Editorial Löwe - Jugendforum Mithila

Sternenhimmel im Oktober
Der Verfasser
Ralf Kannenberg
Diplomierter Mathematiker, in der Computerbranche tätig.
Schon als kleiner Junge hat Ralf Kannenberg mit Begeisterung den Apollo-Astronauten auf ihren
Ausflügen im Mond-Auto zugeschaut, wann immer sie im Fernsehen übertragen wurden. Er interessierte
sich stets für populärwissenschaftliche Astronomie und begann 1978 aktiv mit dem Beobachten, indem er
sich autodidaktisch die Sternbilder angeeignet hat.
Ralf bevorzugt Beobachtungen ohne optische Hilfsmittel und ist sehr gut mit den Problematiken und
Tücken der Beobachtungen des Sternhimmels vertraut; er weiß aus eigener Erfahrung recht genau, wo
man als Laie etwas sieht und wo man nichts sieht; insbesondere hat er gelernt, dass man sich von
Fehlschlägen nicht entmutigen lassen sollte.
Es ist Ralf ein Anliegen, jungen Menschen die faszinierende Welt des Sternenhimmels nahe zu bringen
und dabei auch von seinen eigenen langjährigen Erfahrungen zu berichten. Aus diesem Grunde steht er
auch bei individuellen Fragen gerne per E-Mail zur Verfügung. Dazu bitte die Kontaktadresse auf dieser
Website nutzen.
1. Allgemeines im aktuellen Monat
Diese Rubrik ist ein allgemeiner Überblick über den abendlichen Sternenhimmel im aktuellen Monat
sowie den Stand der hellen Planeten. Eine erste einfache Einführung, wie man die wichtigsten Sterne
finden kann, findet sich in der dritten Rubrik.
Diesen Monat finden wir im Osten einen auffallend hellen Stern, der leicht rötlich erscheint und im
Verlaufe des Monats immer auffallender zu sehen ist: das ist der helle Planet Mars, der im Oktober zu
seiner Oppositionsschleife ansetzt. Das heißt, dass die schnellere Erde ihn von innen überholt.
Der Sternhimmel trägt nun herbstliche Züge, wobei der Gang der Sterne langsamer voranzuschreiten
scheint, weil es nun ja schon deutlich früher dunkel wird. Arktur im Bärenhüter steht nun bereits tief im
Westen, das Sommerdreieck hat den Zenit bereits überschritten und wandert in die Westhälfte des
Himmels, wo die Wega hoch am Himmel steht; Deneb im Schwan befindet sich nun im Zenit. Der Große
Wagen steht nun im Norden unter dem Polarstern, während wir rechts bereits hoch über dem Polarstern
ein Sternbild erkennen können, das wie ein schief liegendes „W" aussieht, das ist die Cassiopeia. Hoch
im Osten sehen wir ein großes Viereck, das wie eine übergroße Vorfahrtstafel auf seiner Spitze steht; das
ist der Pegasus und von der linken Seite dieses Vierecks zweigt die Sternenkette der Andromeda ab.
Weit im Nord-Osten kann man ebenfalls einen hellen Stern erspähen, das ist die Capella im Fuhrmann.
Im Zenit leuchtet die Capella so hell wie Arktur und die Wega. Die Capella kann man auch finden, indem
man vom dritten Stern des Cassiopeia-W zwischen dem vierten und fünften Stern des W hindurch nach
links unten verlängert.
2. Aktuelles aus der Wissenschaft: Abstände messen
In dieser Rubrik habe ich schon oft geschrieben, wie weit ein Stern von uns entfernt ist und es stellt sich
die Frage, wie man denn im riesigen Weltraum solche gewaltigen Abstände „messen" kann. Tatsächlich
gibt es 4 Verfahren, mit denen man Abstände vermessen kann. Die genaueste Methode ist eine
geometrische Methode, die man Parallaxen-Methode nennt; dabei werden die Winkel vermessen, die
sich ein Stern im Laufe eines Jahres am Himmel vor dem Sternenhintergrund bewegt. Wie funktioniert
das? Wenn jemand einen Baum vor einem Berghintergrund sieht und sich selber hin- und herbewegt, so
sieht er, dass sich der Baum ebenfalls entsprechend vor dem Berghintergrund hin- und herbewegt. Ein
näher stehender Baum wird sich dabei mehr hin- und herbewegen als ein weiter entfernter Baum. Dieses
Phänomen machen sich die Astronomen zunutze, wobei sie sich aber nicht nur ein paar Meter hin- und
herbewegen, sondern sie warten ein halbes Jahr ab; in dieser Zeit hat sich die Erde auf die andere Seite
der Sonne fortbewegt und bei dieser großen „Basislinie" von rund 300 Millionen Kilometern kann man die
Abstände von Sternen vermessen. Zwar ist diese Methode sehr genau, jedoch sind die Sterne so weit
entfernt, dass man mit dieser Methode gerade die Abstände der allernächsten Sterne vermessen kann;
dank des Präzisions-Satelliten „Hipparcos" konnte man in den vergangenen Jahren immerhin die Sterne
in einem Abstand von rund 500 Lichtjahren mit guter Genauigkeit vermessen.
Zwei andere Methoden machen sich die Lichtkurven von so genannten Veränderlichen Sternen zunutze.
Dabei handelt es sich um Sterne, die ihre Helligkeit aufgrund innerer physikalischer Prozesse verändern,
so dass man daraus auf ihre wirkliche Helligkeit schließen kann. In Relation zur beobachteten Helligkeit
kann man daraus den Abstand messen. Die bekanntesten Sterne, die man für solche
Abstandsmessungen verwenden kann, sind die sogenannten „Cepheiden", weil der Stern Delta Cephei
einer der nächsten dieses Typs veränderlicher Sterne ist. Aufgrund seiner charakteristischen Lichtkurve
kann man einen Stern als Cepheiden identifizieren und anhand der Frequenz der Veränderung kann man
auf die wirkliche Helligkeit eines solchen Sternes schließen. „Eichen" kann man diese Methode, indem
man den Abstand eines nahestehenden Cepheiden-Sternes mit der Parallaxen-Methode bestimmt. Bemerkt wurde dieser Zusammenhang von Frau Henriette Swan Leavitt im Jahre 1912, als sie solche
Cepheiden-Sterne in einer nahen Begleitgalaxie unserer Milchstraße beobachtet hat. Alle Sterne in so
einer benachbarten Galaxie sind ja von uns in etwa gleich weit entfernt und so war ihr aufgefallen, dass
der Lichtperiodenwechsel umso schneller war, je heller der Stern geleuchtet war. Heutzutage kann man
mit dem Hubble Space Teleskop solche Cepheiden-Sterne noch in Galaxien nachzuweisen, die fast 100
Millionen Lichtjahre von uns entfernt sind, also fast fünfzigmal weiter entfernt als der Andromedanebel.
Mit dieser Methode kann man also den Abstand von nahen und mittelnah entfernten Galaxien
bestimmen, zumal die meisten Galaxien mehrere solcher Cepheiden-Sterne haben.
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Der Chepheiden-Stern im Zentrum des Quadrats liegt in der Sternbildungszone des Spiralarms
der Galaxie M 100
Die andere Lichtkurven-Methode beruht auf besonderen Supernova-Explosionen von Weißen Zwergen:
Im Gegensatz zu „normalen" Sternen sind Weiße Zwerge hochkompakte Sterne, die aus sogenannter
„entarteter Materie" bestehen. In solcher entarteter Materie dominiert die Schwerkraft derart, dass ein
solcher Stern kleiner wird, wenn er mehr Masse hat, weil die Schwerkraft ihn weiter zusammenzieht. Es
gibt eine maximale Masse, die so ein Weißer Zwerg also haben kann. Nun kommt es aber gelegentlich
vor, dass ein nahe beieinander stehendes Doppelsternsystem aus einem Weißen Zwerg besteht, der
vom anderen Stern Materie absaugt. Dabei gewinnt der Weiße Zwerg an Masse und wenn er schwerer
wird als die maximale Masse für Weiße Zwerge, so ereignet sich eine gewaltige Supernova-Explosion mit
einer typischen Lichtkurve. Da aber bei allen Weißen Zwergen diese maximale Masse aus physikalischen
Gründen gleich groß ist, sind alle Supernova-Explosionen dieses Typs gleich hell. Man kann solche
Supernova-Explosionen noch im Abstand von mehreren Milliarden Lichtjahren sehen. Diese Methode
eignet sich also sehr gut für große Abstandsmessungen; allerdings ereignen sich in Galaxien nur sehr
selten solche Supernova-Explosionen. Je weiter weg man aber schaut, desto mehr Galaxien gibt es, so
dass die Wahrscheinlichkeit, eine Galaxie zu finden, in der sich gerade eine geeignete SupernovaExplosion ereignet, mit größerer Entfernung zunimmt.
Alle Supernova-Explosionen eines Weißen Zwerges sind gleich hell. Dieses Bild zeigt einen
Überrest einer solchen Explosion, im inneren leuchtet eine blaue Wolke aus Eisen und Silizium,
die von der äußeren Explosionswelle umgeben ist.
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Schließlich ist es so, dass sich unser Universum ausdehnt. Bei kleinen Abständen ist diese Ausdehnung
sehr klein, doch im Abstand von mehreren Millionen Lichtjahren wird diese Ausdehnung immer
dominanter. Wie ein Krankenwagen, dessen Signal beim näher kommen des Krankenwagens einen
höheren Ton zu haben scheint und beim anschließenden Entfernen einen immer tieferen Ton annimmt,
so ist das auch beim Licht der Sterne so: Beim Entfernen dehnen sich die Lichtwellen aus, d.h. das Licht
wird energieärmer; das äußert sich dadurch, dass das Licht rotverschoben wird. Bekanntlich absorbieren
die chemischen Elemente in den Sternatmosphären einige Frequenzen, so dass man anhand dieser
Absorptionslinien im Spektrum messen kann, wie stark das Licht rotverschoben ist. Vor allem bei sehr
großen Abständen kann man mit dieser Rotverschiebung sehr gut auf den Abstand dieser Galaxie
schließen.
Die Lücken im Farbspektrum sind Lichtwellen, die typischerweise von bestimmten Elementen
absorbiert („verschluckt“) werden. Diese Lücken zeigen den Grad der Rotverschiebung und damit
die Distanz der Galaxie an.
3. Kleine Einführung in die wichtigsten Sterne
Nach der „Bärenwanderung" vor zwei Monaten und den Sommerdreieck-Spiegelungen im vergangenen
Monat möchte ich diesen Monat noch einmal im Herbstviereck und durch die Andromeda wandern. In
den beiden seitlichen Ecken des Herbst- oder Pegasusvierecks stehen ja die Hauptsterne des Pegasus
und der Andromeda; Markab im Pegasus in der rechten Ecke sowie die Sirrah in der Andromeda in der
linken Ecke. Markab bedeutet „Sattel" (des Pferdes) und Sirrah bedeutet „Nabel" (der Andromeda). Beide
Sterne sind weißlich und etwa 100 Lichtjahre entfernt. Von der Sirrah gelangt man nach links zur
Andromeda - diese drei Sterne stehen unter dem schrägen „W" der Cassiopeia und bilden die Hauptkette
der Andromeda. Der mittlere Andromedastern Mirach ist gleich hell wie die Sirrah und ein 80 Lichtjahre
entfernter Roter Riese. Mirach bedeutet „Schurz" (der Andromeda). - Rund eine Handbreit über dem
mittleren Andromedastern Mirach steht noch ein etwas schwächerer Stern und nochmals gleichweit
entfernt befindet sich der berühmte Andromedanebel, den man fernab der lichtverschmutzten Stadt sogar
von bloßem Auge sehen kann. In der Stadt nimmt man mit Vorteil einen Feldstecher zu Hilfe. Der
Andromedanebel ist das am weitesten von der Erde mit bloßem Auge sichtbare Objekt; er ist über 2
Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Als das Licht, das wir jetzt sehen, vom Andromedanebel
ausgestrahlt wurde, lebten auf der Erde die ersten Urmenschen. Der Andromedanebel ist in Wirklichkeit
eine Galaxie ganz ähnlich wie unsere Milchstraße, also eine riesige Ansammlung von Millionen von
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Sternen.
Wenn man von der Sirrah über die Mirach weiterwandert, gelangt man zu Alamak, dem dritten
Andromedastern. Alamak bedeutet „Wüstenluchs", hat also vom Namen her nichts mehr mit der
Andromeda zu tun und ist ein Roter Riese im Abstand von 650 Lichtjahren. Man kann diese AndromedaKette nochmals weiterwandern und gelangt zum hellsten Stern des Perseus; dieser heißt Mirfak und ist
ein gelblich-weißer Stern im Abstand von gut 100 Lichtjahren. Mirfak findet man auch, wenn man von der
Cassiopeia den dritten und den vierten Stern des W nach links verlängert. Schräg unterhalb von Mirfak,
weiter links, befindet sich ein weiterer heller Stern, das ist der Stern Algol, den wir bereits im letzten
Monat kennengelernt haben. Er ist ein weißlicher Stern im Abstand von knapp 100 Lichtjahren. Algol
kann man auch finden, wenn man das Herbstviereck und die beiden Andromedasterne Mirach und
Alamak als großen Großen Wagen ansieht; Algol ist dann der vordere Deichselstern dieses „übergroßen"
Wagen. Rechts und links von Mirfak sieht man noch zwei Sterne dritter Größe, senkrecht von ihnen nach
unten abzweigend dann Algol. Das sind die wichtigsten Sterne des Perseus. Mirfak ist übrigens ein heller
Stern zwischen erster und zweiter Größe.
Nordöstlich des Perseus, wenn man also die Reihe der drei Sterne von Mirfak und seinen beiden
Nachbarsternen nach unten verlängert, sieht man ebenfalls einen hellen Stern erster Größe über dem
Horizont aufsteigen. Diesen findet man auch, wenn man von der Mitte des Cassiopeia-W zwischen dem
vierten und fünften Stern nach links unten verlängert; das ist die Capella im Fuhrmann, die so hell ist wie
Arktur und Wega. Die Capella ist übrigens im späten Herbst der hellste Fixstern am Himmel. Capella
bedeutet „Zicklein" und auf alten Sternbild-Darstellungen kann man sehen, dass der Fuhrmann auf seiner
Schulter ein kleines Zicklein trägt; das ist der Ort des Hauptsternes Capella. In Wirklichkeit handelt es
sich um ein Vierfach-Sternsystem im Abstand von gut 40 Lichtjahren, bei dem beide Hauptsterne wie
unsere Sonne gelbe Sterne sind.
4. Highlights: Der Planet Mars
Gesamtsicht des roten Planeten mit Polkappe aus Trockeneis
In diesem Monat möchte ich kurz den Planeten Mars, den man im jetzt ja sehr schön am Abendhimmel
sehen kann, vorstellen. Der Mars ist der nächst äußere Planet von der Erde aus gesehen, so dass der
Mars rund eineinhalb mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde. Der Mars ist rund halb so groß
wie die Erde und hat ebenfalls eine Atmosphäre. Da die Drehachse des Mars ähnlich wie diejenige der
Erde geneigt ist, gibt es auch auf dem Mars Jahreszeiten. Zudem hat der Mars wie die Erde vereiste
Polkappen, wobei hier vor allem festes Kohlendioxid (sogenanntes „Trockeneis") vorhanden ist.
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Größenvergleich von Erde und Mars
Der Mars wurde schon mehrmals von unbemannten Raumschiffen angeflogen, die auch kleine Autos
abgesetzt haben, welche nun also den Mars erkunden und hoch-faszinierende Landschaften
fotografieren. Auf dem Mars gibt es einen über 25 Kilometer hohen erloschenen Vulkan, den Mons
Olympus; es gibt auch riesige Canyon-Landschaften wie das Valles Marineris; ein Tal, welches von der
Raumsonde Mariner 9 entdeckt wurde.
Canyon-Landschaften, die nur durch Wasser entstanden sein können
Der Mars wird von zwei sehr kleinen Mini-Monden umkreist, die aber eingefangene Planetoiden sein
dürften; dieses Jahr hat man entdeckt, dass auch der Planetoid Sylvia von zwei vergleichbar kleinen MiniMonden umkreist wird. Tatsächlich ist der Mars von allen bekannten Mitgliedern unseres Sonnensystems
nach der Erde der am besten bewohnbare Ort; im Sommer kann es dort am Äquator mittags sogar über
0° warm werden; im Durchschnitt ist es auf dem Mars 60° unter Null „warm". Kein Wunder, dass die
NASA zu diesem interessanten und auch verhältnismäßig „nahen" Planeten Astronauten bringen möchte.
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Liebeszeichen? Selbst Krater in Herzform fanden die Marssonden der NASA
Vor einigen Jahren wurde die sensationelle Nachricht verbreitet, dass man auf einem Meteoriten vom
Mars primitive Lebensspuren nachgewiesen habe. Auch wenn diese Nachricht voreilig und unzutreffend
gewesen sein dürfte, so wäre es dennoch nicht verwunderlich, wenn es nicht nur auf der Erde, sondern
auch auf dem Mars eine biologische Evolution gegeben hat, auch wenn diese nur einfachste Lebewesen
hervorgebracht haben könnte. In den vergangenen Jahren konnte man überraschenderweise
herausfinden, dass auf zwei weiteren Mitgliedern unseres Sonnensystems eine mögliche biologische
Evolution stattgefunden haben könnte. Nämlich dem Jupitermond Europa sowie seiner kleinen Schwester
Enceladus, die um den Saturn kreist: aufgrund der Bilder wird nämlich vermutet, dass sie unter ihrer
Oberfläche Ozeane haben, deren Temperatur dank der Gezeitenkräfte, die auf diese beiden Monde
wirken, sogar verhältnismäßig „warm" sein könnte.
Die in diesem Beitrag verwendeten Bilder stammen von der NASA und anderen Raumfahrts- und AstronomieOrganisationen. Das Nutzungsrecht dieser Organisationen besagt, dass ihre Bilder für Zwecke der Bildung frei
verwendet werden dürfen.
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