Sternstunde: Die Erde ist der pure Zufall
Forscher Anders Johansen beschäftigt sich mit der Geburt der Planeten - Und hält die Entstehung von Leben auf der Erde für puren Zufall
Sie stehen morgens auf, kochen sich einen Kaffee und lesen die Zeitung - derweil sammeln sich die Staubflusen unter Ihrem Sofa. Das machen Sie und die Flusen jeden Tag so. So unspektakulär das klingt, die Autorin dieser Zeilen sagt Ihnen jetzt, dass es sich dabei um das reinste Wunder handelt.
Was das mit Staub zu tun hat, erklärt Anders Johansen. Der gebürtige Däne ist Planentenforscher und arbeitet derzeit an der schwedischen Universität Lund. Dort stellt er die Geburt von Planeten in Computersimulationen nach. Vor allem die Staubpartikel, aus denen die Planeten, und damit auch die Erde entstanden sind, haben es ihm angetan. "Besonders faszinierend ist die Dynamik des Staubes, in der protoplanetarischen Scheibe", sagt er. Sie geben den Wissenschaftlern noch große Rätsel auf. Um zu verstehen, was der Däne meint, lohnt sich ein Blick auf das aktuelle Wissen über die Entstehung der Planeten.
Seit Dezember schickt der kanadische Astronaut Chris Hadfield regelmäßig Bilder aus dem All. Hier geht der Mond über der Erde auf.
Über Belfast - die nordirische Küste zeichnet sich ab.
Das schottische Glasgow liegt vor den verschneiten Bergen des Loch Lomond.
Eine spektakuläre Aufnahme der Stadt St. John im kanadischen Neufundland. Der Astronaut Hadfield ist gebürtiger Kanadier.
Der kanadische Astronaut Chris Hadfield wurde in Sarnia in der Ontario geboren. Diese Stadt sieht man hier im Bild. Seit Ende Dezember ist er erst im All - im März wird er als erster Kanadier das Kommando an Bord der ISS übernehmen.
1978 trat Hadfield der kanadischen Luftwaffe bei, die er 2003 wieder verließ. Derzeit ist er als "ziviler" Astronaut bei der kanadischen Luftwaffe.
Die chinesische Stadt Hangzhou liegt im Osten der Volksrepublik und hat über sieben Millionen Einwohner. Doch aus dem All sieht auch die Millionen-Metropole winzig aus. Via Twitter grüßte Hadfield die chinesischen Astronauten und würdigte ihre Leistungen.
"Pjöngjang ist eine Stadt über die und deren Menschen ich so wenig weiß," schreibt Chris Hadfield als Kommentar zu diesem Foto beim Kurznachrichtendienst.
Das passiert, wenn Sand und Wind genügend Zeit haben, sich anzunähern.
Wie ein Himmel voller Sterne sieht Lissabon in Portugal aus dem All aus. Der Astronaut Chris Hadfield meint darin ein kompliziertes Spinnennetz der umliegenden Städte zu entdecken.
Das australische Outback sieht aus wie die Kraterlandschaft auf dem Mond. Bislang verbrachte Chris Hadfield - exklusive der aktuellen Mission - 20 Tage im All.
Alle Wege führen - in diesem Fall nicht nach Rom, sondern nach Lüttich. Astronauten der Raumstation ISS gelang dieser Schnappschuss der belgischen Metropole mit "NightPod", einem speziellen Instrument für Nachtaufnahmen.
Bei hellem Tageslicht sehen wir hier die Inseln des Mergui-Archipel im Indischen Ozean vor der Küste Myanmars. Flüsse transportieren Sediment vom Festland ins Meer und lassen den vergleichsweise flachen Ozean rund um die mehr als 800 Inseln hellblau bis weiß erscheinen. In deutlichem Kontrast dazu steht das Dunkelblau der Tiefsee am linken Rand des Bildes.
Vulkane zählen zu den spektakulärsten Naturschauspielen und sind auch aus dem All gut zu erkennen. Hier sehen wir das Vulkanfeld des argentinischen Feuerbergs Payun mit seinen mehr als 300 aktiven Schloten.
Auch die sibirische Halbinsel Kamtschatka zählt zu den vulkanisch aktiven Regionen unseres Planeten. Aus dem All gut zu erkennen ist der Lavafluss des Vulkans Tolbatschik, der nach 36 Jahren Ruhe im November 2012 wieder ausbrach.
Der Vulkan Ulawun auf Papua-Neuguinea, gesehen aus der Perspektive eines Astronauten auf der ISS.
Nicht Feuer, sondern Wasser ist das beherrschende Element auf diesem Bild. Es zeigt überflutete Gebiete im Süden Mosambiks, wo der Fluss Limpopo nach anhaltenden Regenfällen über die Ufer trat.
Die an Kondensstreifen von Flugzeugen erinnernden Wolkenformationen markieren Schiffsrouten auf dem östlichen Pazifik. Die Himmelsstriche entstehen, wenn Wasserdampf an Partikeln aus den Abgasen der Schiffsmotoren kondensiert.
Diese merkwürdigen Wolkenwirbel werden von zwei Inseln vor der Küste Chiles verursacht. Beide Eilande werden von hohen Bergen überragt, deren Gipfeln für Turbulenzen in höheren Luftströmungen sorgen.
Die USA bei Nacht, fast schon ein Klassiker unter den Bildern der Erde aus dem All.
Insgesamt sechs Monate wird der dreifache Vater, wie hier über Bordeaux, über der Erde kreisen. Schon sehr früh interessierte er sich für das Fliegen, im Alter von 15 gewann er ein erstes Stipendium für Segelfliegen.
Auch die saudische Hauptstadt Riad wirkt bei Nacht aus dem All betrachtet wie ein Schmuckkästchen voller Edelsteine.
Am Anfang bestand das Sonnensystem aus einer einzigen riesigen Gaswolke aus Wasserstoff und Helium, die sich durch Rotationen immer mehr zusammengezogen hat und schneller und schneller drehte. "Das ist wie bei einer Eiskunstläuferin", erklärt Johansen. "Streckt sie die Arme bei der Pirouette aus, ist sie langsamer als wenn sie sich klein macht und die Arme an den Körper hält." Durch die Schwerkraft wird das Gas immer mehr verdichtet und im Inneren der Wolke wird es immer heißer, so dass am Ende des Prozesses eine Art Ball im Zentrum entsteht. Der Ball fällt dann nicht mehr weiter in sich zusammen, wenn die Hitze so stark wird, dass es zu einer Kernfusion kommt. Die dadurch entstehende Strahlung wirkt der Gravitationskraft der Gasschichten entgegen.
Kollisionen im All
"Das ist der Prozess, aus dem Sterne aber auch Planeten werden können", sagt Johansen. Aus einer dieser Gaswolken ist also unser gesamtes Sonnensystem mit der Sonne und seinen acht Planeten vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden. Durch die Schwerkraft und die Drehung um sich selbst wurde das Gas zu einer Art Scheibe zusammengepresst - die sogenannte protoplanetarische Scheibe. Je kleiner die Scheibe wurde, desto schneller drehte sie sich – und im Zentrum entstand ein glühender Stern, die Sonne. Außerdem soll es zur Entstehung des Sonnensystems noch viel mehr Planeten gegeben haben, die im All regelrecht aneinander gekracht sind. Einige Himmelskörper wurden dadurch sogar zerstört und verschwanden ganz von der Bildfläche. Forschungen gehen davon aus, dass ein Ergebnis dieser Kollisionen der Mond ist, der von der Erde abgesplittert worden sein könnte.
Die Frage, wie wiederum genau aus der Scheibe die Planeten entstanden sind, gibt den Forschern noch einige Rätsel auf. Eine Theorie besagt, dass der Ursprung der Planeten in kleinen Staubpartikeln liegt, die ebenfalls durch die Scheibe wirbeln. Bisher wissen die Forscher, dass lediglich ein Prozent der Gaswolke aus Staub besteht. Der Rest ist Wasserstoff und Helium.
La Silla Observatorium
Die Sterne rotieren während einer Nacht um den südlichen Himmelspol am La Silla-Observatorium der ESO im Norden Chiles. Die diffusen Bereiche auf der rechten Seite des Bildes sind die Magellanschen Wolken, zwei kleinen Begleitgalaxien unserer Milchstraße. Die im Vordergrund sichtbare Kuppel beherbergt das 3,6-Meter-Teleskop mit dem HARPS-Instrument, dass dem zur Zeit erfolgreichsten Exoplanetenjäger der Welt. Das kastenförmige Gebäude unten rechts beherbergt das 0,25-Meter-TAROT-Teleskop, das so konstruiert ist, dass es besonders schnell auf Gammastrahlenausbrüche reagieren kann. Weitere Teleskope auf La Silla sind das 2,2-Meter-MPG/ESO Teleskop und das 3,6-Meter-New Technology Telescope, das erste Teleskop an dem aktive Optik zum Einsatz kam und somit Vorläufer aller modernen Großteleskope. La Silla war das erste Observatorium der ESO und ist nach wie vor eines der führenden Observatorien auf der Südhalbkugel.
ALMA
Der ESO-Fotobotschafter Babak Tafreshi hat dieses bemerkenswerte Bild der Antennen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Arrays (ALMA) vor der Kulisse der prächtigen Milchstraße aufgenommen. ALMA ist eine internationale Einrichtung, die gemeinsam von Europa, Nordamerika und Ostasien in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb des Observatoriums ist die ESO zuständig für den europäischen Beitrag, das National Astronomical Observatory of Japan für Ostasien und das National Radio Astronomy Observatory für den nordamerikanischen Beitrag. Das Joint ALMA Observatory übernimmt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.
Die Detailfülle in diesem Foto bestätigt die unübertroffenen Beobachtungsbedingungen für die Astronomie auf dem 5000 Meter hohen Chajnantor-Plateau in Chiles Atacama-Region. Die Aufnahme zeigt die Sternbilder Carina (der Schiffskiel) und Vela (das Segel). Die dunklen, schmalen Staubwolken der Milchstraße erstrecken sich von der Mitte links oben zur Mitte rechts unten. Der helle, orangefarbene Stern links oben ist Suhail im Sternbild Vela, der ähnlich orange gefärbte Stern in der oberen Bildmitte ist Avior im Sternbild Carina. Nahe dieser Sterne formen drei blaue Sterne ein „L“: die zwei linken davon gehören zum Segel, der rechte zum Schiffskiel. Genau in der Bildmitte zwischen diesen Sternen leuchtet der rosafarbene Carinanebel (eso1208).
Die Milchstraße
Die zentralen Bereiche unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, beobachtet im nahen Infrarot mit dem NACO-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Da sie seit mehr als 16 Jahren die Bewegungen der Sterne in unmittelbarer Umgebung verfolgen, konnten Astronomen die Masse des Schwarzen Lochs bestimmen, das sich dort verbirgt.
M22
Denn dort haben Astronomen erstmals Schwarze Löcher in einem Kugelsternhaufen gefunden. In dem majestätischen Sternhaufen unserer Milchstraße mit der Katalognummer M22 stieß ein internationales Forscherteam gleich auf zwei Schwarze Löcher mit jeweils 10 bis 20 Mal soviel Masse wie unsere Sonne.
Pferdekopfnebel
Dieses Gebilde nennen die Astronomen den Pferdekopfnebel. Die Farbkomposition des Nebels und seiner unmittelbaren Umgebung basiert auf drei Einzelbelichtungen im sichtbaren Licht, die am 1. Februar 2000 mit dem FORS2-Instrument am 8,2-Meter Kueyen-Teleskop auf dem Paranal aufgenommen und dem wissenschaftlichen Archiv des VLTs entnommen wurden.
Weihnachtsbaumhaufen
Diese Farbaufnahme zeigt eine Himmelsregion namens NGC 2264, die die leuchtend blauen Sterne des Weihnachtsbaumhaufens und den Konusnebel enthält. Aufgenommen wurde das Bild durch vier verschiedene Filter (B, V, R und H-alpha) mit dem Wide Field Imager am La Silla Observatorium der ESO in 2400 Metern Höhe. Der abgebildete Nebel hat einen Durchmesser von etwa 30 Lichtjahren.
Orionnebel
Auch diese Großfeldansicht des Orionnebels (Messier 42) entstand in Chile. Das VISTA-Infrarotdurchmusterungsteleskop am Paranal-Observatorium der ESO zeichnete den Nebel auf, der sich in einer Entfernung von 1350 Lichtjahren von der Erde befindet. Mit dem riesigen Gesichtsfeld des neuen Teleskops lässt sich der gesamte Nebel zusammen mit seiner Umgebung in einer einzigen Aufnahme abbilden. Beobachtungen im Infraroten ermöglichen es, auch in die Bereiche des Nebels vorzudringen, die sonst von Staubwolken verdeckt sind, und machen die aktiven, jungen Sterne sichtbar, die sich darin verbergen.
Orion-Reflexionsnebel
Dieses Bild des Reflexionsnebels Messier 78 wurde mit dem Wide Field Imager am 2,2-Meter MPG/ESO Teleskop am La Silla-Observatorium in Chile aufgenommen. Das Bild entstand aus vielen Einzelbelichtungen, die in Schwarzweiß, aber mit blauen, gelbgrünen und roten Farbfiltern sowie einem Spezialfilter für das Licht des Wasserstoffs entstanden sind.
Helixnebel
Dieses Farbkomposit des Helixnebels (NGC 7293) wurde aus Einzelbildern erstellt, die mit dem Wide Field Imager (WFI) aufgenommen wurden, einer Kamera am MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium in Chile. Der blaugrüne Schimmer im Zentrum des Nebels stammt von ionisiertem Sauerstoff, der von der intensiven UV-Strahlung des 120.000 Grad heißen Zentralsterns zum Leuchten angeregt wird. Weiter entfernt vom Stern und außerhalb eines Rings aus knotenartigen Strukturen dominiert dann die rote Farbe von Wasserstoff und Stickstoff. Schaut man sich den Zentralbereich des Objekts genau an, fallen nicht nur die knotenförmigen Strukturen sondern auch viele Hintergrundgalaxien auf, die man durch das dünne Gas des Nebels hindurch sehen kann.
Vampirsterne
Die Forscher der ESO beobachten allerdings nicht nur galaktische Nebel, sondern auch das Verhalten von Planeten und Sternen. Eine neue Studie mit dem Very Large Telescope der ESO zeigt, dass die heißesten und hellsten Sterne – die sogenannten O-Sterne – oft Teil von engen Doppelsternsystemen sind. In vielen dieser Binärsysteme strömt Materie von einem Stern zum anderen. Diese künstlerische Darstellung zeigt einen solchen Fall von stellarem "Vampirismus".
Spiralgalaxie
Diese eindrucksvolle Aufnahme der großen Spiralgalaxie NGC 1232 wurde am 21. September 1998 bei besonders guten Beobachtungsbedingungen gewonnen. Das Bild basiert auf drei Einzelaufnahmen im ultravioletten, blauen und roten Licht. Verschiedene Bereiche der Galaxie zeigen unterschiedliche Färbungen: Der Zentralbereich enthält viele ältere Sterne, die rötlich leuchten, während die Spiralarme von jungen, blauen Sternen und Sternentstehungsregionen bevölkert sind. Auf der linken Seite erkennt man eine Begleitgalaxie, die durch die Schwerkraft der großen Galaxie zu einer Form verzerrt wurde, die dem griechischen Buchstaben Theta ähnelt.
Lagunennebel
Dieses Bild ist die dritte Aufnahme des GigaGalaxy Zoom-Projektes der ESO: Es zeigt eine Übersicht des Lagunennebels, die mit dem 67-Megapixel-Wide Field Imager am MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop am La Silla-Observatorium in Chile angefertigt wurde. Das Bild deckt mit insgesamt 370 Megapixeln etwas mehr als eineinhalb Quadratgrad ab – eine Fläche, die dem achtfachen der scheinbaren Größe der Vollmondscheibe am Himmel entspricht. Es basiert auf Einzelaufnahmen, die mit drei verschiedenen Breitband-Farbfiltern (B, V, R) und einem Schmalband-Filter (H-alpha) gewonnen wurden.
Antennengalaxien
Diese Antennengalaxien, auch bekannt als NGC 4038 und 4039, sind zwei wechselwirkende Spiralgalaxien, die circa 70 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Corvus (der Rabe) liegen. Dieses Bild kombiniert Beobachtungen von ALMA, die während der Testphase des Observatoriums in zwei Wellenlängenbereichen aufgenommen wurden, mit Aufnahmen des NASA/ESA-Hubble Space Telescopes im sichtbaren Licht.
Krebsnebel
Dieses Bild zeigt ein Dreifarbenkomposit des Krebsnebels im Sternbild Taurus (der Stier), der auch die Bezeichnung Messier 1 trägt. Die Bilddaten wurden am Morgen des 10. November 1999 mit dem FORS2-Instrument im Abbildungsmodus aufgenommen. Der Krebsnebel ist der Überrest einer Supernovaexplosion, die vor fast 1000 Jahren - genauer gesagt im Jahr 1054 - in einer Entfernung von 6000 Lichtjahren stattgefunden hat. Nahe des Zentrums befindet sich der Überrest des explodierten Sterns, ein Neutronenstern, der sich pro Sekunde 30 mal um seine Achse dreht.
Centaurus A
Diese neue Aufnahme der Galaxie im Sternbild Centaurus, der Centaurus A, kombiniert ALMA-Daten der massereichen elliptischen Radiogalaxie mit Bildern im nahinfraroten Licht. Die neuen ALMA-Daten, die grün, gelb und orange dargestellt sind, zeigen, wo in der sich Galaxie Gaswolken befinden und wie sie sich bewegen. Es handelt sich um die empfindlichsten und detailreichsten derartigen Beobachtungen, die je gemacht wurden.
Staubring
Diese Darstellung zeigt den Staubring um den Stern Fomalhaut (α Piscis Austrini), dem hellste Stern im Sternbild Südlicher Fisch und dem 18. in der Liste der hellsten Sterne am Himmel. Aufgenommen wurde das Bild mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). In blau ist eine frühere Aufnahme vom NASA/ESA Hubble Space Telescope unterlegt. Die neuen ALMA-Daten haben den Astronomen einen wichtigen Durchbruch beim Verständnis dieses nur 25 Lichtjahre entfernten Planetensystems ermöglicht und enthalten wertvolle Hinweise darauf, wie solche Objekte entstehen und sich entwickeln. ALMA hat bislang allerdings nur einen Teil des Rings beobachten können.
Möwennebel
Dieses Bild, aufgenommen am La Silla-Observatorium der ESO, zeigt Bereiche einer Sternkinderstube, die den Spitznamen „Möwennebel“ trägt. Die Gaswolke, auch bekannt als Sh 2-292, RCW 2 oder Gum 1, erinnert an den Kopf einer Möwe und wird durch die intensive Strahlung eines in der Wolke befindlichen heißen, jungen Sterns zu hellem Leuchten angeregt.
Große Magellansche Wolke
Diese Aufnahme zeigt den südlichen Teil der eindrucksvollen H II-Region N44 in der Großen Magellanschen Wolke. Die Magellanschen Wolken sind zwei irreguläre Zwerggalaxien in nächster Nachbarschaft zur Milchstraße und werden mit GMW und KMW (Große/Kleine Magellansche Wolke) abgekürzt. Die Grüne Färbung deutet darauf hin, dass entsprechende Bereiche besonders heiß sind.
Viele Menschen werden sich freuen: Auf dem Mars reduziert sich das Gewicht - wiegt also jemand 75 Kilo auf der Erde, so ist er auf dem Mars mit 28 Kilo ein Fliegengewicht.
Aufgrund seiner Beschaffenheit würde der Saturn auf dem Wasser schwimmen. Er ist ein Gasplanet und besteht zu 96 Prozent aus Wasserstoff, deshalb weist er auch die geringste mittlere Dichte auf. Der Saturn war schon vor der Erfindung des Fernrohrs bekannt, weil er als äußerster Planet mit dem Auge problemlos zu erkennen ist.
Die Mondlandung war ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer für die Menschheit: Insgesamt waren Astronauten bislang 300 Stunden auf dem Mond.
Der höchste Berg auf der Erde ist zweifelsohne der Mount Everest mit 8848 Metern. Er wird allerdings vom Olympus Mons auf dem Mars überragt, der 26 Kilometer zählt.
Angeblich soll es mehr Sterne geben als Sandkörner auf der Erde: Ein australischer Astronom geht davon aus, dass es etwa 70 Tausend Millionen Millionen Millionen Sterne gibt - und da sind nur die "gezählt", die mit modernen Teleskopen erkennbar sind.
Bis auf Merkur und Venus haben alle Planeten in unserem Sonnensystem Monde: Mit 67 Monden hat der Jupiter die meisten. Es folgt der Saturn mit 62 Monden.
Die Entfernung zwischen Mond und Erde beträgt 384.400 km: Das wird allerdings jedes Jahr ein bisschen mehr. Durchschnittlich in 27 Tagen und sieben Stunden umkreist der Mond die Erde.
Während Stürme auf der Erde nur wenige Tage in der Atmosphäre überleben, existieren sie auf Jupiter über Jahrzehnte.
Weil ein voll ausgestatteter Raumanzug laut der US-Weltraumbehörde Nasa immer auch ein "Ein-Personen-Raumschiff" ist, sind die Kosten dementsprechend hoch: Bis zu elf Millionen Dollar soll die voller Technik steckende Kleidung kosten.
Eine Jahreszeit auf dem Uranus dauert 20 Jahre - Veränderungen gehen also nur ganz langsam vor sich. Dementsprechend lange halten sich beispielsweise auch Stürme.
"Wir erforschen vor allem die Frage, wie die Staubpartikel aneinander kleben bleiben und so den Grundstock für einen Planeten bilden können", sagt Johansen. An dieser Stelle kommen nun die Staubflusen unter dem Sofa ins Spiel, die der Forscher als Vergleich heranzieht. "So lange der Staub locker ist, kann er einfach aneinander hängen bleiben", erklärt der Forscher. Doch was passiert, wenn auch der Staub durch die Kollisionen gewachsen ist und fest geworden ist? Um dem Geheimnis der Verbindung auf die Spur zu kommen, arbeiten er und seine Kollegen mit einer Theorie, wonach die Kieselsteine sich im turbulenten Gas konzentrieren und durch die Schwerkraft zu Planetesimalen wachsen. Planetesimale haben etwa einen Kilometer Durchmesser und bilden die Bausteine der Planeten.
Bereits Ende Februar 2015 hatten Astronomen ein monströses Schwarzes Loch mit der Masse von zwölf Milliarden Sonnen entdeckt. Das Massemonster sitzt im Herz einer aktiven Galaxie, die so hell leuchtet wie 420 Billionen (420.000.000.000.000) Sonnen. Dieser sogenannte Quasar strahlt quer durch fast das gesamte sichtbare Universum zu uns, wie das internationale Team um Xue-Bing Wu von der Universität Peking im britischen Fachblatt "Nature" berichtet. Der Quasar ist nach den Messungen 12,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt - sein Licht war also 12,8 Milliarden Jahre zu uns unterwegs. Damit sehen die Astronomen dieses Himmelsobjekt in einer fernen Vergangenheit, als das Universum erst 900 Millionen Jahre alt war. Damals endete in etwa das sogenannte Dunkle Zeitalter mit dem Aufflammen der ersten Sterne. Unklar ist, wie in der vergleichsweise kurzen Zeit vom Urknall bis zu dieser kosmischen Dämmerung ein so massereiches Schwarzes Loch entstehen konnte.
In der Milchstraße
Schwarze Löcher müssen nicht immer weit weg sein - 2013 haben Astronomen erstmals zwei Stück in einem Kugelsternhaufen unserer Milchstraße gefunden. In dem majestätischen Sternhaufen mit der Katalognummer M22 stieß ein internationales Forscherteam gleich auf zwei Schwarze Löcher mit jeweils zehn- bis zwanzigmal soviel Masse wie unsere Sonne.
Mit dem Teleskop auf der Suche
Zum Aufspüren Schwarzer Löcher bedienen sich die Wissenschaftler ausgeklügelter Technik: So hat das US-Weltraumteleskop Wise Millionen von schwarzen Löchern enthüllt. Wise wurde 2009 ins Weltall gebracht und hat seitdem den kompletten Himmel zweimal im Bereich der infraroten Wärmestrahlung kartiert und dabei nach zahlreichen im sichtbaren Licht nicht nachweisbaren Objekten gesucht. Das Infrarot-Observatorium entdeckte dabei auch eine neue Klasse von Galaxien, die zu den hellsten Objekten im Universum zählen. Diese Sterninseln strahlen bis zu tausendmal heller als unsere Milchstraße, hüllen sich jedoch in so dichten Staub, dass sie im sichtbaren Licht nicht nachweisbar sind.
Auf dem zusammengesetzten Bild des Himmels sind die neu entdeckten Galaxien als lila Punkte markiert. In der Mitte ist das Band unserer Milchstraße zu sehen.
Gigantische Aufnahme
Im Juli 2012 gelang Wissenschaftlern durch den Zusammenschluss verschiedener Radioteleskope in Chile, den USA und auf Hawaii, ein Blick mit zweimillionenfacher Vergrößerung auf das zentrale Schwarze Loch der mehr als fünf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie Quasar 3C 279.
In der Milchstraße
Bereits am 5. September 2001 lokalisierten Astronomen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) eine winzige Region im Herzen der Milchstraße, in der sich höchstwahrscheinlich ein Schwarzes Loch verbirgt. Dieses habe die Masse von 2,6 Millionen Sonnen. Die Entfernung des Bereichs mit dem vermeintlichen schwarzen Loch zur Erde beträgt laut MIT-Wissenschaftler Frederick Baganoff 26.000 Lichtjahre. Das bedeutet, dass das 2001 erspähte schwarze Loch genauso weit von der Erde entfernt ist, wie die Sonne.
Aus Kugelsternhaufen katapultiert
Die Entdeckung war deshalb besonders überraschend, weil es der gängigen Vorstellung der Astronomen zufolge nur ein einziges Schwarzes Loch im Zentrum eines Kugelsternhaufens existieren dürfte. Kugelsternhaufen gehören zu den ältesten Gebilden des Universums. Sie versammeln zigtausende Sonnen und erreichen mit bis zu 13 Milliarden Jahren fast das Alter des Universums (13,7 Milliarden Jahre). Astronomen nehmen an, dass in Kugelsternhaufen schon früh zahlreiche Schwarze Löcher entstanden sind, die jedoch fast alle aus den Haufen hinauskatapultiert wurden. Bis zur Entdeckung der beiden Löcher wurde allerdings kein einziges in irgendeinem Kugelsternhaufen der Milchstraße gefunden.
Dreier im All
Außerdem versetzte vor einigen Jahren eine weitere Entdeckung im Weltraum die Forscher in Erstaunen: Australische Astronomen entdeckten gleich zwei Galaxiesysteme, die dem der Milchstraße wie ein Zwilling gleichen. Die Milchstraße ist vor allem wegen der benachbarten Großen und Kleinen Magellanschen Wolke ganz speziell. Sie ist in einer Art kosmischem Tanz mit diesen Sternenansammlungen verbunden und bildet mit ihnen ein enges Dreiersystem.
"Zwei Steine lassen sich auch nicht einfach miteinander verbinden", sagt Johansen. Klar ist nur, dass sich diese Strukturen bilden und mit der Zeit sehr heiß werden können. Computersimulationen haben ergeben, dass der Sprung vom kleinen Planetesimal zum Planeten gerade einmal 100.000 Jahre gedauert haben könnte.
Bausteine dieser Art befinden sich heute in Form von Asteroiden und Eiskörpern im Kuiptergürtel am Rande unseres Sonnensystems. Sie stammen aus der Zeit der Entstehung unseres Sonnensystems. Dorthin ist derzeit die Nasa mit ihrer Mission "New Horizon“ unterwegs. Miriam Rengel, Astrophysikerin am Max-Planck-Institut, erforscht die sogenannten transneptunischen Himmelskörper (TNO), zu denen auch Pluto gehört, seit Jahren. "Was wir dort untersuchen, sind die ursprünglichsten Objekte unseres Sonnensystems, außerhalb der Umlaufbahn von Neptun", erklärt sie. In ihnen ist Materie aus jener Entstehungszeit vor etwa 4,5 Milliarden Jahren konserviert.
"Forschungs-Ergebnisse von so weit draußen könnten uns Aufschlüsse darüber geben, wie die Erde und die anderen Planeten eigentlich entstanden sind", sagt Rengel. In der Forschung ist man sich sicher, dass Pluto und die anderen TNO aus der gleichen Materie bestehen, wie die anderen Himmelskörper im Sonnensystem.
An den Rand des Sonnensystems
Entsprechend wird die Nasa-Mission "New Horizon" von Experten aus aller Welt genau beäugt. Seit dem 19. Januar 2006 ist die Raumsonde bereits unterwegs. Ein Jahr nach dem Start passierte die Sonde den Riesenplaneten Jupiter und nimmt seitdem Kurs auf den Kuiptergürtel, den Ring, der außerhalb der Neptunbahn und damit weit entfernt von der Sonne liegt. Hier soll auch Pluto näher untersucht werden.
Anders Johansen hingegen schaut sich eher Asteroiden - oder wie nach dem Absturz in Russland vor wenigen Wochen auch Meteoriten genauer an. "Auch bei den Asteroiden in unserem Sonnensystem handelt es sich um Material, das aus der gleichen Gaswolke entstanden ist, wie die Erde", sagt er.
Meteoritenhagel auf Russland und ein Asteroid, der unsere Erde gefährlich nahe passiert - der vergangene Freitag hat uns gleich mit zwei dramatischen Ereignissen vor Augen geführt, wie verletzlich unser Planet für Geschosse aus dem All ist. Weltweit suchen Forscher nach Wegen, potenzielle Killer aus dem Weltraum zu entschärfen. Ein Überblick über einige der vorgeschlagenen Methoden.
Hinfliegen und kaputtmachen - der Klassiker unter den Abwehr-Szenarien: Eine Kernwaffenexplosion auf oder nahe bei einem Astroiden soll diesen auf eine ungefährliche Bahn schubsen. Befürworter dieser Methode ist unter anderem die US-Weltraumbehörde Nasa. Problem dabei: Eine solche Explosion könnte den großen Brocken in mehrere Teile zerlegen, die dann ihrerseits die Erde bedrohen.
Deutlich sanfter ginge es bei einem von den Nasa-Astronauten Ed Lu und Stanley Love vorgeschlagenen Verfahren zu: Sie wollen ein schweres Raumschiff in der Nähe eines potenziell gefährlichen Asteroiden "parken". Durch die Anziehungskraft des Schiffes würde der Brocken allmählich aus seiner verhängnisvollen Bahn gelenkt werden, so die Überlegung.
Auch unsere Sonne könnte helfen, einen gefährlichen Asteroiden abzulenken: Auf Raumschiffen montierte Spiegel sollen Sonnenlicht gebündelt auf den Astroiden richten und einen Teil seines Gesteins verdampfen. Über Monate hinweg ließe sich der Brocken so allmählich umlenken.
Einen ähnlichen Effekt könnten Laserstrahlen erzielen: Gepulste Laserstrahlung würde einen Teil des Asteroiden verdampfen und so einen Schub erzeugen, der die Flugbahn des Himmelskörper verändert.
Die US-Forscher Clark Chapman, Daniel Durda und Robert Gold haben die Möglichkeit untersucht, einen konventionellen Raketenmotor auf einem Asteroiden zu montieren und diesen so aus der Gefahrenzone zu bugsieren. Angesichts der exorbitanten Treibstoffmenge, die dafür benötigt würden, ein eher unrealistisches Szenario.
Auch die "Paintball"-Methode des MIT-Forschers Sung Wook Paek gehört zu den eher exotischeren Vorschlägen: Er möchte potenzielle Killer-Brocken mit gigantischen Kugeln voll heller Farbe beschießen und so die Fähigkeit der Asteroiden-Oberfläche, Sonnenlicht zu reflektieren, erhöhen. Wenn mehr von der Sonne einfallende Lichtteilchen von der Oberfläche „abprallen“, würde dies die Flugbahn des Asteroiden über Jahre hinweg messbar beeinflussen, so der Forscher, der mit seiner Idee im vergangenen Jahr den von der UNO ausgelobten Wettbewerb "Move an Asteroid" gewann.
Keineswegs exotisch ist dagegen die Idee hinter dem ESA-Projekt Don Quijote: Die europäische Weltraumbehörde möchte im Gefahrenfall eine Sonde starten, die einen potenziellen Killer unter Feuer nimmt. Ein auf den Asteroiden abgefeuertes konventionelles Geschoss soll den Brocken aus seiner gefährlichen Bahn schleudern. Eine entsprechende Test-Mission ist derzeit in der Planungsphase.
Die Esa-Forscher können dabei auf Erfahrungen der Nasa zurückgreifen: 2005 hatte US-Weltraumbehörde ihre Sonde Deep Impact ein rund 370 Kilogramm schweres Projektil auf den Kometen Tempel 1 abfeuern lassen.
Der Einschlag des Projektils war auf den von Deep Impact zur Erde gesendeten Bildern gut zu erkennen. Eine Bahnabweichung des Kometen konnten die Nasa-Instrumente seinerzeit allerdings nicht nachweisen.
Insgesamt wissen wir also noch relativ wenig über die Entstehung der Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Pluto hat seinen Status als Planet 2006 verloren, als weitere Planeten seiner Größe entdeckt wurden. Pluto gehört heute der Gattung der Zwergplaneten an. Neben unserem Sonnensystem sind aus etlichen Gaswolken weitere Sonnensysteme mit einem hellen Stern in der Mitte entstanden. Mehrere Sonnensysteme bilden eine Galaxie, unsere heißt Milchstraße.
Eines ist trotz der vielen offenen Fragen jedoch sicher: Dass wir auf der Erde leben, ist ein Wunder. "Oder Zufall", sagt Anders Johansen. Und das nicht nur, weil die Erde die Kollisionen mit anderen Himmelskörpern in der Entstehungszeit überlebt hat. "Der einzige Grund, warum Leben hier möglich ist, ist dass das Wasser hier den richtigen Aggregatzustand hat. Es ist flüssig." Währenddessen sind die Wassermoleküle auf der Venus, die deutlich dichter an der Sonne liegt, durch das Sonnenlicht nicht nur verdampft sondern regelrecht zerstört worden - und auf dem Mars wird die Flüssigkeit in Form von Permafrost im Boden gespeichert.
Dass das Wasser auf der Erde flüssig ist, hat also ausschließlich mit der Position zur Sonne zu tun. Der Abstand von etwa 150 Millionen Kilometern ist genau richtig, so dass wir uns morgens einen Kaffee kochen können.
Anders Johansen hingegen schaut sich eher Asteroiden - oder, wie nach dem Absturz in Russland vor wenigen Wochen, auch Meteoriten - genauer an. "Auch bei den Asteroiden in unserem Sonnensystem handelt es sich um Material, das aus der gleichen Gaswolke entstanden ist, wie die Erde", sagt er.
Insgesamt wissen wir also noch relativ wenig über die Entstehung der Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Pluto hat seinen Status als Planet 2006 verloren, als weitere Planeten seiner Größe entdeckt wurden. Pluto gehört heute der Gattung der Zwergplaneten an. Neben unserem Sonnensystem sind aus etlichen Gaswolken weitere Sonnensysteme mit einem hellen Stern in der Mitte entstanden. Mehrere Sonnensysteme bilden eine Galaxie, unsere heißt Milchstraße.
Eines ist trotz der vielen offenen Fragen jedoch sicher: Dass wir auf der Erde leben, ist ein Wunder. "Oder Zufall", sagt Anders Johansen. Und das nicht nur, weil die Erde die Kollisionen mit anderen Himmelskörpern in der Entstehungszeit überlebt hat. "Der einzige Grund, warum Leben hier möglich ist, ist dass das Wasser hier den richtigen Aggregatszustand hat. Es kann unter anderem flüssig sein." Währenddessen sind die Wassermoleküle auf der Venus, die deutlich dichter an der Sonne liegt, durch das Sonnenlicht nicht nur verdampft sondern regelrecht zerstört worden - und auf dem Mars wird die Flüssigkeit in Form von Permafrost im Boden gespeichert.
Dass das Wasser auf der Erde flüssig ist, hat also ausschließlich mit der Position zur Sonne zu tun. Der Abstand von etwa 150 Millionen Kilometern ist genau richtig, so dass wir uns morgens einen Kaffee kochen können. Und nicht nur das: Wasser ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde.
