Sternengeschichten

Einschlag der Perlenkette **Sternengeschichten Folge 536: Der Komet Shoemaker-Levy 9 ** Am 23. März 1993 beobachtete das Ehepaar Carolyn und Eugene Shoemaker gemeinsam mit ihrem Kollegen David Levy von der Mount Palomar Sternwarte aus den Himmel. Sie arbeiteten am damals kleinsten der vier dortigen Teleskope, einem kleinen Spiegelteleskop, das aber ein sehr großes Gesichtsfeld hat, was ideal ist, wenn man einen großen Bereich des Himmels auf einmal sehen möchte. Das Wetter in dieser Nacht war nicht optimal für Beobachtungen; es war stürmisch und Wolken zogen auf. Aber ein Teil des Himmels war noch wolkenfrei; der, wo sich auch Jupiter damals gerade befand. Die drei machten ein paar Aufnahmen; damals noch digital auf Film, bevor auch hier die Wolken eine weitere Beobachtung unmöglich machten. Die Shoemakers und Levy waren auf der Suche nach Asteroiden und Kometen. Wenn man die finden will, muss man die selbe Region des Himmels zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten beobachten und die Bilder dann vergleichen. Ein Komet oder Asteroid bewegt sich im Vergleich zu den fernen Sternen auch in ein paar Stunden schon meßbar und wenn man einen Lichtpunkt findet, der seine Position von einem Bild zum nächsten verändert hat, hat man eine gute Chance, dass es sich um einen Asteroid oder Kometen handelt. Carolyn Shoemaker kam aber erst zwei Tage später dazu, die Bilder zu sichten. Dann wurde sie aber fündig. Mit dem Satz "Ich weiß nicht, was es ist, aber es sieht aus wie ein zerquetschter Komet." hat sie ihre Entdeckung verkündet. Kometen sind ja eigentlich recht kleine Objekte. Sie bestehen aus einer Mischung von Eis und Gestein und sind höchstens ein paar Kilometer groß und normalerweise würde man so winzige Dinger so gut wie gar nicht entdecken können. Aber wenn ein Komet der Sonne nahe genug kommt, dann erwärmt er sich, ein Teil des Eises wird gasförmig, dehnt sich aus und entweicht ins All. Dabei wird auch Gesteinsstaub mitgerissen, der eine Hülle um das Objekt herum bildet. Diese Hülle, die "Koma", kann sehr, sehr groß werden, viele tausend Kilometer groß. Und weil der Staub das Sonnenlicht reflektiert, ist ein Komet - oder besser gesagt die Koma des Kometen - sehr gut zu sehen. Außerdem wird ein Teil des Staubs durch den Sonnenwind davon gerissen und bildet den noch längeren Kometenschweif. In diesem Fall sah Carolyn Shoemaker aber nicht eine Koma und einen Schweif, sondern eine komische Mischung aus einander überlappenden Komas und Schweifen. Der neu entdeckte Komet war definitiv einen zweiten Blick wert. Zuerst aber wurde der Fund offiziell bekannt gegeben und der Himmelskörper bekam seinen offiziellen Namen. Wie bei Kometen üblich, wird der Name aus den Nachnamen der Personen gebildet, die ihn entdeckt haben. In diesem Fall Shoemaker-Levy 9 - weil die Shoemakers und David Levy sehr gut darin waren, Kometen zu entdecken und gemeinsam zuvor schon acht andere gefunden hatten. Aber keiner war so außergewöhnlich wie Nummer 9. Zuerst einmal stellte man fest, dass Shoemaker-Levy 9 die Sonne gar nicht direkt umrundet. Der Komet befindet sich in einer Umlaufbahn um den Planeten Jupiter, wie ein kleiner Mond. Berechnungen seiner Bahn haben außerdem gezeigt, dass der Komet im Jahr zuvor, am 7. Juli 1992 in nur knapp 40.000 Kilometer Abstand an Jupiters Wolkendecke vorbei geflogen ist. Dabei müssen enorme Gezeitenkräfte auf den Kometen gewirkt haben, die den Kern in mehrere Stücke auseinander gerissen haben. So ist der "zerquetschte Komet" entstanden, den Carolyn Shoemaker auf ihrer Fotografie beobachtet hatte. Ein Komet, der Jupiter umkreist und das durch die Gezeitenkraft des Riesenplaneten nicht mehr am Stück sondern als Trümmerhaufen: Das alleine wäre schon außergewöhnlich. Aber das war noch nicht alles! Zwei Monate nach der Entdeckung, am 22. Mai 1993, schickte Brian Marsden vom Minor Planet Center der Internationalen Astronomischen Union eine seiner üblichen Kurzmitteilungen in die Welt hinaus. Das Minor Planet Center ist die offizielle Anlaufstelle für alles was mit Kometen und Asteroiden zu tun hat. Dort werden alle Beobachtungsdaten gesammelt; dort werden Entdeckungen bestätigt, von dort aus wird mitgeteilt, welche Objekte noch ein paar mehr Beobachtungsdaten vertragen könnten, um ihre Bahn genauer zu bestimmen, und so weiter. In diesem Fall begann die Mitteilung mit der Feststellung, dass man in den letzten 2 Monaten schon knapp 200 Beobachtungen von Shoemaker-Levy-9 gesammelt hatte. Dann wurde noch einmal bestätigt, dass der Komet im Juli 1992 extrem knapp an Jupiter vorbei geflogen ist. Und dass es eine weitere sehr nahe Begegnung im Juli 1994 geben wird. Der Abstand zum Mittelpunkt von Jupiter wird dabei knapp 45.000 Kilometer betragen. Der Planet hat allerdings einen Radius von knapp 70.000 Kilometer. Oder anderes gesagt: Der Komet Shoemaker-Levy-9 wird mit Jupiter kollidieren. Und DAS war eine wirkliche Sensation. Wir wissen natürlich, dass immer wieder Asteroiden und Kometen mit anderen Himmelskörpern kollidieren. Das wusste man auch schon 1993. Aber einerseits war dieses Wissen noch vergleichsweise neu. Erst in der Mitte des 20. Jahrhunderts und unter anderem maßgeblich durch die Arbeit von Eugene Shoemaker setzte sich damals die Erkenntnis durch, dass große Einschläge nichts sind, was nur in der fernen Vergangenheit des Sonnensystems passiert ist, sondern heute immer noch stattfinden kann. Und zweitens konnte man bis damals noch nie live zusehen, wie zwei Himmelskörper kollidieren. Und was genau passiert wenn ein Komet in die gewaltigen Gasmassen eines Riesenplaneten wie Jupiter eindringt, wusste damals auch niemand genau. Es könnte sein, dass das Ding einfach durch die atmosphärischen Schichten des Jupiters rauscht und quasi spurlos verschluckt wird. Oder aber es wird, zumindest kurzfristig, ein Loch in die Atmosphäre des Planeten gerissen und wenn der Komet dann unter dem Druck der tiefer liegenden Gasschichten zerissen wird und explodiert, wird jede Menge Gas hinaus ins All geschleudert. Das Problem: Anfangs sah es so aus, als würden wir nichts davon mitbekommen, egal was passiert. Denn die Berechnungen zeigten, dass der Einschlag am 16. Juli 1994 mitten auf der erdabgewandten Seite des Jupiters passieren sollte. Und man konnte in der kurzen Zeit nicht mal eben ein Teleskop hinter den Jupiter fliegen. Immerhin: Die Raumsonde Galileo war damals gerade schon auf dem Weg zum Jupiter und hatte von ihrer damaligen Position im Asteroidengürtel freie Sicht auf das Spektakel. Zuerst passierte aber noch etwas anderes: Der zerquetschte Komet verwandelte sich in eine Perlenkette. Die Brocken im zertrümmerten Kern des Kometen bewegten sich zwar alle in die selbe Richtung. Aber bei der Annäherung an Jupiter wirkten wieder die Gezeitenkräfte. Die Trümmer, die ein bisschen näher an Jupiter waren, spürten eine stärkere Anziehungskraft als die, die weiter weg waren. Der Trümmerkern zog sich immer weiter auseinander, bis die Stücke wie an einer Kette aufgereiht durchs All Richtung Jupiter flogen. Es würde also nicht nur eine Kollision geben, sonderen mehrere, über mehrere Tage hinweg. Und dann zeigten neue Berechnungen, dass die ersten Treffer zwar immer noch auf der erdabgewandten Seite stattfinden würden. Aber immerhin an einer Stelle, die durch die Rotation des Jupiter schnell in unser Sichtfeld gedreht werden würde. Den Impakt selbst würde man also nicht direkt sehen können, aber wir würden sehr schnell sehen, welche Spuren der Komet hinterlassen hat. Das erste Fragment von Shoemaker-Levy 9 traf am Abend des 16. Juli 1994 mit einer Geschwindigkeit von 60 Kilometer pro Sekunde auf den Jupiter. Die Raumsonde Galileo konnte einen Feuerball beobachten, der eine Temperatur von fast 24.000 Grad Celsius hatte und sich fast 3000 Kilometer über die Wolkendecke von Jupiter erhob. Fast alle großen Teleskope auf der Erde und auch das Hubble-Weltraumteleskop waren auf den Jupiter gerichtet. Als dann endlich der Einschlagsort ins Bild kam, sah man einen dunklen Fleck in der Atmosphäre des Riesenplanet. Einen Fleck, der größer als die Erde war. Das war natürlich kein Einschlagskrater, so etwas gibt es bei einem Gasplaneten nicht. Was man stattdessen gesehen hatte, war Gas aus den tieferen Schichten des Jupiters, das durch den Einschlag an die Oberfläche gelangt ist. Vor allem Schwefel und Schwefelkohlenstoff. Auch die anderen Kometentrümmer, die in den nächsten Tagen einschlugen, hinterließen Spuren - die man teilweise noch viel länger beobachten konnte. Und sogar 2010, fast 20 Jahre nach dem Einschlag, konnten Astronominnen und Astronomen noch Spuren des Einschlags nachweisen. Damals wurde das Herschel-Weltraumteleskop benutzt um den Jupiter zu beobachten. Herschel ist ein Infrarotteleskop und in der Lage, die Existenz von bestimmten Molekülen nachzuweisen, zum Beispiel Wasser. Das fand man bei Jupiter, aber es war auf eine Weise in seinen äußeren Atmosphärenschichten verteilt, die sehr ungewöhnlich war, wenn man davon ausgeht, dass es sich um Wasser handelt, das immer schon Teil von Jupiters Atmosphäre war. Viel besser ließen sich die Beobachtungen erklären wenn man davon ausgeht, dass es Wasser ist, das aus dem Kometenkern von Shoemaker-Levy 9 stammt. 1994 war das erste Mal, dass wir einen Kometeneinschlag beobachten konnten. Aber es war nicht das letzte Mal. Im Juli 2009 beobachtete man einen dunklen Fleck auf Jupiter, genau so wie damals die Spuren von Shoemaker-Levy 9. Den Einschlag selbst hat offensichtlich niemand mitbekommen, aber es muss ein kleiner Asteroid oder Komet gewesen sein, der da ein weiteres Mal auf Jupiter gefallen ist. Mittlerweile sind viel mehr Raumsonden unterwegs und auch viel mehr Teleskope auf der Erde und im Weltraum auf den Himmel gerichtet und deswegen bekommen wir auch mehr solcher Ereignisse mit. Aus den vorhandenen Daten schätzt man, dass es zwischen 10 und 65 Einschläge kleinerer Objekte auf Jupiter pro Jahr gibt, also Asteroiden die zwischen 5 und 20 Meter groß sind. Die größeren Objekte, die sichtbare Spuren in der Atmosphäre hinterlassen, treffen den Jupiter alle 2 bis 12 Jahre. So große Dinger wie Shoemaker-Levy 9 treffen den Jupiter aber nur einmal in ein paar Jahrzehnten oder Jahrhunderten. Wir haben großes Glück gehabt, dass wir damals live dabei zusehen konnte - noch dazu aus sicherer Entfernung!

Es muss mehr gemessen werden! Sternengeschichten Folge 535: Maßeinheiten und das Système International Heute müssen wir in den Sternengeschichten ein wenig fundamental werden. Bei all den Geschichten aus der Wissenschaft von denen ich in den letzten paar hundert Folgen erzählt habe, vergisst man vielleicht, dass es eben nicht nur Geschichten sind. Sondern Geschichten, die unser reales Universum beschreiben. Es sind wissenschaftliche Geschichten, deren Grundlage die Realität ist. Beziehungsweise die bestmögliche Annäherung an die Realität. Aber wir wollen nicht zu philosophisch werden, ganz im Gegenteil. Um die reale Welt dort draußen zu verstehen, müssen wir messen. Wir müssen beobachten, wir müssen Experimente anstellen, wir müssen Vermutungen anstellen und sie durch Daten überprüfen. Und damit das funktioniert, müssen wir uns darüber einig sein, was wir messen, wie wir es tun und vor allem wie wir die Ergebnisse der Messung darstellen. Und damit sind wir bei der Metrologie angelangt. Nicht "Meteorologie", die Wissenschaft vom Wetter, sondern Metrologie, die Wissenschaft des Messens. Das ist komplizierter als man denken würde und das gilt insbesondere für die Festlegung von Maßeinheiten. Zumindest wenn man es vernünftig machen möchte. Natürlich kann man einfach irgendeine Einheit festlegen, sagen wir, für die Länge. Ich kann hier und jetzt definieren, dass eine "Florianlänge" exakt der Distanz zwischen meinem Schreibtisch und der Bürotür entspricht. Die Naturwissenschaft würde mit dieser Längeneinheit genau so funktionieren wie bisher. Ich könnte die Entfernung zum Mond in Florianlängen beschreiben, die Geschwindigkeit der Erde in Florianlängen pro Sekunde, und so weiter. Aber aus wissenschaftlicher Sicht ist das Quatsch. Erstens würde niemand außer mir wissen, wie lang eine Florianlänge eigentlich ist. Es könnte vor allem niemand unabängig überprüfen, ohne zu Besuch in mein Büro zu kommen. Und wenn ich, so wie jetzt gerade, aus Versehen gegen den Schreibtisch stoße, dann hat sich der Wert der Florianlänge verändert, wenn auch nur um ein paar Millimeter. Das war jetzt natürlich ein sehr absurdes Beispiel und es ist klar, dass niemand auf die Idee kommen würde, auf diese Weise eine Längeneinheit zu definieren. Wenn man sich aber anschaut, wie es früher so lief auf der Welt, dann war das gar nicht so weit von meinem Beispiel entfernt. Jedes Land, jede Region, oft sogar jede Stadt hatte ihre eigenen Einheiten für Länge, Gewicht, und so weiter. Im 19. Jahrhundert konnte man Entfernungen in Bayern zum Beispiel in Klaftern messen, wobei ein Klafter ungefähr 180 Zentimetern entspricht. Oder in Ruthen, was etwa 3 Meter waren. Oder in "Wegstunden", was ein bisschen so wie "Lichtjahre" zu verstehen ist, also die Entfernung, die man in einer Stunde zurück legen kann, und in Bayern damals ungefähr 4,4 Kilometer entsprochen hat. Wer dagegen in Österreich eine Rute abgemessen hat, hat 3,16 Meter zurück gelegt. Und wer ein Maß einer Flüssigkeit bestellt hat, bekam in Österreich 1,417 Liter, in Bayern dagegen 1,5 Liter. Und so weiter. Das ganze Durcheinander bestand nicht nur zwischen Österreich und Bayern, sondern zwischen überall und überall anders und auch bei Flächenmaßen, Gewichten, und so weiter. Das war alles damals schon nicht unproblematisch, für den Alltag und für die Forschung. Wenn jemand zum Beispiel irgendwelche Messungen angestellt und Distanzen in Meilen angegeben hat, dann war bei weitem nicht klar, dass alle anderen gewusst haben, um welche Distanz es wirklich geht. Wenn jemand anderes anderswo ein Experiment wiederholt hat, war nicht immer leicht herauszufinden, ob die Ergebnissen übereinstimmen oder nicht. Und als die Welt dann immer weiter zusammengewachsen ist, ist das alles zu einem richtigen Problem geworden. Für den Handel, die Politik und insbesondere für die Wissenschaft. Eine komplette Geschichte der Maßeinheiten würde den Rahmen sprengen, also springen wir gleich in das Jahr 1790 und mitten in die französische Revolution. Die französische Akademie der Wissenschaft hat damals den Auftrag bekommen, ein einheitliches System für Maße und Gewichte zu entwerfen. Und das sollte bitteschön nicht irgendwie willkürlich sein, sondern nach Möglichkeit aus natürlichen Größen abgeleitet werden. Längeneinheiten sollten nicht mehr auf irgendwelchen Körperteilen basieren, wie bei Fuß oder Elle, und der ganze Wildwuchs der Umrechnungen musste beseitigt werden. Schauen wir uns das am Beispiel der Längeneinheiten an. Hier hat man sich die Erde als Basis gesucht. Und sich gesagt: Wir messen die Distanz vom Nordpol bis zum Äquator, das ist definitiv eine von der Natur vorgegebene Größe. Und dann teilen wir diese Distanz durch 10 Millionen. Das Ergebnis nennen wir "Einen Meter" und ist die Grundlage für die Länge. Will man kleinere Einheiten haben, dann teilt man den Meter einfach wiederholt durch 100 und bekommt so Zentimeter, Millimeter und so weiter oder multipliziert mit hundert, dann kriegt man Kilometer, etc. Und wenn wir mal so eine natürliche Länge haben, können wir damit exakt einen Kubikdezimeter Wasser abmessen und sein Gewicht als Grundlage für die Gewichtseinheit nehmen. Und so weiter. Das ist in der Praxis natürlich nicht so einfach wie es klingt. Ich habe in Folge 232 der Sternengeschichten ja schon erzählt, wie schwierig es war, die Messungen durchzuführen, um den Meter zu definieren. Und die ersten Definitionen die im 18. und 19. Jahrhundert gemacht wurden, waren auch nicht unbedingt die optimale Wahl, zummindest aus heutiger Sicht. Wir wissen zum Beispiel, dass die Erde keine perfekte Kugel ist und es einen Unterschied macht, wo genau man vom Norpdol zum Äquator misst. Also wurden im Laufe der Zeit immer wieder neue Definitionen vorgeschlagen, um die Grundlage des Einheitensystems so unabhängig von menschlichen Vorstellungen und Konventionen zu machen, wie es nur geht. Die meisten Staaten der Welt sind heute Mitglied der sogenannten "Meterkonvention" beziehungsweise assoziert oder halten sich einfach so daran, was dort beschlossen wurde. Die Internationale Meterkonvention ist ein Vertrag, der am 20. Mai 1875 zuerst von 17 Staaten geschlossen wurde, darunter auch Deutschland, die Schweiz und Österreich. Aber auch die USA, Argentienen oder Russland waren dabei. Ziel war es, Institutionen zu gründen die sich um international gültige Einheiten kümmern. Dafür gibt es die Generalkonferenz für Maß und Gewicht, die alle paar Jahre stattfindet, das Internationales Komitee für Maß und Gewicht das alles verwaltet und das Internationale Büro für Maß und Gewicht, wo dann tatsächlich die entsprechenden Einheiten diskutiert, definiert und zur Verfügung gestellt werden. Die erste Generalkonferenz für Maß und Gewicht fand 1875 statt, dort wurden Definitionen für Länge, Gewicht und Zeit festgelegt. Später kamen andere Basiseinheiten dazu, weil man auch so etwas wie elektrischen Strom vernünftig und einheitlich messen können wollte. Dieses internationale Einheitensystem bekam bei der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahr 1960 den Namen "Système International d’Unités", was so viel wie "Internationales Einheitensystem" bedeutet, aber trotzdem immer noch als SI, für "Système International" abgekürzt wird. Es gab immer wieder diverse Reformen und Neudefinitionen. Aber am Ende hat man sich auf sieben Basiseinheiten geeinigt. Man könnte über jede dieser Einheiten mehrere Podcastfolgen machen; ihre Definitionen und die damit verbundene Wissenschaft sind voll mit spannenden Geschichten. Aber vorerst beschränke ich mich darauf, sie einfach mal aufzulisten. Wir fangen mit der Zeit an. Die zugehörige Einheit ist die Sekunde und die ist heute definiert als "das 9.192.631.770-fache der Periodendauer der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids Cäsium-133 entspricht". Und damit wird vielleicht auch klar, warum wir bei der sehr genauen Zeitmessung "Atomuhren" verwenden. Das sind keine Uhren, die mit Atomkraft angetrieben werden. Sondern Instrumente, in denen Atome, in dem Fall spezielle Cäsiumatome, von einem Energiezustand in einen anderen wechseln und dabei elektromagnetische Strahlung aussenden. Diese Strahlung hat eine Schwingungsperiode und wenn man die misst und mit 9.192.631.770 multipliziert, ist das genau eine Sekunde. Die Einheit der Basisgröße Länge ist der Meter und ein Meter ist definiert als als die Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1 / 299 792 458 Sekunden zurücklegt. Daraus folgt übrigens sofort, dass die Lichtgeschwindkeit in SI-Einheiten EXAKT 299.792.458 Meter pro Sekunde beträgt. Nicht mehr, nicht weniger sondern exakt diese Geschwindigkeit. Bei der Einheit für die Masse war die Lage lange Zeit ein wenig knifflig. Tatsächlich hatte man noch im 19. Jahrhundert ein sogenanntes "Urkilogramm" gebaut. Das war, vereinfacht gesagt, einfach ein Stück Metall das in Frankreich aufbewahrt wurde ein Kilogramm war per Defintion die Masse von genau diesem Ding. Das ist natürlich unbefriedigend, und selbst wenn man sich sehr viel Mühe gibt, verändert so ein Objekt im Laufe der Zeit seine Masse, wird ein paar Mikrogramm leichter, weil es Abrieb gibt, und so weiter. In diesem Fall aren es nur circa 50 Mikrogramm in 100 Jahren, aber für die offizielle Basis einer Einheit ist das kein Zustand. Deswegen gibt es seit 2019 eine neue Definition. Ein Kilogramm ist definiert, indem für die Planck-Konstante h der Zahlenwert 6,62607015 × 10 hoch –34 festgelegt wird, ausgedrückt in der Einheit J s, die gleich kg m^2 s^–1 ist, wobei der Meter und die Sekunde mittels c und ΔνCs definiert sind. Das klingt verwirrend und das habe ich mir nicht selbst so ausgedacht, dass ist der offizielle Text der Definition. Bedeuten soll das ganze folgendes: Die Planck-Konstante ist eine fundamentale physikalische Konstante und beschreibt das Verhältnis von Energie und Frequenz eines Lichtteilchens. Man gibt es in Einheiten von Energie mal Zeit an; Energie ist aber keine Basiseinheit, sondern kann durch eine Kombination von Masse, Länge und Zeit angegeben werden. Am Ende jedenfalls kommt man zu dem Ergebnis, dass die Planck-Konstante in SI-Einheiten in Kilogramm mal Quadratmeter pro Sekunde angegeben werden muss. Man kann ihren Wert messen; in der neuen Definition hat man ihren Wert aber einfach per Definition auf 6,62607015 × 10 hoch –34 Kilogramm mal Quadratmeter pro Sekunde festgelegt. Und weil auch Sekunde und Meter exakt festgelegt sind, kann man daraus berechnen, wie viel Masse etwas haben muss, das genau ein Kilogramm schwer ist. Zumindest in der Theorie, in der Praxis ist es ein wenig schwerer. Die Details verschiebe ich auf eine spätere Folge; man braucht dazu zum Beispiel eine Watt-Waage, aber uns fehlen ja noch ein paar Basiseinheiten und das würde jetzt zu weit führen. Länge, Masse und Zeit kann man sich noch recht gut vorstellen und verstehen, dass man dafür Einheiten braucht. Aber da fehlt noch einiges. Die Temperatur zum Beispiel. Die wird in Kelvin gemessen und ein Kelvin ist diejenige Änderung der thermodynamischen Temperatur T, die einer Änderung der thermischen Energie um exakt 1.380649 x 10 hoch 23 Joule entspricht. Auch dafür hat man eine Naturkonstante, in diesem Fall die Boltzmann-Konstante, auf einen exakten Wert festlegen müssen. Anschaulich ist das Kelvin eine absolute Temperaturskala und wurde ursprünglich einmal eingeführt als die Temperaturskala, deren Nullpunkt nicht unterschritten werden kann. Es kann also nichts im Universum kälter als 0 Kelvin werden. Was aber eh kalt genug ist, das entspricht -273,15 Grad Celsius. Was fehlt uns noch? Die elektrische Stromstärke! Die hat die Einheit "Ampere" und ist definiert als eine Ladungsmenge die der Ladung von 6 Trillionen 241 Billiarden 509 Billionen 074 Milliarden Elektronen entspricht, die in einer Sekunde an einem konkreten Punkt vorbei fließt. Diese Zahl stammt aus einer Neudefinition der Elementarladung, also der elektrischen Ladung eines einzelnen Elektrons. Was wir auch noch messen müssen, gerade in der Astronomie, ist die Lichtstärke. Wie viel Licht gibt etwas ab? Von dieser Grundeinheit haben viele vielleicht noch nie gehört. Lichtstärke misst man in "Candela" und hier wird die Definition langsam ein wenig unübersichtlich. Aber so ist das halt, wenn man so exakt wie möglich sein will. Also probieren wir es: Wir haben Strahlung mit einer Frequenz von exakt 540 mal 10 hoch 12 Hertz. Diese Strahlung hat ein sogenanntes "Photometrisches Strahlungsäquivalent". Vereinfacht gesagt: Je größer das photometrische Strahlungsäquivalent, desto heller können wir eine Lichtquelle bei vorgegebener Strahlungsleistung sehen. Für die offizielle Defintion des Candela wird das photometrische Strahlungsäquivalent der Strahlung bei 540 mal 10 hoch 12 Hertz auf exakt 683 festgelegt, vorausgesetzt wir messen das ganze in Candela pro Kilogram, pro Quadratmeter, pro Sekunde hoch drei pro Raumwinkel. Und weil die ganzen anderen Einheiten ja schon fix definiert sind, kriegen wir über die Festlegung der Konstanten auch die Definition des Candela. "Candela" ist übrigens das lateinische Wort für Kerze und man hat das ganze ursprünglich so gewählt, damit eine normale Kerze eine Lichtstärke von etwa einem Candela hat. Ich weiß, es wird langsam wirklich verwirrend, aber wir sind gleich durch. Wir müssen nur noch die siebte und letzte Einheit definieren und das ist die für die Stoffmenge. Und damit sind keine Stoffe gemeint, aus denen man Kleidung macht. Sondern ganz allgemein "Stoff", also quasi Zeug. Man kann irgendwas nehmen: Eine Haufen Atome. Einen Haufen Moleküle, was auch immer. Aber wenn man genau 602 Trilliarden 214 Trillionen 076 Billiarden von den Dingern auf einen Haufen packt, dann hat man exakt ein Mol davon. Denn "Mol" ist die Einheit der Stoffmenge und man kann sich fragen, wozu man das braucht? Weil man eben manchmal nicht nur wissen muss, wie viel Masse etwas hat, sondern auch, wie viele Teilchen es sind, die diese Masse haben. Das ist vor allem in der Chemie sehr wichtig und deswegen braucht es auch da eine verbindlich definierte Einheit um das angeben zu können. Das sind die sieben Basiseinheiten des Système Internationale: Meter, Kilogramm, Sekunde, Kelvin, Ampere, Candela und Mol. Und wer nicht alle Definitionen verstanden hat, muss sich nicht ärgern. Es geht bei der Festlegung der fundamentalen Größen nicht unbedingt um Anschaulichkeit. Es geht einzig darum, dass alles so einheitlich, verbindlich und exakt wie möglich ist. Und am Ende reicht es ja zu wissen, DAS es eine Definition gibt, an die sich alle halten. Es müssen nicht alle auch jedes letzte Detail der Definition verstehen. Vielleicht fragt sich nun der eine oder die andere, was denn mit solchen Einheiten ist wie Volt, für die elektrische Spannung. Oder Newton, für die Kraft. Oder Joule, für die Energie? Das sind keine Basiseinheiten, sondern abgeleitete Einheiten. Das soll heißen, dass man sie alle als Kombination der sieben Basiseinheiten darstellen kann. Ein Volt ist zum Beispiel ein Watt pro Ampere. Und ein Watt ist ein Joule pro Sekunde. Und ein Joule ist ein Newton mal Meter. Newton ist die Einheit der Kraft, Kraft ist Masse mal Beschleunigung und wird daher in Kilogramm mal Meter pro Sekunde zum Quadrat gemessen. Und das sind wieder Basiseinheiten. Alle in der Naturwissenschaft verwendeten Einheiten kann man mit den Basiseinheiten beschreiben. Es gibt auch noch andere Einheitensysteme, zum Beispiel das Anglo-Amerikanische System wo man zum Beispiel Längen in Meilen misst und eine Meile 1,609344 Kilometer lang ist. Oder eine Gallone gleich 4,54609 Liter. Oder ein Stone gleich 6,35 Kilogramm. Und so weiter. Die werden aber vor allem in den USA und Großbritannien verwendet und dort auch vor allem im Alltag. In der Wissenschaft wird auch dort das Système International genutzt. Denn am Ende funktioniert die Wissenschaft nur, wenn alle sich einig sind, was wie gemessen wird. Die Metrologie mag zwar ein wenig trocken und kompliziert sein. Aber sie ist die Grundlage all der spannenden Entdeckungen die wir dort draußen im Universum machen.

Kein 10. Planet aber trotzdem cool Sternengeschichten Folge 534: Quaoar, ein besonderer Asteroid Im Jahr 2002 konnte man in einigen Medien lesen, dass der "zehnte Planet" unseres Sonnensystems entdeckt worden ist. Zur Erinnerung: Damals galt auch Pluto noch als Planet, nämlich als Planet Nummer Neun. Erst 2006 war die Astronomie so weit, die fehlerhafte Klassifikation von Pluto als Planet zu korrigieren. Aber damals hatte das Sonnensystem ganz offiziell noch 9 Planeten und - zumindest den Schlagzeilen im Jahr 2002 zufolge - vielleicht bald 10. Die amerikanischen Astronomen Chad Trujilo und Mike Brown hatten am 4. Juni 2002 Beobachtungen am Palomar-Observatorium in Kalifornien angestellt. Sie waren auf der Suche nach noch unbekannten Asteroiden im äußeren Sonnensystem. Und wurden an diesem Abend fündig. Das merkten sie aber erst 2 Tage später, als sie die Bilder am Computer auswerteten. Im Sternbild Schlangenträger bewegte sich ein Himmelskörper um die Sonne, der bisher noch unbekannt war. Die ersten Daten zeigten, dass er noch weiter entfernt von der Sonne ist als Pluto. Zumindest teilweise, denn Plutos Umlaufbahn ist sehr langgestreckt. Am sonnennächsten Punkt ist Pluto knapp 30 mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde, am sonnenfernsten Punkt ist es der 50fache Erdabstand. Der neu entdeckte Himmelskörper hat eine mehr kreisförmige Bahn und die Extreme ändern sich nicht so stark. Er kommt der Sonne nie näher als die 41fache Distanz zwischen Erde und Sonne und am fernsten Punkt ist er gut 45mal so weit entfernt wie die Erde. Übrigens: Die Bestimmung der Bahn gelang nicht allein mit den Bildern die am 4. Juni 2002 aufgenommen wurden. Je mehr Bilder man hat und je größer der Zeitraum zwischen den Aufnahmen ist, desto genauer kann man die Bahn bestimmen. Trujilo und Brown haben sich also sofort auf die Suche nach sogenannten "precoveries" gemacht. Sie haben abgeschätzt, wo sich der Himmelskörper in der Vergangenheit befunden haben könnte und dann in den Archiven nach Aufnahmen von diesen Himmelsregionen gesucht. Und dort dann nachgesehen, ob sie das neu entdeckte Objekt finden können. Das kommt öfter vor als man denken würde. Denn ist natürlich nicht möglich, bei jeder astronomischen Aufnahmen jeden einzelnen Lichtpunkt zu identifizieren. Meistens ist man ja nur an einem bestimmten Stern oder anderem Objekt interessiert und macht sich nicht die Mühe, all die anderen Objekte auf dem Bild auch noch im Detail zu untersuchen. Aber wenn man weiß, wonach man sucht, wird man in den alten Daten oft fündig. In dem Fall gleich mehrfach; die ältesten Bilder die das neu entdeckte Objekt zeigten waren aus dem 1983 und noch auf klassischen Fotoplatten. Auf jeden Fall war mit diesen precoveries eine genaue Bestimmung der Bahn und des Abstands zur Erde möglich. Wie jeder andere neu entdeckte Asteroid bekam auch dieser vorerst eine sogenannte "provisorische Bezeichnung" aus Zahlen und Buchstaben, mit denen der Zeitpunkt der Entdeckung kodiert wird: 2002 LM60. Es war auch ziemlich bald klar, dass es sich um ein vergleichsweise großes Objekt handeln muss. 2002 LM60 war recht hell und angesichts seiner großen Entfernung von der Sonne muss er auch recht groß sein. Man schätzte den Durchmesser auf 1300 Kilometer. Damit wäre er immerhin halb so groß wie Pluto gewesen und das größte Objekt, das man seit Plutos Entdeckung 1930 im Sonnensystem bis dahin gefunden hätte. Und egal ob Planet oder nicht - so ein großes Ding braucht natürlich auch einen Namen. Die Entdecker suchten in der Mythologie der amerikanischen Ureinwohner, insbesondere von denen, die in der Nähe der Palomar-Sternwarte lebten, nach Ideen. Ihr Vorschlag: Quaoar, nach der Schöpfergottheit der Tongva, die früher dort lebten, wo sich heute Los Angeles befindet. Der Name wurde bekannt gegeben, noch bevor die Internationale Astronomische Union, die eigentlich für solche Benennungen zuständig ist, sich dazu äußern konnte. Denn normalerweise läuft es so, dass ein Asteroid nach seiner Entdeckung eine provisorische Bezeichnung bekommt und dann, wenn seine Bahn ausreichen gut bestimmt worden ist, eine offizielle Nummer. Und erst dann wird ein echter Name gesucht und vergeben. In diesem Fall war der Name vor der Nummer da, aber die IAU war nicht böse. Im Gegenteil, sie gab Quaoar die Nummer 50.000, um die Tatsache hervorzuheben, dass es sich wegen seiner Größe um ein besonderes Objekt handelt. Normalerweise werden die Asteroiden ja einfach in der Reihenfolge ihrer Entdeckungen durchnummeriert, aber für Quaoar hat man eine Ausnahme gemacht und ihn mit der schönen, runden Nummer 50.000 einsortiert. Mittlerweile wissen wir, dass die ersten Schätzungen über die Größe von Quaoar etwas zu groß war. Der Asteroid hat einen Durchmesser von gut 1100 Kilometern, was aber immer noch sehr groß ist. Und besonders ist Quaoar auf jeden Fall. Wie alle größeren Objekte in der Region hinter der Umlaufbahn von Neptun ist auch Quaoar ein eisiger Himmelskörper. Seine Oberfläche ist mit gefrorenem Methan, Ethan, Ammoniak und Stickstoff bedeckt. Man hat aber auch Wassereis gefunden und Hinweise darauf, dass das Innere von Quaoar ein wenig wärmer ist. So warm, dass dort Wasser vielleicht auch flüssig sein kann und durch Spalten an die Oberfläche dringt. So einen "Eisvulkanismus" kennen wir auch von anderen Himmelskörpern, aber auch der ferne Quaoar zeigt, dass das Phänomen vielleicht häufiger ist, als man dachte. 2007 gab es dann die nächste Entdeckung bei Quaoar. Mike Brown hatte sich noch einmal die Bilder angesehen, die im Jahr zuvor mit dem Hubble-Weltraumteleskop gemacht wurden. Damals wollte man eigentlich nur möglichst gute Daten des neu entdeckten Objekts sammeln und Quaoar war tatsächlich auch der erste Asteroid hinter der Neptunbahn der mit Hubble untersucht wurde. Auf den Bildern war aber bei genauerer Betrachtung noch mehr zu erkennen: Nämlich ein kleiner Mond, der um Quaoar kreist. Diesmal fragte Mike Brown gleich direkt bei den Tongva selbst nach einem Namen für das Objekt und die Wahl fiel auf Weywot, den Himmelsgott und Sohn von Quaoar in der Mythologie der Ureinwohner. Weywot hat einen Durchmesser von circa 170 Kilometern und umkreist den Asteroid in einem Abstand von 14.500 Kilometer. Das Asteroiden Monde haben beziehungsweise es Doppelasteroide gibt ist nicht ungewöhnlich. Man hat schon einige davon gefunden und meistens entsteht so etwas bei Kollisionen, wo Bruchstücke des größeren Objekts dann in einer Umlaufbahn landen. Vermutlich war das auch bei Quaoar der Fall, der in der Vergangenheit mit einem anderen großen Asteroid zusammengestoßen sein muss. Damit ist die Geschichte über den besonderen Asteroid aber noch nicht zu Ende. Im Februar 2023 gab die Europäische Weltraumagentur die Ergebnisse bekannt, die bei der Beobachtung von Quaoar durch CHEOPS gewonnen wurden. CHEOPS ist ein kleines Weltraumteleskop und der Name steht für "CHaracterising ExOPlanet Satellite". Und wie dieser Name sagt, ist es der eigentliche Job dieses Instruments, sich die Planeten anderer Sterne genauer anzusehen. Das tut das Teleskop, in dem es die Helligkeit von Sternen sehr genau misst und nach Verdunkelungem sucht, die durch vorbeiziehende Planeten verursacht werden. Aber mit der Helligkeitsmessungen von Sternen kann man auch andere Dinge herausfinden. Es kommt immer wieder mal vor, dass ein Asteroid des Sonnensystems von uns aus gesehen genau vor einem Stern vorüber zieht. Der Asteroid ist zwar sehr viel kleiner als so ein Stern aber natürlich auch sehr, sehr viel näher. Deswegen kann er das Licht des nur punktförmig erscheinenden Sterns verdunkeln. Das dauert meist nur sehr kurz, aber wenn man vorher darüber Bescheid weiß, kann man im richtigen Moment hinschauen. Und wenn man weiß, wie schnell sich der Asteroid bewegt kann man aus der Dauer der Verdunkelung seine Größe sehr viel exakter bestimmen als mit anderen Methoden. Genau deswegen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das "Lucky Star project" gestartet und probiert, Sternbedeckungen durch Asteroiden vorherzusagen und zu beobachten. Dazu muss man natürlich die Position der Sterne möglichst gut kennen und ein wenig Glück braucht man auch noch. Das hatte man in diesem Fall und konnte zwischen 2018 und 2021 beobachten, wie mehrere Sterne von Quaoar bedeckt wurden. Normalerweise würde man erwarten, dass das Licht des Sterns in dem Moment verschwindet, in dem sich der Asteroid von uns aus gesehen vor ihn schiebt und dann wieder zu sehen ist, wenn er vorbei gezogen ist. Licht an, Licht aus, quasi. Nur war das hier nicht so. Der Stern flackerte zuerst ein wenig, bevor er nicht mehr zu sehen war und er flackerte ein wenig, bevor er wieder komplett sichtbar wurde. Hätte man die Beobachtung mit einem Teleskop von der Erde aus gemacht, dann wäre das wenig überraschend gewesen. Die Störungen durch die Erdatmosphäre können genau so einen Effekt erzeugen. Aber CHEOPS ist ein Weltraumeteleskop und deswegen blieb nur eine Möglichkeit, die Daten zu erklären: Quaoar ist von einigen dünnen Ringen umgeben! Im Gegensatz zur Entdeckung des Asteroiden-Mondes Waywot ist ein Asteroiden-Ring durchaus überraschend. Wir kennen zwar andere Asteroiden die Ringe haben, aber sehr, sehr viel weniger als Asteroiden mit Monden. Und vor allem hat Quaoar Ringe, die er eigentlich gar nicht haben dürfte. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie ein Himmelskörper zu Ringen kommen kann. Es kann sich zum Beispiel um die Reste einer Kollision haben. Oder um Material, das von Eisvulkanismus stammt. Asteroideneinschläge auf Monden können Staub ins All schleudern, der einen Ring bildet. Und so weiter. Aber solche Ringe sollten sich eigentlich innerhalb der sogenannten "Roche-Grenze" befinden. Das ist, vereinfacht gesagt, der Abstand zu einem großen Himmelskörper, innerhalb dessen sich keine Monde befinden können. Kommt ein Mond zum Beispiel einem Planeten näher als das Roche-Limit, dann wird er durch dessen Gezeitenkräfte zerstört - und es entsteht ein Ring aus Trümmern. Gibt es irgendwelche Trümmer außerhalb der Roche-Grenze, dann sollten die sich im Laufe der Zeit zu einem Mond zusammenballen. Alle bekannten Ringe von Asteroiden befinden sich innerhalb der Roche-Grenze. Aber der Ring von Quaor nicht. Der Grund dafür könnten die extrem tiefen Temperaturen sein, die verhindern das die Eisteilchen aus denen die Ringe bestehen, zusammenhalten. Aber um das Rätsel der Ringe von Quaoar zu lösen, wird man noch sehr viel genauer hinschauen müssen. Noch ist keine Raumsonde in der Nähe von Quaoar vorbeigeflogen. Aber es gibt Konzepte für die Erforschung dieses fernen Himmelskörpers. Wenn eine entsprechende Sonde gebaut wird, wird es aber auf jeden Fall bis zur Mitte des Jahrhunderts dauern, bis sie gestartet und bei Quaoar angekommen ist. Aber wer weiß, was wir dort dann zu sehen kriegen!

Feldforschung aus Sachsen und Tirol Sternengeschichten Folge 533: Die Bauernastronomen der frühen Neuzeit Wer Astronomie betreiben will, muss dafür an der Universität studieren. Das ist richtig, denn immerhin ist die Astronomie eine ausgewachsene Naturwissenschaft. Man muss jede Menge mathematische und physikalische Grundlagen lernen; man muss all das verstehen lernen, was die Forscherinnen und Forscher in den letzten Jahrhunderten rausgefunden haben und erst dann kann man anfangen, eigene Beiträge zum astronomischen Wissen zu leisten. Aber die Astronomie ist eine spezielle Wissenschaft. Man kann den Himmel auch völlig ohne wissenschaftlichen Anspruch beobachten, einfach nur weil es Spaß macht. Und dabei, trotz allem, ab und zu auch der wissenschaftlichen Forschung helfen. Zum Beispiel wenn es darum geht, die Bahnen von Himmelskörpern wie Asteroiden und Kometen zu bestimmen. Je mehr Beobachtungen man hat, desto genauer ist die Bahnbestimmung und man braucht zwar schon ein wenig Ahnung und entsprechende Instrumente, kann aber Asteroiden und Kometen auch beobachten, ohne zuvor an der Uni studiert zu haben. Dass man Wissenschaft überhaupt als echten Beruf betreiben kann, ist eine vergleichsweise neue Sache. Vor ein-, zweihundert Jahren war das nur etwas für Leute, sich keine Sorgen darum machen mussten, wie sie ihr Geld verdienen. Weil man entweder zum Beispiel sowieso in einem Kloster gelebt und keinen Bedarf an Geld gehabt hat. Oder weil man anderweitig reich genug war. Man konnte studieren und man konnte danach an einer Universität arbeiten. Aber die Forschungsinfrastruktur die wir heute haben, war früher in der Form nicht vorhanden. Und deswegen gab es auch sehr unkonventionelle Wege zur Astronomie. Zum Beispiel die der sogenannten "Bauernastronomen". So wird eine Gruppe von Menschen genannt, die im 17. und 18. Jahrhundert astronomische Arbeit geleistet haben, obwohl sie Bauern waren. Natürlich ist man nicht prinzipiell unfähig, den Himmel zu erforschen, nur weil man als Landwirt arbeitet. Aber im 17. und 18. Jahrhundert war es nicht immer einfach, an Bildung zu kommen. Wer nicht lesen oder schreiben konnte; wer nicht das Geld oder die entsprechenden Bekannten hatte, hatte wenig Chancen auf ein Studium und eine Karriere an der Universität. Und wer aus einer Bauernfamilie stammte, wurde im Allgemeinen selbst ein Bauer und kein Astronom. Um so spannender sind die Lebensläufe der "Bauernastronomen". Der erste, der so genannt wurde, ist Nikolaus Schmidt. Obwohl man darüber streiten kann, ob er wirklich "Bauernastronom" genannt werden sollte. Schmidt wurde 1606 im heutigen Thüringen in Deutschland geboren, also zu einer Zeit, als die moderne Wissenschaft und die moderne Astronomie gerade erst entstanden. Johannes Kepler sollte sein berühmtes Werk "Astronomia Nova" erst 1609 veröffentlichen; die revolutionären Arbeiten von Galileo Galilei und Isaac Newton waren ebenfalls noch nicht erschienen. Teleskope zur Himmelsbeobachtung waren noch unbekannt. Und die Grenzen zwischen Astronomie und Astrologie damals sehr fließend. Nikolaus Schmidt jedenfalls war das Kind einer Bauernfamilie und hatte keine Möglichkeit, eine Schule zu besuchen. Ein Knecht auf dem Hof konnte aber lesen und schreiben und von ihm lernte Nikolaus - als Teenager - nicht nur ebenfalls lesen und schreiben sondern schnell auch Latein aus der Bibel. Durch seinen Onkel, der Schreiber war, kam er mit weiteren Büchern in anderen Sprachen in Kontakt, die er ebenfalls schnell lernte. Der junge Schmidt legte sich eine große Büchersammlung zu und war insbesondere von der Astronomie fasziniert. Sterne und Planeten konnte er ja auch selbst beobachten, was er auch tat und darüber Aufzeichnungen anfertigte, wie über das Wetter. 1633 wurde der Herzog im nahen Weimar auf Schmidt aufmerksam und dadurch Fürsten, Geistliche und andere einflussreiche und gelehrte Menschen. Sein im Selbststudium angesammeltes Wissen verwendete Schmidt vor allem um Kalender zu verfassen. Das mag aus heutiger Sicht nicht sonderlich wichtig klingen. Aber die Astronomie IST die Grundlage des Kalenders und im 17. Jahrhundert musste man die entsprechenden Daten mit dem nötigen astronomischen und mathematischen Wissen berechnen. So ein Kalender war auch mehr als nur eine Auflistung der Tage eines Jahrs. Er enthielt Daten über Auf- und Untergang des Mondes, die Mondphasen, die Länge des Tages, und so weiter - all das musste berechnet werden und das war die Arbeit eines Kalenderastronomen wie Schmidt. Und natürlich gab es dazu damals immer auch noch jede Menge astrologische Daten, Berechnungen und Prognosen. Jedes Jahr veröffentlichte Schmidt einen neuen Kalender und nach seinem Tod veröffentlichte sie sein Sohn weiter, bis weit in das 18. Jahrhundert hinein. Schmidt starb 1671 - da war Christoph Arnold schon 21 Jahre alt. Auch er war der Sohn einer Bauernfamilie aus Sommerfeld bei Leipzig. Und so wie Schmidt war auch Arnold ein sehr wissbegieriges Kind, dass schon früh und schnell lesen und schreiben lernte. Seine Schulbildung war kurz, sein Selbststudium dafür umso intensiver. Den Sternenhimmel konnte er bei seiner Arbeit auf den Feldern und Weiden gut beobachten. Bücher fand er im nahegelegenen Leipzig und dort lernte er auch Gottfried Kirch kennen, einen der führenden deutschen Astronomen der damaligen Zeit. Von ihm lernte Arnold jede Menge, vor allem über Kometen. 1680 war einer davon hell am Himmel über Deutschland zu sehen; entdeckte hatte ihn Gottfried Kirch, aber auch Arnold beobachtete ihn von seiner kleinen Sternwarte, die er sich am elterlichen Hof eingerichtet hatte. Und nur wenig später, am 15. August 1682 entdeckte Arnold selbst einen Kometen. Acht Tage später wurde er auch vom berühmten Astronom Johannes Hevelius beobachtet und dass der Amateur Arnold früher dran war, hat die Aufmerksamkeit der damaligen Fachwelt auf ihn gelenkt. Arnold veröffentlichte seine Beobachtungen des Kometen und auch wenn sich dann herausstellte, dass er doch nicht der erste war, der ihn gefunden hatte, war es sein Einstieg in die offizielle Welt der Astronomie. Und 1686 fand er dann - diesmal wirklich als erster in Europa - einen weiteren Kometen. Arnold beobachtete die Verfinsterungen der Jupitermonde, Doppelsterne, den Merkurdurchgang und als er 1695 mit nur 45 Jahren starb, war er ein durchaus angesehener Astronom. Wir werden uns den Kometen aus dem Jahr 1682, über den Arnold seine erste Arbeit geschrieben hat, noch genauer ansehen. Aber zuerst gehen wir ins Jahr 1715 in die Nähe von Dresden. Dort, im Dorf Cossebaude, wurde Johann Ludewig geboren. Auch er war der Sohn einer Bauernfamilie, auch er war schon als Kind wißbegierung und "empfand einen großen Appetit zum Bücherlesen", wie er selbst schrieb. Zuerst war er aber noch mit lesen beschäftigt und Ludewig las alles, was er kriegen konnte. Religiöse Bücher, aber auch welche über Astronomie und Philosophie. Und vor allem Mathe-Bücher. Denn Ludewig arbeitete nicht nur als Bauer, sondern auch als Steuereintreiber. Und damit er sich nicht dauernd zu seinen Ungunsten verrechnete, brachte er sich im Selbststudium neben seiner Arbeit auch noch die Mathematik bei: "Ich habe diese Lektionen unter all grobe Bauernarbeit einmischen müssen und nur hin und wieder eine Stunde oder etliche dazu anwenden können", schreibt Ludewig. Neben der Astronomie und Mathematik interessierte er sich auf für Philosophie und Logik und entwickelte daraus seine eigenen Gedanken über den Aufbau der Welt. 1753 lernte er den Finanzbeamten und Privatgelehrten Christian Gotthold Hoffmann kennen, der so beeindruckt von Ludewigs Wissen war, dass er ihn dazu ermuntert hat, ein Buch über sein Leben zu schreiben. Das tat Ludewig und er schrieb außerdem noch eine mathematisch-astronomische Analyse der Sonnenfinsternis die am 26. Oktober 1753 stattfand. Später schrieb er noch eine Abhandlung mit dem schönen Titel "Versuch, ob man behaupten könne, daß zu einer wahren Gelehrsamkeit viel Bücherlesen eben nicht nötig sey" in der er zu dem Schluss kam, dass man nicht unbedingt viele Bücher lesen muss, solange man die richtigen Bücher nur ordentlich genug liest. Alle drei Werke wurden 1756 unter dem Titel "Der gelehrte Bauer" zusammengefasst und als Buch veröffentlicht. Dieses Buch über den außerordentlich gebildeten Bauer aus dem Dresdner Umland verbreitete sich in ganz Europa. In Österreich las es der damalige Direktor der Universitätssternwarte Wien: Maximilian Hell - der nicht nur Astronom war, sondern auch Jesuit. Und als Katholik war es ihm gar nicht so recht, dass da ein sächsischer Bauer so prominent dargestellt wurde. Denn Ludewig kam aus einer protestantischen Gegend und wenn jemand von der Überlegenheit der katholischen Bildung überzeugt war, dann die Jesuiten. Also veröffentlichte Hell selbst ein kurzes Werk in seinem astronomischen Jahrbuch um auf die wissenschaftliche Leistung eines österreichischen Bauern hinzuweisen, der aus dem eindeutig katholischen Tirol stammte. Das war Peter Anich, geboren am 22. Februar 1723 in Oberperfuss in der Nähe von Innsbruck. Wie die bisher beschriebenen Bauernsöhne bekam auch Anich wenig organisierte Bildung. Aber er lernte ein bisschen was vom örtlichen Pfarrer, er war fasziniert von den Sternen und von seinem Vater bekam er diverse handwerkliche Kenntnisse vermittelt. Im Selbstudium brachte er sich bei, wie man eine Sonnenuhr baut und die entsprechenden mathematischen Berechnungen dafür durchführt. Solche Uhren waren auch im 18. Jahrhundert noch relevant, denn es gab zwar Kirchturmuhren, die aber regelmäßig neu justiert werden musste und dafür brauchte man eine möglichst genaue Sonnenuhr als Basis. 1751 wollte Anich es dann genau wissen und ging nach Innsbruck zu Ignaz Weinhart, Jesuit und damals Professor für Mathematik und Physik an der Universität. Weinhart gab Anich Privatunterricht für den der Bauer an seinen freien Tagen zu Fuß nach Innsbruck gehen musste; ein mehrstündiger Marsch in jede Richtung. Am Ende seiner Ausbildung sollte Anich für Weinhart einen Himmelsglobus bauen. Mit seinem astronomisch-mathematisch Wissen führte Anich die nötigen Berechnungen durch um insgesamt 1827 Sterne korrekt darstellen zu können. Dank seinem Wissen über Uhren und Mechanik konnte er ein Uhrwerk einbauen, dass den Globus analog zum realen Himmel drehen ließ und das von seinem Vater erlernte Drechslerhandwerk war die Grundlage für den Bau des Globus aus Holz. Das Stück erregte Aufmerksamkeit; Anich baute weitere Globen und Messinstrumente und begann auch sich mit Kartografie zu beschäftigen. Professor Weinhart regte beim kaiserlichen Hof an, dass man Anich mit der Erstellung einer Karte von Tirol beauftragen sollte. Was auch geschah und fünf Jahre lang zog Anich durch das ganze Land um alles genau zu vermessen. Er entwickelte die damaligen kartografischen Verfahren weiter und da er als Bauer auch einen guten Kontakt zu den Menschen hatte, konnte er jede Menge Namen von Bergen, Dörfern, und anderen geografischen Objekten in seine Karte aufnehmen, die bis dahin noch nicht offiziell erfasst worden waren. Der "Atlas Tyrolensis" wurde erst 1770, vier Jahre nach Anichs Tod veröffentlicht, mit Hilfe von Anichs Schüler und Nachfolger Blasius Hueber, ebenfalls Kind einer Bauernfamilie. Der Atlas von Tirol galt damals als die "bedeutendste angesehene und international bekannteste österreichische Karte". Sie ist fast fünf Quadratmeter groß, im Maßstab 1: 103.800. Sie ist heute noch von Bedeutung, zum Beispiel für die Gletscherforschung, da Anich die Ausdehnung der Gletscher sehr genau eingezeichnet hat, aber auch für die Erforschung historischer Ortsnamen. Gehen wir wieder zurück nach Sachsen. Dort wurde, in Tolkewitz bei Dresden, im Jahr 1705 Christian Gärtner geboren. Er war kein Bauer, sondern Sohn eines Zwirnhändlers; ein Beruf in dem er später selbst arbeitete. Dabei kam er immer wieder auch nach Leipzig, wo er Buchhändler, Studenten und vor allem Mechaniker traf. Von ihnen lernte er das Schleifen von Linsen und konnte jetzt endlich selbst Fernrohre bauen und der Leidenschaft nachgehen, die ihn seit seiner Kindheit fasziniert hatte: Die Beobachtung des Himmels. Er machte sich einen Namen als jemand, der Teleskope bauen konnte und Ahnung vom Himmel hatte; baute sich seine eigenen Sternwarte und wurde vom Fürsten in Dresden gebeten, eine Sternwarte zu bauen. Und vor allem war er Lehrer und Förderer von Johann Georg Palitzsch. Der war wieder ein Sohn aus einer Bauernfamilie und wurde ebenfalls in der Nähe von Dresden geboren. Und so wie alle anderen die bisher erwähnt wurden, als Kind an der Wissenschaft interessiert. Astronomie und Physik brachte er sich selbst bei; bis er Christian Gärtner kennenlernte. Dort konnte er das erste Mal durch ein Teleskop schauen; bei ihm fand er auch die Kontakte zur Dresdner Gelehrtenwelt. Palitzsch war oft zu Gast im "Mathematisch-Physikalischen-Salon", traf andere Forscher und erfuhr dort auch von der Arbeit des Engländers Edmond Halley. Der Zeitgenosse und Freund von Isaac Newton nutzte dessen neue Theorie der Gravitation um diverse Kometenbeobachtungen zu untersuchen. Und fand dabei heraus, dass viele Kometen, die man für unterschiedlich hielt, in Wahrheit wiederholte Sichtungen von dem selben Objekt sind, dass sich auf einer regelmäßigen Umlaufbahn um die Sonne befindet. Das letzte Mal war dieser Komet 1682 in der Nähe der Erde, es war genau das Objekt, dass damals Christian Arnold beobachtet hatte. Und Halley sagte die Wiederkehr dieses Kometen für das Jahr 1758 voraus. Halley selbst starb schon 1742, aber die Welt der Astronomie war gespannt: Würde der Komet wirklich zum vorhergesagten Zeitpunkt kommen? Und vor allem: Wer würde ihn als erster sehen? Es war keiner der professionellen Astronomen an den großen Sternwarten der Welt. Sondern der sächsische Bauernastronom Johann Georg Palitzsch, der mit dieser Beobachtung in ganz Europa berühmt wurde. Die Geschichten dieser Astronomen zeigen vor allem eines: Wenn man wirklich von den Sternen fasziniert ist, dann findet man auch einen Weg, sich damit zu beschäftigen. Wenn man aus einem bildungsfernen Umfeld stammt, ist es zwar ein wenig schwerer. Am Ende findet man seinen Weg zu den Sternen.

Kampf den Bärtierchen! Sternengeschichten Folge 532: Wie man das Leben auf der Erde ausrotten kann Ok, ich gebe zu, dass der Titel dieser Folge etwas pessimistisch klingt. Was ist das für ein komisches Thema; warum sollte man sich damit beschäftigen, wie man das Leben auslöschen kann? So was kommt in irgendwelchen Comics vor, wo Superbösewichte alles zerstören wollen. Aber die Wissenschaft hat doch hoffentlich besseres zu tun, als den Untergang der Welt zu planen? Hat sie natürlich, zum Beispiel die Suche nach Leben auf anderen Himmelskörpern. Aber genau deswegen muss man sich auch mit der Auslöschung des Lebens beschäftigen. Das Problem bei der Suche nach außerirdischem Leben ist ja, dass wir keine Ahnung haben, wie vielversprechend die ganze Angelegenheit ist. Wir kennen genau einen Himmelskörper im Universum, auf dem definitiv Leben entstanden ist und das ist die Erde. Wir wissen zwar mittlerweile halbwegs gut, wie sich das Leben in den letzten paar Milliarden Jahren entwickelt hat. Wir haben aber immer noch kaum eine Ahnung, was dazu geführt hat, DASS das Leben entstanden ist. Wir kennen nicht alle Voraussetzungen, die nötig sind, damit aus unbelebter Chemie lebendige Biologie entstehen kann. Was nichts anderes bedeutet: Wir können nicht sagen, wie wahrscheinlich es ist, dass irgendwo Leben entsteht. Was aber eine durchaus relevante Information wäre! Ebenso relevant ist aber auch das Gegenteil davon: Um zu wissen, wie wahrscheinlich es ist, dass man irgendwo Leben finden kann, müssen wir nicht nur wissen, wie wahrscheinlich es ist, dass es entsteht, sondern auch, wie wahrscheinlich Leben wieder ausgelöscht wird. Ich sage es zur Sicherheit noch einmal dazu: Es geht hier nicht um irgendwelche Science-Fiction-Szenarien. Ich rede nicht von intelligenten Aliens, die sich vielleicht durch irgendeinen Alien-Atomkrieg selbst auslöschen oder so. Es geht ganz allgemein um Leben. Um irgendwelche Pflanzen, Mikroorganismen, und so weiter. Die führen natürlich keinen Atomkrieg und man muss sich andere Ursachen anschauen, wenn man wissen will, was sie auslöschen könnte. Menschen sind nicht sehr widerstandsfähig, zumindest wenn man sie mit anderen Lebewesen vergleicht. Ein paar Minuten ohne Sauerstoff; ein paar Minuten in kochendem Wasser; ein bisschen zu viel Druck und wir sind tot. Andere Tiere halten da wesentlich mehr aus. Zum Beispiel die Bärtierchen - das sind keine Bären, sondern winzige Lebewesen, die höchsten 1,5 Millimeter groß werden. Sie leben quasi überall wo es Wasser gibt oder es feucht genug ist. In den Meeren, in den Flüssen und Seen, im Moos, auf Pflanzen, im Boden, und so weiter. Und sie sind zäh! Man kann sie auf -272 Grad abkühlen, also fast auf den absoluten Nullpunkt oder auf 150 Grad aufheizen und sie halten trotzdem noch durch, zumindest ein paar Minuten. Und wenn die Temperaturen nicht so extrem sind, dann tangiert sie das quasi gar nicht. Man kann sie dem extremen Druck am tiefsten Punkt des Ozeans aussetzen und sie kommen damit klar; ebenso wie den Bedingungen im Weltraum (zumindest einige Zeit lang). Man kann sie einer radioaktiven Strahlung aussetzen, die tausend mal stärker ist als die für Menschen tödliche Dosis und sie halten das locker aus. Kurz gesagt: Wenn wir einen Weg finden, die Bärtierchen auszurotten, dann haben wir mit ziemlicher Sicherheit auch einen Großteil des restlichen Lebens auf der Erde ausgelöscht. Im Prinzip gibt es drei Phänomene, die ausreichend mächtig wären, um das zu bewerkstelligen: Asteroideneinschläge, Supernova-Explosionen und Gammablitze. Fangen wir mit den Asteroideneinschlägen an: Da reicht natürlich nicht irgendein Asteroid. Dass die durchaus in der Lage sein können, ein Massensterben zu verursachen, haben wir ja in der Vergangenheit oft genug gesehen. Die Dinosaurier sind die prominentesten Opfer, aber bei weitem nicht die einzigen. Aber selbst bei diesem Ereignis vor 65 Millionen Jahren haben die meisten Fische im Meer überlebt. Und die Bärtierchen haben damals vermutlich nicht mal mit der Wimper gezuckt (wenn sie denn Wimpern gehabt hätten). Man müsste schon den gesamten Ozean zum Kochen bringen um sie in Bedrängnis zu bringen. Aber das würde man prinzipiell hinkriegen können. Um die Temperatur der Meere um 1 Grad zu erhöhen, muss man gut 6 x 10 hoch 24 Joule in sie hineinstecken. Das ist sehr viel Energie; ungefähr ein 1/70 der Energie die unsere Sonne pro Sekunde erzeugt oder 11 mal so viel Energie wie der Einschlag des Asteroids freigesetzt hat, der damals die Dinos ausgerottet hat. Aber selbst dann hat man die Temperatur nur um ein Grad erhöht. Wir brauchen hundert mal so viel! Man kann leicht ausrechnen, wie viel Masse ein Himmelskörper haben muss, damit seine Bewegungsenergie beim Einschlag ausreichend viel Wärmeenergie freisetzt um die Ozeane zum Kochen zu bringen: circa 2 Trillionen Kilogramm. Das klingt viel und ist auch viel. Aber wenn wir uns mal die Asteroiden im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter anschauen, dann finden wir einige, die das hinkriegen. Ceres, der größte Asteroid dort, hat zum Beispiel eine fast 500 mal größere Masse. Vesta und Pallas, die nächstgrößeren Asteroiden haben immer noch weit mehr als das hundertfache der Masse, die man braucht um die Ozeane zu verkochen. Insgesamt sind es gut 30 Asteroiden im Sonnensystem, die die Bedingung erfüllen. Dazu kämen dann natürlich noch ein Schwung großer Monde der Planeten und die Planeten selbst. Aber es ist definitiv nicht damit zu rechnen, dass ein anderer Planet auf der Erde einschlägt; genauso wenig wird ein Mond seinen Planeten verlassen und mit uns kollidieren. Und auch die ausreichend großen Asteroiden bewegen sich alle auf stabilen Bahnen und sind für uns nicht gefährlich. Wäre es anderes, dann wären solche Kollisionen in den vergangenen Milliarden Jahren ja schon passiert. Aber wir sehen, dass es zumindest prinzipiell möglich ist: Es gibt Asteroiden, die ausreichend viel Masse haben, um bei einer Kollision die Bärtierchen und alle anderen Tiere auszulöschen. Sehr wahrscheinlich ist es allerdings nicht. Über die gesamte typische Lebensdauer eines Planeten gerechnet, liegt die Wahrscheinlichkeit für so ein Ereignis bei unter einem Hunderttausendstel. Aber wie schaut es mit Gammablitzen und Supernova-Explosionen aus? In beiden Fällen handelt es sich um das, was passiert wenn große Sterne am Ende ihres Lebens explodieren. Dabei wird sehr viel potenziell gefährliche kosmische Strahlung frei und ganz besonders viel, wenn der explodierende Stern sehr groß ist, weswegen man dann nicht mehr von einer Supernova, sondern einem Gammablitz spricht. Wenn diese Strahlung auf die Erde trifft, dann kann sie einerseits die Ozonschicht schädigen, was zu noch mehr Strahlung auf der Erde führt, da diese Schicht eine Art Schutzschild vor der kosmischen Strahlung bildet. Gammablitze und Supernova-Explosionen können aber auch direkt Energie in die Ozeane übertragen und sie erwärmen. Wasser bildet allerdings auch einen Schutz vor kosmischer Strahlung und man kann sie ausrechnen, wie viel Strahlung in einer gewissen Tiefe noch übrig bleibt. Dann sieht man: Wenn man ausreichend viel Strahlung hat, um Bärtierchen in einer bestimmten Meerestiefe durch diese Strahlung zu töten, dann muss die so energiereich sein, dass der Ozean darüber allein dadurch darüber schon weggekocht ist. Es reicht also, sich auch hier auf den Temperaturanstieg zu konzentrieren. Eine Supernova, die ausreichend mächtig ist um die Ozeane zum Kochen zu bringen, müsste auf jeden Fall näher als 0,13 Lichtjahre sein. Das wäre quasi noch in unserem Sonnensystem; das entspricht der 8250fachen Distanz zwischen Sonne und Erde. Gut, es wäre in den äußersten Bereichen des Sonnensystems, aber es wäre enorm nahe und wir wissen, dass da bei uns kein großer Stern rumhängt. Der uns nächstgelegene Stern ist Proxima Centauri, in 4 Lichtjahren Entfernung und der ist erstens viel zu klein, um als Supernova zu enden. Und selbst wenn Proxima ein größerer Stern wäre, würde eine Supernova in dieser Entfernung bei uns gerade mal zu einem Temperaturanstiegt von 0,1 Grad in den Ozeanen führen. Gammablitze sind deutlich energiereicher und wenn wir den schlechtesten Fall annehmen, also davon ausgehen, dass die gesamte Energie so einer Mega-Explosion in Richtung Erde strahlt, dann reicht schon ein Abstand von gut 45 Lichtjahren um die Meere zum Kochen zu bringen. Es wird aber nicht jeder Stern am Ende seines Lebens einen Gammablitz erzeugen; das tun wirklich nur die, die sehr, sehr groß sind. Und von denen gibt es nicht sehr viele. Die Wahrscheinlichkeit, dass so ein Gammablitz ausreichend nahe stattfindet und dabei die ganze Strahlung in Richtung der Erde gelangt ist enorm gering und liegt bei einem 10 Milliardstel. Es ist also durchaus schwer, das ganze Leben auf einem Planeten auszulöschen. Und genaugenommen haben wir ja auch nicht vom gesamten Leben gesprochen, sondern nur vom tierischen Leben. Ok, die Pflanzen würden die beschriebenen Ereignisse auch nicht überleben. Aber die Welt ist ja voll mit Mikroorganismen; mit Bakterien und so weiter und die können durchaus noch zäher sein als die Bärtierchen. Es gibt Mikroorganismen, die kilometertief im Gestein leben und vermutlich nicht mal dann Probleme kriegen, wenn man die gesamte Erdkruste aufschmelzen würde. Es würde dann vermutlich wieder ein paar Milliarden Jahre dauern, bis sich aus diesen Überlebenden neue Tiere und Pflanzen entwickelt hätten. Aber sofern ma den Planeten nicht komplett zerstört und quasi zerbröselt, wird man die Mikroorganismen nur schwer los werden. Um Tiere und Pflanzen auszurotten muss man sich dafür vermutlich nicht ganz so anstrengen. Ein gewaltiger Asteroid oder ein Gammablitz vor der Haustür schaffen den Job zwar auf jeden Fall. Aber wenn man sich ein bisschen Zeit nimmt, dann geht es auch mit weniger Energie. Durch den menschengemachten Klimawandel sind wir ja gerade dabei, die Temperatur der Meere und der Atmosphäre zu erhöhen. Wir werden es natürlich nicht schaffen, die Meere zum Kochen zu bringen. Aber es reicht auch schon ein deutlich geringerer Anstieg, um die komplexen ökologischen Netzwerke und Nahrungsketten durcheinander zu bringen. Und wenn das Bärtierchen nix mehr zum Fressen findet, dann nutzt ihm seine Zähigkeit auch nichts. Wir können diese Folge also mit einem gemischten Fazit beenden. Es ist einerseits sehr unwahrscheinlich, dass ein einziges Ereignis das Leben auf der Erde auslöscht. Wir sollten aber trotzdem sehr gut darüber nachdenken, wie wir mit der Welt umgehen. Denn zumindest wir Menschen sind nicht so unverwundbar wie das Bärtierchen. Ich würde mich freuen, wenn ihr den Podcast für den Ö3-Podcast-Award nominiert: https://oe3.orf.at/podcastaward/stories/3030108/

Bringt uns zu eurem Anführer! Sternengeschichten Folge 531: Wer ist zuständig wenn die Aliens kommen? In den Science-Fiction-Filmen ist die Sache immer recht klar: Wenn dort jemand außerirdisches Leben entdeckt, dann landet die Sache sehr schnell auf dem Schreibtisch des amerikanischen Präsidenten. Und dort wird zusammen mit Militär und Geheimdiensten beschlossen, wie man weiter vorgehen muss und ob die Bevölkerung informiert werden soll. Nur ist das eben Science Fiction. Wie sieht es in der Realität aus? Dort ist die Sache, wenig überraschend, nicht ganz so eindeutig. Das fängt schon mal damit an, dass Wissenschaft im Allgemeinen nicht im Geheimen stattfindet. Vor allem nicht die Astronomie. Sternwarten stehen überall auf der ganzen Welt und die Menschen die dort forschen und arbeiten sind nicht alle beim Geheimdienst angestellt. Sondern ganz normale Menschen. Und dann sind da noch all die vielen Leute, die den Himmel Nacht für Nacht als Hobby beobachten. Mit der Geheimhaltung wird es da also schwer. Gut, wenn jetzt irgendwelche gigantischen Alien-Raumschiffe am helllichten Tag mitten in einer Stadt landen, dann ist die Sache sowieso klar. Aber lassen wir diesen doch eher unrealistischen Fall mal beiseite und schauen wir uns an, was in der Praxis passieren würde, wenn irgendwo jemand Anzeichen für die Existenz eines außerirdischen Raumschiffs entdecken würde, dass durchs Sonnensystem fliegt. Zuerst einmal kann man davon ausgehen, dass da nicht ein Astronom oder eine Astronomin steht und tatsächlich mit eigenen Augen durch ein Teleskop schaut und dort plötzlich ein Ding wie das Raumschiff Enterprise sieht. Vor allem, weil man in der Astronomie so gut wie gar nicht mit eigenen Augen durch Teleskope schaut. Das machen Kameras und man untersucht die Bilder die sie machen, später auf einem Computer. Vermutlich würde man also zuerst etwas sehen, das wie die typische Entdeckung eines Asteroiden oder Kometen aussieht. Also einen Lichtpunkt an einer Position, wo kein Stern ist und wo zuvor auch kein Lichtpunkt war. Solche Entdeckungen sind mittlerweile Standard und passieren fast in jeder Nacht. Man muss dann natürlich auch mehr Aufnahmen machen, am besten über mehrere Nächte hinweg. Und würde dann sehen, dass sich der Punkt bewegt; was aber noch immer nichts mit Raumschiffen zu tun hat. Denn Asteroiden bewegen sich ja auch. Erst eine längere und genauere Analyse würde dann eventuell zeigen, dass sich der Punkt nicht so bewegt wie ein natürlicher Himmelskörper. Also nicht nur allein durch den Einfluss der Gravitation der Sonne, sondern unter seiner eigenen Kraft, mit einem Antrieb. Und sobald das geklärt ist, greift man zum Telefon und wählt die Nummer des Präsidenten? Natürlich nicht. Abgesehen davon, dass die wenigstens Astronominnen und Astronomen die Nummer des Präsidenten haben, egal obs der amerikanische ist oder das Oberhaupt irgend eines anderen Landes: So schnell läuft das mit Entdeckungen nicht. Man muss zuerst mal ausschließen, irgendeinen Fehler gemacht zu haben. Deswegen wird man erst mal die Kolleginnen und Kollegen anderer Sternwarten bitten, die Beobachtung zu überprüfen. Was man vermutlich sowieso schon früher gemacht hat, als man noch dachte es mit einem Asteroid zu tun zu haben. Denn man hat ja nicht immer gutes Wetter um beobachten zu können. Andere wollen das Teleskop für ihre eigenen Zwecke benutzen. Und so weiter: Genau aus diesem Grund arbeiten die Forscherinnen und Forscher zusammen um ein einmal entdecktes Objekt nicht wieder zu verlieren. Außerdem hat man die Entdeckung sowieso schon an die entsprechenden Stellen gemeldet, man möchte ja klar machen, wer den Asteroid zuerst gefunden hat. Und die entsprechende Stelle ist in diesem Fall das "Minor Planet Center" der Internationalen Astronomischen Union. Also keine Regierungsbehörde, sondern eine wissenschaftliche Organisation. Halten wir also fest: Lange bevor klar ist, dass da ein Raumschiff durch die Gegend fliegt, wissen schon jede Menge Forscherinnen und Forscher auf der ganzen Welt darüber Bescheid, dass da ein potenziell interessanter Himmelskörper aufgetaucht ist. Und da die ganzen Daten öffentlich zugänglich sind, kann das im Prinzip auch der Rest der Welt wissen. Und innerhalb der Forschungsgemeinschaft wird diskutiert werden, ob man die komische Bewegung des "Asteroids" irgendwie anders erklären kann oder ob man es wirklich mit Aliens zu tun hat. Und, so wie in der Wissenschaft üblich, wird diese Diskussion eher auch nicht geheim stattfinden. Die Leute werden Fachartikel schreiben, sie veröffentlichen, und so weiter. Aber tun wir mal so, als hätte man wirklich einwandfrei ein außerirdisches Raumschiff identifiziert. Und bis auf eine Handvoll Kolleginnen und Kollegen weiß niemand davon. Sollte man jetzt das Staatsoberhaupt kontaktieren? Die Polizei anrufen? Kann man alles machen. Kann man auch nicht machen. Man kann auch irgendwen anderen anrufen oder niemanden. Denn es gibt keinen offiziellen Plan, an den man sich in so einem Fall halten müsste. Es gibt keine Gesetze, die diesen Fall abdecken. Zumindest nicht so detailliert, wie man es sich wünschen würde. Die in den Vereinten Nationen organisierten Länder haben schon ein paar völkerrechtliche Gesetze über den Weltraum geschlossen, die aber alle weitestgehend mit Menschen zu tun haben. Da wird zum Beispiel geregelt, wie der Weltraum und andere Himmelskörper erforscht werden (und das zum Beispiel kein Land Anspruch auf den Mond erheben kann). Oder wie man sich bei Notfällen im All gegenseitig zu helfen hat; wer verantwortlich ist, wenn Weltraumschrott auf die Erde fällt, und so weiter. Aber da steht nirgendwo drin, was zu passieren hat, wenn die Aliens kommen. Was nicht heißt, dass sich darüber niemand Gedanken gemacht hat. Insbesondere die Forscherinnen und Forscher, die im Bereich von SETI arbeiten haben das sehr ausführlich getan. "SETI" steht für "Search for Extraterrestrial Intelligence" und beschäftigt sich mit der Suche nach Spuren intelligenter außerirdischer Wesen; vor allem die Suche nach Signalen, die irgendwelche Alien-Zivilisationen vielleicht ins All geschickt haben. Da stellt sich ja die gleiche Frage: Wenn man irgendwann mal zweifelsfrei eine Botschaft aus dem All empfangen hat, die von Aliens abgeschickt worden ist, was macht man dann? Wer wird informiert und wann? Wer antwortet auf die Botschaft und wie? Im Laufe der Zeit sind da jede Menge Vorschläge gemacht worden. Zum Beispiel, dass man am besten schon vorher eine entspreche Antwort verfasst, weil vermutlich alles ziemlich konfus und hektisch wird, wenn man die Botschaft erst mal empfangen hat. Was prinzipiell sinnvoll klingt, aber in der Praxis auch eher komisch ist. Denn so eine vorbereitete Antwort kann notwendigerweise nicht auf das eingehen, was in der Alien-Botschaft drin steht. Und wer weiß, was die sich denken, wenn sie bei uns anrufen und dann quasi nur der Anrufbeantworter dran geht… Man sollte sich vor einer Antwort schon damit beschäftigen, was in der Botschaft steht. Das muss man natürlich erst mal rauskriegen und das wird unter Umständen nicht so einfach sein und kann länger dauern. Es braucht, so lauten viele Vorschläge, eine Art Komitee, eine offizielle Behörde oder irgendwas in der Art, die vor allem aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern besteht und sich mit der Antwort beschäftigt. Und die kann und soll man dann am besten wirklich schon gründen, bevor es soweit ist. Bei der Kommunikation mit der Öffentlichkeit könnte man sich - auch das ein Vorschlag - an der Kommunikation von Nuklearunfällen orientieren. Wenn man sich allerdings ansieht, wie das in der Vergangenheit in der Realität abgelaufen ist, ist das eventuell auch keine so gute Idee. Natürlich besteht immer die Gefahr, dass ein einziges Land die Information für sich behalten will. Da Wissenschaft aber eigentlich fast nur noch international funktioniert, wird das schwierig. Aber sicherheitshalber sollte so ein Komitee oder so eine Behörde natürlich übernational organisiert sein. Und, auch das wurde in einem wissenschaftlichen Artikel so ausgeführt, wenn einmal die Aliens da sind, ist das mit den Streitigkeiten der Länder vermutlich eh bald vorbei. Weltmächte wie die USA oder Russland wären dann angesichts der Aliens nur mehr so wichtig wie es heute Andorra, Monaco oder San Marino sind. Das offizielleste was es an Plänen für den Erstkontakt gibt, sind auf jeden Fall die Richtlinien, die die SETI-Forschung 1990 veröffentlicht und 2010 aktualisiert hat. Da drin steht, dass man zuerst natürlich einmal so gut wie nur irgendwie möglich sicher stellen muss, dass man es wirklich mit einer Alien-Botschaft zu tun hat. Und dann soll alles was man darüber weiß komplett der Öffentlichkeit, der restlichen wissenschaftlichen Gemeinschaft und der UNO bekannt gegeben werden. Genauer gesagt: Der UN-Generalsekretärin bzw. dem UN-Generalsekretär. Was übrigens auch der einzige Punkt ist, der tatsächlich so in einem völkerrechtlichen Vertrag steht. Seit dem 10. Oktober 1967 gibt es den Weltraumvertrag, bzw. den Vertrag über die Grundsätze zur Regelung der Tätigkeiten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper wie es offiziell heißt. Dort kann man in Artikel XI lesen "Um die internationale Zusammenarbeit bei der friedlichen Erforschung und Nutzung des Weltraums zu fördern, unterrichten die Vertragsstaaten, die im Weltraum einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper tätig sind, den Generalsekretär der Vereinten Nationen sowie die Öffentlichkeit und die wissenschaftliche Welt in größtmöglichem Umfang, soweit irgend tunlich, von der Art, der Durchführung, den Orten und den Ergebnissen dieser Tätigkeiten. Der Generalsekretär der Vereinten Nationen ist gehalten, diese Informationen unmittelbar nach ihrem Eingang wirksam weiterzuverbreiten" Ok, das ist sehr allgemein und von Aliens steht da nichts. Aber immerhin werden die Vereinten Nationen als offizielle Ansprechpartner für Forschungsergebnisse im All genannt. Ob man dann aber wirklich bei der UNO anruft, wenn man Aliens entdeckt hat, bleibt offen. Deutschland zumindest hat keinen offiziellen Plan, und das ist offiziell. Am 7. August 2018 gab Ulrich Nußbaum, damals Staatssekretär im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie die Antwort auf eine Frage des Bundestagsabgeordneten Dieter Janecek von den Grünen. Die Frage lautete: "Welche Vorkehrungen, Protokolle oder Pläne für einen möglichen Erstkontakt mit außerirdischem Leben gibt es auf Seiten der Bundesregierung und der ihr unterstellten Behörden, und in welchen konkreten Fällen war die Möglichkeit eines solchen Kontaktes Gegenstand eines bi- oder multilateralen Gesprächs mit anderen Staaten?". Die Antwort: "Für einen möglichen Erstkontakt mit außerirdischem Leben gibt es keine Protokolle oder Pläne, da die Bundesregierung einen Erstkontakt auf dem Territorium der Bundesrepublik Deutschland nach heutigem wissenschaftlichem Kenntnisstand für äußerst unwahrscheinlich hält" In Österreich ist die rechtliche Lage übrigens ein wenig anders. Denn im Gegensatz zu Deutschland gehört Österreich zu den wenigen Ländern, die den sogenannten "Mondvertrag" der Vereinten Nationen ratifiziert haben. Offiziell heißt es "Übereinkommen zur Regelung der Tätigkeiten von Staaten auf dem Mond und anderen Himmelskörpern" und war als Erweiterung des Weltraumvertrags von 1967 gedacht. Das haben aber nur 18 Staaten ratifiziert, unter anderem eben Österreich. In Artikel 5, Absatz 3 dieses Vertrags kann man aber lesen: "Bei der Ausübung ihrer Aktivitäten sollen die Staaten unverzüglich den UN-Generalsekretär, sowie die Öffentlichkeit und die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft von allen Phänomenen informieren, die sie im Weltraum, inklusive dem Mond, entdecken und die eine Gefahr für das Leben und die Gesundheit der Menschheit oder irgendwelche Anzeichen von organischem Leben darstellen". Sollte also in Zukunft eine österreichische Weltraummission auf dem Mond oder irgendwo sonst im All auf die Spuren von Aliens treffen, dann wird die UNO einen Anruf aus Wien bekommen müssen.

Die Kirche schaut in den Himmel Sternengeschichten Folge 530: Die Vatikanische Sternwarte Heute geht es um die Sternwarte des Vatikan. Und vielleicht fragt sich jetzt der eine oder die andere, wieso der Papst ein eigenes Observatorium braucht? Was hat die katholische Kirche mit einer wissenschaftlichen Forschungseinrichtung am Hut? Und was wird da überhaupt erforscht? Ok - die ersten beiden Fragen sind recht einfach zu beantworten. Ich habe in den vergangenen Folgen immer wieder Mal über Zeitrechnung und Zeitmessung erzählt. Das erscheint uns heute, wo es überall Uhren und Kalender gibt, sehr trivial. Aber früher war es nicht so einfach, einen exakten Überblick über die Uhrzeit oder den Jahreslauf zu haben. Im Alltag war das auch nicht unbedingt dramatisch wichtig. Man ist aufgestanden, wenn es hell wurde und wenns dunkel geworden ist, ging man halt wieder ins Bett. Die Menschen haben keine Terminkalender gehabt, die Minute für Minute durchgeplant war; wenn man verreist ist, war man sowieso ein paar Tage oder Wochen unterwegs und ob man da jetzt ein paar Stunden früher oder später ankommt, war egal. Aber ein paar Situationen gab es dann schon, wo es wichtig war, die genaue Zeit zu kennen. Die Landwirtschaft musste halbwegs genau darüber Bescheid wissen, wann der Frühling anfängt, der Herbst beginnt, und so weiter, um alles entsprechend zu organisieren. Und die Kirche musste wissen, wann die religiösen Feste gefeiert werden müssen. Gerade beim wichtigsten Fest der Christen - Ostern - ist das gar nicht so einfach zu bestimmen; es ist ein bewegliches Fest, das jedes Jahr an einem anderen Tag gefeiert wird und dessen genaues Datum von den Mondphasen, dem Lauf der Sonne, und ein paar anderen Details abhängt. Kurz gesagt: Wer genau wissen will, wie spät es ist und genau wissen will, wie der Kalender läuft, konnte das früher nur durch entsprechende und langwierige astronomische Beobachtungen herausfinden. Um die Verbindung zwischen Kirche und Astronomie zu sehen, müssen wir ja nur schauen, welchen Kalender wir heute immer noch benutzen. Es ist der sogenannte Gregorianische Kalender und der heißt deswegen so, weil seine Einführung 1582 von Papst Gregor XIII. verordnet worden ist. Der alte, noch aus der Antike stammende julianische Kalender war viel zu ungenau und deswegen brauchte es eine Reform. Und die notwendigen astronomischen Beobachtungen und Berechnungen für einen besseren Kalender. Das dafür eingerichtete Institut, das 1578 auch eine eigene Sternwarte bekam, war der Ursprung der heutigen Vatikansternwarte. Geleitet wurde und wird die Einrichtungen von Mitgliedern des Jesuitenordens. Nach seiner Gründung im Jahr 1534 hat sich dieser Orden auf die Bildung konzentriert, um die Mitarbeiter der Kirche besser ausbilden zu können. Die Jesuiten haben dabei nicht nur auf religiöses Wissen gesetzt, sondern auch die klassischen Wissensdisziplinen des Mittelalters unterricht, zu denen auch Mathematik, Geometrie und Astronomie gehören. Es ist deswegen nicht überraschend, dass sich unter ihnen auch jede Menge Astronomen finden, die wichtige Beiträge zur Forschung geleistet haben. Zum Beispiel Christoph Clavius, der erste Leiter der Sternwarte der auch die Arbeiten zur Kalenderreform durchgeführt hat. Er war und blieb zwar ein Anhänger des geozentrischen Weltbilds, stellte mit seinen Beobachtungen aber fest, dass die alte Sicht des Universums, nach der der Himmel auf ewig unveränderlich sein muss, nicht stimmen konnte. Sein Nachfolger als Leiter der Sternwarte war Christoph Grienberger. Er war ein Freund von Galileo Galilei und hat dessen Entdeckungen auch privat zugestimmt. Als Vertreter der Kirche schrieb er beim Prozess zu Galileis angeblicher Ketzerei zwar ein eher wohlwollendes Gutachten, das aber dann doch zu zurückhaltend war, um ihn vor der Verurteilung zu schützen. Er war auch an der Erfindung der parallaktischen Montierung beteiligt, eine heute weit verbreitete Art, ein Teleskop zu montieren, so dass man es leicht mit der scheinbaren Bewegung der Sterne mitführen kann. 1850 hat Angelo Secchi die Leitung der Sternwarte übernommen, der sich dort mit der damals gerade in Entstehung begriffenen Spektroskopie beschäftigt hat. Er gehörte zu den ersten, die das Sternenlicht mit optischen Instrumenten in seine Bestandteile aufspaltete. Heute ist das eine der wichtigsten Methoden in der modernen Astronomie, wenn man herausfinden will, woraus ein Stern besteht. Damals war es komplettes Neuland; Secchi fand aber bei seiner Forschung immerhin ein paar markante Unterschiede die er für eine erste Einteilung der Sterne anhand ihrer Spektralklassen nutzte. Sie wurde zur Grundlage der heute immer noch verwendeten Harvard-Klassifikation, bei der die Sterne in die Spektralklassen O, B, A, F, G, K und M unterteilt werden, wie ich in Folge 132 ja schon ausführlich erklärt habe. Neben den fernen Sternen hat sich Secchi auch mit der Sonne beschäftigt und bei der Sonnenfinsternis im Jahr 1860 das erste Foto der Sonnenkorona gemacht, also der äußersten Schicht der Sonnenatmosphäre die normalerweise zu schwach leuchtet, um beobachtet zu werden. Ein paar Jahre nach Secchis Tod musste die Sternwarte übersiedeln; der alte Kirchenstaat wurde vom 1870 neu entstandenen Königreich Italien aufgelöst und musste große Bereichen seiner ehemaligen Fläche abgeben. Dazu hat auch das Gelände der Sternwarte gehört, weswegen der damalige Papst Leo XIII einen Neubau angeordnet hat. Zuerst noch innerhalb von Rom, Anfang des 20. Jahrhunderts ist man dann aber ins Castel Gandolfo übersiedelt, wo sich die Sommerresidenz des Papstes befindet, die ebenfalls und heute immer noch Eigentum des Vatikans ist, obwohl sich das Gebiet 25 Kilometer außerhalb von Rom befindet. So wie anderswo auf der Welt in den großen Städten war es auch in Rom längst nicht mehr möglich, wirklich gute astronomische Beobachtungen anzustellen; dafür war es dort mittlerweile viel zu hell. Draußen auf dem Land aber war es noch dunkel und die Forscher an der Vatikansternwarte wollten gute Daten haben, um sich am internationalen Projekt der "Carte du Ciel" beteiligen zu können. Ich habe davon in Folge 301 mehr erzählt; es war eines der ersten wirklich großen, internationalen Vorhaben in der Astronomie. Ziel war es, den gesamten Himmel mit fotografischen Aufnahmen zu katalogisieren, mit einheitlichen Methoden und Instrumenten. Um den kompletten Himmel abzudecken, waren Sternwarten auf der ganzen Welt nötig und die Vatikansternwarte war eine davon. Die unzähligen Aufnahmen zu vermessen und die Daten zu berechnen war natürlich auch jede Menge Arbeit. Heute würde man so etwas mit Computern erledigen und damals hat man das auch getan. Nur das mit dem Wort "Computer" keine Maschinen bezeichnet worden sind, sondern Menschen, die für die Rechenarbeit zuständig waren. Und sehr oft waren diese Menschen Frauen. Vor allem und leider deswegen, weil man ihnen damals deutlich weniger Gehalt bezahlen musste als Männern und so die viele Arbeit billiger erledigen konnte. Diese Frauen waren aber nicht nur mechanische Rechnerinnen; sie machten sich durchaus auch Gedanken über das, was sie da taten und wir verdanken ihnen jede Menge wichtige Entdeckungen. An der Harvard-Sternwarte in den USA gab es eine ganze Gruppe von ihnen, unter anderem Henrietta Swan Leavitt, die heraus fand, wie man die Entfernung zu bestimmten Sternen messen kann und damit die Grundlage legte, um zum Beispiel die Expansion des Universums entdecken zu können oder die Messung der Distanz zu anderen Galaxien. Im Vatikan musste man sich nicht so viele Gedanken über die Bezahlung der Mitarbeiter machen, aber auch hier setzte man Frauen ein, um die aufwendigen Rechenarbeiten zu erledigen. Vier Nonnen wurden rekrutiert, um die hunderttausenden Sterne aus den Carte-du-Ciel-Fotografien zu vermessen. Insgesamt waren es 481.215 Sterne und es war ein wenig peinlich, dass man zwar diese Zahl kannte, aber lange Zeit nicht die Namen dieser Frauen. Erst 2016 fand Sabino Maffeo, damals immerhin schon 93 Jahre alt, beim Ordnen von Unterlagen in der Vatikansternwarte ein paar alte Dokumente und darin die ganze Geschichte. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde der österreichische Jesuit und Astronom Johann Hagen Direktor der Sternwarte. Er war zwar ein guter Astronom, aber nicht so gut beim Rechnen und Auswerten der Daten. Also schrieb er an diverse Nonnenklöster und fragte dort nach Frauen, die ein gutes Sehvermögen, Geduld und einen Hang zu methodischer Arbeit hatten. Die Klöster waren davon nicht so begeistert, denn astronomische Arbeit gehörte nicht zu ihrem Aufgabengebiet und man wollte die Nonnen lieber für anderes einsetzen. Ein Kloster aber schickte zwei Schwestern und dann später zwei weitere und diese vier Frauen arbeiteten 11 Jahre lang an der Vatikansternwarte bei der Auswerung der Daten. Dafür bekamen sie 1920 sogar eine Privataudienz beim Papst und einen goldenen Kelch als Dank. Dann sind ihre Namen aber in Vergessenheit geraten und erst 2016 dank der Entdeckung von Sabino Maffeo wieder bekannt: Emilia Ponzoni, Regina Colombo, Concetta Finardi und Luigia Panceri. Die Vatikansternwarte ist heute ein sehr moderne Einrichtung die nicht nur von Italien aus arbeitet. Seit 1993 betreibt sie am Mount Graham in Arizona gemeinsam mit der dortigen Universität das Vatican Advanced Technology Telescope (VATT), das immerhin einen 1,8m großen Spiegel hat. An der Vatikansternwarte werden alle modernen astronomischen Themen erforscht, von Asteroiden über Galaxien bis hin zu dunkler Materie, Exoplaneten und Kosmologie. Es mag immer noch seltsam erscheinen, dass die katholische Kirche eine solche Forschungseinrichtung betreibt. Immerhin kann man definitiv nicht leugnen, dass sich die Kirche immer wieder dem wissenschaftlichen Fortschritt in den Weg gestellt hat. Aber ebenso wenig kann man die wissenschaftliche Arbeit der diversen Angehörigen der Kirche in den letzten Jahrhunderten leugnen. Die Welt ist halt nicht so schwarz/weiß wie wir uns das oft vorstellen. José Gabriel Funes, der bis 2015 Direkter der Sternwarte war, hat in einem Interview einmal gesagt: "Wir leben in einem Universum von 100 Milliarden Galaxien. Schon das ist ja eigentlich nicht mehr zu glauben. Da ist es eine sehr menschliche und tiefe Frage: warum gibt es so viele Galaxien und nicht einfach Nichts? Als Wissenschaftler können wir den Ursprung der Galaxien untersuchen und erklären, wie sie sich geformt haben. Wie es zu Sternen und Planeten kam. Ich habe keine Antwort, wie es zu diesem wundervollen Universum kam. Doch vor allem erzählt und spiegelt für mich die Schönheit des Universums die Schönheit des Schöpfers." An einen Schöpfer und dessen Schönheit kann man glauben. Oder nicht. Aber dass auch die Kirche von der Schönheit des Universums beeindruckt ist und sich damit beschäftigen will, ist absolut verständlich.

Raus aufs Land Sternengeschichten Folge 529: Das galaktische Antizentrum Im Zentrum unserer Galaxie ist jede Menge los. In einer Kugel mit circa 3 Lichtjahren Durchmesser rund um das Zentrum drängen sich 10 Millionen Sterne - und dass das sehr viele Sterne sind, sieht man schnell, wenn man sich überlegt, dass zwischen unserer Sonne und dem ihr nächstgelegenen Stern ein Abstand von vier Lichtjahren ist. Inmitten dieses Sterngewusels im Zentrum der Milchstraße sitzt ein gewaltiges schwarzes Loch das vier Millionen mal mehr Masse hat als unsere Sonne. Seine Schwerkraft schleudert die Sterne mit enormen Geschwindigkeiten herum; die Bewegung der Sterne im Zentrum ist generell eher chaotisch und die ganze Gegend nicht sonderlich lebensfreundlich. Wenn einer der Sterne als Supernova explodiert, dann werden seine vielen nahen Nachbarn dadurch ebenfalls beeinflusst und die gesamte kosmische Strahlung all dieser dicht an dicht stehenden Sterne wäre für die Existenz von Leben ebenfalls nicht sehr zuträglich. Wir können froh sein, dass wir gut 25.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt sind, in den äußeren Bereichen der Milchstraße geht es ein wenig beschaulicher zu. Wäre unsere Galaxie eine Stadt, dann würden wir in Vororten leben, quasi im Speckgürtel der Milchstraße. Aus unserer Sicht ist es spannend, auf das Zentrum zu blicken; gerade weil dort so viel passiert. Genau so spannend kann es aber auch sein, in die entgegengesetzte Richtung zu blicken. Also, um im Bild zu bleiben, nicht hinein ins wuselnde Stadtzentrum sondern hinaus, aufs platte Land, dort wo wirklich gar nichts mehr los ist. Zumindest scheinbar, denn wenn es um die Milchstraße geht, kann man aus der Beobachtung des galaktischen Antizentrums überraschend viel lernen. Und dazu sollten wir vielleicht klären, was mit einem "Antizentrum" überhaupt gemeint ist. Das Zentrum ist klar; dass ist die Mitte und bei einer im Wesentlichen scheibenförmigen Struktur wie unserer Milchstraße ist das auch einigermaßen leicht zu definieren. Da kann es nur ein Zentrum geben - aber was ist das Gegenteil der Mitte? Der Rand? Ja, und Nein. In der Astronomie wird als "galaktisches Antizentrum" einfach der Punkt bezeichnet, der von uns aus gesehen dem galaktischen Zentrum genau gegenüberliegt. Wir können dafür wieder auf das praktische Bild der Himmelskugel zurückgreifen. Wir tun so, als wären wir in der Mitte des Universums und sehen alle Sterne und andere Himmelskörper wie auf einer großen Kugelschale um uns herum. So schaut es ja auch tatsächlich aus, wenn wir zum Himmel blicken und lange Zeit hat man auch geglaubt, dass die Welt exakt so organisiert ist und die Sterne wirklich nur Lichter sind, die auf irgendeiner fernen Kristallsphäre montiert sind. Die Realität ist natürlich eine andere, aber es ist in manchen Fällen praktisch, so zu tun, als würde es die Himmelskugel tatsächlich geben. Auf dieser fiktiven Sphäre sehen wir das Zentrum der Milchstraße auf jeden Fall dort, wo sich das Sternbild Schütze am Himmel befindet. Und wenn wir uns jetzt einmal um 180 Grad drehen, dann schauen wir auf die Sternbilder Fuhrmann und Stier. Genau an der Grenze zwischen ihnen findet wir den Stern Elnath, der zu den 50 hellsten Sternen des Himmels gehört und daher gut zu sehen ist. Wenn wir auf diesen Stern schauen, dann schauen wir fast genau auf das galaktische Antizentrum. Schön und gut - aber warum sollte uns das interessieren? Dort sitzt kein schwarzes Loch um das sich alles dreht; dort sausen keine Sterne wild herum. Dort ist, wie es sich für ein Antizentrum gehört - nicht viel los. Aber genau das ist auch der Grund, warum diese Gegend für die Forschung interessant ist. Wir können ein weiteres Mal den Vergleich zwischen Stadt und Land verwenden. In der Stadt und vor allem im Stadtzentrum passiert jede Menge. Da geschehen neue Dinge; es eröffnen neue Geschäfte; es schließen Geschäfte, die neuen Filme und Theaterstücke werden dort als erstes aufgeführt, und so weiter. Es ist alles sehr lebendig und die Dinge ändern sich schnell. Draußen am Land läuft alles ein wenig langsamer ab. Es gibt weniger Veränderung und manchmal kommt es einem so vor, als wäre die Zeit dort stehen geblieben. Das ist, wenn es um den Vergleich von Stadt und Land geht, natürlich ein wenig übertrieben. Aber auch nicht völlig falsch und beim galaktischen Antizentrum definitiv korrekt. Die Sterne, die sich dort draußen, am Rand der Milchstraße befinden, bewegen sich viel langsamer als die, die weiter drinnen ihre Runden ziehen. Die Abstände zwischen den Sternen sind viel, viel größer und damit auch die gravitativen Störungen, die sie aufeinander ausüben. Das bedeutet, dass wir dort auch die Vergangenheit der Milchstraße besonders gut erforschen können. Unsere Galaxis war ja nicht immer genau so, wie wir sie heute sehen. Es würde zu weit führen, jetzt die gesamte Geschichte einer Galaxie zu erzählen. Die Milchstraße ist alt, fast so alt wie das Universum selbst. Aber bei ihrer Entstehung war sie - so wie alle anderen Galaxien - noch nicht so groß wie heute sondern eine vergleichsweise kleine Gruppe von Sternen. Sie ist durch die Verschmelzung mit anderen kleinen Galaxien gewachsen und dieser Prozess ist noch nicht abgeschlossen. Wie ich in Folge 418 erzählt habe, wird sie in ein paar Milliarden Jahren mit der Andromedagalaxie verschmelzen und eine noch größere Galaxie werden. Es ist schwer, heute noch Spuren dieser vergangenen Wachstumsschritte zu finden. Die Sterne haben sich im Laufe der Zeit miteinander vermischt und wenn wir ins hektische Zentrum der Milchstraße schauen, finden wir gar keine Spuren mehr von dem, was früher vielleicht war. In den Außenbereichen läuft es aber - wie gesagt - ein wenig langsamer ab. Unterschiede zwischen verschiedenen Sternengruppen können dort unter Umständen immer noch beobachtet werden; es war noch zu wenig Zeit, als dass sich auch dort alles vermischt hat. Störungen wirken sich nur langsam aus und die aus der Verschmelzung zweier Galaxien entstandenen Besonderheiten bleiben länger bestehen. Beim Blick nach außen können wir auch nicht nur die Außenbereiche der galaktischen Scheibe beobachten sondern gleichzeitig auch den Halo, also die große kugelförmige Region um die Scheibe der Milchstraße herum. Dort befinden sich jede Menge alte Kugelsternhaufen, Gaswolken und alte Einzelsterne und auch die Sternströme, von denen ich in Folge 177 erzählt habe und die die letzten Überreste von fremden Galaxien sind, die die Milchstraße früher mal verschluckt hat. Dazu kommt: Der Blick ins Zentrum der Milchstraße ist uns fast komplett durch Staubwolken verstellt und wir brauchen Radio- und Infrarotteleskope, um dort etwas zu sehen. In Richtung Antizentrum ist naturgemäß weniger los und wir können sehr viel besser und genauer beobachten, was dort passiert. Zum Beispiel mit dem GAIA-Weltraumteleskop, dass bei seiner exakte Vermessung von knapp 2 Milliarden Sternen der Milchstraße natürlich auch das galaktische Antizentrum untersucht hat. Wir wissen jetzt, wie schnell und in welche Richtung sich die Sterne dort bewegen und die Daten sind äußerst interessant. Ich spare mir die mathematisch-wissenschaftlichen Details dieser Analyse - aber ein Ergebnis besteht zum Beispiel in der Erkenntnis, dass die Scheibe der alten, quasi ursprünglichen Scheibe der Milchstraße sehr viel kleiner ist als die heutige. Die Sterne, die aus der Verschmelzung der Milchstraße mit der Gaia-Enceladus-Galaxie vor gut 9 Milliarden Jahren stammen, reichen weit über diese ursprüngliche Scheibe hinaus (davon habe ich im Detail in Folge 480 gesprochen). Man hat auch entdeckt, dass die Scheibe der heutigen Milchstraße in den Außenbereichen ein wenig verbogen ist und hat auch diverse andere Hinweise auf gravitative Störungen und Einflüsse entdeckt. Worin sie genau bestehen, ist noch nicht eindeutig bekannt. Aber auch hier wird die weitere Erforschung des Antizentrums neue Erkenntnisse bringen. Es ist wirklich ein ganz besonderer Ort. Wenn es um das Verständnis von Galaxien an sich geht, haben wir ja enorm viel aus der Beobachtung anderer Galaxien gelernt. Lange bevor wir wussten, welche Form unsere eigene Milchstraße hat, haben wir die vielen unterschiedlichen Möglichkeiten bei anderen, weit entfernten Sternensystemen gesehen. Wir sitzen ja mitten in der Galaxis und so wie man mitten im Wald vor lauter Bäumen kaum etwas über die Form des Waldes sagen kann, ist es schwer, die Milchstraße von innen heraus zu verstehen. Aber wenn es um die Außenbereiche einer Galaxie geht, hilft uns die Beobachtung ferner Objekte nicht viel. Denn dort befinden sich nunmal wenig Sterne und es ist schon schwer genug, weit entfernte Galaxien zu beobachten, weil von da nur so wenig Licht zu uns kommt. Die noch viel lichtschwächeren Außenbereiche dieser Galaxien sind im Detail so gut wie gar nicht zu untersuchen. Bei unserer Milchstraße klappt das aber recht gut; wir sitzen ja quasi auf halben Weg zwischen Zentrum und Rand. Und wenn wir den Blick vom Trubel in der Mitte abwenden und auch ab und zu mal in die scheinbar langweiligen Regionen draußen am galaktischen "Land" werfen, können wir dort Dinge lernen, die wir nirgendwo anders herausfinden können.

Kaum da und schon wieder weg Sternengeschichten Folge 528: P Cygni - Das spontane Auftauchen eines Riesensterns Im Sommer ist in Mitteleuropa das Sternbild Schwan schön und deutlich am Himmel zu sehen. Die markante kreuzförmige Konstellation mit dem hellen Deneb als Schwanz ist kaum zu übersehen. Ein bisschen genauer muss man hinsehen, wenn man in der Mitte des Kreuzes den Stern P Cygni erkennen will. Er ist mit freiem Auge durchaus sichtbar, aber kein extrem heller Stern. Trotzdem ist es überraschend, dass man diesen Stern erst am 18. August 1600 entdeckt hat. Der niederländische Astronom und Kartograf Willem Blaeu, ein Schüler des großen Astronoms Tycho Brahe, arbeitete damals an einem Himmelsglobus und bei den dafür nötigen Beobachtungen fand er im Sternbild Schwan einen hellen Stern, den überraschenderweise vorher noch niemand auf irgendwelchen Karten verzeichnet hatte. Schon bald war klar, dass es sich dabei um keinen normalen Stern handeln konnte. Denn er wurde immer dunkler und dunkler und 1626 verschwand er wieder. Mit bloßem Auge konnte er nicht mehr beobachtet werden. Erst 1655 tauchte er, so wie damals 1600, wieder am Himmel auf; nur um 1662 ein weiteres Mal zu verschwinden. Das Versteckspiel ging weiter, aber in den letzten Jahrhunderten blieb er sichtbar und wurde langsam heller und heller. Er ist nicht mehr so hell, wie er damals 1600 bei seinem ersten dokumentierten Auftauchen zu sehen war - aber er ist noch ohne Hilfsmittel sichtbar. Seinen Namen hat der Stern vom Sternbild des Schwans, auf lateinisch "Cygnus" und dem Sternkatalog "Uranometria", den Johann Bayer im Jahr 1603 veröffentlicht hat und in dem die Sterne eines Sternbilds mit griechischen Buchstaben nach Helligkeit sortiert werden beziehungsweise mit lateinischen Buchstaben, wenn die griechischen nicht mehr ausgereicht haben. "P Cygni" also und es lohnt sich, einen genauen Blick auf diesen Stern zu werfen. Was gar nicht so einfach ist, denn wir wissen immer noch nicht exakt, wie weit dieser Stern entfernt ist. Mindestens 5000 Lichtjahre; es können aber auch bis zu 7000 Lichtjahre sein. Dass man einen Stern in dieser Entfernung von der Erde aus überhaupt noch sehen kann, bedeutet, dass es sich um einen extrem hellen Himmelskörper handeln muss. Und tatsächlich ist er mindestens 500.000 mal leuchtkräftiger als die Sonne; vielleicht leuchtet er sogar fast eine Million mal stärker. Dafür muss er natürlich auch sehr heiß sein: P Cygni hat eine Oberflächentemperatur die irgendwo bei 18.000 bis 20.000 Grad liegt; sehr viel mehr als die Sonne mit ihren nur knapp 5500 Grad. Die Masse von P Cygni ist 30 bis 60 Mal größer als die der Sonne und sein Radius ist 76 mal größer. Es handelt sich also um einen gewaltigen Stern, in jeglicher Hinsicht. P Cygni ist das, was man einen "Leuchtkräftigen Blauen Veränderlichen" nennt. Leuchtkräftig und blau ist klar; ein Stern mit so einer großen Masse kann nicht anders als extrem heiß und damit hell zu sein. Die ganze Masse drückt mit enormer Kraft auf das Zentrum des Sterns und entfacht dort ein gewaltiges Kernfusionsfeuer; die Wasserstoffatome in seinem Inneren werden mit enormer Geschwindigkeit fusioniert und gewaltige Mengen an Strahlung bahnen sich ihren Weg nach außen und blähen den Stern dabei auf. Ein so heißer Stern ist auch zwangsläufig blau; es fehlt also noch der Teil mit dem "Veränderlichen". Es gibt zwar durchaus auch jede Menge Sterne, die ihre Helligkeit verändern. Das tun sie aber meistens periodisch; sie werden also in wiederkehrenden zeitlichen Intervallen heller und dunkler und diese Schwankungen sind im Allgemeinen auch deutlich weniger stark als bei P Cygni. Wenn ständig Sterne so hell bzw. dunkel werden, dass sie für unsere Augen vom Himmel verschwinden oder plötzlich auftauchen, dann hätten wir das im Laufe der Zeit ja durchaus bemerkt. Und wenn doch einmal Sterne plötzlich auftauchen, dann handelt es sich um eine "Supernova"-Explosion, also um die letzten Momenten im Leben eines großen Sterns, der explodiert wenn er in seinem Inneren keine Kernfusion mehr durchführen kann, in sich zusammenfällt und dabei explodiert. Diese gewaltige Eruption und ihr Nachleuchten sieht für uns aus wie ein Stern, der plötzlich dort am Himmel auftaucht, wo vorher keiner war. Irgendwann ist die Supernova erloschen und dann sehen wir nichts mehr; zumindest nicht ohne optische Hilfsmittel. Dass aber ein Stern wie P Cygni immer wieder verschwindet und dann doch wieder hell leuchtend an den Himmel zurück kehrt, ist außergewöhnlich. P Cygni ist noch nicht explodiert. Aber seine extremen Helligkeitsschwankungen zeigen, dass er sich definitiv dem Ende seines Lebens nähert. Das aber sowieso nicht lange gedauert haben kann. Sterne, die so viel Masse haben wie P Cygni und dadurch so extrem heiß und hell strahlen, verbrauchen ihren Brennstoff viel schneller als die eher behäbig leuchtenden Sterne wie unsere Sonne. Sie wird es auf eine Lebensdauer von gut 10 Milliarden Jahren bringen; Leuchtkräftige Blaue Veränderliche halten dagegen nur ein paar Millionen Jahre durch. Die enormen Mengen an Strahlung die aus ihrem Inneren nach außen dringen, blähen den Stern nicht nur auf; sie reißen quasi auch Teile seiner selbst hinaus ins All. Anders gesagt: Sie geben einen extrem starken Sternwind ab und dabei kommt es immer wieder zu regelrechten Eruptionen, bei denen sich der Stern in eine von ihm selbst erzeugte Gaswolke hüllt, die sich erst im Laufe der Zeit im All verflüchtigt. Dieses Verhalten kann man auch in einem sehr interessanten Detail sehen, dem "P-Cygni-Profil". Ich habe im Podcast ja schon sehr oft über Spektrallinien gesprochen. Kurz gesagt: Das Material in den äußeren Schichten eines Sterns kann entweder einen bestimmten Teil des Sternenlichts blockieren oder aber durch das Licht des Sterns zum Leuchten angeregt werden. Im ersten Fall fehlt dann ein ganz konkreter Teil des Lichts und man sieht eine sogenannte Absorptionslinie; im zweite Fall kann man eine Emissionslinie beobachten. Nutzt man optische Elemente um das Licht in seine Bestandteile aufzuspalten, kann man genau sehen, aus welchen Farben es zusammengesetzt ist. Verstreut über diesen Regenbogen aller Farben wird man dunkle Absorptionslinien finden können, wo bestimmte Farben fehlen - oder eben helle Linien, die durch zusätzliche Lichtemission erzeugt worden sind. Ein P-Cygni-Profil ist nun eine ganz besondere Kombination aus Absorptions- und Emissionslinie. Wenn wir das genau verstehen wollen, müssen wir uns überlegen, was wir eigentlich sehen, wenn ein Stern wie P Cygni einen Helligkeitsausbruch hat. Es wird dann jede Menge heißes Gas aus den äußeren Schichten der Sternatmosphäre in alle Richtungen des Alls geschleudert. Wenn wir in Richtung des Sterns sehen, dann sehen wir also, wie ein Teil dieses Gases, nämlich der, der sich genau zwischen uns und dem Stern befindet, auf uns zu bewegt. Das Gas, das sich genau auf der gegenüberliegenden Seite des Sterns befindet, entfernt sich dagegen von uns. Ein Teil des Gases, das sich von uns aus gesehen hinter dem Stern befindet, können wir gar nicht sehen; eben weil es vom Stern verdeckt wird. Vereinfacht gesagt, sehen wir also eine bestimmte Menge an Gas, die auf uns zu kommt und eine etwas kleinere Menge an Gas, die sich von uns entfernt. Das gesamte Gas wird aber vom Licht des Sterns angestrahlt und dadurch selbst zum Leuchten angeregt. Nun müssen wir aber noch den Doppler-Effekt berücksichtigen, den ich ja auch schon sehr oft erklärt habe. Licht, das von einer sich bewegenden Lichtquelle ausgesandt wird, erscheint uns unter einer leicht verschobenen Frequenz, genau so wie der Schall einer sich bewegenden Schallwelle - zum Beispiel von der Sirene eines fahrenden Krankenwagens - mal höher und mal tiefer klingt. Das Licht das von dem Teil der Gaswolke kommt, die sich auf uns zu bewegt wird in Richtung des blauen Lichts verschoben; das Licht des Gases das sich von uns entfernt erscheint dagegen rötlicher. Wir sehen aber kein symmetrisches Bild; weil eben ein Teil des Lichtes vom Stern verdeckt wird. Und jetzt kommt auch noch die Absorptionslinie dazu. Denn das Licht kommt ja nicht nur von den äußersten Teilen der Gashülle auf uns zu, sondern auch von den weiter innen gelegenen Teilen. Ein Teil davon wird auf seinem Weg nach außen von den restlichen Gasschichten absorbiert und so entsteht zusätzlich zur asymmetrisch rot- und blauverschobenen Emissionslinie auch noch eine Absorptionslinie, die ebenfalls in Richtung des blauen Lichts verschoben ist, weil sie ja aus dem Teil des Lichts stammt, das sich durch das Gas auf uns zu bewegt. Ohne Bilder ist das alles ein wenig schwer vorstellbar, aber wenn man diese asymmetrischen Absorptions- und Emissionslinien überlagert, bekommt man ein ganz charakteristisches Profil, das man immer dann findet, wenn ein heißer Stern große Mengen an Gas in Form einer sich schnell ausdehnenden Hülle von sich schleudert. Es ist kein Wunder, dass wir noch nicht viele Leuchtkräftige Blaue Veränderliche wie P Cygni beobachtet haben. Sie können nur dort entstehen, wo sehr viel Material für die Entstehung von Sternen vorhanden ist und wenn sie einmal angefangen haben zu leuchten, kann sie nichts mehr vor ihrem schnellen Ende bewahren. Durch ihre extremen Sternwinde schleudern sie jedes Jahr eine Menge an Gas ins All, die das hundertfache der Erdmasse betragen kann. Diese Wolken dehnen sich mit mehreren hundert Kilometern pro Sekunden aus und verflüchtigen sich im Kosmos. In astronomischen Maßstäben haben sie ihren Stern aber kaum verlassen, bevor der nach aus Sicht eines typischen Sternenlebens quasi kurz nach seiner Geburt schon wieder bei einer gewaltigen Supernova sein Leben beendet. Die Liste der Leuchtkräftigen Blauen Veränderlichen ist nicht lang, wenn man sie mit der gesamten Anzahl an Sternen in der Milchstraße vergleicht. Umso außergewöhnlicher ist die Entdeckung von P Cygni, und das noch dazu gerade zu Beginn des 17. Jahrhunderts, als die moderne Astronomie geboren wurden und die Menschen angefangen haben, den Himmel mit Teleskopen zu beobachten. Mit ein bisschen poetischer Freiheit könnte man P Cygni als Stern von Bethlehem bei der Geburt einer neuen Wissenschaft bezeichnen. Aber das wäre dann vielleicht doch ein wenig übertrieben…

Im Reich der Totengötter Sternengeschichten Folge 527: Orcus und Vanth Am 17. Februar 2004 beobachteten die amerikanischen Astronomen Mike Brown, Chad Trujilo und David Rabinowitz mit dem Teleskop der Palomar-Sternwarte in Kalifornien wieder einmal den Weltraum. Sie waren auf der Suche nach transneptunischen Objekten, also Himmelskörpern, die sich außerhalb der Umlaufbahn von Neptun um die Sonne herum bewegen. Das erste dieser Objekte wurde schon 1930 gefunden und als neunter Planet des Sonnensystems mit dem Namen "Pluto" klassifiziert. Danach dauerte es bis in die 1990er Jahre bevor ein weiterer dieser fernen Himmelskörper gefunden werden konnte. Aber Anfang der 2000er Jahre hatte man schon eine Handvoll von ihnen gefunden und man wollte noch weitere entdecken, denn aus ihrer Beobachtung kann man viel über die Geschichte des Sonnensystems lernen. Dort draußen, fern von der Sonne, gibt es sehr viel mehr Asteroiden als im klassischen Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Die Objekte bewegen sich alle deulich langsamer als die sonnennäheren Himmelskörper und zwischen ihnen ist viel mehr Platz. Und das ist auch der Grund für die Existenz des Asteroidengürtels hinter der Neptunbahn: In der Entstehungszeit des Sonnensystems, vor 4,5 Milliarden Jahren, ging es dort einfach zu ruhig zu, als das große Planeten entstehen hätten können. Die langsamen und weit voneinander entfernten Objekte kollidierten viel zu selten miteinander um zu großen Himmelkörpern heranwachsen zu können. Und blieben kleine Himmelskörper. Das ist einer der Gründe, der sie interessant macht. Sie bestehen aus einem sehr ursprünglichen Material; aus dem Stoff, aus dem alles andere entstanden ist und aus Material, das kaum durch Kollisionen und andere dramatische Ereignisse verändert worden ist. Ein weiterer Grund der sie für die Forschung so spannend macht, sind ihre Umlaufbahnen. Denn auch wenn es da draußen ruhiger zugeht als in der Nähe der Sonne: Ein bisschen Dynamik existiert schon. In den Folgen 68 und 374 der Sternengeschichten habe ich von der "planetaren Migration" erzählt; also davon, wie die äußeren Planeten des Sonnensystems während und kurz nach ihrer Entstehung sich ein Stück von der Sonne entfernt haben. Sie sind weiter innen im Sonnensystem entstanden als sie sich heute befinden. Bei ihrer Wanderung nach außen haben sie natürlich die Bahnen der fernen Asteroiden gestört und ihnen dynamische Muster aufgeprägt, die wir heute noch erforschen können. Pluto zum Beispiel befindet sich in einer 2:3 Resonanz mit Neptun; macht also zwei Runde um die Sonne in der selben Zeit die Neptun für drei Umrundungen benötigt. So etwas passiert nicht von selbst und ist ein Zeichen dafür, dass Neptun an einem anderen Ort entstanden ist und bei seiner Wanderung Pluto quasi in diesem resonanten Zustand eingefangen hat. Jedenfalls: Man war auch der Suche nach weiteren Objekten hinter der Neptunbahn und am 17. Februar 2004 waren Brown, Trujilo und Rabinowitz ein weiters Mal erfolgreich. Zwei Tage später wurde ihr Fund offiziell bekanntgegeben; der Himmelskörper den sie entdeckt hatten bekam die für Asteroiden typische vorläufige Bezeichnung aus Zahlen und Buchstaben; in diesem Fall "2004 DW". Der Asteroid braucht 246 Jahre für eine Runde um die Sonne und bewegt sich auf einer stark elliptischen Bahn. Am sonnennächsten Punkt der Umlaufbahn ist er 30mal weiter von ihr entfernt als die Erde, am sonnenfernsten Punkt beträgt der Abstand aber das 48fache der Distanz zwischen Erde und Sonne. Wer mit den Zahlen im Sonnensystem vertraut ist, wird vielleicht bemerken, dass die Umlaufzeit dieses Asteroiden ziemlich nahe an der des Pluto liegt. Und tatsächlich befindet er sich - wie Pluto - in einer 2:3 Resonanz mit Neptun. Was aber nicht heißt, dass die beiden sich nahe kommen. Sie befinden sich immer auf unterschiedlichen Seiten der Sonne und aufgrund der resonanten Bahn bleibt diese Konfiguration auch erhalten. 2004 DW war also auf jeden Fall ein spannender Himmelskörper. Und brauchte bald eine bessere Bezeichnung als "2004 DW". Wenn ein Asteroid entdeckt und seine Bahn ausreichend gut bekannt ist, dürfen die, die ihn entdeckt haben, ihm auch einen Namen geben. Mike Brown und seine Kollegen schlugen "Orcus" vor. Das ist, in der römischen Mythologie, einer von mehreren Namen für den Gott der Unterwelt; so wie Pluto. Und wenn da draußen schon Pluto herum fliegt, kann man auch gleich noch einen weiteren Totengott dazu setzen, dachten sich Brown und seine Kollegen. Die Unterwelt ist aber nur eine Verbindung zu Plutos Namen; es gibt auch eine weitere, wenn auch etwas unwissenschaftlichere Parallele. Als damals ein Name für den heute "Pluto" genannten Himmelskörper gesucht wurde, hat man sich natürlich - so wie bei den anderen Planeten - an der griechisch-römischen Mythologie orientiert. Entdeckt hat Pluto zwar der amerikanische Astronom Clyde Tombaugh; er führte damals aber quasi die Arbeit von Percival Lowell weiter. Der war schon im 19. Jahrhundert auf der Suche nach Planeten hinter der Bahn von Neptun und hat für diesen Zweck eine eigene Sternwarte gegründet. Als Tombaugh 1930 den Pluto fand, war Lowell zwar schon über 10 Jahre tot - aber noch lange nicht vergessen. Es war vermutlich nicht der Hauptgrund für die Wahl des Namens, aber dennoch ein schöner Zufall, dass die ersten beiden Buchstaben von Pluto auch die Initialen von Percial Lowell waren. Als man 1978 den großen Mond von Pluto fand, nannten die Entdecker ihn "Charon", nach dem Fährmann, der in der griechischen Mythologie die Toten in das Reich des Totengottes führt. Thematisch absolut passend und schlau vom Entdecker James Christy gewählt, denn die ersten vier Buchstaben von Charon bilden den Spitznamen seiner Frau Charlene. Der Name der Frau von Mike Brown lautet nun zwar Diane, was absolut nichts mit Orcus zu tun hat. Aber Diane lebte während ihrer Jugend auf Orcas Island, vor der Küste von Washington und die beiden verbringen noch heute viel Zeit dort. Die Benennung des Asteroiden nach Orcus war also auch ein kleines Geschenk von Mike Brown an seine Frau. Aber lassen wir mal die Namensgebung und schauen auf Orcus selbst. Neben der Umlaufbahn will man ja vor allem wissen, wie groß so ein Ding ist, wenn man es gerade frisch entdeckt hat. Was schwierig ist, wenn man nur einen schwachen Lichtpunkt auf einem Bild sehen kann. Anhand der ersten Daten schätzte man seinen Durchmesser auf 1600 bis 1800 Kilometer. Das ist ein ordentlicher Brocken und 2004 wäre das - nach Pluto - der größte bekannte Himmelskörper hinter Neptun gewesen. Und da 2004 auch Pluto selbst noch als Planet geführt wurde, hätte man durchaus auch Orcus als Planeten klassifizieren können. Hat man aber nicht, sondern 2006 die Entscheidung getroffen, Pluto aus der Gruppe der Planeten zu entfernen. Was durchaus sinnvoll war, wie ich ja in Folge 90 schon ausführlicher erklärt habe. Aber egal ob Planet oder Asteroid: Auf den wissenschaftlichen Wert der Erforschung von Orcus hat das natürlich keinen Einfluss. Und vermutlich ist er auch nicht so groß, wie anfangs gedacht. Man weiß immer noch nicht exakt, wie groß er ist; die Werte schwanken zwischen knapp 1000 Kilometer und um die 800 Kilometer. Aber die wahrscheinlichste Größe liegt vermutlich bei rund 920 Kilometer Durchmesser. Trotz dieser immer noch ansehlichen Größe ist es schwer, Details über Orcus herauszufinden. Denn der 900 Kilometer große Brocken ist halt immer noch hinter der Neptunbahn. Wir wissen aus der Art wie der das Sonnenlicht reflektiert, dass es dort sehr viel Eis an der Oberfläche geben muss. Nicht nur gefrorenes Wasser, sondern auch Methan- und Ammoniakeis, immerhin liegt die Temperatur dort bei gut -230 Grad Celsius! Da kann auch so etwas wie Ammoniak fest zu Eis gefroren sein. Es ist aber erstaunlich, so etwas auf der Oberfläche eines transneptunischen Objekts zu finden; so etwas findet man dort so gut wie gar nicht. Ebenso wie klassisches Wassereis. Beziehungsweise findet man das natürlich schon, aber meistens nicht in kristalliner Form, so wie wir es auf der Erde gewöhnt sind. Die kleinen Asteroiden haben keine Atmosphäre die kosmische Strahlung abhält und diese Strahlung, die ungehindert auf das Eis trifft, sorgt in ein paar Millionen Jahren dafür, dass es sich in amorphes Eis verwandelt, also Eis, in dem die Wassermoleküle nicht mehr in einer regelmäßigen Struktur angeordnet sind. Wir wissen aber aus der Beobachtung von Orcus, dass es dort kristallines Wassereis gibt. Es ist also möglich, dass es dort Phasen von Kryovulkanismus gibt; dass also frisches Eis aus dem Inneren des Himmelskörperns wie Magma aus der Erdinneren an die Oberfläche tritt. Es ist sogar nicht einmal auszuschließen, dass es unter einer dicken Kruste aus Eis im Inneren von Orcus flüssiges Wasser gibt. Was Orcus darüber hinaus auch noch hat, ist ein Begleiter. 2007 fanden Mike Brown und sein Team einen weiteren Himmelskörper, der sich um Orcus herum bewegt. Dieser Mond hat einen Durchmesser von circa 442 Kilometern und ist damit fast halb so groß wie Orcus selbst. Er befindet sich 9000 Kilometer von Orcus entfernt um braucht 9,5 Tage für eine Runde herum. Auch dieser Himmelskörper hat natürlich einen Namen: Mike Brown forderte die Leserinnen und Leser einer Zeitungskolumne die er schrieb dazu auf, einen Namensvorschlag einzureichen. Gewonnen hat die Einsendung der amerikanischen Schriftstellerin Sonya Taaffe: Vanth. So hieß bei den Etruskern, also quasi den Vorläufern der Römer, die Begleiterin des Totengottes. Vanth war eine Art Dämonin, die den Verstorbenen den Weg ins Jenseits anzeigt. Ein passender Name und einer der, zumindest soweit bekannt, keine irgendwie geartete Beziehung zu Taaffe oder ihrer Familie hat. Über Vanth weiß man, abgesehen von seiner Existenz, noch nicht so viel. Da die beiden sich so nahe sind und beide zusammen der Erde so fern, ist es schwer, Vanth getrennt von Orcus zu beobachten. Beide sind nur winzige Lichtpunkte auf den Aufnahmen selbst der besten Teleskope. Wenn wir mehr wissen wollen, müssen wir hinfliegen und nachsehen. Was sich mit Sicherheit lohnen würde; denn die Gegend hinter der Bahn von Neptun ist noch so gut wie komplett unerforscht. Wir haben eine Raumsonde, die kurz an Pluto vorbei geflogen ist und ein paar detaillierte Bilder gemacht hat. Die gleiche Sonde - New Horizons - hat ein paar Jahre später auch noch den transneptunischen Asteroid Arrokoth aus der Nähe fotografiert. Aber abgesehen davon war bis jetzt nicht viel los dort draußen. Es wartet immer noch eine neuen Welt darauf, entdeckt zu werden, voller faszinierender Himmelskörper wie Orcus und Vanth.