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01|ÜberdenAutor
FlorianFreistetter
FlorianFreistetterpromovierteamInstitutfürAstronomieder
UniversitätWienundhatdanachanderSternwartederUniversität
JenaunddemAstronomischenRechen-InstitutinHeidelbergals
Astronomgearbeitet.ZurZeitlebterinJena,bloggtüber
WissenschaftundschreibtmanchmalBücher.
http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/
02|Inhalt
01
02
ÜBERDENAUTOR
INHALT
03
TITELSTORY
DielangeSuchenachdemPlanetX
04
05
STERNENGESCHICHTEN
01
DieEnergieimInnerenderSonne
02
DasaufregendeLebendesTychoBrahe
03
DiegroßeSauerstoffkatastrophe
IMPRESSUM
03|Titelstory
DielangeSuchenach
demPlanetX
VONFLORIANFREISTETTER
Von1781bisindieGegenwart:Menschensindschonseitmehrals
200Jahrendamitbeschäftigt,neuePlanetenimäußeren
Sonnensystemzuvermuten,zusuchenundauchzufinden.
1781-1989:NEPTUN,PLUTOUNDDASVORLÄUFIGEENDE
D
ngeblicheEntdeckungeinesneuenPlanetenimäußeren
SonnensystemhatindenletztenTagenfürvielAufsehen
gesorgt.DabeisinddieMenschenschonseitmehrals
200Jahrendamitbeschäftigt,neuePlanetenimäußeren
Sonnensystemzuvermuten,zusuchenundauchzufinden.Ineiner
kurzenvierteiligenArtikel-SeriemöchteichdieselangeGeschichte
einwenigausführlicherdarstellenumamEndedieaktuellen
Ergebnissevernünftigdarstellenundeinordnenzukönnen.
DieGeschichtederSuchenachunbekanntenPlanetenimäußeren
Sonnensystemreichtweiterzurück,alsmanvielleichtdenkenmag.
Siebeginntam13.März1781.DahatderAstronomWilhelm
HerschelimenglischenBathdenHimmelbeobachtet.Erwolltedie
PositionderSternevermessenumsoeventuellHinweiseaufdie
BewegungderErdeumdieSonnezufinden(Manwusstezwar
schon,dasssichdieErdeumdieSonnebewegt,aberdendaraus
resultierendenParallaxen-Effekthattemannochnichtgemessen).
BeidieserSucheentdeckteHerscheleinenLichtpunkt,deraufseinen
Sternenkartennichtverzeichnetwar.VierTagespäterwarder
Lichtpunktimmernochda;hattesichinderZwischenzeitaber
bewegt.Herschelschloßdaraus,dassereinenneuenKometen
entdeckthatte.
EinpaarWochenspäterwarallerdingsklar:EswarkeinKomet,den
Herscheldagefundenhatte,sonderneingroßerHimmelskörperauf
einerfastkreisförmigenUmlaufbahnaußerhalbderBahndes
Saturns.DaswareinegroßeSensation,dennmangingdamals
davonaus,dassdiemitfreiemAugesichtbarenPlaneten–Merkur,
Venus,Erde,Mars,JupiterundSaturn–schondaskomplette
Sonnensystemausmachten.MitZuwachsrechneteniemand.Und
trotzdemwardaaufeinmaleinneuerPlanet,der(nacheinigenrecht
interessantenDiskussionen)denNamen“Uranus”bekam.
Uranuswurdegefunden,obwohl
niemandnachihmgesuchthat.Aber
seineEntdeckungmarkiertedenBeginn
dergezieltenSuchenachweiteren
Planeten.Uranusistkein“PlanetX”aber
dessenGeschichtebeginnthier.
DennalsdieAstronomendenneuen
Planetenbeobachteten,stelltensiefest,
dassseineBahnnichtdentheoretischen
Uranus!(Bild:NASA/JPLCaltech)
Vorhersagenfolgte.Das
GravitationsgesetzvonIsaacNewton
erlaubtesja,diegegenseitige
BeeinflussungvonSonneundallenPlanetenzuberechnenund
darauszukünftigePositionenabzuleiten.Normalerweiseklapptedas
rechtgut–dieanderenPlanetenbewegtensichgenauso,wiedie
Berechnungenesvorhersagten.NurbeiUranusgabesständig
Abweichungen.Zuerstdachtemannoch,dassUngenauigkeitenbei
derBeobachtungderGrunddafürwären,aberauchgenauere
Datenführtennichtdazu,dassdieAbweichungenverschwanden.
DiemeistenAstronomenderdamaligenZeitwarenschließlich
überzeugt,dasseinweitererunbekannterPlanetdieUrsachesein
muss.WennsichaußerhalbderBahndesUranusnocheingroßer
Himmelskörperbefindet,dannbeeinflusstdieserebenfallsdie
BewegungderanderenPlaneten.UndvorallemdieBewegungdes
Uranus.DamandiesenhypothetischenHimmelskörperabernicht
kennt,kannerauchnichtindenBerechnungenberücksichtigt
werdenundmanerhältfalscheErgebnisse.
Dieser“PlanetX”beschäftigtedieAstronomennatürlichsehr.Der
EngländerJohnCouchAdamsundderFranzoseUrbainLeVerrier
probiertenanhanddervorhandenenBeobachtungenzuberechnen,
welcheEigenschaften“PlanetX”habenmüssteumgenaudie
AbweichungenbeiUranuszuproduzieren,diemansehenkonnte.
DieGeschichtedieserSucheistStofffüreinganzesBuch(dasauch
geschriebenwurde:Esheißt“TheNeptuneFile”*,istaufdeutsch
unter“DieAkteNeptun”*erhältlichundsehrlesenswert).Ein
bisschenwasdavonhabeichschonineinemfrüherenBlogartikel
erzählt.AmEndestandjedenfallseinerderHöhepunkteder
Astronomie:DieEntdeckungeinesneuenPlaneten,undzwarmit
Ansage!
Am23.September1846richtetederdeutscheAstronomJohann
GottfriedGalleseinTeleskopgenauandieStelledesHimmelsdie
UrbainLeVerrierberechnethatteundfanddorteinenPlaneten.Er
bekamdenNamen“Neptun”undeigentlichkönntedieGeschichte
desPlanetXnunzuEndesein.Erwurdevorhergesagt,gesuchtund
gefunden.
AberalsdieAstronomenindennächstenJahrzehntenUranusund
Neptunbeobachteten,stelltensiefest,dassimmernochnichtalles
solief,wieessollte.AuchbeiBerücksichtigungdesneuen
HimmelskörpersgabesweiterhinAbweichungenzwischenTheorie
undBeobachtung.Damusstenochetwassein;einweiterer“PlanetX”
dessenEinflussnichtberücksichtigtwordenwar.AlsogingdieSuche
weiter!
ZuBeginndes20.JahrhundertsfandsiehauptsächlichindenUSA
stattundzwarinderSternwarte,diederreicheGeschäftsmann
PercivalLowellgegründethatte.Erwolltedenfehlenden,neunten
PlanetenunseresSonnensystemsunbedingtfindenunderwares
auch,derihmdenNamen“PlanetX”gegebenhatte(entgegender
populärenMeinungstanddas“X”hierniefürdieZahl10sondern
immer–sowieinderMathematik–ganzallgemeinfüretwas
Unbekanntes).Undtatsächlichwarmanerfolgreich!Clyde
Tombaugh,dernachLowellsToddessenArbeitweiterführte,
entdeckteam18.Februar1930einenunbekanntenHimmelskörper
derweiterentferntseineRundenumdieSonnealsalleanderen.
ErbekamdenNamen“Pluto”undwurdesofortalsneuerPlanetin
dieFamiliedesSonnensystemsaufgenommen.Einevielleichtetwas
überstürzteEntscheidung,dennschnellstelltesichheraus,dasPluto
viel,vielkleinerwaralsdiebisherigenPlaneten.Eigentlichzukleinum
dieBahnenvonUranusundNeptunausreichendbeeinflussenzu
können.Plutokonntenichtderlanggesuchte“PlanetX”sein–undim
Jahr1989stelltesichdannheraus,dassdasauchgarnichtnötigwar.
DaflogdieRaumsondeVoyager2anNeptunvorbei.Dabeierhielt
mannichtnurdasersteMaldetaillierteBilderdesPlanetensondern
konnteauchdessenMassesogenaubestimmenwieniezuvor.Der
AstronomMylesStandishnutzedieseneueMasseumallesnochmal
vonAnfangandurchzurechnen.Undstelltefest:DieAbweichungen
inderBahndesUranusverschwinden,wennmaninden
Rechnungendieneu
bestimmteMassedes
Neptunseinsetzte!
Esbrauchtalsogarkeinen
PlanetX!DasSonnensystem,
sowieesdamalsbekannt
war,funktioniertwunderbar.
DiebeobachteteBewegung
allerHimmelskörperstimmt
wunderbarmitden
Berechnungenüberein.Die
Suchenacheinem“PlanetX”
wargarnichtnötiggewesen.
PlutoundseinMondCharonaufderersten
FarbaufnahmevonNewHorizonswährend
desAnflugsaufdasSystem(Bild:
NASA/JohnsHopkinsUniversityApplied
PhysicsLaboratory/SouthwestResearch
Institute)
ImJahr1989schiendie
Sachemitdenhypothetischen
Planetenimäußeren
Sonnensystemalsozur
ZufriedenheitallerAstronomenerledigtzusein.AbernurdreiJahre
spätergabeseineneueEntdeckung,diewiederallesdurcheinander
brachte.
1990-2010:ZWISCHENSPIELIMKUIPERGÜRTELUNDDASVERSCHWINDENEINESPLANETEN
I
stenKapitelüberdielangeGeschichtederSuchenachdem
“PlanetX”habeichdiespannendeZeitzwischen1781und1989
beschrieben.DahatmannichtnurdreineuePlanetenentdeckt
(darunterein“echter”undein“falscher”PlanetX)sondernam
Endeauchfestgestellt,dassdieAstronomieeigentlichgarkeinen
BedarfmehranunbekanntenPlanetenhat.DieHinweisedenendie
langeSuchezuverdankenwar,hattensichalsUngenauigkeitbeider
MessungvonNeptunsMasseherausgestellt.Sowiedas
Sonnensystembeschaffenwar,warallesinOrdnung.Esgabkeinen
Grund,inseinenäußerenBereichenirgendwelcheunbekannten
Planetenanzunehmnen.
Pluto!SuperHimmelskörper,aberständigAnlassfürStreit…(Bild:NASA/JohnsHopkinsUniversity
AppliedPhysicsLaboratory/SouthwestResearchInstitute)
Dasändertesicham30.August1992.DaentdecktenDavidJewitt
undJaneLuudenHimmelskörpermitdemNamen“1992QB1”.Er
befandsichnochweitervonderSonneentferntalsPlutoundwar
derersteHimmelskörper,derindieserfernenRegiongefunden
wurde.IneinigenMedienwurdedasdamalsalsdieEntdeckungeines
“zehntenPlaneten”gefeiert.DenAstronomenwarabervonAnfang
anklar,dassmanhier“nur”einenAsteroidengefundenhatte.Sein
Durchmesserbeträgtungefähr167Kilometer,wasauchbeisehrviel
Enthusiasmusnichtausreicht,umausdemfernenFelsbrockeneinen
Planetenzumachen.
Dasbedeutetabernicht,dassdieEntdeckungvon1992QB1keine
außergewöhnlicheundwichtigeSachewar!Schon1943stellteder
irischeAstronomKennethEdgewortheineTheorieauf,nachdersich
außerhalbderNeptunbahneingroßerAsteroidengürtelbefinden
könnte.EineähnlicheTheorieentwarfauch1951derAmerikaner
GerardKuiper.FernderSonnesolltensichjedeMengeObjekte
befinden,diewährendderEntstehungsphasederPlanetenvor4,5
MilliardenJahrenübriggebliebensind.Sowieindeninneren
RegionenballtesichimjungenSonnensystemauchdortdraußender
StaubzuFels-undEisbrockendiverserGrößenzusammen.Aberweit
entferntvonderSonnebewegtensichdieObjektelangsamer;esgab
wenigerKollisionenunddieHimmelskörperkonntennurlangsam
wachsen.
BisaufwenigeAusnahmensinddieAsteroideniminneren
Sonnensystemalleverschwunden;siewuchsenzuPlanetenheran
bzw.wurdenvondenherangewachsenenPlanetenzerstört,indie
SonneoderausdemSonnensystemhinausgeschleudert.Im
äußerenSonnensystemaberbliebensie,wassiewaren.Sieschafften
esnicht,großePlanetenzubilden.
EineplausibleHypothesedienundurchdieEntdeckungvonJewitt
undLuubestätigtwurde.Mit1992QB1hattensiedenersten
AsteroidendesKuipergürtels(SowirddieseAnsammlungvon
Asteroidenmeistensgenannt–“Edgeworthgürtel”wäreeigentlichder
gerechtereName)entdeckt!
Obwohl:Wennmangenauseinmöchte,dannhandeltessich
allerdingsumdaszweiteObjektimKuipergürtel.Denninden
folgendenJahrenentdecktendieAstronomenimmerweitere
AsteroidendesKuipergürtels.Einigedavonnochweiterentfernt;
einigeaberauchdirektdort,wosichPlutobefindet.Schon1993war
eineganzeGruppevonAsteroidenbekannt,diesichumPluto
versammelthatten(diesogenannten“Plutinos”)unddamals
begannendieAstronomenauchdarübernachzudenken,obes
eigentlichnochangebrachtist,Plutoals“Planet”zubezeichnen.
MiteinemDurchmesservonknapp2400KilometerwarPlutozwar
rechtgroßfüreinenAsteroid.Aberauchrechtkleinfüreinen
Planeten.AußerdemwarseineBahnziemlichseltsamundsah
eigentlichehersoaus,wiemanesvondenBahnenderAsteroiden
gewohntwar.PlutowareinvergleichsweisekleinerHimmelskörper,
dersichaufeinerasteroidenähnlichenBahngemeinsammitvielen
anderenAsteroideninmitteneinesAsteroidengürtelsumdieSonne
bewegt.DerSchlusslagnahe:Plutoisteinfach“nur”eingroßer
Asteroid;vielleichtsogardergrößteAsteroidimKuipergürtel.
DieSituationwarvergleichbarmitderzuBeginndes19.
Jahrhunderts.AuchdawarmanaufderSuchenacheinem
unbekanntenPlaneten;auchdafandmaneinenpassenden
Himmelskörper;auchdastelltemanfest,dassdieSucheunter
falschenVoraussetzungenstattfandundeseigentlichgarkeinen
Grunddafürgabundauchdastelltesichder“Planet”späterals
großerAsteroidheraus.IchhabedieseGeschichtehierausführlich
erzähltundsiescheintsichfast200Jahrespäterzuwiederholen.
DamalswaresCeres,entdecktam1.Januar1801undalslang
gesuchterPlanetzwischendenUmlaufbahnenvonMarsundJupiter
gefeiert.Erstspäterstelltesichheraus,dasssichdortein
AsteroidengürtelbefindetundCeresmitseinenfast1000Kilometer
DurchmessernurdergrößtederdortigenAsteroidenist.Aberden
StatuseinesPlanetentrugertrotzdemeinigeJahrzehnte.
Große,rundeAsteroidenvondeneneinpaarals“Zwergplaneten”bezeichnetwerdenundeinpaar
nicht(Bild:BilderMax,CC-BY-SA3.0)
AufPlutowartetenundasgleicheSchicksal.Nichtnurfandmannach
1992jedeMengeandereAsteroideninseinerunmittelbaren
Umgebung;manfandauchimmergrößere.2001zumBeispiel
Varuna,derschonknapp1000Kilometerdurchmass;2002dennoch
größerenQuaoar,undnochvielemehr.DiemeistenAstronomen
warenderMeinungeswärenursinnvoll,dienunalsfehlerhaft
erkannteKlassifikationalsPlanetausdemJahr1930zukorrigieren.
AberdieInternationaleAstronomischeUnion(IAU)lehntedas
Vorhabenab;nichtauswissenschaftlichensondern“aushistorischen
Gründen”.
ImJahr2005fanddannabereineEntdeckungstatt,diederIAUeine
Entscheidungaufzwang.DeramerikanischeAstronomMikeBrown
undseineKollegenentdecktenEris.DieserHimmelskörperwar
tatsächlichsogroßwiePlutoselbst;nachdamaligenWissensstand
sogareinkleinesStückgrößer.WarErisnunalsoderzehntePlanet
desSonnensystems?Undwennnicht:WiesodurftePlutoeinPlanet
bleibenaberErisnureinAsteroid?
ImJahr2006wurdedieFragebeiderIAU-Generalversammlungin
Pragoffiziellbehandelt.EswurdeeineneueDefinitiondesWortes
“Planet”verabschiedetdiewedervonErisnochvonPlutoerfüllt
wurde.BeidewarengroßeAsteroiden(bzw.“Zwergplaneten”,ein
ebenfallsdamalsneudefinierterBegriff)unddasSonnensystem
hattenurnochachtPlaneten.WerdieGeschichtevonMikeBrowns
EntdeckungimDetailnachlesenmöchte,demkannichdiesesBuch
empfehlen,dasauchaufdeutsch*erhältlichist.
BisaufeinigeamerikanischeAstronomen(Plutowurdeimmerhinvon
einemAmerikanerentdeckt)undTeilederÖffentlichkeitstörtesich
niemandanPlutosneuemStatus(undichhabezudemThemahier,
hieroderhiermehrdazugeschrieben).Aberdievielengroßen
HimmelskörperindenäußerenRegionendesSonnensystemsließen
diealteFragewiederaufleben:Gibtesdavielleichtdochnochmehr?
NichtnurgroßeAsteroiden,sondernauchechtePlaneten?Sogroß
wiedieErde?SogroßwieJupiter?
Wennessiegibt,dannmüssensieaufjedenFallweitwegsein.Denn
wenndanocheinPlanetwäre,würdeernatürlichaucheinen
entsprechendengravitativenEinflussaufdenRestdes
Sonnensystemsausüben.Aberdavonwarnichtszubeobachten.Alle
bekanntenHimmelskörperbewegtensichso,wiesieessollten.
IrgendwelcheunerklärtenStörungengabesnicht–ein“PlanetX”
mussalsoaufjedenFallsoweitwegsein,dassseinEinflussaufden
Bereichdenwirbeobachtenkönnen,unterhalbunserer
Messgenauigkeitliegt.
Undermusstevorallemimmerweitwegbleibenundkönnteauch
nichtabundzuaufeinenkurzenBesuchinsinnereSonnensystem
kommen.DieseTatsachezeigteauch,dassdiediversenesoterischen
undpseudowissenschaftlichenBehauptungenüberdieExistenz
eines“PlanetX”oder“Nibiru”Unsinnseinmussten.Dennim20.
JahrhundertbeschäftigtensichnichtnurdieAstronomenmit
unbekanntenPlaneten;auchanderswospekuliertemanüber
“versteckte”Planeten.AngeblichhättenalteVölkervonderExistenz
weitererHimmelskörpergewusst;angeblichhättendortAliensgelebt
unddieErdebesucht;angeblichhättedieserPlanetbeiregelmäßigen
VorbeiflügenanderErdegroßeKatastrophenverursachtund
angeblichwürdeerdasauchinZukunfttun.Besondersimneuen
Jahrtausend(undganzbesondersangesichtsder
WeltuntergangspanikdesJahres2012)sagtendiverseEsoteriker,
Pseudowissenschaftler,HellseherundUFO-Sektenvoraus,dass
demnächstwiedereinneuerPlanetamHimmelerscheinenwürde.
Ichhabedamalsschonerklärt,warumdasUnsinnistundgenau
vorgerechnet,dasssoeinPlanetschonlängstentdecktworden
wäre.
Mitdem“PlanetX”derAstronomenhabenalldiese
pseudowissenschaftlichenGeschichtennichtszutun,auchwennsie
leiderimmerwiedermiteinandervermischtwerden.Imechten
UniversumwurdeninderZwischenzeitneueEntdeckungengemacht.
Schon2003fandmanden1000KilometergroßenAsteroidSedna,
derseineRundenweiterentferntvonderSonnezogalsalleanderen
bekanntenHimmelskörper.AmsonnenfernstenPunktseinerBahnist
er1000MalweitervonunseremSternentferntalsdieErde!Mit
SednahattemandasersteMaleinObjektentdeckt,dassnichtmehr
zumKuipergürtelzugehörenschien,sondernzurnochweiter
entferntenOortschenWolke.SowiederKuipergürtelwurdeauchdie
ExistenzdieserRegionschonlangevorhervermutet.Inden1930er
JahrenvermutetemandortdenUrsprungderlangperiodischen
Kometen.DieGeschichtederOortschenWolkehabeichhier
ausführlicherzähltundwennesimSonnensystemnoch
unbekanntegroßePlanetengibt,dannsindsiealler
Wahrscheinlichkeitnachdortzufinden.
DieunzähligenAsteroiden
undKometendiesichinder
OortschenWolkebefinden
müssen,werdenwir
vermutlichniedirekt
beobachtenkönnen.Dafürist
sieeinfachzuweitweg;sie
reichtfasteinLichtjahrhinaus
insAll.Aberdie
Übergangszonezwischen
KuipergürtelundOortscher
Wolke;diesogenannte
“innereOortscheWolke”
könntefürBeobachtungen
zugänglichsein.Sednahält
sichgenaudortaufundes
OortscheWolkeGrößenvergleichzumRest
desSonnensystems.Ebenfalls
eingezeichnetistdieBahndesAsteroiden
Sedna(Bild:NASA,publicdomain)
sprichtnichtsdagegen,dortauchnochweitereAsteroidenzu
entdecken.UndvielleichtsogarPlaneten?
Nun,wirklichbelastbareHinweisegabesnochnicht.Aberalsdas
nächsteJahrzehntdesneuenJahrtausendsanbrach,begannsichdie
Situationlangsamzuändern.
2010-2015:FERNEASTEROIDENUNDUNKLARESPUREN
D
uchenachPlanetenimäußerenSonnensystemistschon
seitmehrals200JahrenimGange.Währendmanim19.
und20.JahrhunderttatsächlichneueHimmelskörper
fand,warderBeginndes21.Jahrhundertsehervon
Konfusiongeprägt.WieichimletztenTeilderSerieerzählthabe,
stelltemaneinerseitsfest,dasseseigentlichkeinenGrundmehrgab,
nach“PlanetX”zusuchen,andererseitsindenäußerstenRegionen
desSonnensystemsdochmehrloszuseinschien,alsman
ursprünglichdachte.UndimLaufederZeitverdichtetensichauch
dieHinweise,dassmandortunterUmständenvielleichtdochnoch
einenPlanetenfindenkönnte!
Im19.JahrhundertwardieBeobachtungdesPlanetenUranusder
AusgangspunktfürdieSuchenacheinem“PlanetX”.SeineBahn
zeigteAuffälligkeiten,diemandurchdiegravitativenStörungeneines
nochunentdecktenPlanetenerklärte.DieserPlanetwurdedann
auchtatsächlichentdecktundistseitdemals“Neptun”bekannt.
WeitereAnomalien,anhanddermandieExistenzweiterer
unbeobachteterHimmelskörperpostulierenhättekönnen,gabes
allerdingsnicht.Alleswasentdecktwordenwar,verhieltsichim
wesentlichenso,wieessollte.ErstalsumdieJahrtausendwende
immermehrneueAsteroidenimKuipergürtelhinterderNeptunbahn
gefundenwurden,ändertesichdieLage.Undesgabeinweiteres
MalHinweiseaufeinen“PlanetX”.
VordenAsteroidenwarenaberdieKometenanderReihe!Ihr
VerhaltenließeinigeAstronomenschonlängervermuten,dasses
fernderSonnenochvielmehrgebenkönnte,alswirbisher
beobachtethatten.
(KurzerEinschub:InderWissenschaftpassiertseltenetwasausdem
Nichtsheraus;neueErkenntnissegewinntmannurin
Ausnahmefällenvonheuteaufmorgen.SoistesauchbeiderSuche
nachPlanetX.WennmandieFachliteraturdurchsieht,findetman
eineVielzahlvonArbeiten,dieanhandvonKometenüberweitere
PlanetenimäußerenSonnensystemspekulierenundteilweisebisin
die1990erJahreodernochweiterzurückreichen.Auchrein
theoretischeÜberlegungenzurPlanetenentstehungenthaltenoft
VermutungenüberweiterePlaneten.Einenkomplettenhistorischen
ÜberblicküberalldieseArbeitenzugebenliegtaußerhalbder
MöglichkeitenmeinerArtikel-Serie;ichhabemichdaherimfolgenden
aufeinigederaktuellerenArbeitenkonzentriert,dieseit2010
erschienensind.)
AsteroidenhinterderBahndesNeptunkenntmanerstseit1992
(oder1930,wennmanPlutoinkludiert).Kometendagegenschonviel
länger.Siewurdenbeobachtet,sobaldMenscheninderLagewaren,
zumHimmelzuschauenundzuverstehen,wasdortvorsichgeht.
NebendensogenanntenkurzperiodischenKometen,dieTeildes
“normalen”BereichsdesSonnensystemssindundnichtlängerals
200JahrenfüreinenUmlaufbrauchen,gibtesauchdie
langperiodischenKometen.Diesehenwirmeistnureinmal:Sie
brauchenJahrtausendeoderJahrzehntausendefüreineRundeum
dieSonne.Siewarenesauch,dieunsaufdieExistenzder
OortschenWolkehingewiesenhaben,dasReservoirausdemall
diefernenBesucherkommenmüssen.Undsiesindes,dieunseinen
kleinenBlickaufdasermöglichenkönnten,wasdortvorsichgeht.
Mangehtdavonaus,dassdie
OortscheWolkeeine
kugel(schalen)förmigeRegion
ist,diedasSonnensystem
umgibt.DieObjektediesich
dortbefindensolleninder
chaotischenFrühzeitunseres
Systemsdorthinaus
geschleudertwordensein
undsichdeswegeneben
auchüberallrundumdie
Sonneherumangesammelt
SchematischeDarstellungvonKuipergürtel
undOortscherWolke(Bild:NASA)
haben.WennnunBrocken
ausFelsundEisvondortabundzuzurückinRichtungdesinneren
Sonnensystemsgelangen,dannerwartenwirdaherauch,dasssie
dasausallenRichtungentun.UndimPrinzipbeobachtetmandas
auch(ansonstenwäremandamalsjagarnichterstaufdieIdee
gekommen,dassesdieOortscheWolkegibt).
JemehrKometenimLaufederZeitaberentdecktwurden,desto
interessanterwurdedieSache.EinegenaueAnalysederBahnen
langperiodischerKometenliesvermuten,dasssieebennicht
gleichmäßigausallenRichtungenkommen.EinebestimmteGruppe
vonKometenhatteungewöhnlicheBahnen;diekleinerwarenund
derensonnennächstePunktevielweiterweglagenalserwartet.Eine
ErklärungfürdiesesVerhaltenkönntederEinflussdergalaktischen
Gezeitensein(dieimPrinzipsofunktionierenwiedieaufderErde
vomMondausgelöstenGezeiten,nurdasdiesmalebendie
GravitationallerSternederMilchstraßedafürverantwortlichist).
Aberdasscheintnichtzureichen!
ImApril2010habendiebeidenamerikanischenAstronomenJohn
MateseundDanielWhitmireeineausführlicheAnalysedieser
Kometenbahnenveröffentlicht(“PersistentEvidenceofaJovian
MassSolarCompanionintheOortCloud”).Wennmannurden
EinflussderbekanntenPlanetenunddergalaktischenGezeiten
berücksichtigt,soihreModellrechungen,dannerhältmaneine
VerteilungvonKometenbahnen,dievonderbeobachtetenVerteilung
abweicht.EsbrauchtalsonochzusätzlicheFaktorenumerklärenzu
können,warumdiebeobachtetenKometensichsoverhaltenwiesie
estun.NatürlichbestehtauchimmerdieMöglichkeit,dasswir
einfachnochzuwenigKometenbeobachtethabenundallesnureine
zufälligestatistischeFluktuationist.Eskönnteaberauchsein,dass
dieKometendurcheinenSternbeeinflusstwordensind,derfrüher
einmalinderNähederOortschenWolkevorübergezogenist.
DieseHypotheseistgarnichtsoweithergeholtwiesievielleicht
klingt.Wirwissen,dassSternesogutwieniealleinentstehen
sondernimmergemeinsammitvielenanderenSternenausriesigen
kosmischenGaswolken.DasistauchbeiunsererSonneso
gewesenundeshateinweniggedauert,bisallihre“Geschwister”
sichentfernthaben.EinerdieserSternekönntefürdieVerteilungder
Kometenbahnenverantwortlichgewesenseinunddasistaucheiner
derGründe,derdieseArtvonForschungfürdieAstronomenso
interessantmacht.Esgehtnichtunbedingtnurdarum,einen“Planet
X”zufinden–sonderndarum,mehrüberdieVergangenheitunseres
SonnensystemsundseineEntstehungzuerfahren.
AbernebenZufallundstörendenGeschwistersternenistebenauch
derEinflusseinesgroßenPlaneteneinemöglicheErklärungfürdas
VerhaltenderKometen.MateseundWhitmirekommeninihrer
ArbeitzudemSchluss,dasssoeinPlanet,demsiedenNamenTyche
gegebenhaben,ungefährviermalsoschwerwieJupiterseinmuss
undungefähr15.000MalweitervonderSonneentferntistalsdie
Erde.
EinganzschönerBrockenalso,derdaindenäußerenBereichendes
SonnensystemsseineRundenzieht!Oderbessergesagt:Ziemlich
sichernichtzieht.DennmittlerweilehabenWeltraumteleskopewie
WISEdenHimmeldurchmustert.JederPlanet,dersogroßwieJupiter
odergrößerist,wäredabeientdecktwordenwennernichtweiterals
26.000MalvonderSonneentferntistalsdieErde.WennesTyche
gäbe,dannwäreervonWISEgefundenworden.Einunbekannter
PlanetimäußerenSonnensystemwirddurchWISEzwarnicht
ausgeschlossen–aberermussentwederweiterwegseinoderaber
vielkleiner.
DieKometenkonntenvorerstalsonichtweiterhelfen.Aberdafürdie
Asteroiden!VondenenfandmanimmermehrundimJahr2014
dannaucheinen,dersichnochweiterentferntbefindetalsder
bisherigeRekordhalterSedna.DerAsteroid2012VP113undmit
ihmeinekleineGruppeneuentdeckterweitererAsteroidenim
ÜbergangsbereichzwischenKuipergürtelundOortscherWolke
zeigtennichtnur,dassmandadraußennochetwasfindenkonnte.
SowiedieKometenverhieltenauchsiesichnichtganzso,wiees
erwartetwurde.
ChadTrujilloundScottSheppard,dieEntdeckervon2012VP113,
derselbstanseinemsonnennächstenPunktnoch80Malweitervon
ihrentferntistalsdieErde,wieseninihrerArbeit(“ASedna-like
bodywithaperihelionof80astronomicalunits”aufeine
interessanteAnomaliehin,diemitdemsogenannten“Argumentdes
Perihels”zutunhat.
DasisteinedersechsZahlen,mitderAstronomendieBahneines
Himmelskörpersbeschreiben.IndiesemFallderWinkelzwischen
derLiniediedensonnennächstenPunktderBahnmitderSonne
selbstverbindetundderLinie,diedie
Sonnemitdem“aufsteigenderKnoten”
verbindet,alsodemSchnittpunkt
zwischenderBahnebenedesAsteroiden
undderBahnebenederErde:
Sednaistsoweitentfernt,dass
mannureinenwinzigen
Lichtpunkterkennenkann
(Bild:NASA)
Oderandersundetwas
einfachergesagt:Die
Bahnellipseeines
Himmelskörperskann
irgendwieimRaumorientiert
seinunddiegenaueArtder
ArgumentdesPerihels
Orientierungmussdurchdrei
Winkelangegebenwerden;einenfürjedeRichtungimRaum.Das
“ArgumentdesPerihels”isteinerdieserWinkel(die“Inklination”und
die“LängedesaufsteigendenKnotens”dieanderen).Trujillound
SheppardhabennunallebekanntenAsteroidenbetrachtet,die
immermindestens30malweitervonderSonneentferntsindalsdie
Erde.DasArgumentdesPerihelsistbeialldiesenAsteroiden
unterschiedlichunddecktalleWertezwischen0und360Gradab.
Eigentlichgenaudas,waszuerwartenwäre.Aufdiesefernen
AsteroidenwirkendieGravitationskräftederPlaneteniminneren
Sonnensystemnichtmehr“gezielt”;siespürennurdenkombinierten
EinflussallerStörungenunddasführtdazu,dassihreBahnensich
aufgrundderStörungmitirgendwelchenzufälligen
GeschwindigkeitenimRaumherumdrehen.Wasdannebenauch
dazuführt,dassmanheuteallemöglichenWertefürdenaktuellen
WinkelderOrientierungderBahnimRaumbeobachtet.
Aber:DasgaltnichtfürdiewirklichweitentferntenAsteroiden!Alle
diejenigen,diemehrals150malweitervonderSonneentfernt
warenalsdieErde,zeigtenBahnenderenArgumentdesPerihelsin
derNähevon0Gradlag.Gut,eswareninsgesamtnur13Stück,
aberderBefundwarauffällig.
Bild:Trujillo&Sheppard,2014
TrujilloundSheppardschlugenalsErklärungdiegezielteStörung
dieserfernenAsteroidendurcheinennochunbekanntenPlaneten
vor.WenndersichgenauamrichtigenOrtbefindet,kanneszu
Resonanzenkommen,d.h.bestimmteBahnparameterwieebendas
ArgumentdesPerihelskönnensichnichtbeliebigändernsondern
nurinEinklangmitdenVeränderungendesstörendenPlaneten
selbst.WennAsteroideninsoeinerResonanz“gefangen”sind,dann
könntedasdieAuffälligkeiteninihrenBahnenerklären.LautTrujillo
undSheppardbräuchtemandafüreinenPlanetenderetwasgrößer
alsdieErdeistundungefähr250MalweitervonderSonneentfernt
alsunserPlanet.Wirklichexaktkonntensieesabernichteingrenzen
–undesgabdurchausauchandereMöglichkeitenumdasVerhalten
derAsteroidenzuerklären.
LucieJílkovávonderUniverstätLeidenundihreKollegenschlugenim
März2015einefaszinierendeAlternativevor(“HowSednaand
familywerecapturedinacloseencounterwithasolarsibling”).
Auchsiegehendavonaus,dassdieSonneinderZeitnachihrer
EntstehungeinigenaheBegegnungenmitGeschwistersternenhatte.
MitausführlichenComputersimulationenzeigtensie,dassdabei
AsteroidenausdenäußerenAsteroidengürtelndesvorbeiziehenden
SternsvonderSonneeingefangenwerdenkönnen(unddieSonne
auchAsteroidenandenanderenSternverlierenkann).Dabei
könnengenausolcheGruppenvonAsteroidenmitseltsamen
Eigenschaftenentstehen,wieTrujilloundSheppardsiebeobachtet
haben.
DieSachemit“PlanetX”bliebtweiterhinunklar.EineneueAnalyse
derDatenvonTrujilloundSheppard(“Extremetrans-Neptunian
objectsandtheKozaimechanism:signallingthepresenceof
trans-Plutonianplanets”)zeigte,dassdieSachemitdemArgument
desPerihelsallerWahrscheinlichkeitnachkeinzufälligerEffektist,
dersichaufdiegeringeZahlderbeobachtetenObjektezurück
führenlässt.Siezeigteaberauch,dassvermutlichnichtnurein
PlanetsondernsogarzweiunbekannteHimmelskörpernötigsind,
umdieBeobachtungenzuerklären(Ichhabedamalshier
ausführlichüberdieseArbeitgeschrieben).
AlsozweiPlaneten?Odervielleichtdochgarkeiner?EineArbeitaus
demSeptember2015(“Anewinclinationinstabilityreshapes
Kepleriandisksintocones:applicationtotheouterSolar
System”)erklärtedieAuffälligkeitenderfernenAsteroidenganz
ohnezusätzlichePlanetensondernmiteiner“inclinationinstability”;
alsoeinerPhase,beidersich–vereinfachtgesagt–alle
vorhandenenHimmelskörpergegenseitigsosehrstören,dasseszu
großräumigenVeränderungenindenUmlaufbahnenkommt.So
etwaskönnteinderFrühzeitdesSonnensystemsimKuipergürtel
stattgefundenunddiebeobachtetenAnomalienerzeugthaben,wie
inderentsprechendenArbeitdemonstriertwird.
AuchinderGegenwartistdieSachemit“PlanetX”alsoziemlich
verwirrend.Wennesdadraußenirgendwoeinenwirklichgroßen
Himmelskörpergäbe,hättenunsereWeltraumteleskopeihnschon
längstgefunden.WennesnochunbekanntePlanetengibt,müssen
sieentweder,enormweitweg(unddamitsogutwiegarnichtzu
finden)seinoderaberkleinerundinderGrößevergleichbarmitder
Erde.DieHinweise,diewirvonKometenundAsteroidenaufdie
ExistenzeinesunbekanntenPlanetenhaben,sindvielversprechend
aberauchleidernichteindeutig.Undvorallemnichtzwingend;es
gibtnochgenugandereMöglichkeiten,dieBeobachtungenohne
RückgriffaufunbekanntePlanetenzuerklären.
AberdieAstronomenlassensichnichtaufhalten!WirwollenBescheid
wissen,wasinunseremSonnensystemabgeht!Wenndanoch
Planetensind,wollenwirsiefindenundwennnicht,wollenwirdas
ebenfallswissen.
2016:DIEENTDECKUNGVON“PLANET9”
D
ngeblicheEntdeckungeinesneuenPlanetenimäußeren
SonnensystemhatindenletztenTagenfürvielAufsehen
gesorgt.DabeisinddieMenschenschonseitmehrals
200Jahrendamitbeschäftigt,neuePlanetenimäußeren
Sonnensystemzuvermuten,zusuchenundauchzufinden.Ineiner
kurzenvierteiligenArtikel-SeriemöchteichdieselangeGeschichte
einwenigausführlicherdarstellenumamEndedieaktuellen
Ergebnissevernünftigdarstellenundeinordnenzukönnen.
Wieistdasjetztalsomitdiesem“PlanetX”?GibtesdasDingoder
nicht?Undwasistmitdem“Planet9”,derjaangeblichschonsogut
wieentdecktist,wieMedienberichtederletztenWochenahelegen?
IndenletztendreiTeilendieserSeriehabeichausführlichüberdie
langeGeschichtederSuchenachunbekanntenPlanetenim
Sonnensystemberichtet.ÜberdieAnfängeim18.und19.
JahrhundertunddiekonkretenErfolgederdamaligenAstronomen;
überdieVerwirrungengegenEndedes20.Jahrhunderts,nach
denendasSonnensystemmitwenigerPlanetenalsvorherdastand
undüberdievielversprechendenHinweisedieindenersten
Jahrendes21.JahrhundertsgefundenwurdeunddieSuchenach
einemunbekanntenPlanetendochwiederhoffnungsvollerscheinen
ließen.
Undjetztaufeinmalder“Planet9”.Am20.Januar2016
verkündetendieAstronomenMikeBrownundKonstantin
Batygin,dassimäußerenSonnensystemeinweiterer,großerPlanet
existierenmüsse.IhreAnalysederUmlaufbahnenvoneinigen
Asteroiden(“Evidenceforadistantgiantplanetinthesolar
system”)lassedassehrwahrscheinlicherscheinen.ImGegensatzzu
alldenwissenschaftlichenArbeitenüberunbekanntePlanetenim
äußerenSonnensystemderletztenJahreüberdieichindenvorigen
TeilendieserSerieberichtethabe,hatdieseNachrichtmedialwirklich
großeWellengeschlagen.Grundgenug,sichdieserForschungsarbeit
ganzgenauzuwidmen.
Sosoll“Planet9”aussehen…Bild:Caltech/R.Hurt(IPAC)
FangenwirnocheinmalmiteinererweitertenZusammenfassungdes
StatusQuoan.2014entdecktenChadTrujilloundScottSheppard
einenAsteroid,dersichweitervonderSonneentferntbefindet
alsalledamalsbekannten.Anihmund12weiterenähnlichfernen
ObjektenstelltensieseltsameAuffälligkeitenfest:DasArgumentdes
PerihelsihrerUmlaufbahnenlagbeialleninderNähevon0Grad.
Dasbedeutet,dassdieseAsteroidenihrensonnennächstenPunkt
immerdannerreichen,wennsiedieEbenederErdbahnkreuzenund
dasdasimmerderFallist,wennsiedieseEbenevonSüdennach
Nordenkreuzen.
Dasistdeswegenseltsam,weilderEinflussderanderengroßen
PlanetendesSonnensystemseigentlichdafürsorgensollte,dassder
WertdesArgumentdesPerihelssichbeidiesenAsteroidenständig
ändertunddieVerteilungdaherzufälligseinmüsste.Wennbei
dieserGruppevonAsteroidendasnunnichtsoist,musseseinen
Grunddafürgeben.
TrujilloundSheppardvermutetendiegravitativenStörungeneines
nochunbekanntenPlaneten,derüberdensogenannten“KozaiMechanismus”(dabeigehtesum“Resonanzen”,dieichhiergenauer
beschriebenhabe)fürdieHäufungbei0Gradsorgt.Ein
interessanterGedanke,aberauchnichtohneProbleme.Dieser
MechanismussollteeigentlichfüreineHäufungbei0und180Grad
sorgen–wasmanabernichtbeobachtet.DamitihreHypothese
trotzdemklappt,musstendiebeidenzusätzlichnochvoraussetzen,
dassdieAsteroidenimäußerenSonnensystemirgendwannvor
langerZeiteinmaldurchdienaheBegegungmiteinemanderen
Sterngestörtwordenwaren.DieseStörunghattesie–vereinfacht
gesagt–bei0GradversammeltunddieResonanzmitdemnoch
unbekanntenPlanetensiedanndortgehalten.
Einvergleichsweise
komplizierterMechanismus
undvielleichtnochnicht
einmalausreichend.Eine
weitereAnalyseanderer
Astronomenkamzudem
Schluss,dassmanvermutlich
nichteinensondernzwei
Planetenbenötigtumdie
Beobachtungenzuerklären.
Odergarkeine,wieeine
wiederandereArbeitaus
demJahr2015vorschlug(“A
newinclinationinstability
reshapesKepleriandisks
EinpaarAsteroidenbildeneinekomische
GruppeBild:Trujillo&Sheppard,2014
intocones:applicationtotheouterSolarSystem”).Demnach
könntendiegravitativenStörungenzwischenalldenAsteroidenim
KuipergürtelineinerArtKettenreaktiondafürgesorgthaben,dass
sichdieheutebeobachtetenAnomalieneinstellen.Dasgehtaber
nur,wenndieGesamtmassederbeteiligtenObjektegroßgenugist
undobdasderFallist,isteherzweifelhaft.
DasistalsodieAusgangslage:EinigeAsteroidenimäußeren
Sonnensystemverhaltensichseltsam.DieseSeltsamkeitenlassen
sichdurchdieExistenzeinesodermehrererunbekannterPlaneten
erklären;unterUmständeninKombinationmiteinernahen
SternbegegnunginderFrühzeitdesSonnensystemsoderalternativ
auchdurcheinespezielledynamischePhaseimKuipergürtelfürdie
keinzusätzlicherPlanetnötigwar.Einerelativeunklare
AngelegenheitalsounddieArbeit,dieMikeBrownundKonstantin
Batyginveröffentlichten,sollteAufklärungschaffen.
Siemachtensichzuerstdaran,dieDateneinwenigzusäubern.Alle
Hypothesenhingenimmernochanden13Asteroidenmitdenen
schonTrujilloundSheppardgearbeitethatten–Neuentdeckungen
sindseitdemnichtdazugekommen.Allediese13Asteroidenbleiben
immeraußerhalbderBahndesNeptunsundhabeneinenmittleren
AbstandzurSonneder150MalgrößeristalsdermittlereAbstand
derErdevonunseremStern.
BrownundBatyginbezweifeltenallerdings,obdieseObjektewirklich
allegeeignetwaren,InformationenüberunbekanntePlanetenzu
liefern.Diejenigender13AsteroidendiederBahndesNeptun
besondersnahekamen,könnteneventuelldochvonihmgestört
werdenunddasBildverfälschen.Alsoführtensiezuerstnumerische
Simulationendurchumherauszufinden,welchesichdefinitivnicht
vonNeptunbeeinflussenlassen.DabeibliebenamEndenurnoch6
Objekteübrig,mitdenensämtlicheweitereAnalysendurchgeführt
wordensind.
BeiderBetrachtungderUmlaufbahnendieserAsteroidenfielBrown
undBatyginnunauf,dassdasArgumentdesPerihelsnichtmehrum
denWertvon0Gradherumschwankte.Die6Objektehattenalle
Werte,dieinderNähevon318Gradlagen.Aberzusätzlichzeigte
nunauchdie“LängedesaufsteigendenKnotens”eineHäufungbei
113Grad.DamitwirdeineweiteredersechsZahlenbezeichnetmit
denenAstronomendieBahneinesHimmelskörpers
beschreiben.
ArgumentdesPerihels
LängedesaufsteigendenKnotens
SowiedasArgumentdesPerihelsistauchdaseinerderdreiWinkel,
diedieOrientierungderBahnimRaumangeben.DieseHäufungder
beidenWinkellegtenahe,dassdieBahnennichtnurähnliche
Eigenschaftenhatten,sonderntatsächlichindergleichenRegiondes
Weltraumsverlaufen,wasauchdieseGrafikzeigt:
Bild:Brown&Batygin(2016)
MansiehthierdengesamtenHimmelinFormeinerArtLandkarte
dargestellt,mitekliptischerLängeundBreite,sowiediegeografische
LängeundBreitePositionenaufderErdedarstellen.Allebekannten
AsteroidenindenäußerenRegionendesSonnensystemssinddort
eingezeichnet;die6umdieesgehtsindroteingefärbt.Sieliegenalle
umrechtenTeildesBildesundsiegruppierensichalleumdieMitte
herum.Dasistüberraschend,denneigentlichsollteeskeinenGrund
geben,warumdassoist.BrownundBatyginhabenausprobiert,wie
wahrscheinlichesist,soeineKombinationperZufallzuerhaltenund
erhielteneinenWertvon0,007Prozent.Dasistschoneinwenig
unwahrscheinlichundeinHinweisdarauf,dasshierirgendwasvor
sichgehtdasmanuntersuchensollte.Undauchdiebisherigen
Erklärungen(Kozai-MechanismusundKettenreaktion)reichennicht
aus,umdieseÄhnlichkeitderUmlaufbahnenzuerklären.
AlsnächsteshabendiebeidenAstronomeneinmathematisches
Modellentwickeltumherauszufinden,wiesichdieStörungeneines
nochunbekanntenPlanetenaufdieUmlaufbahnenderAsteroiden
auswirken.BeisolchenModellenmachtmankeine
Computersimulationensondernvereinfachtdieentsprechenden
mathematischenGleichungenmitdenenmandieBewegungvon
HimmelskörpernbeschreibtumdiephysikalischenZusammenhänge
bessersehenzukönnen.SiegingendabeivoneinemPlanetenaus
derungefähr10malschwererund700malweitervonderSonne
entferntistalsunsereErde.Undtatsächlichstelltesichheraus,dass
AsteroidendiesichweitgenugaußenimSonnensystembefindenvon
soeinemPlanetenentsprechendgestörtwerdenkönnen.Die
fraglichenWinkelfangenabeinergewissenDistanzanzulibrieren,
pendelnalsoumeinenbestimmtenWertherumanstattwiesonstzu
zirkulieren,alsoimLaufederZeitalleWertzwischen0und360Grad
anzunehmen.UndderWertumdensieherumlibriertenentsprach
dem,denmanbeobachtethatte.
AbereinmathematischesModellistimmernureineNäherung;die
Gleichungenlassensichnieexaktlösen.DeswegennutztenBrown
undBatyginimnächstenSchrittnumerischeSimulationenam
Computer.Dabeientdecktensie,dassdasmathematischeModell
tatsächlichungenauwar:ZusätzlichzudemeinenWertumdendie
WinkelderUmlaufbahnenschwankenkonnten,fandensienoch
einenzweiten.DieStörungeneinesnochunbekanntenPlaneten
könnenalsonichtnurfüreineHäufungvonAsteroidensorgen
sondernfürzwei.Siesolltenessogartununddassmanbisjetztnur
einedieserGruppenbeobachtethatte,warinteressant.
IndernächstenRundederSimulationsahenBrownundBatygin
auchnochnach,obeinstörenderPlanetauchdannnoch
ausreichendstörenkann,wennseineBahngegenüberderBahnder
Asteroidengeneigtist.DenndieseMöglichkeithattemaninder
erstenSimulationderEinfachkeithalbervernachlässigt,inder
Realitätkanndasaberdurchaussosein.AuchsoeinPlanetkann
passendstören–aberauchhierwirdnebenderbekanntenGruppe
vonAsteroideneineweitereGruppeproduziertdiemannochnicht
beobachtethat(bzw.fandmanindenDatenbankeneineinzelnes
Objekt,dassinsoeineGruppepassenkönnte).
Bahnenvon“Planet9”undAsteroiden–diebesagten6sindvioletteingezeichnet(Bild:Caltech/R.
Hurt)
DieGeschichteum“Planet9”istmitderArbeitvonBrownund
Batygindefinitivinteressantergeworden.Abernichtunbedingtklarer.
Diebeidenhabengezeigt,dasseinnochunbekannterPlanetdie
beobachtetenAuffälligkeitenvon6Asteroidenerklärenkann.
AllerdingswürdedieserMechanismusnochweitere
Asteroidengruppenproduzierendiemanbisjetztnochnicht
beobachtethat.Daskannbedeuten,dassderMechanismusfalsch
ist.Oderdasmansieeinfachnochnichtentdeckthat.Außerdem
wurdensowohlbeimmathematischenModellalsauchbeider
ComputersimulationVereinfachungengenutzt(zwangsläufig;
anderesgehtesmeistnicht–esseidennmanhatbeliebigviel
ComputerpowerzurVerfügung).Dasbedeutet,dassmanauch
keinenkomplettenÜberblicküberallemöglichendynamischen
Effektehatundnichtweiß,obmanvielleichtetwasübersehenhat.Es
istzumBeispielauchmitdemaktuellenModellnichtmöglichzu
erklären,warumsichdiebeobachteteAsteroidengruppegenauin
derEntfernungbefindet,indersiesichbefindetundwarumesnicht
auchweiterwegentsprechendeAsteroidengibt.Esgibtalso
entwedereineweitereGruppenochunentdeckterAsteroidenoder
abereinennochunbekanntenMechanismusderdieAsteroidenauf
diebekannteGruppebeschränkt.
AlsHimmelsmechanikerfindeichdieArbeitvonBrownundBatygin
äußerstinteressant.DieMethodensindplausibel;dieErgebnisse
faszinierendunddieGültigkeitderdarausableitbarenAussagen
wurdeimArtikelrealistischdargestellt.Ichbinmirallerdingsnicht
sicher,obwirnachdieserArbeitinSachen“Planet9”besser
dastehenalsvorher.SowieauchindenJahrenzuvorbasiertdiese
AnalyseaufdengleichenHimmelskörper(sogaraufweniger);neue
EntdeckungendiemehrSicherheitbringenkönnten,gibtesnoch
nicht.DieausdemModellvonBrownundBatyginabgeleitetenWerte
derEigenschaftendeshypothetischenPlanetensindbeiweitemnicht
eindeutigundnuralsersteSchätzungzuverstehen(wasdiebeiden
auchselbstanmerken).IhrModellkannnichtalleserklären,was
beobachtetwirdundsagtDingevoraus,dienichtbeobachtetworden
sind.Ichbinmirsicher,dassindennächstenWochenundMonaten
andereAstronomenandereModellefindenwerden,diedie
Beobachtungenebenfalls(undvermutlichebenfallsunvollständig)
erklärenkönnen.
Eshatsichalsonichtsfundamentalgeändert.Sowiefrüherwissen
wir,dassesguteHinweiseaufdieExistenzeinesweiterenPlaneten
imäußerenSonnensystemgibt.Undsowiefrüherkönnenwirnicht
sichersein,oberwirklichdaist.Waswirbrauchen,sindmehr
konkreteDaten!ZumBeispieldieBeobachtungdervonBrownund
BatyginvorhergesagtenAsteroidengruppen.Solltendieentdeckt
werden,wäredaseinwirklichguterHinweis,dassderPlanetrealist.
NochbesserwärenatürlichdieEntdeckungdesPlanetenselbst.Aber
dasistsehr,sehrschwierig.DerPlanetkannnichtvielschwererals
Neptunsein(sonsthättemanihnschonentdeckt).Dasheißt,dasser
auchrechtkleinistundentsprechendwenigLichtreflektiert.Je
nachdemobersichaufseinerBahngeradeinderNähe(und“Nähe”
istindemFallimmernochverdammtweitweg)derSonnebefindet
oderweitentfernt,kannernurmitdenbestenTeleskopenoder
vielleichtauchgarnichtbeobachtetwerden.
Undsowieesmomentanaussieht,wirdesschwierig.Nimmtman
alldieHimmelsbeobachtungenzusammen,diemanbisjetztschon
gemachtundkombiniertdasmitdenwahrscheinlichenWertenfür
dieUmlaufbahndesunbekanntenPlaneten,dannbleibtnureine
unerfreulicheVarianteübrige:Planet9musssichgeradeinderNähe
dessonnenfernstenPunktsseinerBahnbefinden,woeram
dunkelstenistundsichamlangsamstenüberdenHimmelbewegt.Er
ist–sofernvorhanden–vermutlichgerademehrals500Malweiter
vonderSonneentferntalsdieErde.Undbefindetsichnochdazuin
derGegenddesHimmels,inderwirauchdieMilchstraßesehen.Der
denkbarschlechstesOrtalso,umeinenextremschwachleuchtenden
Lichtpunktzufinden,derschonunterdenbestenUmständennurmit
großenTeleskopenzuentdeckenwäre.
Solltees“Planet9”geben,wirdesalsonochdauern,bevorwir
Bescheidwissen.Aberwirsindnunschonseitmehrals200Jahren
damitbeschäftigt,neueHimmelskörperimSonnensystemzusuchen.
UndesgibtkeinenGrund,damitaufzuhören.Wirwerdenaufjeden
FallvieleneueAsteroidenfernderSonnefindenundsiewerdenuns
verraten,wowirweitersuchenmüssenundwieerfolgversprechend
unserVorhabenist.Aberegalobwireinen“Planet9”findenwerden
odernicht:Währendwirsuchen,werdenwirjedeMengeDingeüber
dasSonnensystemlernen,diewirbishernochnichtwußten.Und
daraufkommtesjaeigentlichan!
04|Sternengeschichten
DIEENERGIEIMINNERENDERSONNE
S
twiediegesamteEnergiediewiraufderErdeverwenden,
stammtvonderSonne.
BeiSolarenergieistderZusammenhangdirekterkennbar.
AberauchbeimReststecktamEndedieSonnedahinter.
WindentstehtdurchdieTemperaturunterschiedeinder
ErdatmosphäredievonderSonneverursachtwerden.Der
WasserkreislaufwirddurchdieSonneangetrieben.Fossile
BrennstoffeenthaltendieSonnenenergie,dievorJahrmilliardendort
gespeichertwurde.SelbstdieKalorieninunsererNahrungsind
ultimativaufdieSonnezurückzuführen:PflanzennutzenihrLicht
direktfürdiePhotosyntheseundwandelnesinchemischeEnergie
umundwennwirFleischessen,dannhabendieseTiereihreeigene
EnergiezuvorebenfallsausPflanzenoderanderenTierendie
Pflanzenessengewonnen.
MitderAusnahmevonKernenergiestammtallesvonderSonne(und
dieradioaktivenElementewurdenimmerhininanderenSternen
produziert).
AberwiegenauschafftesdieSonne,diegroßenMengenanEnergie
bereitzustellen?Klar,dortwirdWasserstoffzuHeliumfusioniert.
AberwieläuftdasimDetailab?Undwiegelangtdas,wasimInneren
unseresSternserzeugtwirddannamEndezurErde?
DakommtdieEnergieher.Aberwie?Bild:NASA/ESA)
DieEntstehungeinesSternsisteinziemlichkniffligesThema,und
eines,überdasmanziemlichvielerzählenmuss,umeskomplettzu
verstehen.
DamiteinSternüberhauptWasserstoffzuHeliumfusionierenkann,
mussdieTemperaturhochgenugsein.JehöherdieTemperatur,
destoschnellerbewegensichdieAtomeundjeschnellersiesich
bewegen,destogrößeristdieWucht,mitdersiebeiKollisionen
aufeinanderprallen.Undnurwenndiegroßgenugist,kanndie
Abstoßungskraftüberwundenwerden,diezwischenihnenwirkt.
DenndieWasserstoffatomesindjaelektrischgeladenundstoßen
einanderab,wennsiezunahekommen.BeziehungsweisedieKerne
derWasserstoffatomesindesundumdiegehtesbeiderFusion
auch.DieTemperaturenimInnerenvonSternensindimAllgemeinen
immersohoch,dassdienegativgeladenenElektronenderAtomhülle
sichlösenundnurnochderelektrischpositivgeladeneKernübrig
bleibt.UndwenndadieTemperaturnochhöheralsungefähr3
MillionenGradist,könnendieAtomkerneverschmelzen,wennsie
aufeinandertreffen.
ImKernderSonneliegtdieTemperaturbeiungefähr15Millionen
Grad;dasreichtalsofürdieKernfusion.NebenderTemperaturmuss
esaberauchnochgenugTeilchengeben,damitamEnde
ausreichendEnergieerzeugtwird.AberimInnerenvonSternenist
auchdieDichteenormgroß.InderSonneliegtderDruckbei200
MilliardenBar,istalso200Milliardenmalgrößeralsdernormale
atmosphärischeDruckaufderErdoberfläche.
EsgibtalsosehrvieleTeilchenaufsehrwenigRaumdiesichsehr
schnellbewegen.Siekönnenkollidieren,verschmelzenunddabei
Energiefreisetzen.Aberdasistnatürlichnochlängstnichtalles!
WasserstoffkannaufverschiedeneArtundWeisezuHeliumwerden.
EinwichtigerWegistdiesogenannte“Proton-Proton-Reaktion”.
Siebeginnt,wennzweiWasserstoffkernezuKerneines
Deuteriumatomsverschmelzen.DeuteriumistnochkeinHelium
sonderneinIsotopdesWasserstoffs.EinnormalesWasserstoffatom
hatimKernjanureineinzigesProton;einWasserstoffkernistnichts
anderesalseinProton.Treffenzweidavonaufeinander,kanneines
ineinNeutronumgewandeltwerdenundmanbekommteinen
neuenKernderauseinemProtonundeinemNeutronbesteht.
DiesesElementnenntmanDeuteriumundzusätzlichwirdbeider
ReaktionnocheinPositronundeinNeutrinofrei.DasNeutrinosaust
sofortdavon,dadieseTeilchenjasogutwieniemitandererMaterie
reagieren.DasPositronistdasAntiteilchendesElektronsundvon
denengibtesimKernderSonneebenfallsjedeMenge(alldie
ElektronenzumBeispiel,diefrühermalTeilderAtomhüllender
Wasserstoffatomewaren).DasPositrontrifftalsoziemlichschnellauf
einElektron,beidevernichtensichgegenseitigundeswirdEnergiein
FormvonGammastrahlungfrei.
DieSachegehtabernochweiter:DerDeuteriumkernkannnunmit
einemweiterenWasserstoffkernreagieren.NunentstehteinAtom
mitzweiProtonenundeinemNeutronimKern;alsosogenanntes
“Helium-3”.TypischerweisereagierenimnächstenSchrittnunzwei
Helium-3-KerneumamEndeendlichdasstabileundnormale
Helium-AtommitzweiProtonenundzweiNeutronenzuerzeugen.
ZusätzlichwerdenhierauchnochzweiWasserstoffkernefrei,diefür
neueReaktionenzurVerfügungstehen.
InungefährneunProzentallerFällekanninderSonneaberauch
nocheinandererWegeingeschlagenwerden.DieSonnegehörtja
zurdrittenGenerationderSterne,enthältalsonebendembeim
UrknallerzeugtenElementenWasserstoffundHeliumauchschon
andere,schwererechemischeElementediezuvorinanderen
Sternenerzeugtwordensind.Diekönnennunebenfallsfür
Kernreaktionenverwendetwerden.AusHelium-3undnormalen
HeliumkannzumBeispielBerylliumentstehen,daszuLithiumzerfällt
unddaswiederumkannmitWasserstoffzuHeliumfusionieren.Ein
weitererWegführtüberdieVerwendungvonBerylliumundBor.
WelcheReaktionmitwelcherHäufigkeitstattfindet,hängtvonder
Temperaturab.DamitdieKernreaktionenmitBeryllium,Boroder
LithiumwirklicheffektivlaufenbrauchtesaberTemperaturen,die
höhersind,alssiederzeitimInnerenderSonneherrschen;diese
Prozessewerdenalsoerstspätersorichtigrelevant,wennunser
Sterneinwenigheißergewordenist.UndinSternen,dienochviel
größersindalsunsereSonnegibteswiederganzandereProzesse.
ZumBeispieldensogenanntenBethe-Weizsäcker-Zyklus.Damit
dieserProzessfunktioniertmusseinSternnichtnurWasserstoffund
Heliumbesitzen,sondernauchschongeringeMengenan
Kohlenstoff.DannkanneinekomplexeKettevonReaktionenaus
WasserstoffHeliummachen.AllesbeginngtmitKohlenstoffund
Wasserstoff,diezuStickstoffverschmelzen.DiesesStickstoff-Atomist
allerdingsinstabilundzerfälltzueinemIsotopdesKohlenstoffs,das
nunmiteinemweiterenWasserstoffzustabilenStickstoff
verschmelzenkann.DerfusioniertmitWasserstoff,erzeugtein
instabilesSauerstoffatom,daszueinemanderenIsotopstabilen
Stickstoffsverschmilzt.DaskannnuneinweiteresMalmit
WasserstofffusionierenunderzeugtjetztendlichHeliumundein
neuesKohlenstoffatom;genauvonderArtdasauchschonganzzu
Beginnbeteiligtwar.AmEndeistalsoübereinengroßenUmwegaus
WasserstoffHeliumgewordenundderKohlenstoffistnicht
verbrauchtwordensondernwurdenuralsKatalysatorverwendet.
WelcherProzessfürdieEnergieproduktionderSonneverantwortlich
warwusstemanübrigenslangenicht.MankannjanichtindenKern
hineinschauenundnachsehen,welcheAtomedaherumsausenund
verschmelzen.Bethe-Weizsächer-ZyklusundProton-Proton-Reaktion
unterscheidensichaberinderArtundderMengederNeutrinos,die
dabeifreiwerden.DieseTeilchenzudetektierenistaberenorm
knifflig,wieichinFolge103derSternengeschichtenjabeschrieben
habe.Eshatbisindie1960erJahrengedauert,bismanNeutrinos
ausdemInnerenderSonnenachweisenundfeststellenkonnte,dass
dieEnergieproduktiondortüberdieProton-Proton-Reaktion
stattfindet.
Mittlerweileweißmanauch,
dassderBethe-WeizsäckerZykluserstabTemperaturen
vonmehrals14Millionen
Gradfunktioniertunderstab
30MillionenGradsorichtig
effektivwird.Erspieltalsovor
allemingroßenSterneneine
SobeginntdieProton-Proton-Reaktion
(Bild:gemeinfrei)
wichtigeRolle,abernichtbei
sokleinenund
vergleichsweisekühlenwieunsererSonne.
GenaugenommenwäreesaberinderSonnenichteinmalheiß
genug,umdienormaleProton-Proton-Reaktionablaufenzulassen.
ImallererstenSchrittmüssendajazweiWasserstoffkernezueinem
Deuteriumkernverschmelzen.BeidenTemperaturenimKernder
Sonnekommtdasabernursehrseltenvor.Soselten,dasses
eigentlichnichtreichenwürde,umdieMengeanEnergiezuerklären,
diesieproduziert.DieAbstoßungskraftistzustarkunddie
durchschnittlicheGeschwindigkeitderWasserstoffkernezugering.
Warumestrotzdemfunktionierthatmanerstverstanden,alsdie
Quantenmechanikentwickeltwurde.Dersogenannte“Tunneleffekt”
sorgtbeiTeilchendafür,dasssieeinanderauchnahekommen
können,obwohldieAbstoßungskraftzugroßist.DaeinTeilchenin
derquantenmechanischenBeschreibungkeineneindeutigen
Aufenthaltsorthat,sondernmiteinergewissenWahrscheinlichkeit
überallzufindenist,bestehtaucheinegewisseWahrscheinlichkeit,
dasssichzweiProtonennahegenugfüreineFusionkommen;die
abstoßendeBarrierederelektrischenKräftewirdalsoquasi
durchtunnelt.
Sooderso:AmEndeistausvierWasserstoffkerneneinHeliumkern
geworden.DieserHeliumkernhateinbisschenwenigerMassealsdie
beideneinzelnenWasserstoffkernezusammengenommen.Die
überschüssigeEnergieistdie,diebeiderFusionabgegebenwird.
NimmtmanalleReaktionenzusammen,bleibenamEndeknapp25
Mega-Elektronenvolt,dieimInnerenderSonnefreiwerden.Das
klingtviel,istabereigentlichziemlichwenig.IneinemhalbenLiter
Bierodereinem50-Gramm-RiegelSchokoladesteckenungefähr250
Kilokalorien.Dassind6500BilliardenMega-Elektronenvolt!Oder
andersgesagt:1040BilliardenWasserstoffkernemüssenzu260
BilliardenHeliumkernenverschmelzen,damitdiegleicheMengean
Energiefreiwird,dieineinemgroßenGlasBierodereinemkleinen
Schokoriegelsteckt.AberdasistkeinProblem:InjederSekunde
werdeninderSonne564MillionenTonnenWasserstoffin560
MillionenTonnenHeliumumgewandeltundvierMillionenTonnen
ihrerMasseinEnergie.DasistgenugfüreinigeGläserBier…fürein
343TrillionenproSekundeumgenauzusein.
AbernochistdieEnergieimKerngefangen.Bissiezuunsaufdie
Erdegelangt,hatsienocheinenweitenWegvorsich.
EsgibtzweiMöglichkeiten,wieEnergieimInnereneinesSterns
transportiertwerdenkann.EinmaldenTransportdurchStrahlung
unddanndenTransportdurchKonvektion.
BeidenKernreaktionenwirddieEnergieinFormvon
hochenergetischenPhotonenfrei.DieseArtdesLichtsnenntman
“Gammastrahlung”undeshateinesehrgeringeWellenlänge;zu
geringalsdaswiresmitunserenAugensehenkönnten.
NormalerweisekönntesichGammastrahlunggenausoausbreiten
wiedieanderenArtendesLichtsbzw.derelektromagnetischen
Strahlung.ImKernderSonneistdafüraberkeinPlatz.Dortistdie
DichteenormhochundwenndiePhotonensichaufdenWegnach
draußenmachen,kommensienichtweit.SchonnachkurzerZeit
treffensieaufdievielendortherumsausendenElektronen.Sie
werdenabsorbiertundkurzdanachvomElektronwieder
abgestrahlt.DieRichtungwechseltdabeikomplettzufälligundesist
daherebensodemZufallüberlassen,wieschnelldiePhotonenbei
ihremWegausderSonnehinausvorankommen.
WasimInnereneinesSternesvorsich
geht,hatimJahr1926derbritische
AstronomArthurStanleyEddington
besondersschönundpoetisch
StrukturderSonne(Bild:
NASA)
beschrieben.Soschön,dassichesgerne
direktzitierenmöchte,auchwennviele
DetailsderEnergieproduktionim
InnerenderSonnedamalsnatürlich
nochnichtbekanntwaren.Inseinem
Buch“TheInternalConstitutionofthe
Stars”schreibter:
“DasInnereeinesSternsistein
DurcheinandervonAtomen,ElektronenundPhotonen.NurmitHilfe
derneuestenEntdeckungenderAtomphysikkönnenwirden
FeinheitendiesesTanzesfolgen.Wirhabendamitbegonnen,das
InnereeinesSternszuerforschenundfindenunsplötzlichbeider
ErforschungdesInnereneinesAtomswieder.Versuchteuchden
Aufruhrvorzustellen!ZerzausteAtomesausenmit80Kilometernpro
SekundeherumundihrekunstvollenHüllenausElektronenwerden
imGetümmelinFetzengerissen.DieverlorenenElektronenbewegen
sichhundertMalschnellerumeinenneuenRuheplatzzufinden.
Passtauf!EsgabfasteineKollisionzwischeneinemsichnähernden
ElektronundeinemAtomkern.AberdasElektronbeschleunigtund
saustineinerengenKurveumdenKernherum.Einpaartausend
solcherBeinahe-KollisionüberstehtdasElektronin10-10Sekunden
abermanchmalkommtesinderKurveinsSchleudernundseine
Energiewirderhöhtodervermindert.Aberdannschleudertes
stärkeralssonstundwirdganzvomAtomgefangenund
festgehalten.SeinLebeninFreiheitistzuEnde.Abernurfüreinen
kurzenMoment.KaumdassdasAtomdiesenneuenSkalpanseinem
Gürtelbefestigthat,trifftesaufeinLichtteilchen.Ineinergroßen
ExplosionmachtsichdasElektronwiederaufdenWegzuneuen
Abenteuern.AnderswokollidierenzweiAtomfrontalundprallen
voneinanderab,mitdesaströsenFolgenfürihrspärlichesGewand.”
DurchdiesesGewuselausTeilchenmusssichdieEnergieihrenWeg
bahnen.DerBereichimInnerenderSonne,indemso
ausgesprochenwildzugehtumfasstetwa70ProzentihresRadius,
alsovomZentrumausgemessenknapp487.000Kilometer.Den
Weg,dendiePhotonenabertatsächlichzurücklegenistdankder
vielenBegegnungenmitdenElektronenviel,viellängerundmacht
einpaarzehntausendLichtjahreaus!
ErstweiteraußeninderSonnewirdeseinwenigruhiger.Hier
beginntnundiesogenannte“Konvektionszone”.DieTemperaturen
sindnunsoweitgesunken,dassdieAtomenichtmehralleihre
ElektronenausderHülleverlorenhaben.Diedichtedes
Sonnenplasmasistnungeringgenug,dasssichStrömungen
ausbildenkönnen.PlasmaanderGrenzezudenheißeren,inneren
Bereichenwärmtsichauf,verringertseineDichteundkanndadurch
aufsteigen.Weiterobenkühltesab,dieDichtewirdwiedergrößer
undessinktzurückindasheißeInnerederSonne.Soentstehtein
Kreislaufausauf-undabsteigendemMaterial,durchdendieEnergie
dasletzteStückbisandieSonnenoberflächetransportiertwird.
ImDurchschnittdauertessoungefährt100.000Jahrebisdieim
KernderSonneerzeugteEnergieanihreOberflächegelangt.Durch
dievielenKollisionenmitdenElektronenistausder
hochenergetischenGammastrahlungnungrößtenteilsnormales,
sichtbaresLichtgeworden.AnderOberflächeistdieSonne
deswegenauchnurnochknapp6000Gradheißundkeine15
MillionenGradmehrwieimKern.
DierestlicheReisevon150MillionenKilometerbiszurErdelegtdie
Strahlungrechtfixzurück.ImnunleerenWeltraumstehtihrnichts
mehrimWegundnach8Minutenistsiebeiunsangekommen.
Natürlichnichtalles.Abgesehendavon,dass–wiegesagt–schon
einigesunterwegsbeimStrahlungstransportverlorengegangenist,
strahltdieSonnejaauchnichtexklusivinRichtungderErde.Siegibt
ihreEnergieinalleRichtungenabundwirkriegennureinenkleinen
Teildavon.ImDurchschnittsinddas1367WattproQuadratmeter;
allerdingsauchnuraußerhalbderAtmosphäre.Vielesdavonwird
nochanWolken,SchneeunddemrestlichenMaterialder
Erdoberflächereflektiert.IstderHimmelklar,erreichenunsnoch
etwa1050WattproQuadratmeter.WennwiralldieseEnergieauch
tatsächlichnutzenwürde,wäredasabertrotzdemnochziemlich
viel…
Dasläuftsoseitetwa4,5MilliardenJahrenundeswirdnochfür5bis
6MilliardenJahreweiterhinsolaufen.AuchwenndieSonne4
MillionenTonnenihrerMasseproSekundeverliert,hatsiedochnoch
ausreichendvielWasserstoffübrig,umbisindieferneZukunft
Energiezuproduzieren.
Nochbesserwärees,wennsieeinwenigkleinerwäre.Dannwäresie
zwarauchkühler,abersiekönnteviel,viellängerleuchten.Inkleinen
Sternen,densogenanntenrotenZwergen,wirdebenfalls
WasserstoffinHeliumumgewandelt.DadieTemperaturendortaber
geringersind,istauchdieKonvektionszonevielgrößer.BeidenMiniSternenreichtsiebisfastandenKernselbstheran.Dasbedeutet,
dasshierdergesamteSternregelmässigdurchgemischtwird.Die
KonvektionsströmebringenständigfrischenWasserstofftiefinden
Kernhinunter,woerdieKernfusionamLaufenhält.
BeiderSonneistdasanders.HierkannnurderWasserstofffürdie
Fusionverwendetwerden,dersichimKernbefindet.ImLaufeder
ZeitwirderverbrauchtundimmermehrHeliumsammeltsichan.
Wiesichdasauswirkt,habeichinFolge35derSternengeschichten
ausführlicherklärt.UmHeliumzuneuenElementenzufusionieren
reichendieTemperaturenimKernderSonnenichtaus;erstwenn
dieWasserstofffusionmangelsNachschubfastkomplett
zusammenbrichtunddieSonnenununterihremeigenenGewicht
kollabiert,wirdauchdasHeliumstarkgenugaufgeheiztum
fusionierenzukönnen.DiesePhasedauertaber–verglichenmitder
gesamtenLebensdauerderSonne–nichtallzulange.Siebeendetihr
LebenalsnormalerSternundwirdzueinemrotenRiesenundeinem
weißenZwerg.
KleinereSternekönnenihrenWasserstoffvielgründlicherund
effektiververbrauchenundtundaswegendergeringen
Temperaturenauchnochlangsamer.Darumkönnensieeinige
BillionenJahrelangüberleben;alsohunderteMalelängeralsdie
bisherigeLebensdauerdesgesamtenUniversum!Größeristalso
nichtimmerbesser;dasgiltauchfürSterne.Abertrotzdemwillman
vielleichtnichtunbedingtinderNäheeinesrotenZwergsleben.Und
manmüssteihnenschonrechtnahekommen;dasiesoschwach
leuchtenmüssteeinPlanetihnenvielnäherseinalsdieErdeder
SonneumausreichendEnergiefürlebensfreundlicheTemperaturen
abzukommen.DaskannaberProblemeschaffen,dennroteZwerge
neigenzuenormstarkenAktivitätsausbrüchen.DieBewegungdes
PlasmasbeeinflusstauchdieStärkederMagnetfelderderSterne
undweilsichdasPlasmabeirotenZwergendurchdenganzenStern
bewegtundnichtnurineinerschmalenZonewiebeiderSonne
könnendieFelderdortauchvielstärkerwerden.Eskanndortviel
größereSternflecken,PortuberanzenundSternstürmegebenund
siekönnenihreHelligkeitsehrschnellsehrstarkändern.Dasmag
zwaraussichererEntfernungrechtnettaussehen;dortlebenwill
manabervielleichtnichtunbedingt.
UnsereSonneistalsotrotzihrervergleichsweiserechtkurzen
LebensdauereinrechtangenehmerSterndernichtnursonettist,
schonseitMilliardenJahrenEnergiefürunsbereitzustellensondern
dasauchnocheinpaarMilliardenJahrelangtutohnezwischendurch
großartigÄrgerzumachen.Undwennwirirgendwannmallernen,
dieseEnergieauchvernünftigzunutzen,stehtunsvielleichtauch
eineebensolangeZukunftbevor.
DASAUFREGENDELEBENDESTYCHOBRAHE
T
BrahewareinfaszinierenderAstronom.Erstandander
SchwellezwischendemwissenschaftlichenMittelalterund
derNeuzeit.ErwarderletztegroßeAstronom,derden
HimmelmitbloßemAugebeobachtenmusste,weilesnoch
keineTeleskopegab.UndtrotzdemwarenseineBeobachtungenso
gut,dassseinSchülerJohannesKeplerdamitunserWeltbild
revolutionierenkonnte.ErwareinerderwichtigstenAstronomen
seinerZeit;eigentlichallerZeiten.Undabgesehendavonhatteerein
höchstseltsamesLeben.ErverlorseineNaseundersetztesiedurch
eineausMetall.ErbesaßeinenzahmenElchalsHaustier.Erstarb
(angeblich)ausHöflichkeit.Undsoweiter.TychoBraheistaufjeden
Falljemand,mitdessenLebenmansichbeschäftigensollte!
NikolausKopernikus.GalileoGalilei.JohannesKepler.IsaacNewton.
DiesegroßenastronomischenPionierekennendiemeistenoder
habenzumindestschoneinmaldieNamengehört.SiesindzuRecht
bekannt,dennallehabenim16.und17.Jahrhundertdazu
beigetragen,dieSichtaufdasUniversumzurevolutionierenunddie
AstronomiealsmoderneNaturwissenschaftzubegründen.Einer
fehltaberindieserListe:TychoBrahe.
DerNamediesesdänischenAstronomsistweitwenigergeläufigals
derseinerprominenterenKollegen.Unddasistschade,dennBrahe
hatnichtnurinderAstronomiewichtigeundgrundlegendeArbeit
geleistet,sondernauchnocheinhöchstfaszinierendesLeben
geführt–ÜberdasheutediewenigstenBescheidwissen–
ausführlichebiografischeWerkeüberBrahe,vorallemaufdeutsch,
sindleiderkaumnochzubekommen.
TychoBrahewurdeam14.Dezember1546imdänischenKnutstorp
geboren.ErwardasKindreicherundeinflussreicherEltern.Sein
VaterOttoBrahewareinAdeligermitgroßemEinflussamdänischen
Königshof.AufgezogenwurdeTychoabervonseinemOnkelJørgen
Brahe,ebenfallsreichundebenfallsadelig.DieUmständedieses
Arrangementssindeinwenigunklar.Tychoschriebspäter,dassein
Onkelihnmehroderwenigerentführthat.VermutlichhattenTychos
ElternJørgenunddessenFrau,dieselbstkeineKinderhatten,
versprochen,siekönnteneinesihrerKinderaufziehen.Sichaber
danndochnichtandieAbmachunggehalten,sodassJørgenselbst
aktivwurdeundTychozusichholte,alsderzweiJahrealtwar.Was
auchimmerdamalsgelaufenist:TychosElternprotestiertennicht
undauchTychoschienmitseinerPflegefamiliezufriedenzusein.
JørgenschickteTychoaufguteSchulenundspäteraufdieUniversität
vonKopenhagen,woerJurastudierensollte.Vielfaszinierenderals
dieGesetzfandTychoallerdingsdieAstronomie.Ganzbesonders
begeistertwarervonderSonnenfinsternis,dieam21.August1560
stattfand.IhnbeeindrucktedamalsnichtnurdasHimmelsereignisan
sich,sondernauchdieTatsache,dassdieAstronomeninderLage
gewesenwaren,esvorherzu
sagen!
Tychobesorgtesich
astronomischeLiteratur,
lernteMathematikund
eignetesichdasWissenan,
umselbstdieBewegungder
Himmelskörperberechnenzu
können.Vorerstallerdings
nochimGeheimen,denn
Jørgenwollteimmernoch,
dasseinZiehsohneine
KarrierealsStaatsbeamter
einschlug.AufseineZeitin
Kopenhagenfolgteeine
ausgedehnteStudientour
durchDeutschland.
Ausgedehntund
ereignisreich.Während
TychoBrahe(Bild:publicdomain)
seinesStudiumsander
UniversitätLeipzigmachteBrahedieBekanntschafteines
Instrumentenbauers,derihnmitdennötigenGerätschaftenzur
Himmelsbeobachtungversorgte.DamitkonnteBraheauchvon
seinemZimmerausMessungenandenSternenanstellenundseine
Leidenschaftbliebweitergeheim.
UnterdiesenGerätenfandsichübrigenskeinTeleskop.Dassollte
erstineinpaarJahrzehntendurchdieArbeitvonGalileoGalilei
seinenAuftrittaufderastronomischenBühnehaben.Brahe
beobachtetedenHimmelmitbloßemAugeunderwarderletzte
großeAstronom,deraufdieseWeisearbeitete.
1566studierteBraheanderUniversitätinRostock.ImDezember
warerGastbeieinerHochzeitsfeierundgerietdortmiteinem
anderenGast,demdänischenAdeligenManderupParsberg,inStreit
übereinemathematischeFormel.Angeblichzumindest,einwandfrei
lässtsichdieUrsachedesStreistnichtmehrhistorischnachweisen.
Abergestrittenhabensieunddasiesichnichteinigenkonnten,
strittenauchbeispäterenTreffennochweiterbisesam29.
DezemberschließlichzueinemDuellzwischendenbeidenkam.
EinemechtenDuell,mitSchwerternundderAussicht,dabeieventuell
zusterben…
SowohlBrahealsauchManderupüberlebtendenZweikampf–aber
BraheverloredabeidieSpitzeseinerNase.Erbehalfsichdanachmit
einermetallischenProthese,vonderspätergernebehauptetwurde,
sieseiauspuremGoldgewesen.AngesichtsBrahesReichtumsnicht
ganzunmöglich,aberUntersuchungendieanseinenimJahr2010
exhumiertenKnochendurchgeführtwordensind,legennahedases
wohldocheherKupfergewesenwar.
Brahe,jetztmiteinerNaseausMetall,reisteweiterdurchEuropa.In
AugsburgbauteereinenriesigenQuadrant.SoeinMessgerät
bestehtauseinemViertelkreisbogen,andemeinschwenkbares
Visierangebrachtist.DamitkanneinBeobachtereinenStern
anpeilenunddannaufeinerGradeinteilungamKreisbogenablesen,
wiehochderHimmelskörperüberdemHorizontsteht.SolcheGeräte
warendamalsStandardinderAstronomieundjegrößersiegebaut
waren,destofeinerkonntedieGradeinteilungseinunddamitdie
Messungenumsogenauer.TychosQuadrantwarsogroß,dasser
nichtmehrbewegtwerdenkonnte,sondernfestimBodenverankert
werdenmusste.
NachdemTodseinesVaters(dembiologischen,nichtJørgen)imJahr
1571kehrteBrahezurücknachDänemarkundführteseine
astronomischenStudiendortfort.RichtigglücklichwarseineFamilie
damitabernicht.EsgehörtesichnichtfüreinenAdeligen,seineZeit
mitsoetwasprofanemwiederHimmelsbeobachtungzuverbringen.
Aber1572fandeinEreignisstatt,dasTychosKarrierenachhaltig
verändernsollte.Am11.NovemberbeobachteteerdenHimmelund
fanddorteinenStern,dervorhernichtdagewesenwar.ImSternbild
KassiopeiawareinSternzusehen,derhellstrahlteundinkeinervon
TychosHimmelskartenverzeichnetwar.Tychowarnichtdererste,
derdieseErscheinunggesehenhatte,anderswoinEuropahatten
anderedasneueLichtamHimmelschoneinigeTagefrüherentdeckt.
AberTychowarderjenige,derdenseltsamenSterngenau
untersuchte,überTageundWochenhinwegMessungenanstellte
undprobierteherauszufinden,worumessichdabeihandeln
könnten.FürdiemeistenseinerZeitgenossenwarklar:Esmusste
sichumeineLeuchterscheinungirgendwoinderAtmosphäreder
Erdehandeln.DennimmerhinhatteschonAristotelesgesagt,dass
derHimmelperfekt,ewigundunveränderlichist.NurdieErdeund
ihreunmittelbareUmgebungsinddavonausgenommen;nurdawo
wirunperfektenundsündhaftenMenschenlebenkannes
Veränderungengeben.Aristoteles’Meinungwarauchdiejenigeder
KircheundderGelehrtenderdamaligenZeitundwennamHimmel
nuneinneuerSternerschien,dannkonnteeskeinechterSternsein
oderebennurirgendwasanderes;eineleuchtendeWolkeoder
etwasinderArt.
AberTychostelltefest,dassderneueSternsichnichtbewegte.Gar
nicht.NichteinStück.WäreerTeilderErdatmosphäre,dannmüsste
ersichmitihrjedenTageinmalrundherumdrehen.Bzw.würde,
wennmandemdamalsnochverbreitetengeozentrischenWeltbild
folgt,mitihrgemeinsamstillstehen,währendsichder
Sternenhimmelrundherumdreht.AufjedenFallabermüssteersich
währendeinesTagesdeutlichinBezugaufdieanderenSterne
bewegen.AberdaswarnichtderFallunddarummusstederneue
Sternweiterwegsein.TychonahmesmitseinenBeobachtungen
undMessungenwirklichgenau;erhattehervoragendeInstrumente
undbeherrschtedieMathematikzurBerechnungvonPositionenam
Himmelperfekt.Aberegalwiegenauerhinsah:Esgabkeine
BewegungdesSterns.Dasbedeutete,dassesauchkeinweiter
entfernterPlanetseinkonnte.DasDing,wasimmereswar,war
genausoweitvonderErdeentferntwiedieganzenanderenSterne.
EswareinneuerSternunddasalteDogmadesAristoteleswiderlegt.
BraheveröffentlichteseineBeobachtungenineinemBuchmitdem
Titel“DeNovaStella”,als“ÜberdenneuenStern”unddieserBegriff
bildetauchdieGrundlagedesmodernenNamensdieses
Phänomens:Supernova.
Heutewissenwir,dassessichbeiderErscheinungnichtumeinen
neuenSternhandelt,sonderndenTodeinesaltenSternsderineiner
gigantischenExplosionvergehtunddabeieinigeMonateenormhell
leuchtetbevorerverblasst.Tychokonntedasnatürlichnochnicht
wissen,aberseineBeobachtungenführtenendgültigdazu,dasser
eineKarrierealsAstronomeinschlug.IndenfolgendenJahrenreiste
erdurchEuropa,besuchteinteressierteAdeligeanihrenHöfenund
erklärteihnendieAstronomie.Besondersgefördertundbefreundet
warermitWilhelmIV,demLandgrafvonHessen-Kassel.Wilhelmwar
selbstbegeisterterHobby-AstronomundbeobachtetemitBrahe
gemeinsamnächtelangdenHimmel.InKasselbauteWilhelmdie
erstemoderneSternwarteMitteleuropas,dieermitdenbesten
Gerätenausrüstete.
DankeinesBriefwechselszwischenBraheundWilhelmkennenwir
auchdieGeschichtedesbetrunkenenElchs.Seltsamerweisebesaß
BraheoffensichtlicheinenzahmenElch,denergerneüberallhinmit
nahm.BeieinerFeierinLandskronagelangesdemTierirgendwie,
einFaßBierzuöffnen.DerElchbetranksich,versuchteeineTreppe
hinunterzugehen,stolperteundstarbnacheinigenTagen,während
dererBraheihnaufopferungsvollabervergeblichpflegte.
BrahesRuhmundseinAnsehenalsgroßerGelehrterinEuropafiel
nunauchKönigFriedrichIIvonDänemarkauf.Eswarihm
unangenehm,dassderberühmteDäneüberallandeneuropäischen
Höfenempfangenundgehörtwurde,aberkaumZeitinseinem
Heimatlandverbrachte.Undalsersah,dassBrahekomplettnach
Baselübersiedelnumdortzulebenundzuforschen,wurdeeraktiv:
ErmachteihmeinkaumabzulehnendesAngebot.Brahesollteein
fixesundenormgroßzügigesmonatlichesGehaltbekommen.Dazu
einpaarneueTitel,eigeneLändereienzumprivatenGebrauchund
diegesamteInselHven,aufderersich–ebenfallsgroßzügigvom
königlichenGeldunterstützt,eineeigeneundmoderneSternwarte
bauenkonnte.
DaließsichBrahenatürlichnichtlangebitte,bliebinDänemarkund
errichteteab1576aufHvenseinebeidenberühmtenObservatorien:
UraniborgundStjerneborg,alsodie“Himmelsburg”unddie
“Sternenburg”.Dortgabesdiedamalsmodernstenundgrößten
Messgeräte,esgabchemischeLaboratorien,luxuriöseWohnräume
fürBraheundseineFamilie.UnddievielenSchülerundMitarbeiter:
BrahemachteausHveneineArtForschungszentrum;nahmjunge
StudentenausganzEuropaauf,diebeiihmwohnen,essenund
lernenkonnten.InseinerZeitaufHvensammelteerUnmengenan
astronomischenDatenunderstellteHimmelskataloge,diegenauer
warenalsalleswasbisherexistierte.
Uraniborg!DasistmalneSternwarte…(Bild:publicdomain)
1599warseineZeitinDänemarkabervorbei.KönigFriedrichIIwar
11JahrezuvorgestorbenundseinjungerSohnundNachfolgernicht
anAstronomieinteressiert.DerEinflussundRuhmvonBrahewurde
amdänischenHofnunehermissgünstigbetrachtetundbevorman
ihnrauswarf,gingBraheliebervonselbst.RudolfII,Kaiserdes
HeiligenRömischenReichs,KönigvonBöhmenundUngarn,
ErzherzogvonÖsterreich,alsoeinerdermächtigstenMänner
damaligenZeitundnochdazusehranderWissenschaft(und
Pseudowissenschaft)interessiertwollteBrahesowiesounbedingtals
HofastronomnachPragholen.AlsogingBrahe,ließsichdorteine
neueSternwarteeinrichtenundholtesichdenjungenJohannes
KeplerausGrazalsAssistenten.
LangekonnteerseineneueStelleallerdingsnichtgenießen.ImJahr
1601erkrankteeraneinemBlasenleiden;eswarihmunmöglichzu
urinieren.DieGeschichte,dasserwährendeinesBankettsmitdem
KaiserausHöflichkeitsolangedenDrangzurToilettezugehen
zurückhielt,bisRudolfdenTischverlassenhatteunddeswegen
seineBlaseplatzte,istmitSicherheiteineLegende.Genauso
übrigenswiedieGeschichte,dassBrahevonseinemAssistenten
Keplervergiftetwurde,weilderunbedingtZugangzudessen
Beobachtungsdatenhabenwollte.DieseBehauptungwurde
ebenfallsdurchmedizinischeUntersuchungenwährendder
ExhumierungvonBraheimJahr2010widerlegt.Brahezogsich
jedenfalls–wieundwarumwissenwirnicht–einBlasenleidenzu
undstarbnach11qualvollenTagenam24.Oktober1601imAlter
von54Jahren.
DiegroßenwissenschaftlichenRevolutionendernächstenJahre
konnteerleidernichtmehrerleben.GalileoGalileisEntdeckungen
mitdemerstenastronomischenTeleskop;dieJupitermonde,die
Sonnenflecke,diePhasenderVenusundalldievielenneuenSterne
amHimmel,diemitfreiemAugenichtsichtbarwaren.OderKeplers
grandiose“NeueAstronomie”,dieerstmalsklaremathemathische
GesetzefürdieBewegungderPlanetenamHimmelangab.Gesetze
übrigens,diedirektausBrahesDatenfolgten.Keplerhatden
HimmelselbstniebeobachtetsondernfürallseineBerechnungen
dieAufzeichnungenseinesVorgängersbenutzt.Brahehattesieohne
TeleskopnurmitdembloßenAugegesammelt.Undtrotzdemwaren
siegutgenug,umdamiteinganzesaltesWeltbildumzustürzen!
TychoBrahewareinerdergrößtenundbedeutenstenAstronomen
seinerZeitundeinerdergrößtenundbedeutenstenAstronomen
allerZeiten.ÜberseinLebenundseineArbeitkönntemannochviel
mehrerzählen.ÜberseinseltsamesTychonischesWeltbild,dasdie
KluftzwischenGeo-undHeliozentrismusüberbrückensollte.Über
denZwerg,derbeidenMahlzeiteninUraniborgunterseinemTisch
sitzenundProphezeiungenabgebenmusste.ÜberBrahes
alchemistischeVersuche.ÜberdiegroßartigenMessgerätedieer
erfandundbaute.ÜberalldieAstronomen,mitdenenerüberallin
Europazusammenarbeitete.ÜberseineErklärungderBewegungdes
Mondes.ÜberdieAttentäter,dieihmderdänischeKönigangeblich
aufdenHalsgehetzthatunddieGründedafür.Undsoweiter.Aber
dafürreichtdieZeithierleidernichtaus.
TychoBrahewareinPhänomenundeinphänomenalerAstronom.Es
lohntsich,sichmitseinemLebenzubeschäftigen!
DIEGROSSESAUERSTOFFKATASTROPHE
O
Sauerstoffkönnenwirnichtleben.Aberderwarnicht
immerda.Eshatlangegedauert,biserinder
AtmosphärederErdeaufgetauchtist.Undalsdas
passierte,wardasderAuslöserfürdiegrößte
KatastropheunddasdramatischsteMassensterbenallerZeiten.
Sauerstoffistwichtig.OhneSauerstoffkönntenwirnichtüberleben.
UndglücklicherweisebestehtdieAtmosphärederErdezufast21
ProzentausdiesemGas.Aberdaswarnichtimmerso.Undalsder
SauerstoffdasersteMalinrelevantenMengenaufunserem
Planetenaufgetauchtist,wardasdiegrößteKatastropheallerZeiten.
AlsdieErdevor4,58MilliardenJahrengeradefrischentstandenwar,
hattesieeineAtmosphärediesichvölligvonderheutigen
unterschied.SiebestandausWasserstoffundHelium,denbeiden
ElementendieimUniversumaufhäufigstensindunddieaucham
häufigsteninderScheibeausGasundStaubvertretenwaren,aus
denensichunsereSonneunddiePlanetengebildethaben.
NebenWasserstoffundHeliumfandensichinderUratmosphäre
wahrscheinlichauchnochgeringeSpurenvonMethanund
Ammoniak.Insgesamtalsoeineungesundeundübelriechende
Mischung.ZumindestfürMenschen.
Bild:NPS;gemeinfrei
WasserstoffundHeliumsindallerdingsrechtleichteAtomeund
bewegensichdeswegenvergleichsweiseschnell.Außerdemwares
früheraufderErdenochenormheiß.RadioaktiveElementeim
ErdinnerengabenStrahlungab;dieErdeselbsthattesichnochnicht
komplett“gesetzt”undschrumpftenochunterihrereigenen
Anziehungskraft.DurchdieseVerdichtungwurdeebenfallsWärme
freiunddannwarendanochdievielenFelsbrocken,diedamalsnoch
überalldurchdenWeltraumsaustenundständigaufderErde
eingeschlagensind.Ingesamtwaresalsoenormheiß.Soheiß,dass
dieAtomeinderUratmosphäresichenormschnellbewegthaben.
Soschnell,dassdieSchwerkraftderErdesienichtfesthaltenkonnte.
UnddieSonnewarjaauchnoch.Siebildetesichgemeinsammit
ihrenPlanetenundalssiesoweitfertigwar,dassdortdieKernfusion
einsetzenkonnte,gingesderUratmosphäresorichtiganden
Kragen.NachdemZündenderSonnesetzteaucheinextremstarker
Sonnenwindein,derdannauchnochdenletztenRestder
Uratmosphärebeseitigthat.
NacheinpaarhundertMillionenJahrewarnichtsmehrvonihrübrig
undbiseseineneueAtmosphäregab,dauerteeseinwenig.Zuerst
musstedieErdeeinwenigabkühlen.DieAsteroideneinschläge
wurdenweniger,dieErdegabWärmeenergieinsWeltallabund
irgendwannkühlteauchdieKrustedesPlanetensoweit,dasssich
dortVulkanebildenkonnten.AusdiesenVulkanengelang
geschmolzenesGesteinausdemErdinnerenandieOberflächeund
mitihmauchdiverseGase,dievorherimGesteingebundenwaren.
DieseneueAtmosphärewirddie“ErsteAtmosphäre”genanntobwohl
esjaeigentlichschondiezweitewar.AberdadieUratmosphäreso
kurzlebigwar,zähltsienichtmit.DieersteAtmosphärealsobestand
nunzuetwa80ProzentausWasserdampf.Dazukamennochcirca
10ProzentKohlenstoffdioxid,6ProzentSchwefelwasserstoffund
diverseandereGaseingeringenMengen.Allerdingsimmernoch
keinSauerstoff!
ImPrinzipwarendasdiegleichenGase,dieauchheutenochvon
Vulkanenproduziertwerden.AberweilesaufderfrühenErdeimmer
nochsowarmwar,konntederganzeWasserdampfnichtalsRegen
zurErdefallen.FreiesWasseraufderErdoberflächegabesnicht;
allessammeltesichalsWasserdampfinderAtmosphäre.
Irgendwannwaresaberdannkühlgenugunddannregnetees.
Ordentlich.Undlang.Wirklichordentlichundwirklichlange!Knapp
40.000Jahrelang!JetztgabesOzeaneundandereGewässeraufder
ErdeundinihnenentwickeltensichdieerstenLebensformen.Der
StoffwechseldieserBakterienerzeugteStickstoffundMethan,der
sichinderAtmosphäreanreicherte.Gleichzeitignutztendie
LebewesenKohlenstoffdioxidumihreBiomasseaufzubauen.
SchwefelwasserstoffundKohlenstoffdioxidwurdenauchinden
MeerengelöstundverschwandensoausderAtmosphäre.Esgab
alsoimmermehrStickstoffundimmerwenigerandereGase.
Dasgingsoknapp3,4MilliardenJahreunddannwarausderersten
diezweiteAtmosphäregeworden,diefastkomplettausStickstoff
bestand.EsgabLebenaufderErde,abernurimMeerundes
bestandnurausBakterienundanderenMikrolebewesenundesgab
immernochkeinenSauerstoff.
DerkamerstmitderdrittenAtmosphäre.EineBakterienundAlgen
fingenan,eineneueArtvonStoffwechselauszuprobieren,beiderals
AbfallproduktSauerstoffentstand.Zuersthattedaskeinegroße
Auswirkungen.DerSauerstoff,derproduziertwurde,reagiertemit
anderenMolekülen,zumBeispielmitEisenoderSchwefelwasserstoff.
NichtsdavongelangteausdemMeerindieAtmosphäre.Erstvor2,3
MilliardenJahrenändertesichdieSache.MittlerweilewarimOzean
schonsovielSauerstoff,dasserindieAtmosphäreentweichen
konnte.
BisdiekleinenBakterienundAlgenmerkbareMengenproduziert
hatten,dauerteeseinwenig.VoreinerMilliardeJahrenbetrugdie
KonzentrationvonSauerstoffinderAtmosphäreerst3Prozent.Und
fürdenGroßteilderdamaligenLebewesenwardasdefinitivkeine
guteEntwicklung.Siewarendaraufnichtvorbereitetundder
reaktionsfreundigeSauerstoffwarreinesGiftfürsie.Sogutwiealle
Lebewesenstarbenaus;eswardasgrößteMassensterbeninder
GeschichtedesPlaneten.
ÜbrigbliebennurdiejenigenLebewesen,diesogenannte
Peroxidasenentwickeltethatten.DassindspezielleEnzyme,diein
derLagesinddiefürdenStoffwechselschädlichen
Sauerstoffverbindungenaufzuspaltenunddamitungefährlichzu
machen.Sieüberlebtendie“GroßeSauerstoffkatastrophe”undvon
ihnenstammensogutwiealleheuteexistierendenLebewesenab;
inklusiveunsMenschen.WirsindaufdenSauerstoffangewiesen,
damitunserStoffwechselfunktioniertundwirkönnennurinder
aktuellen,derdrittenAtmosphärederErdeüberleben.
NachdemerstenAuftretendesSauerstoffsreichertesichimmer
mehranundvorknappeinerhalbenMilliardeJahrenwarsoviel
vorhanden,dasssichinderoberenAtmosphäreausdeneinzelnen
SauerstoffatomenOzon-Molekülebildenkonnte.Seitdemschütztuns
dieOzonschichtvorderschädlichenUV-StrahlungausdemAll,was
fürdieweitereEntwicklungdesLebensvonenormerBedeutungwar.
Voretwa350MillionenJahrenhattedieSauerstoffkonzentrationin
derAtmosphäredanndenheutigenWerterreicht.Zwischendurch
schwanktesieimmerwiedermal;stiegtaufbiszu30Prozent,sank
dannwiederauf15Prozentundalssichdannirgendwannauch
endlichdieerstenBäumeaufderErdeentwickelthatte,pendeltesich
derWertwiederbeidenknapp20Prozentein,diewirauchheute
nochmessen.
DieGeschichtederGroßenSauerstoffkatastrophezeigt
eindrucksvoll,dasswirineinerWeltleben,dienichtunbedingt
speziellfürunsgemachtist.Wirsindnurdeswegenhier,weilwirvon
denwenigenÜberlebendendesdamaligenMassensterbens
abstammen.Siezeigtaberauch,wiekomplexdiegesamteÖkologie
derErdeist.DerStoffwechselvoneinpaarBakterienundAlgenim
OzeanenkanndenganzenPlanetenverändern.ErhatdenPlaneten
nachhaltigverändert.Undwirsolltenunsdahersehrgenau
überlegen,wiewirmitunsererErdeumgehen.Wieschnellwirdie
Ozonschichtkaputtmachenkönnen,habenwirjainderzweiten
Hälftedes20.Jahrhundertsdeutlichdemonstriert.Eshatlange
genuggedauert,bissichdiedritte,fürunsMenschen
lebensfreundlicheAtmosphäregebildethat.Wirsolltenbesserdarauf
achten,waswirdamitanstellenundobeswirklichsoeineguteIdee
ist,leichtfertigKohlendioxidundandereGaseindemAusmaß
freizusetzenindemwirdas
derzeittun.
DieAtmosphäredesPlaneten
hatsichschondreimal
grundlegendverändert.Beim
letztenMalwarendie
Bakteriendafür
verantwortlich.DenWechsel
zueinermöglichen“Vierten
Atmosphäre”könntenwir
Menschenverursachen.Ob
Bild:LordToran,gemeinfrei
dasdannabereine
Atmosphäreist,inderwirlebenkönnen,istzweifelhaft.
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