Beteigeuze schwächelt

Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin.

Schon lange habe ich nichts mehr über mein Steckenpferd Astronomie gebloggt. Dabei gibt es gerade jetzt ein kosmisches Phänomen am Himmel zu sehen.

Auf der Autofahrt gestern Abend konnte ich es gut beobachten. Wir fuhren gen Osten und direkt vor uns prangte das Sternzeichen Orion am Himmel. Ich hatte es bereits im Blog vorgestellt. Die Schultersterne des Orion sind momentan nämlich gleich hell, bzw. gleich dunkel. Alpha Orionis wie Beteigeuze genannt wird, hat in den letzten Monaten und Wochen stark an Leuchtkraft verloren. Wir erinnern uns. Beteigeuze ist ein Roter Riese der jederzeit in einer Supernova explodieren kann. Es wäre die nächstgelegene Supernova, die die Menschheit je beobachtet hätte.

Nun ist der Stern dafür bekannt, der er regelmäßig in seiner Helligkeit schwankt. Doch so dunkel, wie wir ihn gerade sehen, war er noch nie. Normalerweise hat er eine Helligkeit von 0,3 bis 0,5 mag (Magnitute) und steht auf Platz sechs der hellsten Sterne am Himmel und ist vergleichbar hell wie Rigel der hellste Stern im Orion. Jetzt ist Beteigeuze aber auf Platz 21 gerutscht und gerade noch so hell wie der zweite Schulterstern Bellatrix mit 1,6 mag. (Je kleiner die Zahl, desto heller der Stern.)

Nun wird natürlich spekuliert: Steht eine Supernova kurz bevor? Oder hat der Stern nur einen Teil seiner Hülle abgestoßen, der jetzt als Staubnebel das Licht absorbiert? Vielleicht ist das Phänomen auch auf ganz andere Umstände zurückzuführen. Man weiß es nicht. Den Beobachtungen der vergangenen Jahrzehnte nach, dauert so ein Dunkel-Zyklus bei Beteigeuze ungefähr 2070 Tage. Wenn der Stern also in den nächsten Tagen und Wochen wieder heller werden sollte, wäre dies ein Indiz, dass tatsächlich eine Supernova bevorstünde.

Die würde einen spektakulären Anblick bieten: So hell wie der Mond und auch tagsüber zu sehen. Sorgen sollte man sich aber nicht machen. Beteigeuze ist mehr als 600 Lichtjahre von uns entfernt. Weit genug, dass sich die Gammastrahlung und die Neutronen bis sie hier eintreffen, abgeschwächt haben.

Lassen wir uns überraschen. Eine Supernova-Explosion ist ein wichtiges Ereignis in der Astronomie. Durch die Beobachtung des ausgesandten Lichtes und dessen Spektrum lernen die Forscher sehr viel über die Zusammensetzung der Sterne und können ihre Theorien beweisen.

Im Licht fremder Sonnen

»Sterne und ihre Spektren« von James B. Kaler

Vor und während des Abiturs hatte ich kurzzeitig überlegt, Astronomie zu studieren, weil mir das Fach in der zehnten Klasse großen Spaß gemacht hatte. Am liebsten wäre mir gewesen, wenn es so etwas wie »Astrochemie« gegeben hätte, weil Chemie neben Deutsch und Kunst, mein Lieblingsfach war. Doch ich kam zu dem Schluss, dass ein solches Studium vor allem aus Mathematik besteht und ich kein Mathe-Ass war. Außerdem drängten mich meine Kunsterzieher, lieber meinem gestalterischen Talent zu folgen. Dass ich besser Journalistik hätte studieren sollen, wurde mir erst Jahrzehnte später klar.

Mit der Kunst wurde es leider nichts, dafür begann ich 1995 nach meiner Ausbildung als Druckvorlagenherstellerin, Elektrotechnik in der Fachrichtung elektronische Medientechnik zu studieren, wofür ich letztendlich doch Mathematik benötigte. Das Interesse an der Astronomie blieb bestehen.

Gegen Ende meines Studiums widmete ich mich vorwiegend der Licht- und Farbmessung. Anfang der 2000er arbeitete ich für Firmen, die Farbmessgeräte herstellten oder sich mit Farbmanagement beschäftigten. Außerdem wurde ich Mitglied in der Deutschen farbwissenschaftlichen Gesellschaft (DfwG), in der ich für den, drei Mal jährlich erscheinenden, Report zuständig war. Auf einer der Jahrestagungen der DfwG erfuhr ich, wie jemand versucht hatte, den Nachthimmel farblich korrekt abzubilden. Das hörte sich spannend an und war der Ausgangspunkt, an dem ich anfing, mich intensiv mit Sternenspektrografie zu befassen.

Im Rahmen der Recherche stieß ich auf das Buch »Sterne und ihre Spektren« vom James B. Kaler, das bis heute zu meinen absoluten Favoriten unter den Fachbüchern zählt. Der Autor war Universitätsprofessor an der University of Illinois, inzwischen ist er im Ruhestand.

Seine Fachbücher sind allgemeinverständlich geschrieben und er weiß sowohl Laien als auch Sachkundige mit seinen Texten zu begeistern. Mir war nie klar gewesen, wie viele Informationen im Licht fremder Sterne enthalten sind. Dass man aus den Punkten am Himmel mehr als nur ihre chemische Zusammensetzung herauslesen kann, wenn man ihr Licht zerlegt. Man kann zum Beispiel Aussagen über die Prozesse in ihren Hüllen machen, ob sie Magnetfelder besitzen und vieles mehr.

Kurzum, nach der Lektüre des Buches war es um mich geschehen. Ich hatte gefunden, was ich gesucht hatte: Chemie in Verbindung mit Astronomie. Von da ab konsumierte ich in meiner Freizeit eine Menge Fachliteratur zu Astronomie und Kosmologie, vor allem zu Sternen und Gasnebeln. Mitunter waren das hochwissenschaftliche Abhandlungen, beispielsweise über solare Magnetfelder, die ich ohne das mathematische Wissen aus meinem Studium, wahrscheinlich nie verstanden hätte. Weil ich meine Begeisterung weitergeben wollte, hielt ich sogar Vorträge über das Thema, einer wurde im DfwG-Report abgedruckt. Das PDF kann man sich hier herunterladen.

Inzwischen hat sich in der Forschung von Sternenatmosphären viel getan. Heute sind die Wissenschaftler in der Lage, die Atmosphären extrasolarer Planeten zu analysieren. Dabei spielt das ganze elektromagnetische Spektrum und nicht nur das sichtbare Licht die Hauptrolle. Ich verfolge noch immer gespannt, was sich da tut, denn wer weiß, welche Überraschungen noch auf uns warten.

50 Jahre Mondlandung

Größenvergleich

Eigentlich wollte ich am Mittwoch etwas über die Mondlandung schreiben, aber ein Seminar nach Feierabend machte mir einen Strich durch die Rechnung. So beschäftigte ich mich anstatt mit dem Mond mit den neuesten Vorschriften für Zählerschränke.

Dafür sahen wir uns gestern auf ARTE den dritten Teil einer Dokumentation zur Mondlandung an. Es ist erstaunlich. Eigentlich glaubt man inzwischen alles über die Mondlandung der Amerikaner zu wissen, aber die Doku lieferte Informationen, die mir bisher unbekannt waren. Außerdem wurden bisher unveröffentlichte Filmaufnahmen gezeigt. Das fand ich schon ziemlich spannend.

Interessant ist nach wie vor die Rolle deutscher Raketenwissenschaftler. Wernher von Braun ist nicht der einzige, der an dem Projekt beteiligt war, seine Qualifikation ist nach wie vor genauso umstritten, wie seine Zusammenarbeit mit den Nazis. Hermann Oberth, der Vater der deutschen Raketenwissenschaft, hat als Lehrer von Brauns gleichfalls Anteil an dem Projekt. Schließlich hat er in den zwanziger Jahren des 20. Jahrhunderts die Berechnungen entwickelt, die heute noch gelten, wenn man eine Rakete in den Weltraum schießen möchte.

Ernüchternd war am Ende der Sendung allerdings, wie schnell die Amerikaner das Interesse an der zivilen Raumfahrt verloren. Das Weltraumprogramm von Kennedy war auf zehn Jahre angelegt. Bereits kurz nach der Rückkehr der Apollokapsel haben die meisten Mitarbeiter ihr Kündigungsschreiben bekommen. Die Mondflüge wurden Jahre später eingestellt. Das ist ungefähr so, wie wenn nach Christopher Kolumbus keiner hätte den Mut oder das Geld aufgebracht hätte, den neu entdeckten Kontinent zu erforschen. Nicht auszudenken, wo wir heute stünden, wenn die Raumfahrt mit dem damaligen Enthusiasmus fortgesetzt worden wäre, und welche Kriege der Erde erspart geblieben wären, wenn das Geld stattdessen in die Forschung und die Bekämpfung der Armut geflossen wäre.

Zumindest gingen die meisten der gekündigten Ingenieure und Wissenschaftler in die Industrie und nahmen die Erkenntnisse über Mikroelektronik und Computertechnik mit. Man stelle sich vor, die Mondlandung hätte nicht stattgefunden, bzw. es hätte kein Raumfahrtprogramm gegeben. Wir stünden heute ohne Smartphone und Co da und würden noch aus Telefonzellen telefonieren. Barcodes gäbe es übrigens auch nicht, die wurden für das Shuttle-Programm erfunden.

Was ich persönlich mit der Mondlandung verbinde? – Da ich erst fünf Jahre später geboren wurde, konnte ich dem Ereignis natürlich nicht beiwohnen. Aber ich habe Ende der Neunziger bei einem Besuch des Kennedy Space Centers in Florida die Saturn V besichtigen dürfen. Es gibt ein Bild von mir, wie ich unter den fünf Triebwerken stehe und von denen eines doppelt so groß ist wie ich. Diese Größe hat mich damals total überwältigt. Gleichfalls beeindruckend ist das Vehicle Assembly Building, die Halle, die für den Bau der Rakete gebaut wurde und deren Größe man gar nicht richtig abzuschätzen vermag, bis man wirklich davor steht. Die amerikanische Flagge an der Fassade ist mit 63 mal 33 Metern größer als ein Eishockey-Spielfeld. Vor dem Einbau riesiger Ventilatoren, bildeten sich innerhalb des Gebäudes regelmäßig Wolken aus denen es regnete.

Es ist schon erstaunlich, was Menschen erreichen können, wenn sie gewillt sind, Risiken einzugehen. Letzteres ist eine Eigenschaft, die in den vergangenen Jahrzehnten leider verloren gegangen scheint.

Die Saturn V im Kennedy Space Center 1999

Das Osterparadoxon

Da stand ich nun … mit meinen bunten Ostereiern vor dem Kirschbaum und überlegte, ob ich sie wirklich aufhängen sollte. Die Zweige zeigten schon dicke Knospen, die in den nächsten Tagen aufplatzen würden. Doch Ostern würde erst in vier Wochen sein. Bis dahin hatte der Baum sein grünes Blätterkleid und ich würde die Fäden durchschneiden müssen, um die Ostereier wieder abnehmen zu können. Kurzerhand packte ich die Eier wieder zurück in die Schachtel. Dieses Jahr würde es keinen Ostereierbaum im Garten geben.

Doch warum ist in diesem Jahr Ostern so spät? Das liegt am sogenannten Osterparadoxon. Kein Scherz, das heißt wirklich so. Wer möchte, kann sich den dazugehörigen Wikipedia-Artikel durchlesen. Ich habe es getan, aber nur Bahnhof verstanden. Es liegt wohl daran, dass der diesjährige Frühjahrsvollmond nicht an dem Tag stattfindet, der normalerweise für die Berechnung des Osterfests hergenommen wird. Irgendwie spielt da auch der Gregorianische Kalender eine Rolle. Nun, so richtig verstanden habe ich es nicht, ich finde aber das Wort »Positive Äquinoktial-Paradoxie (A+)« spannend. Das klingt wie der Titel eines Science-Fiction-Romans und nicht nach etwas, dass man mit dem Osterfest in Verbindung setzen würde.

Jedenfalls ist das ein ziemlich seltenes Phänomen. Das letzte Mal liegt unglaubliche 57 Jahre zurück. Da war ich noch gar nicht geboren. Das nächste Osterparadoxon findet im Jahr 2038 statt, dann wird der Ostersonntag auf den 25. April fallen.

Also heuer keine Ostereier am Baum, dafür lege ich welche in eine Schale auf dem Tisch. Positiv an dem Datum ist, dass es in diesem Jahr höchstwahrscheinlich mal nicht schneien wird, so wie in den vergangenen Jahren.

Ein Sternenhimmelbanner

Quelle: Wikipedia

Für meine brasilianischen Gäste erstellte ich vergangene Woche kurzerhand ein kleines Plakat, um sie angemessen in München begrüßen zu können. Dazu benötigte ich die Vorlage der brasilianischen Flagge. Und wo findet man eine solche Datei? Richtig, in der Wikipedia. Dabei stieß ich auf ihre Geschichte und betrachtete sie zum ersten Mal im Detail.

Die grüne Flagge mit der gelben Raute und dem blauen Kreis hat bestimmt jeder schon mal bei einer Fußball-WM gesehen. Ich wusste zum Beispiel nicht, dass die Farben zu zwei Adelsfamilien gehören, nämlich grün für das Haus Braganza und gelb für das der Habsburger. Erstere stellten den ersten Kaiser Brasiliens, der sich mit einer Habsburgerin aus Österreich vermählte.

Noch spannender finde ich jedoch den Inhalt des blauen Kreises. Wenn man sich den nämlich genauer betrachtet, entdeckt man unterschiedlich große Sterne. Ihre Anordnung ist dabei keineswegs zufällig, sondern stellt den Himmel über Rio de Janeiro zum Zeitpunkt der Proklamation der Brasilianischen Republik dar. Das war am 15. November 1889. Gut zu erkennen ist dabei das Kreuz des Südens und das Sternbild Skorpion ganz rechts. Aber auch der große Hund und das südliche Dreieck sind darauf zu sehen. Die Besonderheit der 27 abgebildeten Sterne ist, dass jeder von ihnen einen der 27 brasilianischen Bundesstaaten repräsentiert.

Der Spruch »ordem e progresso« (Ordnung und Fortschritt) war das portugiesische Motto und wurde zum ersten Mal von einem französischen Positivisten deklamiert.

Ich finde das alles unheimlich spannend. Da kommt einem die deutsche Flagge mit nur drei Farben fast langweilig vor.

Wie groß Brasilien wirklich ist, wurde mir erst im Gespräch mit César Maciel so richtig klar. Er stammt aus Belo Horizonte im Osten des Landes und sagte: »Wenn ich 2000 Kilometer nach Norden fahre oder 3000 Kilometer nach Westen oder 2000 Kilometer nach Süden, bin ich immer noch in Brasilien.« Das hat mich schwer beeindruckt.

Quelle: Wikipedia

Grüne Sonnen gibt es nur bei PERRY RHODAN

Quelle: SolarMonitor.org

Da war es wieder. »Vor der MAGELLAN hing eine grünliche Sonne und tauchte die Umgebung in schimmliges Licht.«
Eigentlich hatte ich gehofft bei der Lektüre eines NEO-Romans niemals etwas über grüne Sonnen zu lesen. Jemand wie ich, der sich lange und ausführlich mit Sternen und ihren Spektren auseinandergesetzt hat, sträuben sich dabei jedes Mal die Haare. Das war schon bei der PERRY RHODAN-Erstauflage der Fall.

Warum kann es keine grünen Sonnen geben?

Ganz einfach. Sterne verhalten sich wie schwarze Körper. Einen schwarzen Körper kann man mit einem Stück Eisen vergleichen. Wenn man es erwärmt, so glüht es zuerst rot dann gelb bis es weiß leuchtet. Könnte man Eisen noch weiter erwärmen, würde es irgendwann blau, dann violett und schließlich Ultraviolett leuchten. Das heißt, die Farbe eines Sterns hängt von seiner Oberflächentemperatur ab. Die wird in Kelvin angegeben. (Um das auf Grad Celsius umzurechnen, braucht man nur 273 Grad abzuziehen, was aber bei den hohen Temperaturen keine große Rolle mehr spielt.) Rote Sterne sind mit 3000 Kelvin kühler als gelbe Sterne mit 5500 bis 6000 Kelvin. Blaue Sterne erreichen Temperaturen von bis zu 23000 Kelvin.

Das Licht eines Sterns deckt mehr oder weniger das komplette elektromagnetische Spektrum ab. Von Radio bis hin zu Röntgen und Gammastrahlung. Von diesem riesigen Strahlungsspektrum können wir Menschen aber nur einen winzigen Teil wahrnehmen, nämlich das sichtbare Licht. Das wir dennoch rote, orange, gelbe, weiße und blaue Sterne sehen, liegt nicht nur an ihren unterschiedlichen Oberflächentemperaturen, sondern auch an unserer Farbwahrnehmung und dem Strahlungsmaximum. Das Strahlungsmaximum unserer Sonne liegt in der Mitte des sichtbaren Spektralbereich zwischen blau und rot (350-700 nm). Eigentlich bei ca. 500 nm das entspricht der Farbe gelbgrün. Theoretisch müsste unsere Sonne also grün leuchten, das tut sie aber nicht, weil sie, wie gesagt, auch genügend rotes und blaues Licht aussendet und dieses sich in unseren Augen zu gelb mischt. Sollte ein Stern wirklich grün leuchten, dürfte er keinerlei rotes und keinerlei blaues Licht aussenden, was aber wiederum den Gesetzmäßigkeiten der Strahlung eines schwarzen Körpers widersprechen würde.

Eine weitere spannende Tatsache ist, dass die Wahrnehmungskurve des menschlichen Auges, fast exakt dem Verlauf des Strahlungsmaximum unserer Sonne entspricht. Das bedeutet nichts anderes, als dass der Mensch perfekt an die Sonne angepasst ist. Das heißt aber auch, wenn die Autoren Perry Rhodan auf einen Planeten schicken, der von einer blauen Sonne beschienen wird, dann sollte er eigentlich Probleme haben, etwas zu erkennen. Für ihn müsste es dort ziemlich dämmrig sein, weil das Strahlungsmaximum des Sterns nicht mit Perrys Wahrnehmungskurve übereinstimmt. Einfach weil viel zu wenig gelbes und rotes Licht vorhanden ist. Das wird von den Autoren aber meist ignoriert.

Das ein Sternenspektrum außer der Farbe aber noch viel mehr Informationen transportiert, hilft den Astronomen bei ihren Forschungen. Denn alles, was wir über ferne Sterne wissen, wurde aus ihren Spektren ausgelesen. Vor ein paar Jahren hielt ich einen Vortrag über Sternenspektren. Dazu gibt es eine kleine Zusammenfassung im PDF-Format.
Wer noch mehr darüber wissen möchte, dem empfehle ich das Buch »Sterne und ihre Spektren« von James B. Kaler erschienen im Spektrum Wissenschaftsverlag. Es ist eines der besten Bücher zu diesem Thema in meiner Sammlung, aber leider nur noch in Antiquariaten erhältlich.

Plejadenirrtum

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Quelle: Wikipedia

»Guck mal«, sagt mein Mann mit einem Blick an den Himmel, »der Kleine Wagen.«
Ich räuspere mich und erkläre ihm, dass sein Finger gerade auf die Plejaden zeigt. Er ist nicht der erste, der diesem Irrtum unterliegt.

Zum einen sieht das Siebengestirn auch beinahe so aus. Außerdem sind die Sterne heller und am Himmel besser zu erkennen, als der kleine Wagen.

Der kleine Bär, wie man das Sternbild auch nennt, besteht aus Sternen mit geringer Helligkeit und ist nur in sehr klaren Nächten komplett zu erkennen. Es nimmt auch eine größere Fläche am Himmel ein. Meist sieht man nur die drei hellsten Sterne: Polaris (der Polarstern), Kochab und Pherkad. Der Polarstern bildet den Himmelsnordpol und ist das ganze Jahr über sichtbar. Die Entfernungen der Einzelsterne liegen zwischen 830 und 87 Lichtjahren. Astronomisch am interessantesten ist Polaris, ein Mehrfachsystem aus drei Sternen, wovon einer nur spektral nachzuweisen ist, und dessen Hauptstern ein Cepheide ist, ein gelber Riese mit wechselnder Helligkeit.

Am schnellsten findet man den Polarstern, wenn man die Hinterachse des großen Wagen nach oben fünfmal verlängert.

Quelle: Ceravolo.com

Die Plejaden sind dagegen ein offener Sternhaufen der als M45 im Messier-Katalog eingetragen ist. Auch unter ihnen gibt es einen veränderlichen Stern. Je nach Helligkeit und Beobachtungsbedingungen sieht man zwischen sechs und neun Sternen. Die Plejaden befinden sich im Sternbild Stier und sind alle circa 400 Lichtjahre entfernt. Sichtbar sind sie nur zwischen Juli und April.

Flüchtig betrachtet sieht die Sternformation tatsächlich wie ein kleiner Wagen aus.

Die Rakete an der Autobahn

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Die Saturn V an der Raststätte Nürnberg-Feucht in Richtung Berlin

Das habe ich noch gar nicht erzählt. Als wir vorletztes Wochenende nach Thüringen gefahren sind, machten wir eine Pause an der Raststätte in Feucht. Dort steht ein Modell der Saturn V, weil sich in Feucht das Hermann Oberth-Museum befindet.

Seit ich eine Biografie über den deutschen Wissenschaftler und Raketenforscher gelesen habe, bin ich von ihm fasziniert. Der Mann war ein Genie und ohne seinen Einfluss hätte Wernher von Braun vielleicht keine Raketen gebaut. Den richtigen Impuls bekam er nämlich nach einem Treffen mit Oberth.

Wir haben schon lange vor, dass Museum einmal zu besuchen. Leider ist es nur am Sonntagnachmittag geöffnet. Zu einer Zeit, an der wir meistens nicht an Feucht vorbeifahren. Jetzt habe ich aber gelesen, dass man auch einen Termin vereinbaren kann. Das werden wir das nächste Mal bestimmt tun. Vielleicht schon im August. Bis dahin freue ich mich über das Bild mit dem Saturn V Modell.

Das Original habe ich auch schon gesehen und war tief beeindruckt. Eine Freundin hat damals im Kennedy Space Center ein Bild gemacht, wie ich unter den fünf Triebwerken stehe. Wenn ich mal Zeit habe, suche ich das Bild mal heraus und scanne es ein.

Der Stoff aus dem der Kosmos ist

Quelle: Amazon
Quelle: Amazon

Der Physiker Brian Greene steht als Synonym für perfekt geschriebene populärwissenschaftliche Literatur. Sein Sachbuch »Das elegante Universum« habe ich mit großem Interesse gelesen. Zum Garching Con bekam ich von Rüdiger Schäfer den Tipp, ich solle mir doch die Verfilmung von Greenes zweitem Buch »Der Stoff aus dem der Kosmos ist« zulegen. Was ich tat und auch nicht bereute. Die Blu-ray enthält vier Folgen zu je 50 Minuten. In der Ersten geht es um »Zeit«, in der Zweiten um »Raum«. Folge 3 behandelt die »Quantenwelt« und Folge 4 beschäftigt sich mit der Theorie des »Multiversums«. Allen vier Filmen ist eines gemeinsam, in einer großartige Mischung aus Realfilm und Animation erklärt der Physiker höchstselbst komplexe physikalische Eigenschaften des Universums auf Basis aktueller Forschungsergebnisse. Und das so brillant, dass es selbst für Laien ohne Mühe zu verstehen ist. Ich kenne keine vergleichbare Produktion, die komplizierte Sachverhalte so spannend und verständlich erzählt.

Produziert wurde die Dokumentation in Kooperation mit ARTE und National Geographics, was eigentlich immer für Qualität bürgt. Vieles von dem Erklärten kannte ich zwar, hatte es aber noch nie so perfekt visuell umgesetzt gesehen. Interessant fand ich vor allem die vielen Kommentare der renommierten Wissenschaftler, deren Namen jedem Insider ein Begriff sind. Hier werden Pro und Contra zu provokativen Theorien diskutiert, ohne eine Meinung zu bevorzugen. Es bleibt dem Zuschauer überlassen, ob er die Theorie annimmt. Spannend ist das allemal.

Fazit: Jedem naturwissenschaftlich interessierten Laien sei diese Dokumentation ans Herz gelegt. So umfassend und verständlich erklärt, bekommt man Astrophysik und Kosmologie selten präsentiert. Da macht lernen richtig Spaß, auch wenn man nicht mehr zur Schule geht.