Grafton geboren, einer Stadt in New South Wales, die sich allerdings nicht im Süden von Wales befindet, sondern im australischen Bundesstaat New South Wales. Sie übersiedelte dann aber bald nach Sydney, wo sie die Schule besucht hat. Ihre Eltern hatten extra darauf geachtet, dass es Schulen sind, die Ruby auf ein Universitätsstudium vorbereiten und an der Universität von Sydney hat sie dann auch studiert; Physik, Chemie, Mathematik und Botanik. Mit ihrem Abschluss 1933 war sie erst die dritte Frau, die dort einen Abschluss in Physik geschafft hatte; Payne-Scott hat aber noch weiter studiert, einen Master in Physik und eine Ausbildung zur Lehrerin gemacht. Ihre physikalische Ausbildung hat sie ab 1936 in einem aus heutiger Sicht eher seltsamen Forschungsgebiet eingesetzt. Sie hat untersucht, ob das Magnetfeld der Erde einen negativen Einfluss auf die Gesundheit hat; etwas, was viele Menschen damals immer noch geglaubt haben (und sich deswegen zum Beispiel beim Schlafen in Nord-Süd-Richtung hingelegt haben). Payne-Scotts Experimente haben gezeigt, dass das Quatsch ist und nach dieser Forschung hat sie dann ihren zweiten Abschluss genutzt und kurze Zeit als Lehrerin gearbeitet. Danach hat sie einen Job bei einem Hersteller von Funkgeräten angenommen; eigentlich als Bibliothekarin - aber mit ihren Fähigkeiten ist sie schnell in der dortigen Forschungsabteilung gelandet. So richtig viel Spaß hat ihr das aber trotzdem nicht gemacht und 1941 hat sie einen neuen Job am Radiophysikalischen Labor der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation begonnen, quasi die offizielle Forschungsbehörde der australischen Regierung. Australien ist ja schon 1939 offiziell auf Seiten der Allierten dem zweiten Weltkrieg eingetreten und Radioforschung war extrem wichtig. Nicht unbedingt was die Kommunikation angeht, sondern vor allem die Radar-Technologie, um feindliche Flugzeuge frühzeitig erkennen zu können. Diese Technik wurde ja überhaupt erst während des zweiten Weltkriegs entwickelt und Ruby Payne-Scott war an genau so einem Top-Secret-Forschungsprojekt beteiligt. Dass sie, als Frau, überhaupt so eine wichtige Rolle in der physikalischen Forschung spielen konnte, lag natürlich auch am zweiten Weltkrieg. Die Männer mussten kämpfen, die Forschung musste aber trotzdem gemacht werden - also gab es auf einmal auch für Frauen Möglichkeiten, die ihnen davor verwehrt waren. Ruby Payne-Scott jedenfalls hat schnell demonstriert, dass man durchaus auch früher damit anfangen hätte können, Frauen eine größere Rolle in der Forschung spielen zu lassen. Sie ist DIE australische Expertin für Plan-Position-Indicators geworden. Das Wort kennt man außerhalb der einschlägigen Forschung eher nicht. Aber alle haben mit Sicherheit schon einmal einen klassischen Radarschirm gesehen. Also dieses Ding, wo ein Strahl sich im Kreis dreht und wenn irgendwo ein Flugzeug, ein Schiff oder sonst irgendwas ist, macht es kurz "Pieps" und etwas leuchtet auf. Genau für dieses Ding ist Payne-Scott die Expertin gewesen und natürlich hat sie sich darüber hinaus auch mit anderen Aspekten der Radar- und Radioforschung beschäftigt. Irgendwann war der Krieg aber zum Glück vorbei und am Radiophysikalischen Labor hat man begonnen, sich von der militärischen Radarforschung weg und zur damals noch jungen Radioastronomie hin zu orientieren. Genaugenommen hat man natürlich auch schon vorher ein wenig in diese Richtung experimentiert. Gemeinsam mit ihrem Chef, Joe Pawsey, hat Payne-Scott im März 1944 ein paar allererste Versuche in dieser Richtung unternommen. Die Resultate sind in einem internen Bericht veröffentlicht worden, mit dem eher unscheinbaren Titel "Messungen des Rauschpegels, der von einer S-Band-Antenne erfasst wird." Darin beschreiben die beiden, wie sie unter anderem die Temperatur des klaren Himmels gemessen haben und wie sie ihre Radioantenne dafür eingestellt haben. Das ist natürlich jetzt keine revolutionäre Forschung. Aber es war insofern revolutionär, als es das erste Mal war, dass eine Frau offiziell Radioastronomie betrieben haben. Ruby Payne-Scott ist also die erste Radioastronomin der Welt, aber noch lange nicht fertig mit der Arbeit. Ihre komplette wissenschaftliche Leistung darzustellen, würde den Rahmen dieser Folge sprengen. Aber im Oktober 1945 führte sie zum Beispiel, gemeinsam mit ihren Kollegen Pawsey und Lindsay McCready, Radiobeobachtungen der Sonne durch. Die entsprechenden Ergebnisse veröffentlichen sie in der Fachzeitschrift Nature und berichten darin auch über einen Zusammenhang von Fluktuationen der empfangenen Radiostrahlung und dem Auftreten von Sonnenflecken. Sie konnten allerdings noch nicht klar zeigen, dass diese Fluktuationen auch wirklich von den Sonnenflecken verursacht werden, das kam erst später. Dazu brauchte es bessere Daten und eine andere Methode der Beobachtung. Während des Kriegs hatten Payne-Scott und ihre Kollegen eine Technik entwickelt, die sie jetzt für die Beobachtung der Sonne im Radiolicht einsetzen wollten. Dabei stellt man die Radioantenne auf eine Klippe, möglichst hoch über dem Meer. Radiostrahlung kann den Detektor jetzt einerseits direkt von der Sonne erreichen. Andererseits wird ein Teil der Strahlung auch von der Meeresoberfläche in Richtung Detektor reflektiert. Oder anders gesagt: Das Signal von der Sonne kommt zweimal bei der Antenne an, nur einmal ein klein wenig später, weil es durch die Reflektion ein kleines bisschen mehr Strecke zurück gelegt hat. Wer ein wenig Ahnung von moderner Radioastronomie hat, wird schon vermuten, worauf das hinausläuft. Payne-Scott und ihre Kollegen haben mit Beobachtungen genau dieser Art Anfang 1946 das erste Mal die Technik der Radio-Interferometrie angewandt. Wie das heute funktioniert, habe ich in Folge 358 schon ausführlich erklärt. Im Wesentlichen läuft es darauf hinaus, dass man mehrere Teleskope das selbe Ziel beobachten lässt. Die Strahlung erreicht die Teleskope zu unterschiedlichen Zeitpunkten, weil sie jeweils eine minimal unterschiedlich lange Strecke zurück legen muss. Wenn man die Signale dann aber auf die richtige Weise kombiniert, kann man daraus mehr Informationen erhalten, als aus den jeweiligen Einzelsignalen und, wenn man es richtig anstellt, ein Teleskop simulieren, dass sehr viel größer ist, als das, was man in der Realität verwendet. Heute nennen wir das in der Radioastronomie die Very Long Baseline Interferometry und es ist eine Standardtechnik, ohne die wir zum Beispiel im Jahr 2019 nicht das berühmte erste Bild eines schwarzen Lochs machen hätten können. Payne-Scott und ihre Kollegen haben im Jahr 1946 mit ihrem "See-Cliff-Interferometer" den Anfang gemacht und die mathematischen Methoden, die Payne-Scott zur Datenauswertung entwickelt hat, sind der Grundstein der späteren modernen Radioastronomie geworden. Zwischen 1946 und 1951 konzentrierten Payne-Scott und ihre Kollegen sich auf die Ausbrüche an Radiostrahlung, die von der Sonne kommen. Sie konnten einige unterschiedliche Typen klassifizieren, je nach Dauer und Frequenz. Typ-I Bursts dauern Stunden bis Tage und kommen aus den Sonnenflecken, das war das, was schon in der ersten Arbeit aus dem Jahr 1945 vermutet wurde. Typ II Bursts dauern nur Minuten und werden in den Stoßwellen bei den koronalen Massenausbrüchen auf der Sonne verursacht. Und die Typ-III-Bursts sind nur noch ein paar Sekunden lang. Sie werden ebenfalls bei Sonneneruptionen erzeugt, von Elektronen die dadurch entlang der solaren Magnetfeldlinien beschleunigt werden. Payne-Scott selbst war die Entdeckerin dieses letzten Typs, aber auch bei der Entdeckung der anderen Arten von Strahlungsausbrüchen beteiligt. Im Jahr 1951 endet die wissenschaftliche Karriere von Ruby Payne-Scott abrupt. Nicht, weil sie gestorben ist. Sondern weil sie im Jahr 1944 geheiratet hatte. Das war zwar nicht verboten, aber eine verheiratete Frau durfte damals in Australien keine Vollzeitstelle haben. Deswegen hielt Payne-Scott ihre Heirat auch geheim und änderte auch ihren Namen nicht. Im Jahr 1950 hat die Forschungsbehörde das aber entdeckt und sie wurde zur Teilzeitarbeit gezwungen. Bis zum Jahr 1951, da wurde Payne-Scott schwanger und durfte gar nicht mehr arbeiten. Ruby Payne-Scott musste die Wissenschaft also verlassen und ist auch nicht mehr in die Forschung zurückgekehrt. Sie hat bis 1974 noch als Lehrerin an einer Schule gearbeitet und ist am 25. Mai 1981 kurz vor ihrem 69. Geburtstag gestorben. Trotzdem sie nur eine vergleichsweise kurze wissenschaftliche Karriere hatte, war es doch eine enorm wichtige Karriere. Ruby Payne-Scott war die erste Radioastronomin und hat maßgeblich dazu beigetragen, dass diese Disziplin zu der erfolgreichen Wissenschaft geworden ist, die wir heute überall in der Astronomie einsetzen. Wie so oft in diesen Fällen hat es gedauert, bis man die Rolle von Ruby Payne-Scott auch entsprechend öffentlich anerkannt hat. Außerhalb der australischen-astronomischen Community hat kaum jemand von ihr gewusst; ihr Beitrag ist in Lehrbüchern und wissenschaftlichen Arbeiten regelmäßig ignoriert worden. Erst ab den 1990er und den frühen 2000er Jahren hat man ihr Leben und ihre Arbeit wieder "entdeckt" und mittlerweile gibt es immerhin ein paar Biografien über sie und die australische Akademie der Wissenschaften verleiht seit 2021 die "Ruby Payne-Scott Medaille" für hervorragende australische Wissenschaftlerinnen. Was definitiv eine gute Idee ist, noch besser wäre es aber vermutlich gewesen, hätte man einer so hervorragenden australischen Wissenschaftlerin wie Ruby Payne-Scott das Forschen nicht verboten.
- Sternengeschichten Folge 658: Die Kirche, die Wissenschaft und außerirdisches Leben04.07., 07:0004.07.2025, 07:0000:12:00
Würde Jesus an Aliens glauben? Sternengeschichten Folge 658: Die Kirche, die Wissenschaft und außerirdisches Leben Ob es neben der Erde auch noch andere Himmelskörper gibt und ob auf diesen anderen Himmelskörpern irgendwelche intelligenten Wesen leben, ist eine Frage, die uns Menschen immer schon beschäftigt hat. Schon vor mehr als 2500 Jahren haben die Gelehrten der Antike darüber diskutiert und wir haben bis heute noch nicht aufgehört damit. Einer Antwort näher gekommen sind wir aber erst gegen Ende des 20. Jahrhunderts, als Wissenschaft und Technik ausreichend weit entwickelt waren. Und davor; vor der Aufklärung und der Wissenschaft der Neuzeit, hat ja sowieso die Kirche alle Gedanken dieser Art unterdrückt, weswegen es keine Fortschritte gegeben hat - oder nicht? Das ist es zumindest, was sehr oft hören kann, wenn es um Wissenschaft und Religion geht. Und natürlich wäre es falsch zu sagen, dass sich die Kirche und die Wissenschaft nie gestritten hätten. Ganz im Gegenteil; die Geschichte ist voll mit entsprechenden Konflikten. Aber es wäre genau so falsch zu behaupten, dass die Kirche der Wissenschaft immer und ausschließlich feindlich gegenüber gestanden wäre. Ich habe in den Sternengeschichten ja immer wieder von Geistlichen erzählt, die relevante wissenschaftliche Forschung betrieben haben. Und auch was die Sache mit dem außerirdischen Leben angeht, ist die Sache nicht so eindeutig, wie man denken könnte. Deswegen machen wir in der heutigen Folge der Sternengeschichten einen kleinen Ritt durch die Geschichte und schauen uns an, was die Menschen früher wirklich zu diesem Thema gedacht haben. Und wir fangen mit Hippolyt an, der im 3. Jahrhundert Bischof von Rom war. Wir sind also quasi noch in den Anfangsjahren der christlichen Kirche und Hippolyt war einer ihrer wichtigsten Vertreter. Trotzdem werden ihn heute vermutlich wenige Menschen kennen, ausgenommen vielleicht diejenigen, die in der niederösterreichischen Landeshauptstadt St. Pölten leben, deren Schutzpatron der später heiliggesprochene Hippolyt ist. Uns aber interessiert, was er in seinem Werk mit dem Titel "Widerlegung aller Häresien" geschrieben hat. Darin zählt Hippolyt alles auf, was seiner Meinung nach definitiv nichts mit dem wahren christlichen Glauben zu tun hat. Sowas ist wichtig bei einer jungen Religion, bei der noch nicht klar ist, in welche Richtung sie sich entwickelt - da muss man klare Richtlinien vorgeben. Und die "Faseleien des Monoimos" gehören laut Hippolyt offensichtlich nicht dazu. Genausowenig wie der "Wahnsinn des Markion" und der "Unsinn des Karpokrates". Und keinesfalls die "gotteslästerliche Torheit des Noetus". So lauten zumindest einige der Kapitelüberschriften aus dem Buch; ich habe jetzt aber nicht im Detail nachgeschaut, womit diese Leute den Zorn den Hippolyt verdient haben. Wen Hippolyt aber auch nicht leiden konnte, war der griechische Gelehrte Demokrit. Der lebte im 4. Jahrhundert vor Christus und war der Hauptvertreter der Atomistik. Sehr kurz zusammengefasst: Demokrit war überzeugt, dass sämtliche Materie aus kleinen Bausteinen besteht, die selbst nicht mehr weiter unterteilbar sind. Die hat er "Atome" genannt und wir verwenden das Wort auch heute noch, aber mit dem, was Demokrit sich damals gedacht hat, hat unser modernes Atombild nichts zu tun. Demokrit hat sich Atome als alle möglichen geometrische Formen vorgestellt; es gibt runde, glatte, unregelmäßig geformte Atome; es gibt Kugelatome, Würfelatome; welche in der Form von Zylindern oder Pyramiden, und so weiter. Je nachdem wie sich diese unzähligen Atome verbinden, sehen wir dann etwas, das wie eine Pflanze aussieht, wie ein Tier, wie Wasser oder Feuer. In Wahrheit gibt es, so Demokrit, nichts anderes als Atome und leere Raum. In diesem leeren Raum wuseln die Atome durcheinander und wenn sie sich richtig verbinden, dann kommt dabei so etwas wie die Erde raus. Aber wenn es unendliche viele Atome in einem unendlich großen Raum gibt, dann muss im Laufe der Zeit zwangsläufig mehr als nur eine Erde entstehen. Genaugenommen müsste es unendlich viele Erden geben, in allen möglichen Variationen. Genau das war es, was Hippolyt so aufgeregt hat: "Er lehrt […] dass es zahllose, verschieden große Welten gebe; in einigen Welten gebe es weder Sonne noch Mond, in anderen hätten sie einen größeren Umfang, in wieder anderen seien sie mehrfach vorhanden". Das konnte nicht sein, so Hippolyt und an diesem Ausschnitt seines Textes sehen wir übrigens auch gut, was damals gemeint war, wenn man von einer "anderen Welt" gesprochen hat. Nicht ein anderes Planetensystem, bei einem anderen Stern; soweit war man damals noch nicht. Die "Welt" war die Erde, im Zentrum, die umschlossen war von Kugelschalen aus einem mysteriösen, himmlischen Material und auf diesen Schalen leuchten und bewegen sich die Planeten, die Sonne und der Mond und außen rum ist noch eine letzte Schale, die mit den Lichtern der Sterne dekoriert ist. Die "Welt", das was wir heute das "Universum" nennen würden, war damals eine vergleichsweise kleine Angelegenheit. Aber, so zumindest Demokrit, da draußen gibt es noch jede Menge andere Welten dieser Art. Hippolyt war nicht der einzige, der anderer Meinung war - aber auch seine Meinung stand nicht ohne Widerspruch da. Origenes, ein frühchristlicher Gelehrte der im dritten Jahrhundert in Alexandria gelebt hat, hat sich überlegt, was Gott wohl gemacht hat, bevor er die Erde geschaffen hat. Sicherlich war Gott nicht faul, das passt nicht dazu. Vermutlich hat er da an einer anderen Welt gearbeitet. Und wenn unsere Welt einmal ein Ende findet, dann wird Gott sicherlich nicht in Pension gehen und den Laden zusperren, sondern eine neue Welt schaffen. Origines war der Meinung, dass es unendliche viele Welten geben müsste, immer eine nach der anderen, weil Gott offensichtlich ein Workoholic ist. Ok, das letzte hat er so nicht gesagt, aber es ist klar, dass auch aus christlicher Sicht die Erde nicht zwingend einzigartig sein muss. Das Problem mit der christlichen Sicht ist aber, dass sie nicht auf nachvollziehbaren Fakten und Beobachtungsdaten basiert. Das trifft damals aber auf nicht nur auf die christliche Sicht zu, sondern auf jede Sicht der Welt. Demokrit konnte genau so wenig beweisen, dass seine wuselige Atomwelt real ist, wie Origines beweisen konnte, dass Gott nicht vielleicht doch mal ne Zeit lang Urlaub macht. Alles was man tun konnte, war nachdenken - aber das, was man sich dann ausgedacht hatte, war durch keine damals durchführbare Methode nachvollziehbar beweisbar. Aber nachgedacht hat man auf jeden Fall. Der deutsche Bischof Albertus Magnus hat im 13. Jahrhundert geschrieben: "Ob es nur eine Welt oder viele Welten gibt, ist eine der erstaunlichsten und nobelsten Fragen über die Natur. Es ist eine Frage, die der menschliche Geist aus sich selbst heraus verstehen will. Deswegen ist es wünschenswert, dass wir uns darüber Gedanken machen." Diesem Satz kann man auch aus einer modernen, wissenschaftlichen Perspektive zustimmen, genau so übrigens wie der Kritik des französischen Bischofs Nikolaus von Oresme, der im 14. Jahrhundert darauf hingewiesen hat, dass Spekulationen nicht sinnvoll sind, wenn man keine Möglichkeit hat, herauszufinden, ob sie richtig oder falsch sind. Aber wir müssen halt trotzdem spekulieren und das haben die Leute natürlich weiter getan. Thomas von Aquin, einer der bedeutensten Kirchenlehrer der römisch-katholischen Kirche war im 13. Jahrhundert fest davon überzeugt, dass es nur eine Welt geben kann. Denn es gibt ja auch nur einen Gott. Eine Welt für einen Gott, das spiegelt Gottes Perfektion wieder und deswegen kann es nur so sein. Im 15. Jahrhundert hat der deutsche Theologe Nikolaus von Kues aber behauptet, dass es jede Menge Welten geben muss. Denn die Sonne sei in Wahrheit auch wie die Erde, nur eben von einer leuchtenden Wolkenschicht umgeben. Und anderesherum ist es genau so: Vom All aus betrachtet würde die Erde aussehe wie die Sonne, weil sie auch von so einer leuchtenden Schicht umgeben ist, die wir aber vom Erdboden nicht wahrnehmen können. Alle Sterne am Nachthimmel sind also Welten wie die Erde, so Kues und überall würde jemand leben. Einer ähnlichen Ansicht war auch der italiensche Mönch und Philosoph Giordano Bruno im 16. Jahrhundert. Ein allmächtiger und unendlicher Gott muss doch bitte auch ein unendlich großes Universum voll mit unendlichen vielen Welten erschaffen haben, sonst macht das alles keinen Sinn. Jeder Stern am Nachthimmel ist eine Sonne wie unsere eigene und jede davon wird von Planeten umkreist. Das wir das nicht sehen können, liegt nur daran, dass sie so weit entfernt sind. Womit Bruno aus heutiger Sicht erstaunlich richtig lag - sein Pech war nur, dass er von der Kirche dafür verurteilt und auf dem Scheiterhaufen verbrannt worden ist. Das stimmt, leider, aber es war nicht so sehr die Aussage, dass es jede Menge fremde Welten gibt. Das hat die Kirche weniger interessiert als Brunos Behauptung, dass das Universum unendlich lange existieren wird. Wenn das Universum aber kein Ende hat, dann hat auch Gott keine Gelegenheit, das in der Bibel angekündigte "Jüngste Gericht" abzuhalten und die Menschen in Sünder und Gerechte einzuteilen, die ins dann neu geschaffene Reich Gottes eintreten dürfen. Das war massive Ketzerei und Bruno musste sterben. Auch Galileo Galilei kam in Konflikt mit der Kirche, weil er behauptet hat, dass die Erde sich bewegt, obwohl in der Bibel nichts davon steht; im Gegenteil, dort findet man sogar eine Stelle in der zu lesen ist "Aber Josua hieß die Sonne stillzustehen und nicht das Erdreich". Und stillstehen kann die Sonne nur, wenn sie sich vorher bewegt hat. Galilei wurde zumindest nicht hingerichtet und es ist übrigens auch ein Mythos, dass Martin Luther, in Bezug auf das gerade genannte Biblezitat, Nikolaus Kopernikus einen "Narr" genannt hat. Diese Story ist erst im 19. Jahrhundert entstanden, als ein paar katholische Historiker den Gründer des Protestantismus als Gegner der wissenschaftlichen Revolution dargestellt haben, um ihn schlecht und dumm aussehen zu lassen. In Wahrheit war Luther die Astronomie ziemlich egal; er hat sich dazu nirgenwo geäußert. Mit Galilei und Kopernikus sind wir jetzt aber schon fast in der Neuzeit angelangt. Es gäbe noch viel mehr zu erzählen, über die Kirche und die Gelehrten der Antike und des Mittelalters. Und noch viel mehr über den Weg von der frühen Neuzeit bis heute. Aber diese Geschichten muss ich ein anderes Mal erzählen. Immerhin aber wissen wir seit 1995, dass es da draußen tatsächlich noch andere "Welten", also andere Planeten gibt, die andere Sterne umkreisen. Wir wissen heute, dass diese Planeten genau so zahlreich sind wie die Sterne selbst, mindestens. Ob es auf irgendeiner dieser Welten auch intelligente Lebewesen gibt, wissen wir noch nicht. Aber - wie die Geschichte zeigt - werden wir nicht aufhören können, darüber nachzudenken und nachzuforschen. Wir werden uns weiter damit beschäftigen; wir müssen es tun, weil das eine Frage ist, die uns einfach nicht loslässt. Egal, was wir glauben oder nicht glauben.
- Sternengeschichten Folge 657: Der Asteroid Golevka27.06., 07:0027.06.2025, 07:0000:10:42
Die Kraft von Wärme und Rotation Sternengeschichten Folge 657: Der Asteroid Golevka Am 10. Mai 1991 hat die amerikanische Astronomin Eleanor Francis Helin das gemacht, was sie schon sehr, sehr oft zuvor gemacht hat. Nämlich die Entdeckung eines neuen Asteroiden bekannt gegeben. Sie war für die Entdeckung von fast 1000 Asteroiden verantwortlich, entweder weil sie selbst die entsprechenden Beobachtungen angestellt hat oder weil sie am California Institute of Technologie und der NASA entsprechende Beobachtungsprogramme geleitet hat. Darunter waren einige wirklich wichtige Objekte, zum Beispiel der Asteroid Aten, das erste bekannte Objekt der nach ihm benannten Aten-Gruppe von Asteroiden, die die Erdbahn kreuzen können. Der Asteroid, den Helin im Mai 1991 entdeckt hat, hat zum damaligen Zeitpunkt allerdings noch nicht so ausgesehen, als würde er einmal sehr prominent werden. Genau das ist aber passiert und deswegen geht es heute um die Geschichte genau dieses Objekts, des Asteroiden mit dem Namen Golevka. Und "Golevka" ist übrigens nicht der Name irgendeiner berühmten Person, einer Gottheit oder ein anderer Name dieser Art, der oft für Asteroidenbezeichnungen benutzt wird. Ursprünglich hat der Asteroid nur die übliche Bezeichnung aus Zahlen und Buchstaben bekommen, die alle neu entdeckten Objekte bekommen. In diesem Fall war das 1991 JX. Einen "echten" Namen bekommt ein Asteroid erst später, wenn seine Bahn ausreichend gut bekannt ist und wenn sich die Leute, die ihn entdeckt haben, erstens einig sind, wie er heißen soll und wenn sie die Zeit finden, sich um eine offizielle Benennung zu kümmern. Und wenn man so, wie Helin, nichts anderes tut als Asteroiden zu entdecken, dann kann das schon ein wenig dauern. Im Jahr 1995 ist der Asteroid 1991 JX auf jeden Fall nahe genug an der Erde vorbei gekommen, um mit Radarstrahlen untersucht zu werden. Das ist ein sehr praktischer Weg, um mehr über solche Objekte zu erfahren: Man schickt Radiowellen von der Erde ins All und wartet, bis sie vom Asteroid reflektiert werden. Aus der Zeit, die die Signale brauchen, bis sie wieder auf der Erde registriert werden, kann man dann zum Beispiel die Form des Asteroiden berechnen. Das geht aber nur, wenn der Asteroid nicht zu weit weg ist. In diesem Fall aber hat es geklappt und es waren gleich drei Stationen, die entsprechende Messungen angestellt haben: Das Goldstone-Teleskop in Kalifornien, das Evpatoria Radioteleskop in der Ukraine und die Kashima-Station in Japan. Das hat Eleanor Helin zum Anlass genommen, um daraus einen Namen für den Asteroid zu basteln. "Gol" von Goldstone, "ev" von Evpatoria und "ka" von Kashima: Golevka. Jetzt wissen wir, warum das Ding so heißt, wie es heißt. Aber das ist natürlich noch nicht die ganze Geschichte. Golevka gehört zur Gruppe der Apollo-Asteroiden, die, so wie die Aten-Asteroiden in der Lage sind, die Erdbahn zu kreuzen und damit prinzipiell in der Lage sind, auch mit der Erde zu kollidieren. Aber keine Sorge, Golevka ist nicht deswegen prominent, weil der Asteroid gefährlich für uns ist. Das ist heute keine Asteroideneinschlagsgeschichte, wir wissen, dass Golevka in den nächsten Jahrhunderten keine Gefahr für die Erde ist. Aber aus den Radarmessungen wissen wir, dass Golevka sehr unregelmäßig geformt ist. Je nachdem auf welche Seite des Asteroiden man schaut, sieht er mal eher dreieckig aus, mal wie ein Viereck oder komplett unförmig. Er ist ein paar hundert Meter groß, entlang seiner längsten Ausdehnung ist er circa 350 Meter lang. Die scharfen Kanten und Ecken, die er aufweist, sind ein Hinweis darauf, dass Golevka vermutlich das Bruchstück eines größeren Objekts ist, das bei einer früheren Kollision auseinander gebrochen ist. Aus den Radarbeobachtungen wissen wir auch, dass Golevka sich alle 6 Stunden einmal um seine Achse dreht. Womit wir jetzt schon fast beim eigentlichen Thema der Geschichte sind. Das, was Golevka so interessant macht, haben die drei Astronomen David Vokrouhlický, Andrea Milani und Steve Chesley in einem Fachartikel aus dem Jahr 2000 untersucht. Die Arbeit trägt den eher technischen Titel "Jarkowski-Effekt bei kleinen erdnahen Asteroiden: Mathematische Formulierung und Beispiele". Das Ziel war es, herauszufinden, ob es Asteroiden gibt, bei denen man den Jarkowski-Effekt nachweisen kann. Darüber habe ich in Folge 112 schon einmal ausführlich gesprochen. Aber ich wiederhole es sicherheitshalber noch einmal kurz: Der Jarkowski-Effekt hat mit der Rotation und der Temperatur eines Asteroiden zu tun. So ein Asteroid wird ja von der Sonne aufgewärmt, aber natürlich nur auf der Seite, die der Sonne gerade zugewandt ist. Jetzt rotieren die Asteroiden aber auch. Das bedeutet: Die heiße Seite dreht sich von der Sonne weg und kühlt wieder ab. Und die kühle "Nacht"-Seite dreht sich in die Sonne und heizt sich auf. Das ist soweit noch nicht bemerkenswert. Aber "Aufheizen" und "Abkühlen" bedeutet ja nichts anderes, als das der Asteroid zuerst elektromagnetische Strahlung von der Sonne aufnimmt. Und danach wieder abgibt. Wenn aber ein Objekt Strahlung aufnimmt und wieder abgibt, dann wird dabei von der Strahlung eine kleine Kraft ausgeübt - über diesen "Strahlungsdruck" habe ich in Folge 507 ausführlich gesprochen, als es um das Sonnensegel ging. Jetzt könnte man meinen, dass das bei einem Asteroid keine Rolle spielt. Die eine Seite wärmt sich auf, die andere kühlt ab und am Ende gleicht sich alles aus, oder nicht? Nicht ganz. Bei großen Objekten wie einem Planeten ist das so. Da verteilt sich alles über die ganze große Oberfläche. Aber bei kleineren Himmelskörpern muss man genauer hinschauen. Denn es wird umso mehr Strahlung abgegeben, je heißer ein Objekt ist. Das bedeutet, die heiße Seite, die gerade dabei ist, sich in die Nacht hinein zu drehen, strahlt sehr stark. Die Seite des Asteroiden dagegen, die gerade aus der Nacht heraus kommt ist natürlich kalt und strahlt wenig. Die Abstrahlung ist also asymmetrisch und es entsteht eine resultierende Kraft und weil es hier nicht nur um Tag oder Nacht geht, sondern quasi um die Vormittags und die Nachmittagsseite des Seite des Asteroiden, ist diese Kraft auch so gerichtet, dass sie den Asteroid auf die Sonne zu oder von ihr weg schiebt (je nachdem in welche Richtung er rotiert). Das Fazit: Weil Asteroiden sich unterschiedlich stark aufheizen und abkühlen, wirkt auf sie eine kleine Kraft, die ihre Bahn verändern kann. Das nennt man "Jarkowski"-Effekt und wir wissen davon seit dem Jahr 1900. Als der vorhin erwähnte Artikel im Jahr 2000 erschienen ist, hat man diesen Effekt aber immer noch bei keinem einzigen Asteroiden tatsächlich gemessen. Es ist ja auch ein wirklich kleiner Effekt, da geht es um sehr geringe Distanzen, und man muss die Bewegung des Asteroiden sehr genau vermessen, was nur geht, wenn er von der Erde aus mit Radarbeobachtungen untersucht werden kann. Und das, wie ich vorhin schon erwähnt habe, ist nur bei wenigen Objekten möglich, die uns nahe genug kommen. Die drei Astronomen haben nun untersucht, welche Asteroiden prinzipiell gute Kandidaten wären, um den Jarkowski-Effekt endlich nachweisen zu können. Und Golevka hat sich als das vielversprechendste Objekt erwiesen. Einerseits wäre hier der Effekt groß genug, um ihn prinzipiell mit den vorhandenen technischen Mitteln nachweisen zu können. Andereseits hatte man von Golekva schon Radarmessungen aus der Vergangenheit als Grundlage und im Jahr 2003 würde er wieder nahe genug an der Erde sein, um neue Messungen machen zu können. Und mit denen müsste es, so das Fazit der Arbeit, möglich sein, den Effekt nachzuweisen. Und man sollte die Gelegenheit besser nicht verstreichen lassen, denn das nächste Mal würde Golevka erst im Jahr 2046 wieder nahe genug für passende Beobachtungen kommen. Und natürlich hat man die Gelegenheit auch nicht verstreichen lassen. Im Jahr 2003 hat man das Arecibo-Radioteleskop benutzt um Daten zu sammeln und im September konnte man verkünden: Die Bewegung von Golevka lässt sich nur dann erklären, wenn man den Jarkowski-Effekt berücksichtigt. In den 12 Jahren zwischen der Entdeckung 1991 und den Messungen von 2003 hatte diese kleine Kraft für eine Verschiebung der Umlaufbahn von 15 Kilometer gesorgt. Der Asteroid ist also 15 Kilometer näher an die Sonne gerückt, was nicht nach viel klingt und nicht viel ist. Nicht mal ein Kilometer pro Jahr - aber wenn man dann überlegt, was das über einen Zeitraum von Millionen Jahren bedeutet, dann wird klar, dass der Jarkowski-Effekt durchaus relevant sein kann. Ich habe gesagt, das wird keine Asteroideneinschlagsgeschichte und dabei bleibt es auch. Aber gerade dann, wenn wir wissen wollen, ob ein potenziell gefährlicher Asteroid auch wirklich gefährlich ist, müssen wir den Jarkowski-Effekt berücksichtigen. Ein paar Dutzend Kilometer können hier den Ausschlag zwischen Kollision und harmlosen Vorbeiflug geben. Wenn wir die Bahnen solcher Objekte berechnen, dürfen wir nicht vergessen, dass auf sie nicht nur die Gravitationskraft wirkt, sondern auch die Kraft, die aus ihrer Temperatur entsteht. Und das vergessen wir natürlich auch nicht. Wir haben mittlerweile den Jarkowski-Effekt auch bei anderen Asteroiden nachgewiesen und er wird bei allen relevanten Berechnungen berücksichtigt. Der Asteroid Golevka hat uns gezeigt, wie wichtig es ist, ganz genau hinzusehen und dass es in der Astronomie nicht nur um Lichtjahre und riesige Distanzen geht, sondern manchmal auch ein paar Kilometer von enormer Bedeutung sein können.
- Sternengeschichten Folge 656: Entropie, Zeit und der Anfang des Universums20.06., 07:0020.06.2025, 07:0000:14:26
1000 Jahre sind ein Tag Sternengeschichten Folge 656: Entropie, Zeit und der Anfang des Universums Die Astronomie ist eine der Wissenschaften, in der es enorm einfach ist, Fragen zu stellen, die sehr simpel klingen, in Wahrheit aber absurd schwierig zu beantworten sind. Eine dieser Fragen lautet "Was ist Zeit?". Irgendwie haben wir alle das Gefühl, wir wüssten, was "Zeit" ist. Wir erleben die Zeit ja ständig; wir leben IN der Zeit. Aber wenn wir dann anfangen, darüber nachzudenken, was "Zeit" tatsächlich ist, dann wird es schwierig. Man kann sich natürlich aus der Affäre ziehen und sagen "Zeit ist das, was die Uhr anzeigt". Und diese Antwort wäre auch nicht absurd falsch. Aber sie geht am eigentlichen Punkt vorbei. Was ist Zeit? Was ist Zeit, wirklich? Und es ist nicht nur schwer zu beantworten, weil es ein sehr komplexes und philosophisches Thema ist. Es ist vor allem deswegen schwer, weil auch die Wissenschaft Schwierigkeiten hat, dieses Phänomen vernünftig zu definieren. Es gibt kein Naturgesetz, das uns erklärt, was Zeit ist. Da ist keine Formel, die uns das sagt. Anderswo ist das möglich: Geschwindigkeit ist Weg pro Zeit. Die Geschwindigkeit ist das, was uns sagt, wie lange es dauert, eine bestimmte Strecke zurückzulegen. Aber wenn wir jetzt zum Beispiel sagen würden, dass man das dann halt einfach nur umformen muss, um Zeit ist Weg pro Geschwindigkeit zu definieren, funktioniert das nicht. Denn die Zeit steckt ja auch in der Geschwindigkeit drin und wenn man das dann korrekt auflöst, landet man bei der nichtssagenden Gleichung "Zeit ist Zeit". Das Problem ist, dass die Zeit in den Naturgesetzen keine Rolle spielt. Beziehungsweise spielt sie selbstverständlich eine Rolle, aber die Richtung der Zeit ist irrelevant. Die Gesetze der Mechanik und Gravitation, mit denen wir zum Beispiel beschreiben wie sich die Himmelskörper bewegen, machen keinen Unterschied zwischen Vergangenheit und Zukunft. Man kann ein Computerprogramm schreiben, dass die Bewegung der Planeten im Sonnensystem simuliert. Und dann kann man es vorwärts in der Zeit laufen lassen oder rückwärts und in beiden Fällen erhalten wir eine völlig korrekte Bewegung. Andererseits wissen wir aber auch, dass es einen Unterschied zwischen Vergangenheit und Zukunft gibt. An die Vergangenheit können wir uns erinnern, aber nicht an die Zukunft. Wenn ein Ei vom Küchentisch auf den Boden fällt, dann geht es kaputt und es gibt eine enorme Sauerei. Das ist ein völlig normaler Vorgang, zumindest dann, wenn man beim Kochen regelmäßig ungeschickt ist. Es wäre dagegen ein ganz und ganz unnormaler Vorgang, wenn die Sauerei und die Eierschalen plötzlich zurück auf den Küchentisch springen, um sich wieder zu einem ganzen Ei zu formen. So etwas passiert nicht - aber, das ist ein wichtiger Punkt - es würde prinzipiell nicht den Naturgesetzen widersprechen. Klar, das kaputte Ei würde nicht von selbst in die Luft hüpfen, dafür braucht es eine wirkende Kraft. Aber die hat es ja auch gebraucht, um das Ei vom Tisch auf den Boden fallen zu lassen. Und wenn man sämtliche Bruchstücke des Eis zum exakten Zeitpunkt mit exakt der richtigen Kraft anschubsen würde, dann WÜRDE sich die Sauerei wieder zu einem Ei zusammenfügen. Aber so etwas passiert nicht. Und wenn wir genau darüber nachdenken, warum das nicht passiert, dann verstehen wir am Ende leider immer noch nicht, wie das mit der Zeit ist. Aber wir verstehen zumindest ein bisschen besser, warum wir es nicht verstehen und deswegen denken wir jetzt nach. Und wir fangen beim Nachdenken mit der Entropie an. Dieses etwas verwirrende Konzept aus der Physik habe ich im Podcast immer wieder mal angesprochen. Für die Frage nach der Zeit ist es aber extrem wichtig. Bei der Entropie geht es um die Menge an möglichen Mikrozuständen. Oder, mathematisch-physikalisch exakt formuliert: Die Entropie ist proportional zum Logarithmus des zugänglichen Phasenraumvolumens. Was, ohne weiteres Wissen, natürlich noch gar nichts erklärt. Schauen wir uns deswegen mal ein Atom an, rein theoretisch natürlich und wir ignorieren auch die ganze komplizierte Quantenmechanik. Ein Atom hat einen Ort und eine Geschwindigkeit. Wir brauchen drei Koordinaten, um die Position im Raum anzugeben und wir brauchen nochmal drei Zahlen, um die Geschwindigkeit des Atoms für diese drei Raumrichtungen zu beschreiben. Wenn wir wissen wollen, was das Atom gerade treibt, brauchen wir dafür also sechs Zahlen. Oder, wieder etwas exakter, wir stellen uns einen sechsdimensionalen Raum vor. Das geht natürlich in der Praxis nicht, aber es geht in der Mathematik ohne Problem. Jeder Punkt in diesem sechsdimensionalen Raum beschreibt einen möglichen Zustand des Atoms und in diesem Beispiel ist der sechsdimensionale Raum das, was man "Phasenraum" nennt. Wenn man zwei Atome beschreiben will, braucht man natürlich einen 12-dimensionalen Phasenraum, und so weiter. Oder, um zurück zur Astronomie zu kommen: Wenn wir das Sonnensystem, bestehend aus Sonne und acht Planeten beschreiben wollen, benötigen wir ebenfalls drei Orts- und drei Zeitkoordinaten für jeden Himmelskörper. Unser Phasenraum hat in diesem Fall also insgesamt drei mal neun ist gleich 27 Dimensionen. Jeder Punkt in diesem Raum wird durch 27 Zahlen beschrieben, die dann den Zustand der neun Himmelskörper angeben. Das ist alles sehr abstrakt, aber es hat ja auch niemand behauptet, dass das mit der Zeit einfach ist. Gehen wir wieder zurück zur Entropie. Da geht es um den "zugänglichen Phasenraum". Der komplette Phasenraum umfasst alle mathematisch möglichen Zustände, also alle möglichen Punkte in diesem Raum. Aber nicht alle Bereiche des Phasenraums sind auch Zustände, die ein System tatsächlich einnehmen kann. Schauen wir uns dazu einen normalen Raum an, ein Büro, ein Zimmer, was auch immer. Die Luftmoleküle in diesem Raum wirbeln ständig hin und her. Mal sind sie hier, mal sind sie dort und wenn man wollte, könnte man das alles durch Punkte in einem extrem hochdimensionalen Phasenraum beschreiben. In diesem Phasenraum wird es auch Bereiche geben, die einen Zustand beschreiben, in dem sich sämtliche Luftmoleküle im Büro in einer Ecke zusammendrängen und im Rest ein Vakuum herrscht. Es widerspricht nicht den Naturgesetzen, das so etwas passiert. Aber es ist extrem unwahrscheinlich, dass sich so ein Zustand von selbst einstellt, dazu müsste man irgendwie von außen eingreifen - so wie beim Ei vorhin, Man müsste die Luft mit Energieaufwand in die Ecke pumpen, und dann würde die Bewegung, die die Moleküle aufgrund ihrer Temperatur ständig ausüben, schnell dafür sorgen, dass sie sich wieder überall verteilen. Die Entropie ist nun ein Maß dafür, wie groß der zugängliche Phasenraum ist. Je mehr Zustände ein System haben kann, desto größer ist seine Entropie. Und damit wird auch verständlich, warum die Entropie eines Systems ohne äußere Eingriffe nicht kleiner werden kann. Es gibt in unserem Beispiel einen sehr, sehr, sehr großen Bereich des Phasenraums, der einen Zustand beschreibt in dem die Luft überall gleichmäßig im Zimmer verteilt ist. Im Detail unterscheiden sich diese Zustände natürlich, aber es kommt ja nicht drauf an, welches Molekül sich jetzt wo genau befindet. Sondern nur, dass sich überall Moleküle befinden. Es gibt dagegen aber nur einen verschwindend geringe Bereich, der Zustände beschreibt, wo sich die Luftmoleküle alle in einer Ecke befinden. Und wenn man die Luft im Zimmer jetzt sich selbst überlässt und die Moleküle einfach so durch die Gegend wirbeln, dann ist es absurd unwahrscheinlich, dass sie zufällig einen dieser Zustände einnehmen. Bei Ei ist es genau so: Es gibt sehr, sehr, sehr viele Zustände, wie man die Atome eines Eis anordnen kann, so dass man eine Sauerei am Boden erhält. Es wird jedesmal eine leicht unterschiedliche Sauerei sein, aber am Ende bleibt es eine Sauerei. Es gibt aber nur eine Möglichkeit, die Atome zu einem unversehrten Ei am Küchentisch zu ordnen. Sich selbst überlassen wird das Ei also früher oder später einen Zustand einnehmen, der diesem großen Bereich im Phasenraum entspricht. Oder anders gesagt: Weil das alles so ist, wird die Entropie immer größer. Wann immer man ein System in einem Zustand hat, wo es einen kleinen Bereich des Phasenraums einnimmt, wo die Entropie also klein ist, wird es früher oder später in einem größeren Bereich des Phasenraums landen, wo die Entropie groß ist. Der umgekehrte Weg findet aber nicht statt. Mit der Entropie ist es wie mit der Zeit: Sie geht immer nur von klein zu groß, von Ei zu Sauerei, aber nie umgekehrt, genauso wie die Zeit immer von der Vergangenheit in Richtung Zukunft läuft. Man könnte jetzt also sagen: Die Zukunft ist die Zeitrichtung, in der die Entropie immer größer wird. Damit hätten wir sowas ähnliches wie eine Definition der Zeit. Aber auch ein neues Problem. Wenn das so ist, dann bedeutet das ja, dass das Universum jetzt unordentlicher ist als früher. Es muss in der Vergangenheit ordentlicher gewesen sein als heute. Denn nur so kann die Entropie zunehmen. Und ganz früher muss es noch ordentlicher gewesen sein. Das Universum muss also aus einem Zustand mit extrem niedriger Entropie und sehr viel Ordnung gestartet sein. Das klingt falsch. Damals, beim Urknall vor 14 Milliarden Jahren, war doch alles durcheinander. Das ganze Universum war voll mit Teilchen, die wild hin und her gesaust sind, so wie die Luftmoleküle aus dem Beispiel von vorhin. Und jetzt haben wir ein Universum, wo so gut wie überall nichts ist, nur an manchen Stellen haben sich die Teilchen zusammengeballt und sowas wie Sterne und Planeten gebildet. Das sieht so aus, als wäre es genau das Gegenteil von dem, was ich gesagt habe. Es sieht so aus, als hätte die Entropie seit dem Urknall abgenommen. Aber der Unterschied zwischen dem frühen Universum und der Luft im Raum ist die Gravitation. Für die Bewegung der Luftmoleküle spielt die Gravitation in erster Näherung keine Rolle. Aber im Universum spielt sie eine große Rolle. Alles zieht einander an und alles hat die Tendenz, Klumpen zu bilden. Ein Universum, das komplett voll ist mit gleichmäßig verteilten Teilchen ist ein extrem unnatürlicher Zustand, eben WEIL sich die Teilchen gegenseitig anziehen, Klumpen bilden, die einander noch stärker anziehen, noch größere Klumpen bilden, usw. Am Ende kriegen wir richtig große Klumpen, wie Planeten, Sterne und Galaxien. Die Situation ist hier umgekehrt: Es gibt quasi nur eine Möglichkeit, wie das Universum gleichmäßig voller Teilchen sein kann. Und sehr viele, wie es klumpig sein kann. Und in diesem Sinn hat das Universum durchaus mit niedriger Entropie begonnen, die seitdem immer größer wird. Oder anders gesagt: Seit damals läuft die Zeit auf die Weise, die wir wahrnehmen. Haben wir jetzt verstanden, was Zeit ist? Nein, aber das habe ich ja zu Beginn schon angekündigt. In Wahrheit ist das alles noch viel komplizierter und auch die Entropie ist keine wasserdichte Erklärung für das Vergehen der Zeit. Vielleicht ist die Zeit auch nur etwas, was in unseren Köpfen passiert, aber nicht in der Realität. Zumindest Albert Einstein war dieser Ansicht, als er - nach wirklich langer Auseinandersetzung mit genau diesen Fragen - gesagt hat: "Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sind nichts als eine Illusion, wie hartnäckig sie sich auch hält."
- Sternengeschichten Folge 655: Die mysteriösen Mondwirbel13.06., 07:0013.06.2025, 07:0000:09:55
Magnete und Muster Sternengeschichten Folge 655: Die mysteriösen Mondwirbel Die italienische Astronomen Giovanni Battista Riccioli und Francesco Maria Grimaldi waren im 17. Jahrhundert unter den ersten, die sich intensiv mit einer wissenschaftlichen genauen Kartografie des Mondes beschäftigt haben. Sie haben probiert, möglichst viele Strukturen seiner Oberfläche zu erfassen, zu beschreiben und zu benennen. Größere Krater haben sie dabei nach Menschen benannt, die damals schon berühmt für ihre wissenschaftliche Arbeit waren. Zum Beispiel nach Galileo Galilei, aber nicht den Mondkrater mit der Bezeichnung "Galilaei", den wir auch heute noch auf den modernen Mondkarten finden. Dieser Krater wurde erst später so genannt, als man herausgefunden hatte, dass die ursprünglich von Riccioli und Grimaldi nach Galilei benannte Struktur gar kein Krater ist. Das ungefähr 70 Kilometer große Ding, das sie für einen Krater gehalten haben, trägt seit dem Jahr 1935 die offizielle Bezeichnung "Reiner Gamma". Das "Gamma" im Namen gehört zum gleich nebenan liegenden Krater "Reiner" und deutet an, dass es sich um eine Struktur handelt, die damit vielleicht irgendwie zusammenhängen könnte. Dieser Krater und damit indirekt auch Reiner Gamma wurde nach Vincenzo Renieri benannt; ebenfalls ein italienischer Astronom und ein Schüler von Galileo Galilei. Wenn es sich bei Reiner Gamma aber nicht um einen Krater handelt, was ist es dann? Es ist ein sogenannter "Mondwirbel" oder "lunar swirl", wie der englische Fachbegriff heißt. Und was ist das? Die Antwort ist einfach: Das wissen wir nicht. Reiner Gamma ist nur eine von mittlerweile mehreren bekannten Strukturen dieser Art, die als "Albedo-Formation" bezeichnet werden. Was aber eigentlich auch nicht viel mehr bedeutet, als dass dort "etwas" ist. Mit "Albedo" bezeichnet die Wissenschaft ja die Fähigkeit eines Materials, Licht reflektieren zu können. Die Oberfläche des Mondes ist im Bereich dieser Wirbel also unterschiedlich gut darin, Licht zu reflektieren und wir sehen dort deswegen helle und dunkle Muster. Die - wenig überraschend bei ihrer Bezeichnung - wirbelartig sind. Helle, wirbelförmige Muster auf der ansonsten dunklen Mondoberfläche: Dank der modernen Teleskopen und der Aufnahmen der diversen Raumsonden, die den Mond aus der Nähe kartografiert haben, wissen wir mittlerweile sehr gut, wie die Mondwirbel aussehen. Aber wir wissen nicht, warum sie existieren. Zumindest nicht mit letzter Sicherheit; Ideen hat die Wissenschaft natürlich jede Menge. Zuerst einmal ist es relativ klar, warum es die Unterschiede in der Helligkeit gibt. Normalerweise erkennt man am Mond und auf vergleichbaren Himmelskörpern daran das Alter des Materials. Alte Gesteinsschichten sind schon lange Zeit der Verwitterung ausgesetzt und werden dadurch dunkler. Und mit "Verwitterung" sind hier natürlich nicht die Prozesse gemeint, die wir hier auf der Erde damit bezeichnen. Es geht nicht durch die Veränderung des Gesteins aufgrund von Wind, Wasser oder Eis. Das findet auf dem Mond nicht statt, aber der Mond wird ständig von der kosmischen Strahlung getroffen. Diese geladenen Teilchen, die die Sonne andauernd ins Weltall schleudert, treffen auf die Mondoberfläche und verändert ihre chemische Zusammensetzung. Zusammen mit dem ebenfalls ständig stattfindenden Einschlägen von winzigen Meteoriten auf der Mondoberfläche führt auch das zu einer Verwitterung, wie ich in Folge 130 der Sternengeschichten ausführlich erklärt habe. Man erkennt diesen Effekt sehr gut im Umfeld von großen Kratern: Beim Einschlag wurde Material aus den tieferen Schichten des Mondes an die Oberfläche geschleudert. Im Gegensatz zur schon verwitterten Umgebung ist es noch frisch und kann Licht gut reflektieren. Um die Krater herum erkennt man also jede Menge helle Linien und Muster. Mondwirbel wie Reiner Gamma sind aber keine Einschlagskrater. Das wissen wir aus den Daten, die von Raumsonden stammen, die den Mond umkreist und genau untersucht haben. Wir können messen, ob es da Höhenunterschiede gibt, wie bei Kraterstrukturen und so etwas sehen wir da nicht. Wir können auch messen, dass das Material der Wirbel nicht fremd ist. Es ist kein Zeug, das von Vulkanen in der Frühzeit des Mondes aus dem Inneren nach oben geschleudert worden ist oder das von einschlagenden Asteroiden stammt. Es ist das selbe Material wie der Rest der Mondoberfläche in der entsprechenden Region. Nur eben deutlich weniger verwittert. Was wir aber aus den Beobachtungen sehen: Dort wo die Mondwirbel sind, gibt es magnetische Auffälligkeiten. Der Mond hat ja kein Magnetfeld wie die Erde, also ein globales Feld mit magnetischen Nord- und Südpol, dass durch die Vorgänge im Erdinneren erzeugt wird. Das Magnetfeld des Mondes wird durch das Material seiner äußeren Kruste erzeugt und es ist von Ort zu Ort unterschiedlich stark. Man geht davon aus, dass der Mond früher, als er noch heißer war einen flüssigen Kern hatte und dort die gleichen Prozesse abgelaufen sind, wie jetzt auf der Erde. Er hatte also auch ein gleichmäßiges Magnetfeld mit zwei Polen, das aber dann wieder verschwunden ist, als das Innere des Mondes erstarrt ist. Übrig geblieben ist nur noch ein bisschen Gestein, dass damals magnetisiert worden ist und heute immer noch magnetisch ist. Je nachdem wie viel davon irgendwo existiert hat der Mond von Ort zu Ort ein unterschiedlich starkes Magnetfeld. Vielleicht ist es auch anders gelaufen, das wissen wir noch nicht so genau. Auf jeden Fall aber können wir Magnetfeldkarten des Mondes erstellen und genau aufzeichnen, wo das Feld stärker und wo es schwächer ist. Und sehen auf diesen Karten, dass die Wirbel sich in Regionen befinden, wo das Magnetfeld vergleichsweise stark ist. Damit würde sich auch der unterschiedliche Grad der Verwitterung erklären lassen: Die Teilchen der kosmischen Strahlung sind ja elektrisch geladenen. Ein starkes Magnetfeld hält sie von der Oberfläche fern. Die Mondwirbel sind demnach also nur optisch jung. Sie bestehen aus dem selben Material wie ihre Umgebung, aber lokale Magnetfeldschwankungen schützen sie gezielt vor dem Auftreffen der kosmischen Strahlung, wodurch sie weniger stark verwittern. Wir können sogar Details beobachten; in den hellen Streifen der Wirbel sind dunkle Bänder, die wieder heftiger verwittert sind und quasi die Feinstruktur der lokalen Magnetfelder abbilden. Und das legt nahe, dass dieser Effekt eben wirklich lokal sein muss. Die Abschirmung erstreckt sich nur über ein paar Dutzend bis ein paar hundert Meter. Das erklärt ein wenig zum Ursprung der Lunar Swirls. Aber bei weitem noch nicht alles. Nicht überall, wo es magnetische Anomalien auf dem Mond gibt, finden wir zum Beispiel auch Mondwirbel. Wir wissen auch nicht, wie diese magnetischen Anomalien im Detail entstehen. Die meisten Mondwirbel - mit Ausnahme des prominenten Reiner Gamma - liegen genau gegenüber von Stellen, an denen früher sehr große Einschläge stattgefunden haben. Die dabei entstandenen Schockwellen könnten quasi einmal um den Mond gelaufen und sich auf der anderen Seite getroffen und dabei irgendwie für die Entstehung der lokalen Magnetisierung des Gesteins gesorgt haben, bzw. das magnetisierte Gestein dort irgendwie konzentriert haben. Während der Apollo-Missionen ist man leider nicht in der Nähe eines Swirls gelandet, um Bodenproben einzusammeln. Die hätten alles viel einfacher für die Wissenschaft gemacht. Aber wir werden die Mondwirbel weiter erforschen. Denn abgesehen davon, dass sie uns viel über die Entstehung und Entwicklung unseres Nachbarn im All verraten können, könnten sie auch für uns Menschen sehr wichtig werden. Wenn wir wirklich vorhaben, uns in Zukunft länger oder sogar dauerhaft am Mond aufzuhalten, dann brauchen wir dafür entsprechende Habitate. Der Mond ist lebensfeindlich und das nicht nur, weil es dort keine Atmosphäre gibt, die wir atmen können. Weil es keine Atmosphäre und kein umfassendes starkes Magnetfeld gibt, ist die Mondoberfläche auch der kosmischen Strahlung schutzlos ausgesetzt. Nur deswegen kann das Mondgestein ja überhaupt auf die vorhin beschriebene Weise verwittern. Die kosmische Strahlung ist aber auch für uns Menschen gefährlich. Sie kann unsere Zellen schädigen und wir können nicht dauerhauft in einer so verstrahlen Umgebung leben. Wir müssen Abschirmungen bauen; müssten unterirdische Habitate anlegen, und so weiter. Das ist aufwendig - aber da könnten die Mondwirbel helfen. Wenn das wirklich Gebiete sind, die auf natürliche Weise vor der kosmischen Strahlung geschützt sind, dann wären sie unter Umständen genau die passenden Orte, für lange Weltraumissionen oder die Errichtung einer Mondbasis. Oder einer Mondstadt, wenn wir noch weiter in die Zukunft blicken. Wer weiß, vielleicht wird Reiner Gamma irgendwann einmal ein Ort, an dem jede Menge Menschen leben. Damit hätte Vincenzo Renieri vermutlich nicht gerechnet…