Die Zentauren und weitere Sternengeschichten
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01|ÜberdenAutor FlorianFreistetter FlorianFreistetterpromovierteamInstitutfürAstronomiederUniversität WienundhatdanachanderSternwartederUniversitätJenaunddem AstronomischenRechen-InstitutinHeidelbergalsAstronomgearbeitet. ZurZeitlebterinJena,bloggtüberWissenschaftundschreibt manchmalBücher. http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/ 02|Inhalt 01 02 ÜBERDENAUTOR INHALT 03 STERNENMYTHOLOGIE DieZentauren 04 05 WEITERESTERNENGESCHICHTEN 01 DieGeschichtederRadioastronomie 02 WiesuperistderSupermond? 03 DiePeriheldrehungdesMerkur 04 Einschlagskrater 05 WetterkriegundWettermanipulation IMPRESSUM 03|Sternenmythologie DieZentauren VONFLORIANFREISTETTER DeramerikanischeAstronomCharlesKowalhatteschoneinige Entdeckungengemacht.Anfangder1970erJahrehatteerdie AsteroidenMidas,LorettaundNapolitaniagefunden;außerdemnoch dieJupitermondeLedaundThemisto. DIEZENTAUREN D eramerikanischeAstronomCharlesKowalhatteschon einigeEntdeckungengemacht.Anfangder1970erJahre hatteerdieAsteroidenMidas,LorettaundNapolitania gefunden;außerdemnochdieJupitermondeLedaund Themisto.Am18.Oktober1977standerwiederanseinemTeleskop amMountPalomarObservatoriumundmachteAufnahmen,dieeinen ganzbesonderenHimmelskörperzeigten.EswareingroßerAsteroid miteinemDurchmesservoneinwenigmehrals200Kilometer. Asteroidenkanntemandamalszwarschonviele–aberkeinenwie diesen.DasObjekt,dasheutedenNamenChironträgthatteeine UmlaufbahndievonderBahndesUranusbiszurBahndesSaturn reichte.FüreineRundeumdieSonnebrauchtChiron50Jahreundvier Monate. EinZentaurausdergriechischenMythologie:HalbMensch,halbPferd.ObderSteininseinenHänden aucheinZentaurist,istunbekannt(Bild:gemeinfrei) DiedamalsbekanntenAsteroidenbefandensichfastausschließlichim innerenSonnensystem.MitAusnahmederTrojaner-Asteroiden, befandensiesichimHauptgürtelderAsteroidenzwischenden UmlaufbahnenvonMarsundJupiterbeziehungsweiseimBereichder innerenPlanetenzwischendenBahnenvonMarsundVenus.Chironwar nichtnurvielweiterentferntalsdiemeistenderdamalsbekannten Asteroiden,seineBahnkreuzteauchdieBahnenvonUranusund Saturn. Damitwarklar,dassdieserHimmelskörpernichtschonvonAnfangan dortgewesenseinkonnte,womanihnentdeckte.Asteroidendiedie BahnengroßerPlanetenkreuzen,sindnichtstabil.AufihremWegum dieSonnekommtesimmerwiederzunahenBegegnungenmitden PlanetenunddiedabeiauftretendengravitativenStörungenverändern ihreBahnen.FrüheroderspäterlandensiesoaufeinemKollisionskurs miteinemdergroßenPlanetenbeziehungsweisewerdenindieSonne oderausdemSonnensystemgeschleudert.Einpaarhunderttausend Jahre;höchstenseinpaarMillionenJahre–längerkanneinObjektwie Chironsichnichtdortaufhalten,woergefundenwurde. IndenfolgendenJahrenundJahrzehntenentdecktendieAstronomen weitereObjektediesichaufähnlichenUmlaufbahnenwieChiron bewegten.Soviele,dasssiedieganzeGruppemitdemNamen “Zentauren”bezeichneten.HeutedefiniertmanoffiziellalleAsteroiden alsZentauren,derenUmlaufbahnzwischendenenvonJupiterund Neptunliegen.DamitstellensieeineVerbindungzwischendenanderen bekanntenAsteroidenpopulationendesSonnensystemsdar.Die MehrheitderbekanntenAsteroidenfindetmanimmernochinden beidengroßenAsteroidengürtel:DemHauptgürtelzwischenMarsund JupiterunddemKuipergürtelhinterderBahndesNeptun.Schonfrüher kanntemandieErdnahenAsteroidendiedenBereichderinneren PlaneteninnerhalbderBahndesMarsbevölkerten.Undjetzthatteman aucheineAsteroidengruppegefunden,diesichimBereichderäußeren PlanetenaufhältundquasidieLückezwischenKuiper-undHauptgürtel schließt. AberwenndieZentaurennichtfürlangeZeiträumestabilsind:Wo kommensieher?DasSonnensystemist4,5MilliardenJahrealtund wennsienureinpaarMillionenJahreüberlebenundwirheuteimmer nochsolcheObjektefinden,dannmusseseinenMechanismusgeben, derimmerwiederfürNachschubsorgt.Sovielistklar;wiegenauder Mechanismusaussiehtwissenwirheuteaberimmernochnicht.Man gehtdavonaus,dassdieZentaurenausdemKuipergürtelstammen. WenndortAsteroidenmiteinanderkollidierenbeziehungsweisesichihre BahnendurchgravitativeStörungengrößereObjekteverändern,können sieindenBereichderäußerenPlanetengelangen.Diebesten Kandidatensindderzeitehemalige“Plutinos”alsoAsteroidendiesich aufsehrähnlichenUmlaufbahnenumdieSonnebewegenwiedergroße AsteroidPluto.SowiePlutobefindensichdiePlutinosaberineiner2:3ResonanzmitNeptun.Dasbedeutet:WährendderNeptundieSonne dreimalumkreistmachenPlutounddiePlutinosgenauzweiRundenum unserenStern.IndieserspeziellenKonfigurationsolltendiePlutinos eigentlichauchbesondersgegenüberäußerenStörungengeschützt sein.SiesolltensichalsogeradenichtaufdenWegRichtungUranus, SaturnundJupitermachen. DiePlutinospassenabervonihrenäußerenEigenschaftenambesten zudenZentauren.DieBeobachtungenzeigen,dassmandieZentauren inzweiGruppeneinteilenkann:DasvondererstenGruppereflektierte Sonnenlichtisteherrötlich;dasvonderzweitenGruppe–zuderauch Chirongehört–eherbläulich.GenausoeinefarblicheZweiteilungfindet manauchbeidenPlutinos.Eskannaberauchsein,dassdieZentauren keinengemeinsamenUrsprunghabenunddiefarblichenUnterschiede aufzweiunterschiedlicheQuellenhindeuten.Oderaberdie unterschiedlicheFarbeweistaufeinenUnterschiedimVerhalten beziehungsweisederEntwicklungderZentaurenhin.Dennauchhiersind dieZentaurensehrseltsam. DerAsteroidChironwirdnämlichauchalsKometklassifiziert.1991hat manumden200KilometergroßenFelsbrockeneineKomaentdeckt, alsogenaudieHülleausGasundStaub,diemannormalerweisebei Kometenerwartet.AuchandereZentaurenzeigenEigenschaftenvon Kometenwasvermutenlässt,dasssiesehrvielmehrEisenthaltenals esAsteroidennormalerweisetun.Siekommendahervielleichtausden äußerstenRegionendesSonnensystemsdienochhinterdem Kuipergürtelliegen. EinTeilderZentaurenkönnteauchauseinerganzanderenQuelle stammen.SowiederJupiterhatauchderäußerstePlanetNeptunseine eigeneGruppevonTrojaner-Asteroiden.DieseAsteroidenbefinden sichaufdergleichenUmlaufbahnumdieSonnewieNeptunselbst,nur haltensiesichimmereinStückvorbeziehungsweisehinterihmauf.Wir wissen,dassdieseKonfigurationsehrstabilistunddieTrojanerAsteroidensichMilliardenJahrelangaufsolchenBahnenaufhalten können.TrotzdemkönnendurchäußereStörungenimmerwiederein paarAsteroidendieTrojaner-Konfigurationverlassen.ImJahr2010 habenAstronomenmitComputersimulationenuntersuchtwasmitdiesen Neptuntrojanernpassiert,wennsiedenNeptunverlassen.Das Ergebnis:EinTeilvonihnenwirdzuZentauren.Wievieledassind,ist allerdingsunklar.JenachModellkönntendieNeptun-Trojanerzwischen 6und60ProzentallerZentaurenausmachen. WodieZentaurenherkommen,wissenwiralsonochnichtmitletzter Gewissheit.Dazuhabenwirnochnichtgenugvonihnenentdecktund ausderNähebeobachtet.Genaugenommenhabenwirnochgarkeinen ZentaurenausderNähebeobachtet.Dassessichlohnenwürde,eine RaumsondezudiesenHimmelskörpernzuschickenzeigendie EntdeckungenderletztenJahreallerdingseindeutig.DaistzumBeispiel dergrößtebekannteZentaur:Chariklo,der1997entdecktwurdeund einenDurchmesservon260Kilometernhat. ImJahr2013tatChariklo etwas,wasnichtbesondersoft vorkommt:VonderErdeaus gesehenzogergenauvor einemSternvorüber.Dashat dieAufmerksamkeitder Astronomengeweckt,dennmit soeinerSternbedeckungkann mandieGrößeeines EinGrößenvergleichzwischenChariklo (links),Pluto(Mitte)unddemMond(rechts) (Bild:publicdomain) Asteroidensehrgenau bestimmen.Manmissteinfach, wielangederAsteroiddasSternenlichtverdunkelt;dieGeschwindigkeit mitderersichbewegtistjabekanntunddarauskannmandannseinen Durchmesserberechnen.Charikloaberhatsichseltsamverhalten.Das LichtdesSternswurdenichteinfachnurdunklerundheller.Auchknapp vordereigentlichBedeckungwurdederSternkurzdunklerundknapp nachderBedeckungpassiertedasgleiche.DerSchlussder Astronomen:CharikloistvoneinemRingumgeben!Beziehungsweise vonzweiRingen,dieinsgesamt20Kilometerbreitsind,miteiner8 KilometergroßenLückedazwischen.WiederRingvonChariklogenau entstandenist,weißmanallerdingsnochnicht.Möglichkeitengibtes einigeundKollisionensindimmereineguteQuellefürRingteilchen.Es könntezuBeispieleinandererAsteroidmitChariklo zusammengestoßenseinunddabeiEisvonseinerOberflächeinsAll geschleuderthaben,woesdanneinenRinggebildethat.Oderder einschlagendeAsteroidbestandselbstausEisundhatsichaufgelöst. VieleAsteroidensindaberauchgenerellnureinHaufenlose zusammengehaltenerSchuttundwenndieschnellgenugrotieren,kann sichMaterialablösen.EskannsichumeinenDoppelasteroiden gehandelthaben,diesichzunahegekommensind.Odereswarein ganzandererundbisherunbekannterProzess. EsgibtalsonochjedeMengeüberdieZentaurenherauszufinden.Eine nähereUntersuchungwürdemitSicherheitnichtnursehr beeindruckendeBilderliefernsondernauchwichtigeErkenntnisseüber dieZuständeunddieDynamikderGasrieseninderFrühzeitdes Sonnensystems.DazumüssenwirabereineRaumsondezuChiron, CharikloodereinemderanderenZentaurenschicken.Unddassteht derzeitleidernichtaufdemProgrammderRaumfahrtorganisationen. 04|WeitereSternengeschichten DIEGESCHICHTEDERRADIOASTRONOMIE Z umHimmelgeschauthabendieMenschenschonimmer.In derNachtisteszwardunkel,abereinwenigLichtderSterne erreichtunstrotzdem.DenüberwiegendenTeilder MenschheitsgeschichtewarenunsereAugendieeinzigen optischenInstrumentemitdenenwirdasSternenlichtwahrnehmen konnten.ErstzuBeginndes17.JahrhundertswurdenTeleskope entwickelt,dieesunsmöglichgemachthaben,wesentlichmehram Himmelzusehenalszuvor.Aberdamalsrechnetenochniemanddamit, dassesdanochviel,vielmehrzusehengibt! GoldstoneAntennederNASA(Bild:NASA,PublicDomain) NurwenigeJahrzehntenachderErfindungdesTeleskopsentdeckte IsaacNewton,dassLichteineMischungausverschiedenenFarbenist. ZuBeginndes19.JahrhundertsentdecktenandereWissenschaftler dann,dassdasLichtnichtnurausdenFarbenbestehtdieunserAuge sehenkann.EsgibtnochvielmehrFarbendienurmitspeziellen Instrumentenwahrgenommenwerdenkann.InfrarotzumBeispiel.Oder Ultraviolett.DieEntdeckungenfolgtenSchlagaufSchlag:Man entdeckteRadiolicht;manentdeckteRöntgenlicht;Gammalicht–und schließlichfanddergroßePhysikerJamesClerkMaxwell,denichschon inFolge125genauervorgestellthabe,dassalldieseArtendes sichtbarenundunsichtbarenLichtsnichtsanderessindals elektromagnetischeWellen. DieAstronomenwusstendaschon,dassSternewieunsereSonnenicht nursichtbaresLichtabgeben,sondernauchInfrarot-oder Ultraviolettstrahlung.UndeigentlichsolltenauchRadiowellenabgesandt werden.EinSternmussimkomplettenelektromagnetischenSpektrum leuchten–abereswarschwierig,dasauchgenaunachzuweisen.Schon indenletztenJahrendes19.Jahrhundertshabenverschiedene Wissenschaftlerversucht,dieRadiostrahlungderSonnezuregistrieren. Dasgelangnicht,wasvorallemandernochrechtprimitivenTechnik lag. DannaberkamKarlJansky.DeramerikanischePhysikerundIngenieur arbeiteteinden1930erJahrenfürdieBellTelephoneLaboratories.Eine seinerAufgabenwardieIdentifikationvonStörgeräuschenbeim transatlantischenFunkverkehr.ErbenutztedazueinegroßeAntennemit derallesaufzeichnete,waserkonnte.EinSignalstachdabeibesonders hervor:Alle24Stundentauchteesaufundverschwanddannwieder. Janskyvermutetezuerst,dasserhiertatsächlichdieRadiowellender Sonnedetektierthatte.DenndieErdedrehtsichjain24Stundeneinmal umihreAchseunddieSonnetauchtdabeiaucheinmalin24Stundenim SichtfeldseinerAntenneauf.AlserdasSignalabergenaueruntersuchte stellteerfest,dasseskeine24Stundenwarensondern23Stundenund 56Minuten.Dasverwirrteihn,aberzumGlückhatteereinenFreund,der Astronomwar.AlbertMelvinSkellettwiesihndaraufhin,dassdiese23 Stundenund56MinutenexaktdieDauereinesSterntagswaren.So nenntmaninderAstronomdenZeitraumdervergeht,bevordieErde wiederexaktindiegleicheRichtunginBezugaufdiefernenSterne blickt.IchhabedasinFolge5derSternengeschichtenschongenauer erklärt:WährenddieErdesichumihreAchsedreht,bewegtsiesich auchgleichzeitigumdieSonneherum.DamiteinPunktaufder ErdoberflächeinBezugzurSonnewiederexaktindergleichenPosition steht,musssichdieErdealsonocheinkleinesStückweiterdrehenum dieBewegungentlangihrerUmlaufbahnumdieSonneauszugleichen. BeziehtmandieRotationaufdiefernenSterne,dannentfälltdiese kurzezusätzlicheZeitspanne.SoentstehtderUnterschiedvonvier Minutenzwischen“Sterntag”und“Sonnentag”. JanskysSignalquelletauchte alle23Stundenund56Minuten imSichtfeldseinerAntenne auf.Esmusstesichalsoum etwashandeln,dassich außerhalbdesSonnensystems befand.Nacheinergenaueren AnalysekonnteJanskydie NachbauvonJanskysersterRadioantenne (Bild:PublicDomain) PositionderQuelle identifizieren.SiebefandsichirgendwoimSternbildSchütze;genauin BlickrichtungdesZentrumsunsereMilchstraße.DortstehendieSterne amdichtesten;dortbefindetsichauchjedeMengeinterstellarerStaub undJanskygingdavonaus,dassdieserStaubfürdieStörquelle verantwortlichwar.Heutewissenwir,dassJanskydieextremstarke Radiostrahlungbeobachtethat,dieausderUmgebungdes supermassereichenschwarzenLochsstammt,dassichimZentrum unsererMilchstraßebefindet.WährenddieMateriedortinRichtungdes schwarzenLochsfälltwirdsieenormstarkbeschleunigt.Siebewegt sichmithoherGeschwindigkeitdurchdasMagnetfeldinderUmgebung desschwarzenLochsunderzeugtsoRadiostrahlung. JanskyhattedieersteastronomischeRadiobeobachtunggemacht.Er wolltesichauchgerneweiterumdieRadioastronomiekümmernund mehrherausfinden–aberdieBellLaboratorieswarenandererMeinung undwiesenihmandereAufgabenzu.Aberimmerhinistheutenochdie EinheitfürdiesogenanntespektraleFlussdichtenachihmbenannt,also dieMengederbeieinemBeobachtereintreffendenEnergieproZeit, proFlächeundproFrequenz.AndieserEinheitsiehtmanauchgut,wie schwachdieRadiostrahlungist,dieausdemWeltallaufdieErdetrifft: EinJanskyentsprichtdemhundertquadrillionsterTeileinesWattpro QuadratmeterproHertz. Abereshatnichtlangegedauert,bismanauchnähereQuellenvon Radiostrahlungfand.DerBriteJamesStanleyHeywarwährenddes zweitenWeltkriegsmitdergeradeneueentwickeltenRadartechnik beschäftigt.ErsollteMethodenfinden,wiemanetwasgegendie Störsendertunkonnte,dieseiteinigerZeitvonDeutschlandeingesetzt wurden.ErsuchtemiteinemRadioteleskopnachStörquellenundfand einige.ImFebruar1942entdeckteereine,dienichtsmitdenDeutschen zutunhabenkonnte.DennsiefolgtedemWegderSonneüberden Himmel.AlserseineAufzeichnungenmitdenenderAstronomenvom RoyalObservatoryinGreenwichverglichstellteerfest,dassgeradezu dieserZeiteinsehrgroßerundsehraktiverSonnenfleckaufderSonne zusehenwar.HeyhattealserstedieRadiostrahlungderSonne beobachtet–bzw.dieRadiostrahlung,dieausdenRegionender Sonnenfleckenstammt,woenormstarkeMagnetfelderauch vergleichsweiseintensiveRadiowellenerzeugen.Normalerweiseistdie SonnenämlicheineeherschwacheRadioquelle–weswegenfrühere Radiobeobachtungenauchimmerscheiterten. HeyhattenureinProblem:SeineForschungwurdewährenddes Kriegesalsgeheimeingestuftunderdurftesienichtveröffentlichen. DeswegenkamihmeinweitererPionierderRadioastronomiezuvor: DerAmerikanerGroteReberwareigentlichkeinWissenschaftler.Erwar einengagierterHobby-AstronomundHobby-Funker.1937bauteersich inseinemHinterhofeineeigeneRadioantenne;immerhinmiteinem DurchmesservonneunMetern.Eswar,nachderAntennevonKarl Jansky,diezweiteAntennediegezieltzurastronomischenBeobachtung eingesetztwurde.RebergingsystematischvorundsuchteStückfür StückdenganzenHimmelnachRadioquellenab.SeineKataloge wurdenzurGrundlagedermodernenRadioastronomieunddaernicht anmilitärischeGeheimhaltunggebundenwarkonnteernochwährend desKriegesundvorHeyüberdieRadiobeobachtungderSonne publizieren. GrebersRadioteleskopstehtheuteinGreenBankundgehörtdem NationalRadioAstronomyObservatoryderVereinigtenStaaten.Mit seinenneunMeternDurchmessersiehtesbeeindruckendgroßaus– aberdiemodernenRadioteleskopesindnochvielgrößer.In DeutschlandstehtnahevonBadMünstereifeldasEffelsberg-Teleskop daseinenDurchmesservon100Metern hat.InPuertoRicowirddasAreciboTeleskopbetrieben,daseinen Durchmesservon305Meternhat.Undin ChinawurdeimJahr2016FASTinBetrieb genommen,das“Five-hundred-meter ApertureSphericalradioTelescope”,das –wiederNameschon–gigantische500 Meterdurchmisst. EsistauchkeinWunder,dasgeradedie Radioteleskopesogroßsind.Radiowellen habeneineWellenlängedievoneinpaar GroteRebersRadioteleskop (Bild:NRAO,PublicDomain) ZentimeternbiszueinpaarhundertMetern reichenkann.FürunsereAugensichtbares LichtdagegenhatWellenlängen,die MilliardenMalkürzersind.EinnormalesoptischesTeleskopdaseinen SpiegelvoneinemMeterDurchmesserhat,istcircaeineMillionmal größeralsdieWellenlängedesLichtsdasesbeobachtet. DementsprechendgutistdieAuflösung–würdeeingleichgroßes RadioteleskopaberzumBeispielRadiowellenmiteinemhalbenMeter Wellenlängebeobachten,wäreespraktischblind.EinTeleskopmuss deutlichgrößerseinalsdieWellenlängedesLichtsmitdemesarbeitet. TrotzdergigantischenAusmaßedermodernenRadioteleskopeistihre AuflösungimAllgemeinenimmernochschlechteralsdievonoptischen Teleskopen. Abertrotzdemsindsieausder modernenAstronomienicht mehrwegzudenken.Esgibtso viel,waswirnurimRadiolicht sehenkönnen,selbstwenndie AuflösungderBildernichtso gutistwiediederoptischen Teleskope.DieStrahlungdiein derNähedersonst unsichtbarenschwarzen Löchererzeugtbeispielsweise. OderdieriesigenWolkenaus GasundStaubinderdunklen LeerezwischendenSternen. Jedesmalwenndortdie MoleküleundAtomen miteinanderkollidierenwerden sieeinwenigangeregtund RadioteleskopEffelsberg(Bild:ADwarf, PublicDomain) wennsiedieseEnergiewieder abgeben,tunsiedasinFormvonRadiostrahlungundmachensoauf sichaufmerksam.AußerdemhabendieAstronomenmittlerweileauch Wegegefunden,Radioteleskopegrößerzumachenohnesieauch größerbauenzumüssen.AberdasisteinThemafüreineandere Geschichte. WIESUPERISTDERSUPERMOND? S upermond,dasklingtrichtigbeeindruckend.DerMondan sichistjaschoneinbeeindruckenderAnblick–wietollmuss dannersteinSupermondsein?Aberbeinäherer BetrachtungistderSupermonddanndochnichtsosuper wieesklingt.MitdiesemBegriffwirdderVollmond(oderNeumond) bezeichnet,wennersichgeradeganzbesondersnaheanderErde befindet.“Supermond”istallerdingskeinBegriff,denAstronomen erfundenhaben.EsistauchkeinBegriff,derinderprofessionellen Astronomiebenutztwird.DieganzeIdeezum“Supermond”stammtvon einemAstrologen. DerAstrologeRichardNollehatdiesesWortineinemZeitungsartikel ausdemJahr1979definiert.ErbeschreibtdamiteinEreignis,beidem diebeleuchteteSeitedesMondesentwederkomplettodergarnichtvon derErdeaussichtbarist;alsodaswasmannormalerweiseVollmond undNeumondnennt.AußerdemmussderVoll-oderNeumond besondersnaheanderErdestehen.DieBahndesMondesumdieErde istjakeineexakteKreisbahnsonderneineEllipse.DerPunktderBahn, andemderMondderErdeamnächstenkommtwirdPerigäumgenannt; dererdfernstePunktistdas Apogäum.DiesePunktesind aberselbstnichtfix,dadie BahndesMondessich aufgrunddergravitativen StörungenderErdeundder anderenHimmelskörpernim LaufederZeitändert.ImMittel istdasPerigäum363.296 KilometervonderErde entfernt;eskannsichaber auchauf356.400Kilometer nähernbzw.auf370.300 Kilometerentfernen.Das ApogäumistimMittel405.504 Kilometerentfernt,kannsich aberauchgrob1000Kilometer näherund1000Kilometer Ein“Supermond”vordemWashington Monument(Bild:NASA/BillIngalls,CC-BYNC-ND2.0) fernerbefinden. LautRichardNollemusssichderMondabernichtunbedingtdirektam erdnächstenPunktderBahnbefinden,umals“Supermond”zugelten. Esreichtauchschon,wenner90Prozentdermaximalmöglichen Annäherungerreichthat.LautseinerBerechnungistjederVoll-oder Neumondein“Supermond”,wennersichnäherals368.630Kilometer anderErdebefindet. Washatdasjetztalleszubedeuten?AufjedenFallnichtunbedingtdas, wasmanindenMedienzuhörenbekommt,wennwiedereinmalein Supermondbevorsteht.Dortwirdeinemmeistenserzählt,dassder VollmonddannenormgroßamHimmelzusehenistundmansichdas besondereSchauspielaufkeinenFallentgehenlassensoll.Ok,wasdie BeobachtungdesMondesangeht,kannichzustimmen.DenMondsoll mansichimmeransehen,wennmandieGelegenheitdazuhat–esgibt keinenanderenHimmelskörperdenwirmitfreiemAugesodetailliert betrachtenkönnen.UndaußerdemisteinVollmondimmereinschöner Anblick.AbereinSupermondistjetztnichtunbedingtbesondersgroß. DerscheinbareDurchmesserdesVollmondesändertsichimLaufe einesJahresständig.EbenweildieBahndesMondesumdieErdeeine EllipseundkeinKreisist,istseineEntfernungauchimmer unterschiedlichunddahererscheinterunsauchimmerunterschiedlich groß.DieseUnterschiedesindabervergleichsweiseklein.Betrachtet mandenMondanseinemerdfernstenPunktundvergleichtdasmitdem erdnächstenPunkt,dannbeträgtderscheinbareGrößenunterschied ungefähr14Prozent.DasistinetwaderGrößenunterschiedzwischen einer1-undeiner2-Euro-Münze.DasisteinUnterschied,denmanauch mitfreiemAugebemerkenkann–esabersogutwienietut.Wernicht wirklichsehrgeübtinderHimmelsbeobachtungistundeinsehrgutes GefühlfürdieGrößenverhältnissehat,derwirdkeinenbesonderen Unterschiedsehen.ManmussschonFotosvergleichen,umdie verändertescheinbareGrößezubemerken. Dasgiltnochmehr,wennmanzweidirektaufeinanderfolgende Vollmondevergleicht.DaistderUnterschiedniegrößerals1,3Prozent unddasmerktmandannwirklichnichtmehr.DieSachewirdnochein wenigkomplizierter,wennmandieMondtäuschungberücksichtigt,die ichinFolge196genauererklärthabe.DerMondändertseine scheinbareGrößenichtnurweilerderErdemalnäherundmalferner ist.EsgibtauchnocheinenEffektdernurinunsererWahrnehmung stattfindet;eineoptischeTäuschungdiedafürsorgtdasunsein VollmondsehrvielgrößererscheintwennernahedesHorizontssteht alswennwirihnhochamHimmelsehen.Dashatabernichtsmitseinem AbstandzurErdeodereinem“Supermond”zutun. Soein“Supermond”istauchnichtdramatischselten.InFolge189der SternengeschichtenhabeichschonausführlichüberdieBewegungdes MondesgesprochenunddieverschiedenenPeriodenvorgestellt,die seineBewegungbeschreiben.DerZeitraumdervergeht,bisderMond vonderErdeausgesehenwiederdiegleichePhasezeigtwiezuvor; alsozumBeispielzwischeneinemVollmondunddemnächstenwird synodischerMonatgenanntundbeträgt29,53Tage.Betrachtetman denZeitraumdervergeht,bisderMondwiedergenaudengleichen PunktentlangseinerBahnerreicht,sinddasabernur27,55Tage,ein sogenannteranomalistischerMonat.Füreinen“Supermond”müssenwir beidePeriodenbetrachten,dennesgehtjaumdenZeitraumder vergehtbisderMondwiederdiegleichePhaseunddiegleichePosition seinerBahneinnimmt,alsoebenwiedervollistUNDimerdnächsten Punktsteht. SupermondeimLaufederZeit (Bild:Lasunncty,CC-BY-SA4.0) MansuchtalsoeinenZeitraum,dersich sowohldurcheineganzeZahlvon synodischenalsauchdurcheineganze ZahlvonanomalistischenMonatenteilen lässt.IndiesemFallsinddasknapp413 Tage.14synodischeMonateentsprechen413,43Tagen;15 anomalistischeMonateentsprechen413,32Tage.Esdauertalso höchstenseinJahrund48Tagebevorsichein“Supermond”wiederholt. Eskannaberauchschnellergehen:WenndasPerigäumderErde geradebesondersnaheistwenngeradeVollmondist,dannkönnen auchdieVollmondeimMonatdavorunddanach“Supermonde”sein;es kannalsobiszudrei“Supermonde”inden413Tagengeben. Der“Supermond”istalsowederbesondersgroß,nochbesonders selten.DeswegenwirddasWortinderprofessionellenAstronomieauch nichtverwendet–esistebennichtswirklich“super”anderSache.Aus astronomischerSichtwürdemandasEreignisalseinspezielles Syzygiumbezeichnen.SowirdjedeKonstellationgenannt,beider Sonne,MondunddieErdeineinerLiniestehen.Undgenaudas passiertjabeieinemVollmondoderNeumond.ImerstenFallstehtdie ErdezwischenSonneundMond;imzweitenFallstehtderMond zwischenSonneundErde.Ein“Supermond”istalsoeinPerigäumSyzygiumbzw.einApogäum-Syzygium,wennesumdenNeumond geht. DerAstrologeRichardNollehattedamalsauchkeineWissenschaftim Sinn,alsersichdieSacheausgedachthat.Ermachtedas,wasalle Astrologenmachen:UnbelegteundunwissenschaftlicheBehauptungen. SeinerAnsichtnachwürdeein“Supermond”extremegravitative StörungenaufdieErdeausübenundsoextremeStürme,extreme Erdbeben,VulkanausbrücheundandereKatastrophenauslösen.Dass dasnichtderFallist,lässtsichdurchdievorhandenenAufzeichnungen leichtbelegen.DieGezeitenkönneneinwenigstärkerausfallenals sonstwennderMondsichbesondersnaheanderErdebefindet,aber wenndannnichtauchnochdasWettermitStürmenfürzusätzlicheFlut sorgt,dannpassiertnichtviel. DerMondistimmerschön(Bild:NASA/Goddard/LunarReconnaissanceOrbiter) Nollehatessichauchrechteinfachgemacht.Nichtnurhatersichdie 90%dermaximalenAnnäherungrechtgrundlosausgedacht–erhätte genausogut85%oder95%nehmenkönnen.Erhataußerdemnoch behauptet,dassdievonihmpostuliertenKatastrophennichtnurzum Zeitpunktdes“Supermonds”auftretenkönnen,sondernauchschondrei TagevorherunddreiTagenachher.EsgehtalsoumeinenZeitraumvon insgesamt7TagenwährendeinesMonats,indemKatastrophen auftretensollen.DasisteinVierteldergesamtenZeit–unddaauf unseremPlanetendauerndirgendwoErdbeben,Stürmeundähnliches stattfinden,lässtsichdaausSichtderAstrologenauchimmer irgendwasfinden,wasihreesoterischenHypothesenbestätigt. InderRealitäthatder“Supermond”abernichtsmitdenKatastrophenzu tun.Eristauchnichtbesondersselten;undderMondistnicht dramatischvielgrößeralssonst.Dassollabertrotzdemniemanden hindern,sichmitdemMondzubeschäftigenoderdenMondzu betrachten.DerMondistfaszinierendgenug,auchohneastrologische Superlative! DIEPERIHELDREHUNGDESMERKUR I mJahr1915warAlbertEinstein“einigeTagelangaußersichvor Freude”.DashaterzumindestanseineFreundegeschrieben– unddabeiallerdingsnichtvonseinengroßenundrevolutionieren EntdeckungenüberdieGeschwindigkeitdesLichts,die VerbindungvonRaumundZeitoderdieÄquivalenzvonMasseund Energiegesprochen.Das–alsodaswasheutedie“spezielle Relativitätstheorie”genanntwird,hatteerschon10Jahrezuvor veröffentlicht.Ermeinteauchnichtseinegeradefertiggestellte “allgemeineRelativitätstheorie”mitderdieGravitationaufeinevöllig neueArtundWeisebeschreibenkonnteundmitderWissenschaftlerbis heutedieEntwicklungdesgesamtenUniversumsberechnen.Ersprach voneinerEntdeckungdiesichaufMerkurbezog. Merkur–unscheinbar,aberwichtig(Bild:NASA) DerkleinstederPlaneteninunseremSonnensystem;einPlanetzwar, derdenMenschenschonvonAnfanganbekanntwar,weilerzudenfünf PlanetengehörtdiemanmitfreiemAugesehenkann.Aberauchein Planetdernurschwerundschwachleuchtendzusehenistundim GegensatzzuMarsoderVenuskaumdieFantasiederMenschen inspirierthat.Aberdas,wasEinsteinsosehrerfreuthat,wardieFreude auchtatsächlichwert.ErhatteeinRätselgelöst,dasdenAstronomen schonseitJahrhundertenzuschaffenmachte. Früherwaresgenerellschwierig,dieBewegungderHimmelskörperzu beschreiben.DieAstronomenderAntikekonntendieHimmelskörper zwarbeobachtenundihrePositionamHimmelaufzeichnen.Sie konntenauchbestimmtePeriodenundRhythmenidentifizierenundin gewissenAusmaßvorhersagen,wannundwosiezusehenseinwerden. AberesfehlteeintieferesVerständnisfürdieGründederBewegung. Manwusstenicht,warumsichdiePlanetenüberhauptbewegen.Man wussteanfangsjanichteinmal,dassdieErdeaucheinPlanetistund sichgemeinsammitallenanderenPlanetenumdieSonneherum bewegt. ErstdieUmwälzungenim15.und16.JahrhundertbrachtenFortschritte. DasheliozentrischeWeltbildersetztedasgeozentrischeundmanstellte fest,dassmansichmitderErdeaufeinersichbewegenden Beobachtungsplattformbefand.PlanetenwieMerkurbewegtensich nichtumdieErdeherumsondernallegemeinsamumdieSonne. JohannesKeplergelangesdannauch,einweiteresDogmazu durchbrechenunddieUmlaufbahnenderHimmelskörperkorrektals EllipsenundnichtalsKreisezuidentifizieren.DasmachteVorhersagen möglich,diewesentlichbesserwarenalsfrüher.Unddannkamder großeIsaacNewtonundfandaucheinemathematischeBeschreibung fürdiegravitativenAnziehungskräftezwischendenHimmelskörpern. Jetztwareigentlichalleszusammenwasmangebrauchthätte,um wirklichgenaueVorhersagenzurBewegungderHimmelskörpermachen zukönnen.Manwusstewiesiesichbewegenundmanhattedie passendenmathematischenFormelnumdieBewegungzuberechnen. DasProblemwardieKomplexitätderGleichungen.IchhabeinFolge 175derSternengeschichtenschonüberdasDreikörperproblem gesprochenunderklärt,warumesunmöglichist,dieBewegungder Planetenexaktvorherzusagen.Aberselbstwenneineexakte Berechnungnichtmöglichwar,gabesdochausreichendgenaue Näherungslösungen.Diefunktioniertenhervorragend.Vorerst jedenfalls… Im18.JahrhundertbekamdieFamiliederPlanetenZuwachs:Wilhelm HerschelentdecktedenPlanetenUranusundNewtonsMathematik wurdedasersteMalernsthaftgetestet.DenndieBewegungdesUranus folgtedenGleichungennicht.DieberechnetenPositionenstimmtennicht mitdenbeobachtetenPositionenüberein.EntwederNewtonsTheorie warnichtganzkorrektodermanhatteetwasübersehen.IndiesemFall wardas,wasmanübersehenhatteeinweitererPlanet:Neptun,derim 19.Jahrhundertentdecktwurde–undichhabeinFolge50der Sternengeschichtenmehrdarübererzählt.IndennächstenJahrzehnten verstandmandieMathematikzurBewegungderPlanetenimmerbesser undkonnteihreUmlaufbahnenimmergenauerberechnen.NurMerkur machtenochProbleme. Esgingumdiesogenannte Periheldrehung.DasPerihelist dersonnennächstePunkteiner Umlaufbahn.MerkursBahn weichtbesondersstarkvonder Kreisformab.Anseinem sonnenfernstenPunktister fast70MillionenKilometervon derSonneentfernt;am sonnennächstenPunkt–also imPerihel–sindes46 MillionenKilometer.Die UmlaufbahneinesPlaneten bleibtabernievöllig unverändert.Dasliegtvor DiePeriheldrehungdesMerkur(Bild:Rainer Zenz,PublicDomain) allemandengravitativenStörungenderanderenPlaneten.Unter anderemführtdasdazu,dasssichdieBahnunddamitauchdiePosition desPerihelslangsamumdieSonnedreht. BeimMerkurbeobachtetemaneineDrehungdesPerihelsmiteiner Geschwindigkeitvon574BogensekundenproJahrhundert.Ein kompletterKreisvon360Gradentspricht1.296.000Bogensekunden; einekompletteDrehungvonMerkursBahnumdieSonnedauertalso knapp225.000Jahre.Daswarnichtunerwartet.Führtmandienötigen Berechnungendurch,dannfolgtdarausdassdiegravitativenStörungen deranderenPlaneteneinePeriheldrehungvonMerkursBahnvonknapp 531Bogensekundenhervorrufenmuss.Einweiterer,abersehrkleiner AnteilderPeriheldrehungwirdvonderTatsacheverursacht,dassdie SonneselbstkeineperfekteKugelistsonderndurchihreRotationum ihreeigeneAchseleichtabgeflacht.Dadurchgiltinihrerunmittelbaren UmgebungdiemathematischeFormelvonNewtonnichtmehrexakt, nachderdieStärkederGravitationskraftmitdemQuadratdes Abstandesschwächerwird.Aberauchdaswusstemanschonlange. Wasmannichtwusste:Wokommendie43Bogensekundenan Periheldrehungher,diemanwedermitderFormderSonnenochmitder StörungderanderenPlanetenerklärenkann? DerEffektwarklein,abernichtkleingenugumeinfachignoriertzu werden.ErwarnichtkleingenugumeinfachnuralsRechen-oder Beobachtungsfehlerabgetanzuwerden.DiePeriheldrehungdes Merkurswarschnelleralssieesseinhättedürfen.Wiederstand NewtonsTheorievoreinerKrise.UndimGegensatzzurGeschichtemit NeptuneinJahrhundertzuvorhatsiedieseKrisenichtüberlebt. Denndas,überdasEinsteinsichinseinemBriefsosehrgefreuthat, wareineErklärungderUrsachederfehlenden43Bogensekundenvon MerkursPeriheldrehung.NachlangerArbeitwaresihm1915endlich gelungen,dieGravitationinseinerallgemeinenRelativitätstheorieauf einevölligneueWeisezubeschreiben.Erstelltefest,dassderRaum unddieZeitnichtunveränderlichsind,sonderndurchdieAnwesenheit vonMassenbeeinflusstwerden.MassekrümmtdieRaumzeitunddie FormderRaumzeitbestimmt,wiesichMassenbewegen.DieErde bewegtsichnichtumdieSonne,weildieSonneeineKraftaufsie ausübt,sondernweildieSonnedenRaumkrümmtunddieErdesich entlangdieserKrümmungbewegenmussundsoineineUmlaufbahn gezwungenwird. DaswareinegrandioseLeistungvonEinstein.MitseinerTheorieder GravitationkonntemandieBewegungderHimmelskörpervielgenauer beschreibenalsmitdervonNewton.UnderkonnteMerkurs Periheldrehungerklären.NatürlichgiltdieallgemeineRelativitätstheorie füralleHimmelskörperundnichtnurfürMerkur.Merkuristaberder SonneamnächstenunddieKrümmungdesRaumesistumsostärker,je nähermanderSonnekommt.DeswegenfälltderEffektdortauch besondersstarkauf,währenderbeidenweiterentferntenPlaneten ohnesehr,sehrexakteMessungennichtzubemerkenist.Ganz vereinfachtkannmansagen,dassdieKrümmungdesRaumesinder NähederSonnedazuführt,dassderUmfangeinesKreiseskürzerist alsmanesvorEinsteinerwartethätte.SowieeinaufeinGummituch gezeichneterKreisverzerrtwird,wennmandasGummitucheindellt, passiertdasauchmitderUmlaufbahndesMerkurs.DiePeriheldrehung verläuftalsoschnelleralserwartetundalsEinsteinberechnethatte,wie großderEffektist,kamerexaktaufdie43Bogensekunden,diebisher niemanderklärenkonnte. Erkonntesichalsoabsolutzurechtfreuen.Seineneueundvöllig unerwarteteBeschreibungderGravitationhatteihrenerstenErfolg gefeiert.UnddieallgemeineRelativitätstheorieistnichtnurdieTheorie vongroßerBedeutung.AuchinderPraxiskannmannichtaufsie verzichten.FürdieallermeistenFällediesichmitderalltäglichen WirkungderGravitationbeschäftigenkannmansieignorierenundauf diegutealteTheorievonNewtonzurückgreifen.Auchfürdie BerechnungderBewegungvonPlaneten,AsteroidenundRaumsonden reichtNewtonnormalerweisevölligaus.AlsaberdieRaumsonde MESSENGERimJahr2008imRahmeneinesSwing-By-Manövers sehrdichtanMerkurvorbeiflog,musstendieIngenieureauchdie relativistischenEffekteberücksichtigen.DerUnterschiedinderfüreinen korrektenAblaufderMissionnötigenFlugbahnhätteohnediesen zusätzlichenAufwandzwarnur65Kilometerausgemacht–aberwenn mandaseinfachignorierthätte,dannhätte dastrotzdemgroßeProblemebereiten können.AberdankAlbertEinsteinverlief allesgenaunachPlanundMESSENGER konntedenMerkurvierJahrelangim Detailerforschen.Aberdasistwiederein ThemafüreineandereGeschichte. Einsteinkannsichfreuen!(Bild: PublicDomain) EINSCHLAGSKRATER E galwowirimSonnensystemhinsehen:ÜberallsindKrater. JederHimmelskörpermiteinerfestenOberflächezeigt Kraterunddiemeistenvonihnensinddamitregelrecht übersät.EslohntsichdaheraucheinwenigsichmitderArt undWeisezubeschäftigen,wieKraterentstehen. Manstelltsichdasjaganzsimpelvor:EinFelsbrockenausdemAll kollidiertmiteinemanderemHimmelskörperunddabeientstehtein Krater.Ganzsoeinfachistesdannaberdochnicht.Diemeisten ObjektedieausdemAllaufdieErdefallenerzeugenzumBeispiel überhauptkeinenKrater.DennunserPlanethateineAtmosphäre.Trifft einObjektausdemAllaufdieLufthüllederErde,dannwirdesdadurch abgebremst.DieGeschwindigkeitensinddabeienormhoch:EinObjekt ausdemWeltallhateineMindestgeschwindigkeitvoncirca12 KilometernproSekunde.WieichschoninFolge151der Sternengeschichtenerzählthabe,brauchtmanmindestenseine Geschwindigkeitvon11,2KilometerproSekundewennmandieErde verlassenwill.WürdemanzumBeispieleineKanonenkugelmiteiner geringerenGeschwindigkeitabschießen,dannwürdesiewiederaufdie ErdezurückfallenundkönntedieAnziehungskraftunseresPlanetennicht überwinden.WenndasdieGeschwindigkeitist,dieeinObjekt mindestenshabenmussumdieErdezuverlassen,dannistesauchdie Mindestgeschwindigkeitdieeshabenmuss,wennesausdemAllauf dieErdefällt. KrateramMondfindetmanleicht.AufderErdeistesschwieriger…(Bild:NASA) EinschlagendeObjektekönnenabernochdeutlichschnellerseinund Geschwindigkeitenvonbiszu70KilometernproSekundeerreichen. WenneinFelsbrockenmitsoeinemenormenTempoaufdieLufthülle derErdetrifft,entstehtdurchdieReibungmitdenMolekülender AtmosphäreeinesehrstarkeHitze.Diekannihnauseinanderbrechen unddannregelrechtexplodierenlassen.Daspassierttypischerweisein einerHöhevonumdie10Kilometerundesistnichtsmehrda,wasauf derErdeeinschlagenkann.AlleObjektediekleineralsungefähr50 MetersinderreichendenErdbodennormalerweisenicht(wasgenau passierthängtabernatürlichvonderZusammensetzungdesObjekts ab).NochkleinereObjekte,MikrometeoritealsoStaubkörnerausdem All,schlagengarnichteinundverbrennenauchnicht.Siesindzuklein, alsdassicheinenennenswerteHitzeentwickeltundsieschweben einfachzumErdboden.AufdieseWeise“regnen”biszuhundertTonnen StaubausdemAllproTagaufdieErdeunddieschlagennatürlichkeine Krater. ErstwenndieFelsbrockengroßgenugwerden,wirdesinteressant.Ist einEinschlagskörpergroßgenug,dannerreichtertatsächlichden Erdboden.Wasdannpassiert,darfmansichallerdingsnichtso vorstellenwiedas,wasmanbeispielsweisebeobachtenkann,wenn manSteineineineSandkistewirft.DerfliegendeSteintrifftaufden lockerenSandundschiebtmitseinerBewegungsenergieeinbisschen davonzurSeitesodasserineinemMinikraterzuliegenkommt.Dass dasnichtdasist,wasbeieinemAsteroideneinschlagpassiertkannman leichtverstehen,wennmandieFormvonEinschlagskraternbetrachtet. Denndiesindsogutwiealleimmerrund.BeidenSteineninder Sandkisteistdasnichtso;hierkannmandieFormdesKraters verändernwennmandenSteinunterverschiedenenWinkelnaufden Sandtreffenlässt. Asteroidenfallennunaberjaauchnichtalleimmerdirektvonobenauf denErdboden.SietreffenebenfallsunterverschiedenenWinkelnaufdie ErdeunddassdieKratertrotzdemimmerallerundsind,liegtanihrer Geschwindigkeit.Siesindsogutwieimmerdeutlichschnelleralsdie SchallgeschwindigkeitimGestein.SobaldsieaufdenBodenauftreffen, breitetsicheineStoßwelleimGesteinausundzwarmit Überschallgeschwindigkeit.UndnichtnurimGesteinderErdesondern auchimEinschlagskörperselbst.EsentstehenTemperaturenvonbis 10.000Grad;derEinschlagskörperwirdverflüssigtundverdampft. Andersgesagt:ErexplodiertundauchdemGesteindesErdbodens gehtesnichtanders.EinVolumendesErdbodensdasungefährdem VolumendesEinschlagskörpersentsprichtverdampftundexplodiert ebenfalls.DasistdiesogenannteKontakt-undKompressionsphasebei dervomOrtdesEinschlagsausStoßwellendurchdasMaterialdes Erdbodenslaufen.DabeiwirddasGesteinaufeineganz charakteristischeArtundWeiseverdichtetdienurbeisolchen energetischenEreignissenstattfindenkann.Deshalbistesauch möglich,ausgeologischenGesteinsuntersucheneindeutigzu bestimmen,obeinKraterdurcheinenEinschlagentstandenistoder beispielsweisedurcheinenVulkanausbruch. AufdieKontakt-undKompressionsphasefolgtdieExkavationpshase. DasistdiePhase,indersichdereigentlicheKraterbildet.EinTeilder StoßwellenistdirektnachuntengerichtetundpresstdasMaterialdort extremzusammen.EinTeilderStoßwellendrücktaberauchgegendie SeitendesvondervorhergegangenenExplosionausgehöhlten Bereichs.DortwirdMaterialnunausdemsichbildendenKraterhinaus geworfenundlandetineinemringförmigenBereichumden Einschlagsort.JenachWuchtdesEinschlagskanndaseinpaarhundert MeterweitentferntseinoderaberaucheinpaarhundertKilometer. JetztistderKratereigentlichschonfertig–erbleibtabernichtsowieer ist.Das,wasdirektnachdemEinschlagentstandenistnenntmaneinen transientenKraterunderwirdindernunfolgendenModifikationsphase verändert.DasGesteinderErdeverhältsichwährendderextremen EreignissedesEinschlagsnichtsowiesichGesteinnormalerweise verhält.EswirdquasiweichundkannnachderBildungdestransienten Kraterszurückfedern.GenauinderMittedesKraterskannsichsoein sogenannter“Zentralberg”bilden.Derkannwiederkollabieren,es entstehenStoßwellenundumdenRanddesKratersherumbildetsich eineArtRingwall.JenachdemwiegroßdieWuchtdesEinschlagswar könnensichauchmehrereRingebilden.DerKraterwirddadurch deutlichgrößeralsvorher. SolcheKratermit ZentralbergenundRingen nenntman“komplexeKrater” imGegensatzzuden “einfachenKratern”dievon kleinerenObjektenerzeugt werdenunddiedem klassischen“Loch”inderErde entsprechen.Undesisteben tatsächlichein“Loch”,ein runderKrater.Dennnichtdie BewegungdesAsteroiden Einfachundkomplex(Bild:NASA) beimEinschlagistfürdieForm verantwortlich,sonderndieExplosionganzzuBeginnderKontakt-und Kompressionspgase.WiegroßgenaueinKraterwird,lässtsichnicht exaktvorhersagen.AlsgrobeAbschätzungkannmandavonausgehen, dassderDurchmesserdesKratersungefähr10malsogroßistwieder DurchmesserdesEinschlagskörpers.DamitaufderErdeeinkomplexer Kraterentstehenkann,mussdaseinschlagendeObjektmindestens2bis 4Kilometergroßsein.AufdemMondsiehtdieSacheaberandersaus –derMondistkleinerundhateinegeringereSchwerkraft.Diebestimmt abereinerseitsmitwelcherGeschwindigkeiteinEinschlagskörper angezogenwirdundauchwiesichdasGesteinnachdemEinschlag verhält.UmkomplexeKrateraufdemMondzuerzeugenmussein Objektmindestens15Kilometergroßsein. DerMondhatallerdingsauchkeineAtmosphäre.Dashatzwei AuswirkungenaufdieKraterbildung:Einerseitskönnenauchkleineund kleinsteObjektemitihmkollidierenohnezerstörtzuwerden.Während aufderErdenurObjektemitmehrals50MeterneinenKraterschlagen können,könnendasaufdemMondselbstkleinsteBrockenvon Weltraumstaub.DieAtmosphäresorgtaberauchdafür,dassdieKrater imLaufederZeitwiederverschwinden.Wind,Wetterundandere ErosionsprozesseschleifendieStrukturenabundamEndebleibtnichts mehrübrig.EinKrateraufdemMondbleibtviellängerbestehen (allerdingsnichtunendlichlange,auchimWeltallgibtesErosionwieich inFolge130derSternengeschichtenerklärthabe). DasistauchderGrund,warumaufdemMondsoenormvieleKraterzu sehensindundaufderErdenurvergleichsweisewenig.Esliegtnicht daran,dassderMondöftergetroffenwird–eherimGegenteil.Die ErdeistgrößerundhateinegrößereAnziehungskraft;sieistalsoauch öfterdasZielvonGeschossenausdemAll.Aberhierbeiunssehenwir dieFolgennicht;aufdemMondbleibensiefürlangeZeitbestehenund sichtbar.Dorthabenwirüber60.000KratermiteinemDurchmesservon einemKilometergezählt;aufderErdeabernurknapp100miteinem ähnlichgroßenDurchmesser. DergrößtebekannteKrateraufderErdeistderVredefort-Kraterin Südafrika.Eristkaumnochzusehenundfastschonkomplettverwittert. Irgendwannvor2MilliardenJahrenmussdorteinungefähr10Kilometer großerAsteroideingeschlagenundein100Kilometerbreitesund40 KilometertiefesLochindieKrustederErdegerissenhaben.Einen anderengroßenKratermit200KilometernDurchmesserfindetmanauf derHalbinselYucatáninMexiko.Oderbesser:Manfindetihnsogutwie garnicht;anderErdoberflächeistnichtsdavonzusehenundnurdurch geologischeUntersuchungenkonntemanihnentdecken.ZumGlück, denndieser65MillionenJahrealteKrateristdas,wasvomberühmten Einschlagübrigblieb,derdieDinosaurierausgelöschthat.In DeutschlandstehtdiebayrischeStadtNördlingenmittenineinem24 KilometerdurchmessendenEinschlagskrater,demNördlingerRies,das vor14,6MillionenJahrenentstand. EinschlagskraterkönnenunsenormvielüberdieVergangenheitunseres Planetenverraten.AberauchüberdieGeschichteunseres Sonnensystems.WiruntersuchendieKrateraufdemMarsderdank seinerdünnenAtmosphäreebenfallsUnmengenanKraternzeigt; ebensowiederMerkuroderdiegroßenMondederGasplanetenim äußerenSonnensystem.Zumindest diejenigen,dienichtvonallzudicken Eisschichtenbedecktsind,denndieKrater dortverschwindenschnell;Auchaufder Venusfindenwirquasiüberhauptkeine Krater,daihreextremdichteAtmosphäre kaumetwasbiszumBodendurchkommen lässt. TrotzdemsindKraterwichtig.Inihnen steckendieInformationenüberdasInnere derHimmelskörper,diewirsonstnieherausfindenkönnten.Siezeigen unsdieVergangenheit,diewirsonstniesehenkönnten.Undsiesagen uns,wiedasSonnensystemausgesehenhat,alseswederLeben,noch unsereErdegegebenhat.Aberdasistwiedereineganzandere Geschichte. Nördlingen,inmittenseines Einschlagkraters(Bild:NASA) WETTERKRIEGUNDWETTERMANIPULATION M eteorologieistkeineAstronomie.Abereinegewissen GrundkenntnisüberdasWettermussmanauchals Astronombesitzen.EinPlanetwieJupiteristzum BeispieleineinzigesriesigesWettersystem;die EigenschaftenvonunserenNachbarnMarsundVenuskönnenwirnur verstehen,wennwirauchdieVorgängeinderenAtmosphären verstehen.BeiderSuchenachdenlebensfreundlichenPlanetenanderer SternemüssenwirunsselbstverständlichauchGedankenüberdas dortigeWettermachen.UndwenndieAstronomenindenHimmel blickenwollen,dannkönnensiedasnur,wennkeineWolkendenBlick aufdieSterneversperren.DasWetteristalsovongroßerBedeutungfür dieAstronomie.UndwennderNachthimmelwiedereinmalvollWolken hängt,dannwünschtsichsomancherAstronom,dassmandemWetter nichtnurpassivausgeliefertist,sondernesauchverändernkann. MitdiesemWunschsinddieAstronomennichtalleine.Seites MenschengibtspieltdasWettereinegroßeRolleinihremLebenund siedenkendarübernach,wiesieesbeeinflussenkönnen.Alsman DonnerundBlitz;SonneundRegennochdemWirkenderGötter zugeschriebenhat,hatmanversuchtdasWettermitreligiösenRitualen undOpfergabenzubeeinflussen.AlsmandannanfingdieVorgängein derAtmosphärederErdeeinwenigbesserzuverstehen,gingmandazu über,sichauchaufwissenschaftlicheArtundWeiseGedankenüberdie Wettermanipulationzumachen. Wettermanipulation!Siehteinfachaus,istesabernicht…(Bild:PublicDomain) DenBeginnderwissenschaftlichenErforschungderWettermanipulation könntemanaufden24.Juni1942datieren.Natürlichgabesauchschon früherdiverseLeute(undsehrvieledavonechteScharlatane)diemit verschiedenendubiosenMethodenprobiertenRegenzumachenoder Wolkenzuvertreiben.AberandiesemTagdemonstriertenIrving LangmuirundseinAssistentVincentSchaefervoreinemPublikumaus PolitikernundMilitärangehörigen,dasssieinderLagewareneinganzes TalhintereinerkünstlichenNebelwandzuverstecken.Eswarenkeine echtenWolkendiesieerzeugthatten;eswareineArtsehrfrühe Nebelmaschineabereswarschnellklar,wozumansoetwasbrauchen konnte.ImmerhinherrschtedamalsKriegaufderWeltundwennman einenAngriffdereigenenSoldatenmitkünstlichenNebelvordemFeind versteckenkonnte,wardaskeineschlechteSache.Langmuirundseine KollegenbeschäftigtensichvondaanweitermitderErforschungvon Wolken,derenEigenschaftenundderFrage,wiemandasWetterim militärischenSinnebeeinflussenkann. UndIrvingLangmuirwarnichtirgendwer!ErwarChemikerunderfand zumBeispieleineneuartigeVakuumpumpe.Erfandheraus,dassman dieLebensdauervonGlühlampenverlängernkonnte,wennmansiemit bestimmtenGasenfüllte.ErentwickelteeineneueSchweißtechnik.Er arbeitetealseinerdererstenForscherüberhauptmitPlasma,also Gasendiesoheißsind,dasssichdieElektronenausderAtomhüllevon denAtomkernentrennenunderwarderjenige,derdasWort“Plasma” geprägthatte.ErtrugzumVerständnisvonAtomenbeiundbeschrieb dieOberflächenvonMolekülenundMaterialienaufeineganzeneue Weise.Und1932bekamerfürseine„Entdeckungenund UntersuchungenzurOberflächenchemie“denNobelpreisfürChemie. LangmuirwaralsoeinerderbestenChemikerseinerZeit.Und überzeugtdavon,dasseresschaffenkönnte,dasWetterzu manipulieren. SeinKollegeVincentSchaeferentdeckte1946,dassmanmit TrockeneisdasWasserinderLuftdazubringenkann,sichinEiskristalle zuwandeln.DieEntdeckungwarZufall:DerKuhlschrankmitdem SchaeferseineExperimentedurchführtewarnichtkaltgenugund deswegenschmissereinfacheinStückgefrorenesKohlendioxidhinein. DieTemperaturderLuftsankschlagartigundebensoschlagartig entstandenjedeMengeEiskristalle.SchoneinwinzigesStück TrockeneisreichteausumeinegroßeAnzahlanEiskristallenzu erzeugen. LangmuirundSchaeferwolltensofortwissen,wasTrockeneismit natürlichenWolkenanstellenwürde.Wolkenbestehenjaaus Wassertropfen(wieichinFolge105derSternengeschichtenausführlich erklärthabe).WennTrockeneisinderLuftdafürsorgenkann,dasssich dasWasserinEiskristalleverwandelt,kannesdasinWolkenvielleicht auch.UndwennesineinerWolkeEiskristallegibt,könnensichumdiese KristalleherumimmermehrWassertropfenanlagern–esentsteht Schneeundwenndertiefgenugfällt,wirdausdemSchneeRegen.Man müsstealsonureinwenigTrockeneisindieWolkenwerfenundkönnte siesodazubringen,abzuregnenundsichaufzulösen. EntsprechendeVersuchemitechtenWolkenundFlugzeugenwurden durchgeführt.UndliefertenErgebnisse,dienichtwirklicheindeutig waren.LangmuirundseineKollegenwarenüberzeugtdavon,dasssie tatsächlichRegenmachenkonnten.AndereMeteorologenwandtenein, dassmanausdenVersuchenkeinebrauchbarenstatistischenDaten ableitenkönne.Manweißjanicht,wasdieWolkegemachthätte,wenn mansienichtmitTrockeneisbehandelthätte. Trotzdem:DiemilitärischenundwirtschaftlichenVerlockungender Wettermanipulationwarenzugroß.Langmuirforschteweiter.Immer wiederwurdenWolkenmitTrockeneisbehandelt.Manversuchtesogar, denWegvonHurrikanendurchdieBeigabevonTrockeneiszu verändern.1947entdeckteBernardVonnegut,einweitererKollegenvon Langmuir,dassmanmitSilberjodidnochbessereErgebnisseerreichen kannalsmitTrockeneis.Esbildetensichnochschnellerundnochmehr Eiskristalle,dadieStrukturderSilberjodidkristalleden KondensationskernenvonSchneeflockensehrähnlichwar.Außerdem löstesichdasSilberjodidnichteinfachauf,wiedasTrockeneissondern blieblangeinderAtmosphärebestehen.EsgabweitereVersuchemit beeindruckendenNamenwie“ProjectCirrus”oder“OperationCumulus” undweiterhinkeineeindeutigenErgebnisse.DavonwollteLangmuir allerdingsnichtshören.ErwarzumBeispielfestdavonüberzeugt,dass seineExperimentemitTrockeneisdazugeführthatten,dassder HurrikanKingimJahr1947seinenKursgeänderthatte–undals Meteorologenihndaraufhinwiesen,dassdieseKursänderungschonvor seinenExperimentenvonihnenprognostiziertwurde,wurdeernur wütendundbeleidigtesie. DasProblemanderSache wardieStatistik.Eswarnicht möglich,irgendetwas verbindlichesausallden ExperimentenmitTrockeneis undSilberjodidabzuleiten.Mal passierteetwas;malpassierte nichtsundniemandwusste, waspassiertodernicht passiertwäre,wenneskeine Experimentegegebenhätte. Langmuirwareinguter ChemikerundseineArbeitan derWettermanipulation erfolgtenach wissenschaftlichenMaßstäben undmitwissenschaftlichen Methoden.Erwarallerdings keinExpertefürMeteorologie underließsichbeider DieIdeewargut,hatabernichtfunktioniert (Bild:Smcnab386,CC-BY-SA3.0) InterpretationderErgebnisse vonseinemWunschdenkenleitenundnichtderRealitätderDaten. AndereundechteExpertenfürdasWetterwiesendaraufhin,dassdie VorgängeinderAtmosphärekomplexsind.Prozesseauf mikroskopischkleinenSkalenbeeinflussendasWetterebensowie ProzesseinglobalemMaßstab.Undalletretenmiteinanderin Wechselwirkung.DasganzeSystemdesWettersisteinchaotisches SystemundesistsogutwieunmöglicheineneinzigenFaktor herauszugreifenundihnfürmaßgeblicheVeränderungenverantwortlich zumachen.Das,wasLangmuirtat,warsogenanntepathologische Wissenschaft.ErverwendetewissenschaftlicheMethodenumetwaszu erforschen,wasunwissenschaftlichwar.Andereerkanntendas, Langmuirselbstabernicht.Wasumsotragischerwar,daesniemand andereralsLangmuirselbstwar,der1953denBegriff“Pathologische Wissenschaft”erfandundeinführteumDingewiedieErforschungvon fliegendenUntertassenoderTelepathiezubeschreiben.Dassauch seineArbeitzurWettermanipulationdarunterfiel,merkteernicht. Vorallemauch,weilesimmernochgenugeinflussreicheLeutegab,die ihmsehrgenauzuhörten.WährenddesKaltenKriegesgabeszwischen denUSAundderUdSSRnichtnureinWettrüsteninSachen Nuklearwaffen.AuchdiemilitärischeWettermanipulationbeschäftigte beideNation.Manstelltesichvor,wiemanmitgezielter WettermanipulationeineDürreüberFeindeslandauslösenkönnte.Oder sintflutartigenRegenüberderArmeedesGegnersniedergehenlassen könnteumihnsozuimmobilisieren.MankönnteHurrikanszumFeind umleiten,seineSchiffeindieHäfenunddieFlugzeugeaufdenBoden zwingen.DasallesklangzuverlockendfürdieGeneräleundPolitiker undniemandwolltedasRisikoeingehen,beim“Wetterkrieg”ins Hintertreffenzugeraten.AlldieExperimentedieschonfrüher durchgeführtwordensind,wurdenweitergeführtunddieErgebnisse warengenausowenigeindeutigwiezuvor. DashinderteaberzumBeispieldieUSAnichtdaran,indenJahrenvon 1967bis1972die“OperationPopeye”durchzuführen.Diesesdamals undauchnochlangedanachstrenggeheimeProgrammwardafür ausgelegt,dasWetterinSüdostasienzumodifizieren,wosichdieUSA geradeinihremtragischenKriegmitVietnambefand.Manwolltedie StraßenundWegedesHo-Chi-Minh-Pfadesdurchkünstlicherzeugten RegenunpassierbarmachenundsodenVietnamesendenTransport vonMaterialundTruppenerschweren.FünfJahrelanggabmanjedes Jahr3,6MillionenDollarausumwährendmehrals2600FlügenWolken mitSilberjodidzubehandeln.Gebrachthatesnichts,wedergewannen dieUSAdenKriegnochgabesirgendwelchebrauchbarenDatendie belegten,dassdasganzeirgendeinenmessbarenEffektaufdenRegen inderRegionhatte. DieSituationhatsichbisheutenichtgeändert.Esgibtimmernoch keinerleiDatendiebelegen,dassmandasWettertatsächlichgezieltund reproduzierbarbeeinflussenkann.Wasabernatürlichnichtsdaran ändert,dassesnichtimmernochprobiertwird.Währendder olympischenSommerspieledesJahres2008inPekingverkündete ChinazumBeispiel,dassesdieWolkenmanipulierenwolleumRegen währendderVeranstaltungenzuverhindern.InÖsterreich,Deutschland undanderswoaufderWeltfliegenKleinflugzeugedurchdieWolkenum HagelschädeninderLandwirtschaftzuverhindernoderRegenzu provozieren.AberdassalldieseBemühungenauchfunktionieren:Dafür gibteskeinenverlässlichenNachweis. Esistimmernocheinwenigsowiefrüher: DamalshabenwirdenGötternOpfer gebrachtinderHoffnung,dasssieuns RegenoderSonnenscheinschicken.Jetzt schießenwirausFlugzeugenaufdie Wolkenundbildenunsein,dasswirso KontrolleüberdasWetterhabenkönnten. OderentwickelnVerschwörungstheorien Chemtrails…gibt’snicht überböseRegierungenoder Geheimorganisationen,dieunserWetterheimlichdurchChemtrailsaus geheimenChemie-Sprühflugzeugenmanipulieren.Undmitgroßen RadioanlagenmysteriöseStrahlenindenHimmelschickenumso Wolkenzuerzeugenoderzuvertreiben.DieGeschichteder WettermanipulationistvollvonScharlatanen,Betrügerund esoterischemUnsinn.SieistaberauchvollvonechtenWissenschaftler dieihrbestesgetanhaben,umdiechaotischenVorgängeinunserer Atmosphärezuverstehenundzukontrollieren.DasmitderKontrollehat nichtgeklappt,aberdasVerständnisdesWetterswirdimmerbesser. AmEndemüssenwirunsaberimmerdamitabfinden,dassdasChaos ebennunmaldasChaosist.Eslässtsichverstehen,abernichtbeliebig genauvorhersagen.Undnochschwerermanipulieren.Auchwennich miralsAstronomdurchausmanchmalwünschenwürde,mankönntedie WolkeneinfachvomNachthimmelblasenunddenBlickaufdieSterne freigeben:EswirdweiterhineinWunschbleiben. 05|Impressum scienceblogs.deeMagazine KonradinMedienGmbH Ernst-Mey-Straße8 70771Leinfelden-Echterdingen Geschäftsführer:PeterDilger Geschäftsleitung:KostaPoulios,+49(0)711/7594-0 AmtsgerichtStuttgart,HRB220398 UST.-Idnr.DE811236132 Bezugspreise EinzelpreiseMagazine:1,99EURinkl.MwSt. Leserservice Leserservicescienceblogs.deeMagazine,Ernst-Mey-Str.8,70771 Leinfelden-Echterdingen E-Mail:[email protected] Phone:+497117594–302 GekennzeichneteArtikelstellendieMeinungdesAutors,nichtunbedingt diederRedaktiondar.FürunverlangteingesandteManuskriptekeine Gewähr.Alleinwissen.deeMagazineserscheinendenBeiträgesind urheberrechtlichgeschützt.AlleRechte,auchÜbersetzungen, vorbehalten.Reproduktionen,gleichwelcherArt,nurmitschriftlicher GenehmigungdesVerlages.ErfüllungsortundGerichtsstandist Stuttgart. 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