Animation des Sonnensystems: So schnell dreht sich der Jupiter!

Sonnensystem

Mit dieser Animation des Sonnensystems werdet ihr euch winzig fühlen! 

Unser Sonnensystem ist nur eines von mehreren 100 Milliarden Systemen innerhalb unserer Galaxis, der Milchstraße. Und unsere Sonne ist ein absolut durchschnittlicher Stern. Da draußen in den Weiten des Kosmos existieren Sterne, die über 1.000 mal größer als unsere Sonne sind. Und obwohl selbst unser Sonnensystem insgesamt nur ein winziger Teil des Universums ist, sind schon die Maßstäbe innerhalb unseres Systems für uns Menschen absolut unvorstellbar. 

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Niemand zeigt uns unsere eigene Winzigkeit besser als der Planetenforscher James O’Donoghue. Er erschafft regelmäßig beeindruckende Animationen des Sonnensystems. Astro-Tim hat James O’Donoghue dann bei Twitter gefragt, ob er seine Animationen auf dem Blog zeigen darf und er hat innerhalb weniger Minuten zugestimmt.

Faszinierende Animation unseres Sonnensystems

Beeindruckend, oder? Und zudem sehr interessant, auch mal die Drehrichtung der Planeten in so einer Animation in korrekter Weise zu sehen. Denn in dem Video sind nicht nur die Größen maßstabsgetreu, sondern auch die Drehungen und Neigungen der Planeten. Besonders interessant ist der Uranus. In dem Video sehen wir, dass er komplett geneigt ist. Man könnte sagen, er ist umgefallen und dreht sich daher nicht horizontal sondern vertikal. Er rollt permanent voran auf seiner Bahn um die Sonne. Weshalb das so ist, ist nicht gänzlich geklärt. Man vermutet, dass er einen heftigen Crash in der Frühphase des Sonnensystems erlebt hat mit einem nun nicht mehr existierenden Planeten, der wohl doppelt so groß wie die Erde gewesen sein muss.

Wie schnell dreht sich der Jupiter?

Ein weiteres Detail in der Animation ist die Rotationsgeschwindigkeit des Jupiters. Zur Erinnerung: Der Jupiter wiegt doppelt so viel wie alle anderen Planeten des Sonnensystems zusammen. Man würde nicht direkt auf die Idee kommen, dass er so geschwind unterwegs ist. Tatsächlich dauert ein Tag auf dem Jupiter nur neun Stunden und 56 Minuten. Der große, schwere Jupiter dreht sich also wesentlich schneller um sich selbst als unsere Erde. 

Plüsch Saturn

Hol dir Saturn nach Hause!

Um endlich mal den Saturn zu knuddeln, musst du gar nicht weit durch das Sonnensystem reisen. Hol ihn dir einfach als Plüsch-Saturn nach Hause!

Und vielleicht ist euch auch aufgefallen, dass wir bei der Venus fast gar keine Bewegung erkennen können. Bei der Venus ist das mit Tages- und Jahreslänge nämlich richtig bizarr: Ein Venustag dauert länger als ein Venusjahr. Sie braucht länger für eine Umdrehung um sich selbst als für eine Umdrehung um die Sonne. Ein Tag auf der Venus erstreckt sich sage und schreibe über 243 Erdentage. Also wenn ihr auf der Venus einen tollen Bürojob ergattert, dann dauert euer Arbeitstag 243 Mal länger als auf der Erde. Außerdem ist es sehr heiß und es regnet Säure. 

Wollt ihr mehr tolle Video über den Weltraum sehen? Dann fangt doch mal mit folgenden Video von Astro-Tim an:

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Sagittarius A*: Sensationelles Foto vom Schwarzen Loch

Schwarzes Loch in der Milchstraße

Was für eine Sensation! Endlich gibt es das allererste Foto des supermassiven Schwarzen Loches im Zentrum unserer Milchstraße. Das ist vermutlich das spektakulärste astronomische Ereignis der letzten Jahre.

Aber Moment mal. Ein Foto von einem Schwarzen Loch? Das gab es doch vor ein paar Jahren schon mal, oder nicht? Richtig. Das erste richtige Bild eines Schwarzen Loches wurde 2019 veröffentlicht. Unten seht ihr das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M87. 

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Das erste Foto eines Schwarzen Lochs außerhalb unserer Galaxie

Das Schwarze Loch in der Galaxie M87

Es wirkt etwas befremdlich, dass das erste Foto eines Schwarzen Loches nicht aus unserer Milchstraße stammt, sondern aus einer fremden Galaxie. Das ist aber einfach zu erklären: Das M87-Schwarze-Loch ist sehr viel schwerer als das Schwarze Loch in unserer Milchstraße. Es hat daher viel größere Ausmaße. Außerdem liegen zwischen dem Schwarzen Loch in unserer Galaxis und uns jede Menge dichte Staub- und Gaswolken, die die Beobachtung zusätzlich erschweren. Obwohl M87 weiter weg ist, war es daher einfacher zu fotografieren. 

Nun ist aber denselben Wissenschaftlern, nämlich vom Event Horizon Telescope, eine absolute Sensation gelungen: Sie haben Sagittarius A*, das zentrale Schwarze Loch unserer Milchstraße, fotografiert. Dieses Ungetüm ist knapp 26.600 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt und bringt 4,3 Millionen Sonnenmassen auf die Waage. Schauen wir uns das Bild mal genau an:

Was sehen wir auf dem Foto des Schwarzen Lochs? 

Genau genommen sieht man auf den Bildern von Schwarzen Löchern keine Schwarzen Löcher. Denn Schwarze Löcher zeichnen sich dadurch aus, dass sie in einem gewissen Bereich so viel Schwerkraft besitzen, dass sogar das Licht nicht mehr entkommen kann. Und wo kein Licht ist, sieht man nichts. Das eigentliche Schwarze Loch befindet sich im Zentrum des Bildes und entzieht sich unseren Blicken. Die Grenze, hinter der das Licht verschluckt wird, nennt man Ereignishorizont und die kann man auf dem Foto von Sagittarius A* wunderbar erkennen. 

Das erste Foto vom Schwarzen Loch in unserer Milchstraße: Sagittarius A*

Was wir auf dem Foto also sehen, ist die gesamte Materie, die in das Schwarze Loch gewirbelt wird, also der helle Bereich. Das ist die sogenannte Akkretionsscheibe, eine Ansammlung aus Gas, Staub, Licht, vielleicht auch Planeten und Sternen, die von der Schwerkraft des Schwarzen Loches erfasst wurden und noch nicht den Ereignishorizont überquert haben. Durch den Kontrast zwischen den Bereichen innerhalb und außerhalb des Ereignishorizonts konnte man Sagittarius A* überhaupt sichtbar machen. 

Im engsten Sinne des Wortes ist das kein Foto von Sagittarius A*. Vielmehr ist es eine Darstellung, die aus jeder Menge Daten von Radioteleskopen zusammengesetzt wurde. Das führt uns zu der Frage: 

Wie macht man ein Bild von einem Schwarzen Loch? 

Ein Foto von einem Schwarzen Loch macht man durch die sogenannte Langbasisinterferometrie. Das bedeutet, dass man mehrere Radioteleskope, die sich an unterschiedlichen Standorten auf der Erde befindet, miteinander zusammenschließt. So erhält man ein Riesenradioteleskop, eine virtuelle, riesige Antennenschlüssel. Die Interferometrie ist eine geniale Methode, die es erlaubt, durch den Zusammenschluss mehrerer Teleskope ein Riesenteleskop zu erschaffen. 

Der Zusammenschluss der vielen Teleskope des Event Horizon Telescope

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Ob im All oder auf der Erde – ohne Kaffee geht nix! Hol dir jetzt den leckeren Kaffee direkt nach Hause!

Durch diese Technik ist es den Forschern des Event Horizon Telescope gelungen, Sagittarius A*zu fotografieren – etwas, das man lange für unmöglich hielt. Denn wie schon erwähnt, ist Sagittarius A* von dichten Nebeln verdeckt und unfassbar weit weg. Außerdem ist es für ein supermassives Schwarzes Loch auch gar nicht so schwer. Sein Ereignishorizont ist von uns aus gesehen nur so groß wie ein Tennisball auf dem Mond. Unvorstellbar, dass diese Aufnahme nun gelungen ist. Geoffrey Bower vom Institut für Astronomie und Astrophysik in Taipeh sagt: “Wir waren verblüfft, wie gut die Größe des Rings mit den Vorhersagen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmte. Diese beispiellosen Beobachtungen haben unser Verständnis dessen, was im Zentrum unserer Galaxie geschieht, erheblich verbessert.”

Vergleich von den Schwarzen Löchern in den Galaxien M87 und Milchstraße

Jetzt, wo man zwei Bilder von Schwarzen Löchern hat, kann man diese natürlich wunderbar vergleichen und dadurch mehr über diese Extremsituation von Raum und Zeit erfahren, die sich in der Nähe Schwarzer Löcher abspielt. Auffallend ist, wie ähnlich sich Sagittarius A* und das M87-Schwarze-Loch sind, obwohl M87 über sechs Milliarden mal so schwer wie die Sonne ist, Sagittarius A* nur 4,3 Millionen mal. Der Unterschied liegt in der Ausdehnung des Ereignishorizonts, die man auf den Bildern nicht wirklich erahnen kann. Sera Markoff von der Universität Amsterdam beschreibt es so: “Das sagt uns, dass die Allgemeine Relativitätstheorie im Nahbereich für diese Objekte dominiert. Erst in größerer Entfernung von Ereignishorizonten kommen Unterschiede in Menge und Art des umgebenden Materials zum Tragen.”

Erfahrt im neuen Video alles über das erste Foto des Schwarzen Lochs in unserer Milchstraße

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Kälter und wärmer: Was ist bloß auf dem Neptun los?

Neptun wird kälter

Auf dem Neptun, dem am weitesten entfernten Planeten unseres Sonnensystems, geht etwas extrem Merkwürdiges vor sich. Entgegen jeglicher Prognosen fallen die Temperaturen dort drastisch! Welche mysteriöse Kraft bringt den Neptun zum frieren? 

Der Neptun ist für uns eine mysteriöse weit entfernte Welt. Der äußerste Planet unseres Sonnensystems befindet sich im Schnitt 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt und wurde erst von einer einzigen Raumsonde besucht, der Voyager 2. Das ist bereits viele Jahre her. Voyager 2 untersuchte ihn im Jahr 1989. Seit mehr als 30 Jahren hat man den Neptun nicht mehr mit einer Raumsonde besucht. Doch diese Untersuchung damals hat sich gelohnt, denn Voyager 2 entdeckte einen riesigen Sturm auf dem Neptun, den sogenannten Great Dark Spot. Außerdem machte ein vorher unbekanntes Ringsystem ausfindig. Man bestimmte erstmalig die genaue Länge eines Neptuntags – 16 Stunden und 7 Minuten – und man fand Polarlichter auf dem Neptun, die wesentlich komplexer als die auf der Erde sind. Mit anderen Worten: Fast all die spannenden Informationen, die wir über den Neptun wissen, sind über 30 Jahre alt. 

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Der Neptun wird kälter

Nun hat man aber etwas Neues über den Neptun herausgefunden und das ist fast unerklärlich: Auf dem Neptun wird es kälter und kälter. Seltsam, oder? Auch auf dem Neptun gibt es Jahreszeiten. Die dauern jeweils circa 40 Erdenjahre. Für einen kompletten Umlauf um die Sonne benötigt der Neptun 165 Erdenjahre. 40 Jahre Sommer. Das klingt doch super – auch wenn der Sommer auf dem Neptun nicht ganz so angenehme Temperaturen von ungefähr minus 200 Grad bietet. Hier passt der alte Song von Rudi Carrell: Wann wird’s mal wieder richtig Sommer? Vor allem weil es mysteriöserweise immer kälter wird auf dem Neptun, obwohl gerade neptunischer Sommer herrscht. 

Eine neue Studie, in der Beobachtungen der Temperatur des Neptuns aus 17 Jahren zusammengetragen wurden, zeigt: Es gibt einen global gemittelten Rückgang von etwa 8 Grad Celsius zwischen 2003 und 2018, der durch einen deutlichen Rückgang der atmosphärischen Strahlung des Neptun ab dem Jahre 2003 belegt wird. Der Planetenforscher Michael Roman von der University of Leicester in Großbritannien sagt: “Diese Veränderung war unerwartet. Da wir Neptun während seines südlichen Frühsommers beobachtet haben, haben wir erwartet, dass die Temperaturen langsam wärmer werden, nicht kälter.”

Temperaturentwicklung auf dem Neptun
Temperaturentwicklung auf dem Neptun

Warum wird der Neptun kälter?

Was ist verantwortlich für den neptunischen Klimawandel? Wie konnte man das überhaupt herausfinden, wenn es seit 30 Jahren keine Raumsonde gab, die den Neptun besucht hat? Das ist durch leistungsfähige erdgebundene Teleskope möglich wie etwa das VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared-Teleskop, kurz VISIR-Teleskop, das am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile installiert ist und das anhand der Emission von Infrarotlicht eines Himmelskörper dessen Temperatur bestimmen kann. Das Forscherteam um Michael Roman analysierte die Daten, die das VISIR-Teleskop über Jahre gesammelt hatte und zusätzlich auch noch Ergebnisse des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA. Herauskam die detaillierteste Studie zu Temperaturmessungen auf dem Neptun, die jemals erstellt wurde. So fand man die Temperaturveränderung heraus. Bleibt nur die Frage, wie die Absenkung der Temperatur mitten im Sommer zu erklären ist. So genau weiß das niemand, aber es muss wohl etwas mit Prozessen in der Neptunatmosphäre zu tun haben.

Das VISIR-Teleskop

In der Studie heißt es: “Während Methan das Sonnenlicht absorbiert und die Atmosphäre erwärmt, sind photochemisch erzeugte Kohlenwasserstoffe – vor allem Ethan und Acetylen – starke Infrarotstrahler, die die Stratosphäre abkühlen.” Anders gesagt: Wenn sich die Menge der photochemischen Kohlenwasserstoffe verändert, dann wird mehr im Infrarotbereich abgestrahlt und ein Planet wird kühler. 

Ähnliche Prozesse hatte man auch schon auf dem Saturn beobachtet. Hier stellte man fest, dass das Zusammenspiel von Chemikalien in Wolken innerhalb der Atmosphäre deren Temperatur beeinflussen kann. Auf dem Neptun scheint es chemikalische Prozesse zu geben, die derart massiv sind, dass sie die Temperatur des gesamten Planeten beeinflussen. Aber was könnte solch heftige Reaktionen auslösen? 

Beeinflusst der Great Dark Spot das Neptunwetter?

Eine Idee wäre, dass es etwas mit den riesigen Stürmen auf dem Neptun zu tun hat. Der Great Dark Spot war nur einer von sehr vielen Neptunstürmen. Er ist schon seit dem Jahre 1994 verschwunden, doch es bilden sich andauernd neue Stürme von unfassbarem Ausmaße. Diese Sturmentstehung auf dem Neptun ist noch sehr rätselhaft und kaum geklärt und es könnte sein, dass dadurch die chemikalischen Reaktionen in der Atmosphäre durcheinander gewirbelt werden und dies zu einer Abkühlung sogar im Sommer führen könnte.

Der Sturm Great Dark Spot auf dem Planeten Neptun

Das Forscherteam der Uni Leicester hat noch eine weitere Idee: Auch die Sonneneinstrahlung könnte eine Überlegung wert sein. Denn die Sonne durchläuft mehrjährige Aktivitätszyklen und ist mal mehr und mal weniger aktiv. Die durch den Aktivitätszyklus der Sonne hervorgerufenen Strahlungsänderungen könnten in irgendeiner noch ungeklärten Weise photochemische Veränderungen in der Neptunatmosphäre auslösen, was wiederum die beobachteten Temperaturschwankungen erklären könnte. Aber das sind alles nur Hypothesen, die atmosphärischen Prozesse auf dem Neptun bleiben für uns vorerst ein großes Rätsel. 

Fast um die Ecke vom Neptun: Der Plüsch-Saturn

Der Weltraum ist wirklich ein spannender Ort – all die Planeten beherbergen unheimlich viele Geheimnisse, die die Menschheit schon seit jeher faszinieren. Leider sind diese Objekte unseres Sonnensystems so weit weg, dass es schwer ist, sie genauer zu betrachten. Aber was wäre, wenn Ihr in Zukunft mit Erde, Saturn, Pluto und Co auf der Couch kuscheln könntet? Mit den Plüsch-Planeten von Astro-Comics holt Ihr euch das Sonnensystem nach Hause!

Und es wird noch verwirrender: Seit 2018 hat sich die Abkühlung auf dem Neptun umgekehrt und es wird schlagartig wieder wärmer. Die Temperatur schnappte innerhalb weniger Jahre zurück und ist im Schnitt um elf Grad gestiegen. Neptun durchlebt also derzeit ein absolutes Wechselbad der Gefühle. Michael Roman fasst es sehr gut zusammen und sagt: “Dies alles deutet auf ein komplizierteres Bild der Neptunatmosphäre hin und darauf, wie sie sich mit der Zeit verändert. Ich denke, dass Neptun für viele von uns so faszinierend ist, weil wir noch so wenig über ihn wissen.”

Ihr wollt mehr über den faszinierenden Planeten Neptun erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:

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Mit Grönlands Geologie die Jupitermonde erkunden

Entdeckung unter Grönland

Was hat eine Entdeckung unter dem grönländischen Eis mit außerirdischem Leben auf den Jupitermonden zu tun? Jede Menge und in diesem Beitrag gehen wir der Sache auf den Grund.

Reisen wir zurück ins Jahr 1979. Die Sonde Voyager 1 erreichte den Jupiter und untersuchte den Gasplaneten und seine Monde. Eine der wichtigsten Erkenntnisse betraf den Mond Europa. Am 5. März 1979 näherte sich Voyager 1 dem Mond auf 932.000 Kilometer. Im April 1979 folgte dann Voyager 2 und näherte sich ebenfalls dem Mond. Durch die Daten der beiden Sonden fand man heraus: Auf dem Mond Europa gibt es einen unterirdischen Ozean. Eine absolute Sensation, denn Ozeane aus flüssigem Wasser außerhalb der Erde auf fremden Himmelskörpern galten damals noch als Science Fiction. 

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Was sind Schwarze Raucher?

Seitdem wird munter darüber spekuliert, ob es in diesem Europa-Ozean nicht außerirdisches Leben geben könnte. Viele Forscher glauben, dass das Leben auf der Erde in Tiefseevulkanen entstanden ist, in sogenannten Schwarzen Rauchern. Hier könnten die ersten anorganischen Stoffe den Sprung zu primitiven Lebensformen gemacht haben – und wenn es auf Europa einen unterirdischen Ozean und mit den Gezeitenkräften des Jupiters auch eine kräftige Energiequelle gibt, sind die Voraussetzungen für die Entstehung von Leben so gut wie auf der Erde. 

Doch bevor die Alien-Euphorie jetzt zu groß wird: Die Eiskruste von Europa, also die dicke Schicht aus Eis, die über dem Ozean liegt, ist sehr massiv und erstreckt sich über 20 bis 30 Kilometer. Selbst wenn wir es schaffen würden, auf Europa zu landen und ein Loch zu bohren, wäre es nach dem aktuellen Stand der Wissenschaft unmöglich, diese Eisdicke zu überwinden. Zum Vergleich: Das tiefste Loch, das jemals auf der Erde gebohrt wurde, war die Kola-Bohrung in der Sowjetunion. Und da schaffte man es “nur” auf knapp 12,2 Kilometer. Die Bohrung auf einem fremden Himmelskörper wäre wesentlich anspruchsvoller als auf der Erde. 

Darstellung der Eisschicht auf dem Mond Europa

Warum die Doppelkämme in Grönland so interessant sind

Kann es aber wirklich sein, dass in dem Europa-Ozean außerirdisches Leben herumpaddelt, wir es aber niemals zu Gesicht bekommen werden, weil die Eiskruste zu dick ist? Müssen wir uns unsere Träume von der Entdeckung von außerirdischem Leben abschminken? Vielleicht nicht. Denn eine Entdeckung eine Grönland ändert alles. Reisen wir mal zurück vom weit entfernten Mond Europa ins irdische Grönland. 

Meteorit

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Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien. Mitgeliefert wird ein Echtheitszertifikat. Verschiedene Größen verfügbar. 

Im Nordwesten Grönlands gibt es eine interessante Doppelkamm-Formation, Bergkämme, die sich über viele Kilometer erstrecken und durch flache Täler getrennt sind. Ein Team der Universität Stanford untersuchte die grönländischen Doppelkämme und erkundete den Bereich unter der Erdoberfläche mit Hilfe von Radartechnologie. Sie fanden heraus, wie diese Doppelkämme entstanden sind. Sie vermuten, dass Schmelzwasser an der Oberfläche Grönlands in einen Hohlraum innerhalb des dicken Eisschildes abfloss und dann dort wieder gefror. Solche Hohlräume gibt es überall im grönländischen Eis, da es immer wieder Stellen mit porösem Eis gibt. Diese Stellen kollabieren und hinterlassen einen leeren Raum. Wenn dann Schmelzwasser in einen solchen Hohlraum fließt und dort wieder gefriert, dann dehnt es sich aus. Das passiert mit Wasser, wenn es gefriert, denn die Moleküle im Eiskristall beanspruchen mehr Raum als im flüssigen Wasser. Deswegen kann auch gefrorenes Wasser, also Eis, auf flüssigem Wasser schwimmen, weil die Dichte niedriger ist. Und die Ausdehnung beim Gefrieren in den Hohlräumen bedeutet, dass das nun gefrorene Wasser unter extremem Druck die darüber liegenden Eis- und Erdschichten nach oben drückt – an der Oberfläche entstehen dann diese Kammstrukturen. Und genau solche Kammstrukturen gibt es auch auf dem Mond Europa.

Doppelkämme in Grönland

Auf Europa: Hohlräume mit flüssigem Wasser

Der gesamte Jupitermond Europa ist überzogen mit Kammstrukturen, also mit diesen eisigen Berg- und Tallandschaften. Erkenntnisse über ähnliche Strukturen auf der Erde liefern uns gleichzeitig Indizien über die Verhältnisse auf Europa. Und diese Entdeckung könnte bedeuten, dass es auf Europa auch solche Wassertaschen gibt, also Hohlräume voller noch flüssigem oder gerade erst gefrorenem Wasser. Und dann müssten wir uns nicht 30 Kilometer in die Tiefe bohren, sondern könnten direkt unter der Oberfläche Wasser finden. 

Ein paar Unterschiede gibt es aber doch, denn auf Europa gibt es kein Schmelzwasser, das abfließen könnte, da die Oberfläche sehr kalt ist. Aber das Wasser könnte von unten in die Hohlräume gepresst werden, ein bisschen wie bei einer Bialetti-Kanne. Die Analogie passt gut, denn auf Europa gibt es ein komplexes Eisvulkan-System. Das Wasser aus dem flüssigen Ozean könnte tatsächlich in die Hohlräume geschossen werden. Und dieses Wasser wäre ein interessantes Forschungsobjekt. Hauptautor der Studie der Stanford University Dr. Dustin Schroeder sagt: “Flüssiges Wasser in geringer Tiefe ist räumlich und zeitlich in der Eishülle Europas allgegenwärtig. Es ist näher an der Oberfläche, wo man interessante Chemikalien aus dem Weltraum, von anderen Monden und den Vulkanen von Io erhält.”

Mission Europa-Clipper der NASA

Wenn wir es schaffen würden, eine Raumsonde auf Europa landen zu lassen, die sich nur ein wenig in das Eisschild in der Kammregion buddeln könnte, könnten wir unglaubliche Dinge entdecken, vielleicht sogar Spuren von außerirdischem Leben. Allerdings liegen Europa-Landungen, geschweige denn Bohrungen, leider noch in weiter Ferne, aber die Mission Europa-Clipper der NASA soll im Jahr 2024 mit einem eisdurchdringenden Radar starten. Jetzt wissen die Betreiber genau, nach was sie Ausschau halten müssen, um herauszufinden, ob der Grönland-Mechanismus die Erhebungen auf Europa erklärt. Wenn sich das bewahrheitet, dann werden die Bemühungen um eine Landung auf Europa sicherlich so richtig an Fahrt aufnehmen. 

Foto des Jupitermonds Europa

Übrigens war das Forscherteam in Grönland gar nicht auf der Suche nach Strukturen, die denen auf Europa ähneln. Das war reiner Zufall und durch die Präsentation von anderen akademischen Kollegen über die Kammstrukturen auf Europa kam ihnen dann der Einfall, dass es hier Ähnlichkeiten geben könnte. Dr. Dustin Schroeder sagt: “Wir haben an etwas völlig anderem gearbeitet, das mit dem Klimawandel und seinen Auswirkungen auf die Oberfläche Grönlands zu tun hat, als wir zufällig diese winzigen Doppelkämme auf Europa sahen.” Ein schönes Beispiel dafür, wie oft Zufälle und glückliche Umstände die Wissenschaft weiter bringen.

Ihr wollt mehr über die Entdeckung in Grönland erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:

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DNA-Bausteine in Meteoriten gefunden

DNA Bausteine im Meteoriten

Was für eine unglaubliche Entdeckung: In Meteoriten, die auf der Erde eingeschlagen sind, haben Wissenschaftler alle Bausteine des Lebens entdeckt. Stammen wir aus dem Weltraum? 

Ihr erinnert euch bestimmt noch an die siebte Klasse Biologie-Unterricht. Da lernte man etwas über die Bausteine der DNA, also des Erbguts, das die Eigenschaften jeder Spezies dieses Planeten definiert. DNA ist die englische Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure und die Grundbausteine von DNA-Strängen sind vier verschiedene Nukleotide, die jeweils aus einem Phosphatrest, dem Zucker Desoxyribose und einer von vier Nukleinbasen bestehen. Diese Nukleinbasen heißen – und spätestens das wird sicherlich die Erinnerungen an den Bio-Unterricht wecken – Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Aus der Abfolge dieser Nukleinbasen ergeben sich unterschiedliche Informationen. Um die Entstehung des Lebens zu verstehen, müssen wir herausfinden, woher diese Nukleinbasen stammen. Sind sie auf der Erde in der Ursuppe entstanden? Oder kommen sie aus dem Weltraum und wir sind alle in gewisser Hinsicht Aliens?

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Dieser Frage wollte ein Team von Forschern der NASA und der Universität Hokkaido auf den Grund gehen. Sie mussten sich dabei nur noch auf die Suche nach zwei der DNA-Bausteinen begeben, nämlich Cytosin und Thymin. Die anderen beiden, Adenin und Guanin, hatte man bereits zuvor in Meteoritengestein entdeckt. Der Umstand, dass bislang nur Adenin und Guanin gefunden wurden, hätte bedeuten können, dass Cytosin und Thymin im Weltraum nicht vorkommen und auf der Erde entstanden sind. Oder es hätte bedeuten können, dass die bisherigen Messungen nicht gut genug waren – und genau das wollte das Forscherteam herausfinden. 

Künstlerische Darstellung der DNA

Wozu verwendet man Ameisensäure?

Bisher hat man zur Detektion von organischen Stoffen aus Meteoriten meist heiße Ameisensäuren verwendet und Proben von Meteoriten dieser ausgesetzt, um einen Extrakt zu  erhalten – gerade für die Suche nach Cytosin und Guanin ist das aber wenig geeignet, da diese beiden Nukleinbasen sehr empfindlich sind und dabei potentiell zerstört werden könnten. 

Das Forscherteam hat nun Meteoriten mit einem schonenden Verfahren untersucht: durch eine Extraktion der Proben in kaltem Wasser während diese Ultraschallbestrahlung ausgesetzt waren. Ihr könnt euch die unterschiedlichen Methoden besser vorstellen, wenn ihr es mit Kaffeezubereitung vergleicht: Ihr wollt aus dem Kaffeepulver einen Extrakt herstellen, den ihr nicht untersuchen, sondern trinken wollt. Es gibt mehrere Wege zum Ziel: Ihr könnt das Kaffeepulver mit heißem Wasser übergießen. Das führt sehr schnell zum gewünschten Ergebnis, aber auf mikroskopischer Ebene zerstört ihr durch die Hitze einiges in den gemahlenen Kaffeebohnen. Oder ihr könnt das Kaffeepulver über Nacht in kaltem Wasser ziehen lassen. Das nennt man Cold Brew. Es dauert zwar länger, führt aber zu einem sehr geschmacksintensivem Erlebnis, da der Kaffee langsam und schonend extrahiert wurde. 

Herstellung eines Kaffees – durchaus zu vergleichen mit der Meteoritenextraktion

Nukleinbasen im Meteoriten

Auf eine ganz ähnliche Art und Weise, durch einen wissenschaftlichen Cold Brew, haben die Forscher Proben von besonderen Meteoriten extrahiert, unter anderem des sogenannten Murchison Meteoriten. Der ist 1969 in Australien eingeschlagen und einer der am besten untersuchten Meteoriten überhaupt, da er unfassbar reich an organischen Verbindungen wie Aminosäuren ist. Es liegt der Verdacht nahe, dass er die Nukleinbasen der DNA enthält – und siehe da: Das Cold Brew-Verfahren hat tatsächlich Cytosin und Guanin in den Proben zu Tage gefördert. Das ist einfach unglaublich: Damit haben wir alle Nukleinbasen unseres Erbguts in Steinen aus dem Weltraum gefunden. Die Bausteine des irdischen Lebens sind nicht nur hier auf der Erde entstanden, sondern sind mindestens zusätzlich außerirdischen Ursprungs.

Der Murchison Meteorit in Australien
Murchison Meteorit

Skeptiker mögen einwenden: Ist es nicht sehr wahrscheinlich, dass die Meteoritenproben einfach kontaminiert waren? Immerhin liegen die schon einige Jährchen auf der Erde und hier wimmelt es nur so vor Nukleinbasen. Um das auszuschließen, haben die Forscher auch Proben der Erde rund um den Murchison-Meteoriten dem Cold-Brew-Verfahren unterzogen. Zwar wurden auch darin einige DNA-Basen und verwandte Moleküle nachgewiesen – was ja logisch ist – aber nicht alle. Und der Aufbau dieser Verbindungen unterschied sich von denen im Meteoritenmaterial. Eine Kontamination durch irdisches Material kann im Prinzip ausgeschlossen werden. 

Sind die Bausteine des Lebens im Weltraum vorhanden?

Ist der Gedanke von unserem kosmischen Ursprung nicht unfassbar faszinierend? Co-Autor der Studie Danny Glavin vom Goddard Space Flight Center der NASA sagt: „Wir haben verschiedene Pyrimidin-Nukleobasen identifiziert, darunter Cytosin und Thymin. Wir haben damit jetzt den Beweis, dass der komplette Satz an Nukleobasen, der heute in Lebewesen vorkommt, schon zur Zeit der Lebensentstehung auf der Erde verfügbar gewesen ist.“

Meteorit

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Übrigens ist das nicht nur faszinierend im Hinblick auf das Leben auf unserem Planeten. Denn, wenn die Bausteine des Lebens auf x-beliebigen Steinen im Weltraum vorhanden ist, dann – ihr erratet es – könnte die Entstehung von Leben kein rein irdisches Phänomen sein. Jeder Planet wäre dann eine potentielle Eizelle und jeder Asteroid ein potentielles Spermium – sozusagen.

Außerirdisches Leben immer wahrscheinlicher

Die Tatsache, dass die Bausteine des Lebens nicht auf der Erde entstanden, sondern im Weltraum vorhanden sind, erhöht die Wahrscheinlichkeit für außerirdisches Leben immens! Andererseits kennen wir nur das irdische Leben und wissen gar nicht, ob diese Nukleinbasen auch die Bausteine für Alien-Lebensformen sind. Gewissheit werden wir erst bekommen, wenn wir eine außerirdische Lebensform finden.

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Die Zeit existiert nicht: wahr oder falsch?

Die Zeit im Universum

Die Zeit existiert nicht. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher aus Australien. Wenn Ihr eine quantenphysikalische Existenzkrise haben wollt, lest euch unbedingt diesen Beitrag durch. 

Die Zeit – es ist so schwer sie zu beschreiben und zu erklären, was die Zeit genau ist. Eines aber ist klar: Die Zeit ist die knappste Ressource im Universum. Selbst Milliardäre können sich logischerweise nicht mehr Zeit dazu kaufen. Und auch wenn wir irgendwann große Durchbrüche in der Medizin erzielen und Menschen nicht mehr sterben müssen, wird das Universum dennoch nur für einen endlichen Zeitraum existieren. Irgendwann ist – so zumindest der aktuelle Stand der Kosmologie – Schluss. Das Universum wird auf die ein oder andere Art und Weise sterben.

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Was ist die Definition von Zeit? 

Zeit ist also ein knappes Gut, das steht fest. Aber dennoch dürfte es den meisten von uns schwer fallen, zu beschreiben, was Zeit eigentlich ist. Ist Zeit physikalisch greifbar? Wo hier im Raum ist die Zeit? Für unsere Zwecke reicht folgende Definition: Das Universum bewegt sich nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich, und zwar von einem Anfangspunkt, dem Urknall, hin zu einem Endpunkt. Die Zeit ist also ein linearer Ablauf der Dinge. Der bekannte Physiker John Wheeler hat es so formuliert: “Die Zeit ist das, was verhindert, dass alles gleichzeitig passiert.” In unserem Alltag ist die Zeit ein Fakt, egal, ob wir sie definieren können oder nicht. 

Ausdehnung des Universums
DIe Ausdehnung des Universums

Doch nun kommen einige australische Physiker mit einer wirklich schockierenden Nachricht um die Ecke: Die Zeit gibt es gar nicht! Aber wo wäre dann der Anfang dieses Beitrags und wo das Ende? Ganz so einfach ist die Sache nicht. Um die Nicht-Existenz der Zeit zu verstehen, müssen wir uns mit einigen Grundlagen der Physik vertraut machen. 

Die theoretischen Werkzeugkkästen der Physiker

Zum einen gibt es die einsteinsche Physik, vor allem die allgemeine und spezielle Relativitätstheorie und zum anderen die Quantenmechanik. Während die klassische einsteinsche Physik wunderbar die großen Abläufe im Kosmos erklärt, die Einflüsse von Zeit und Raum, ist die Quantenmechanik die klassische Theorie für die Abläufe im ganz Kleinen. Oftmals stehen klassische Physik und Quantenmechanik im scheinbaren Widerspruch. Kleinste Teilchen können etwa eine sogenannte Superposition einnehmen. Sie können also gleichzeitig zwei verschiedene Zustände aufweisen. In der klassischen Physik ist das undenkbar. Der Physiker Erwin Schrödinger hat etwa sein berühmtes Gedankenexperiment, Schrödingers Katze, aufgestellt, um darzulegen, dass die quantenmechanischen Regeln nicht auf die klassische Physik anwendbar sind. Eine Katze kann nicht gleichzeitig tot und lebendig sein. Ein Elementarteilchen hingegen kann gleichzeitig verschiedene Drehrichtungen, sogenannte Spins haben. Und erst, wenn man hinschaut, legt es sich auf eine fest. Schrödingers Katze war also nur ein Gedankenexperiment, um die Unmöglichkeit der Übertragbarkeit von quantenmechanischen Grundsätzen auf die normale Physik darzulegen.

Der Physiker Erwin Schrödinger und sein berühmtes Katzen-Experiment

Wie lösen wir den Konflikt zwischen Klassischer Physik und Quantenmechanik? 

Könnte es nicht eine vereinheitlichte Theorie geben, die beides unter einen Hut bringt? Die gibt es und die nennt sich String-Theorie. Bei der String-Theorie werden die kleinsten Teilchen des Kosmos durch Strings, also auf Deutsch Fäden, ersetzt, die in bis zu elf Dimensionen schwingen können. Eine extremst ausgetüftelte Theorie, an der Astrophysiker nun schon seit Jahrzehnten forschen – und keine definitiven Beweise für die Existenz der Strings gefunden haben. Deswegen haben sich im Laufe der Zeit auch andere Ansätze entwickelt, um die Regeln der klassischen Physik, vor allem die Schwerkraft, auch auf Quantenebene zu übertragen.

Shirt Schrödingers Katze

Unterstützt Schrödingers Katze!

Lebt Schrödingers Katze nun oder nicht? Beantworte diese schwierige Frage der Quantenphysik mit diesem Shirt!

Was ist die Schleifenquantengravitation?

Eine der bekanntesten Ideen ist die Schleifenquantengravitation, die davon ausgeht, dass das Gefüge von Raum und Zeit aus einem Netzwerk extrem kleiner diskreter Teile, sogenannter „Schleifen“, besteht. Die Hauptidee der Schleifenquantengravitation ist, dass der Raum selbst kein universales Gefäß ist, in dem sich die Naturgesetze abspielen, sondern, dass der Raum selbst ein Objekt ist, das den Gesetzen der Quantenphysik folgt. 

Den Quantenzustand des Raums beschreibt man dabei mit einem Netz von winzigen Schleifen, die jeweils einen gewissen Zustand haben können – ähnlich dem Spin eines Elementarteilchens in der Quantenphysik. Dadurch, dass der Raum selbst ein Quantenobjekt ist, lässt sich die Gravitation als Zustand der einzelnen Schleifen erklären und damit nur als eine quantenphysikalische Veränderung des gesamten Raums. So hätte man dann Relativitätstheorie und Quantenphysik unter einen Hut gebracht. 

Existiert die Zeit gar nicht?

Warum überhaupt diese kosmologischen Theorien in diesem Beitrag? Weil es in den meisten der Verbindungstheorien von klassischer Physik und Quantenmechanik, zum Beispiel in der Schleifenquantengravitation, keine Zeit gibt. Sie wird als Faktor einfach abgeschafft. Aber bedeutet dass auch, dass die Zeit nicht existiert? Weder in der Quantenmechanik noch in der Schleifenquantengravitation werden beispielsweise Schokokekse als Faktor erwähnt. Sie spielen für diese Theorien komischerweise keine Rolle. Dennoch sind wir uns ziemlich sicher, dass Schokokekse existieren. Doch diese Theorien beschreiben sehr wohl kleinste Teilchen, die sich dann zum Beispiel zu Schokokeksen zusammensetzen können. Schokokekse stehen also nicht im Widerspruch zur physikalischen Theorie.

Die Zeit im Universum
Existiert die Zeit?

Doch bei der Zeit sieht das anders aus. Keine der großen physikalischen Theorien sieht Teilchen vor, aus denen die Zeit bestehen könnte. Es gibt nichts, woraus sie sich zusammensetzen könnte. Wenn also die Zeit als Faktor in der Schleifenquantengravitation nicht vorkommt und auch keine Faktoren ersichtlich sind, aus denen Zeit sich zusammenbauen könnte, dann müssen wir davon ausgehen, dass die Zeit nicht existiert. Und vielleicht erklärt das auch, weshalb wir am Anfang solche Schwierigkeiten hatten, zu definieren, was Zeit ist. Weil es sie nicht gibt. 

Und jetzt? Was machen wir nun mit unserem Leben ohne Zeit? Dr. Sam Baron, einer der australischen Forscher, die in ihrem neuen Buch für die Nicht-Existenz der Zeit argumentieren, löst das Dilemma wie folgt auf: “Während die Physik die Zeit abschafft, scheint sie die Kausalität intakt zu lassen: den Sinn, in dem eine Sache eine andere bewirken kann. Vielleicht sagt uns die Physik also, dass Kausalität und nicht Zeit das grundlegende Merkmal unseres Universums ist.” Vielleicht war es schon immer nur die Kausalität, die unser Leben weitergebracht hat und nicht die Zeit. Eine Sache bewirkt eine Andere. Aktion und Reaktion. Wenn Ihr etwa unseren Newsletter abonniert, dann freuen wir uns – keine zeitliche Folge, sondern eine rein kausale. 

Ihr wollt mehr über die Zeit erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:

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Blick in Sternregion: Neue Fotos vom James Webb-Teleskop

Neues Foto vom James Webb Teleskop

Die Inbetriebnahme des James-Webb-Weltraumteleskops geht in die Schlussphase. Es gibt brandneue Bilder, die zeigen, wie unfassbar leistungsstark das James Webb ist. In diesem Beitrag schauen wir uns die neuen Fotos an.

Der Bau und Start des James Webb-Teleskops ist wirklich eine unendliche Geschichte. Nachdem der Start mehrfach verschoben wurde, gelang er endlich im Dezember 2021 und seitdem laufen die Vorbereitungen auf Hochtouren, damit das James Webb-Teleskop im Juni in den normalen Betrieb übergehen kann. In dieser Vorbereitungszeit schießt es aber schon Testfotos. Eines davon wurde vor wenigen Wochen veröffentlicht. 

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Das war das erste Testfoto mit allen 18 Spiegelelementen des James Webb. In der Bildmitte sehen wir einen Stern, der über 2.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Aber viel interessanter sind die roten Pünktchen im Hintergrund. Das sind keine Sterne, sondern weit entfernte, Milliarden Jahre alte Galaxien. Gigantische Sterneninseln, die kurz nach dem Urknall entstanden sind und Milliarden Sterne und Planeten beherbergen. Schon auf diesem Testfoto schauen wir unfassbar weit in die Vergangenheit des Kosmos.

Erster Test von James Webb – Wow!

Das James Webb-Teleskop hat weitere Fotos geschossen und dafür die große Magellansche Wolke ins Visier genommen. Das ist eine Nachbarzwerggalaxie unserer Milchstraße, also eine Mini-Galaxie, die nicht aus mehreren 100 Milliarden Sternen, sondern “nur” aus 15 Milliarden Sternen besteht und gravitativ an die Milchstraße gebunden ist. Die Große und die Kleine Magellansche Wolke sind sogar mit bloßem Auge von der Südhalbkugel der Erde sichtbar. Wenn Ihr mal in Südafrika, Australien oder Neuseeland unterwegs seid, haltet also mal die Augen offen. 

So gut wie James Webb werdet ihr die Magellanschen Wolken jedoch nicht sehen können. Unten seht ihr den Blick des Infrarot-Weltraumteleskops in eine dichte Sternenregion innerhalb der großen Magellanschen Wolke:

Neues Foto von James Webb

Die einzelnen Bilder und Bezeichnungen stehen für unterschiedliche Instrumente des James Webb-Teleskops. NIRCAM steht beispielsweise für Near Infrared Camera und ist das Hauptinstrument von James Webb, um den Weltraum im Infrarotbereich zu erkunden. Was jedes Instrument einzigartig macht, ist seine spezifische Kombination von Komponenten, Beobachtungsmodi, Wellenlängenbereich, Sichtfeld und Auflösung. Durch die Kombination von allen Instrumenten und die Beobachtung einer Region in verschiedenen Infrarotwellenlängen erhält man am meisten Details. 

Um die Leistungsstärke des James Webb besser zu verstehen, vergleicht man die Bilder am besten mit Aufnahmen derselben Himmelsregion von anderen Teleskopen. 

Oben seht ihr einen Vergleich der Sterneregion in der Großen Magellanschane Wolke rechts aufgenommen von James Webb und links daneben von den Infrarot-Teleskopen WISE und Spitzer. Lee Feinberg vom Goddard Space Flight Center der NASA sagt: „Die Testbilder zeigen, was Menschen aus allen Ländern und Kontinenten mit einer kühnen Vision zur Erforschung des Universums gemeinsam erreichen können.” Und Mark McCaughrean von der ESA fügt hinzu: “James Webb hat die Gesetze der Physik nicht gebrochen, liegt aber dank der außerordentlichen Anstrengungen vieler Menschen über Jahrzehnte hinweg am oberen Ende der Möglichkeiten.” 

Was wird das James Webb-Teleskop erforschen?

Was werden wir mit dem James Webb Teleskop entdecken? Welche Geheimnisse des Kosmos werden wir lüften? Ich persönlich denke, dass wir vor allem Durchbrüche hinsichtlich zwei Themen machen werden: Die Untersuchung der Zeit kurz nach dem Urknall und die Suche nach außerirdischem Leben auf Exoplaneten. Das James Webb Teleskop kann den Kosmos vor allem im Infrarotbereich in noch nie dagewesenen Ausmaß beobachten. Das hilft uns immens, die ersten paar Millionen Jahre nach dem Urknall zu studieren. 

Meteorit
Ein echter Meteorit fürs Wohnzimmer!

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien.

Vor knapp 13,8 Milliarden Jahren entstand das Universum nach allgemein anerkannter Ansicht im Urknall. Danach hat es aber noch einige 100 Millionen Jahre gedauert, bis die ersten Galaxien entstanden sind – und dieser Zeitraum der ersten Galaxienbildung ist im optischen Bereich kaum zu beobachten. Das James Webb-Teleskop kann im Infrarotbereich die Geheimnisse des frühen Kosmos lüften und uns mehr darüber verraten, wie die allerersten Galaxien des Kosmos aussahen. Haben sich dort zuerst Sterne gebildet und dann supermassive Schwarze Löcher im Zentrum? Oder waren zuerst die Schwarzen Löcher da und dann haben sich die Sterne gebildet? Wie sahen die ersten Sterne des Kosmos überhaupt aus? Hatten sie eine ähnliche Zusammensetzung wie die Sterne, die wir aus unserer Galaxis kennen oder waren sie völlig fremdartig? All diese Fragen können wir hoffentlich bald beantworten.

Wird das James Webb-Teleskop außerirdisches Leben finden?

Und noch gespannter bin ich darauf, ob das Webb Teleskop seine zweite Mission erfüllen wird: Zumindest ein Indiz auf Lebensfreundlichkeit von Exoplaneten zu liefern. Mit der 100mal stärkeren Auflösung des James Webb-Teleskops im Vergleich zu Hubble werden wir Exoplaneten, also Planeten in fremden Sternsystemen so gut beobachten können wie noch nie. Derzeit macht man sich die sogenannte Transitmethode zu nutze. Immer wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, blockt er das Licht ab, so dass wir ihn entdecken können. Mit dem James Webb-Teleskop werden wir hoffentlich viel mehr Details aus solchen Transits ziehen können. 

Das James Webb ist aber auch so leistungsstark, dass es Exoplaneten ganz ohne einen solchen Transit ausfindig machen kann. Und das eröffnet natürlich ganz neue Chancen, denn wir sind dann nicht mehr darauf angewiesen, dass ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, damit wir ihn entdecken können. Und der Jackpot wäre doch, wenn man irgendwann mit dem Webb-Teleskop bei einem solchen Exoplanetenfund feststellen könnte: Da ist Wasser in der Atmosphäre. Oder andere sogenannte Biosignaturen. Denn das wäre schon ein starker Hinweis darauf, dass auf einem solchen Planeten auch Leben existieren könnte. 

Ihr wollt mehr über dieses spannende Thema erfahren? Dann schaut euch das neue Video zum Einschlag in der Antarktis von Astro-Tim an:

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Gigantischer Einschlag in der Antarktis

Meteoriteneinschlag Antarktis

Außerirdische Partikel und ein gigantischer Meteoriteneinschlag in der Antarktis – das haben Forscher nun im ewigen Eis entdeckt. Was hat es damit wohl auf sich?

Die Ausmaße der Antarktis sind kaum zu begreifen. Die größte Eiswüste der Welt erstreckt sich über 13,2 Millionen Quadratkilometer und hat jede Menge Landschaftsmerkmale, die auf anderen Kontinenten vermutlich absolute Touristenattraktionen wären. Eine dieser spektakulären Landschaften ist das Sør Rondane Gebirge in der Ostantarktis. Dieses Bergmassiv erstreckt sich über 160 Kilometer und seine Gipfel erreichen Höhen von 3.400 Metern. Lägen diese Berge in Europa, würde sie vermutlich jeder kennen und Dj Ötzi hätte schon drei Après-Ski-Songs darüber verfasst. Aber da sie in der unwirtlichen und schwierig zugänglichen Antarktis liegen, sind diese Berge relativ unbekannt. 

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Ein britisches Forscherteam hat sich dorthin gewagt. Und was sie dort fanden, ist im wahrsten Sinne des Wortes nicht von dieser Welt. Auf dem Gipfel des Walnumfjellet, einer der Berge im Sør Rondane Gebirge, fanden sie außerirdisches Material. Gesteinsproben, die nicht von der Erde stammen, sondern von einem anderen Himmelskörper, der irgendwann mal auf der Erde eingeschlagen sein muss. 

Satellitenbild des Sør Rondane-Gebirges

Dank des Materials und der Struktur der Umgebung konnten die englischen Forscher einiges über den Einschlag herausfinden. Die Entdeckung deutet auf einen so genannten meteoritischen Tieflandeinschlag hin, bei dem ein Strahl aus geschmolzenem und verdampftem Material eines mindestens 100 Meter großen Meteoriten mit hoher Geschwindigkeit die Oberfläche erreichte. Die Auswirkungen des Einschlags erstreckten sich über ein Gebiet von fast 2.000 Kilometern. Das ist etwas mehr als die Entfernung von Köln nach Lissabon, also wirklich ein gigantisches Gebiet. 

Meteorit
Ein echter Meteorit fürs Wohnzimmer!

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien.

Meteoriteneinschlag ohne Krater?

Der Einschlag muss vor 430.000 Jahren geschehen sein – für menschliche Maßstäbe ist das eine lange Zeit. Geologisch gesehen war das gestern. Seltsam erscheint auf den ersten Blick, dass es keinen riesigen Krater zu geben scheint – bei einem solch heftigen Ereignis müsste doch eigentlich einer entstanden sein, oder? 

Dort liegt das Walnumfjellet

Bei meteoritischen Tieflandeinschlägen ist es aber typisch, dass es keinen wirklichen Krater gibt. Das Forscherteam schreibt in seiner Arbeit: “Das Fehlen eines bestätigten Kraters auf dem antarktischen Eisschild und die geochemischen Sauerstoffisotopsignaturen lassen die Hypothese zu, dass die Einschlagspartikel aus einem Touchdown stammen, bei dem ein projektilartiger Dampfstrahl mit dem antarktischen Eisschild interagiert. Numerische Modelle unterstützen das Szenario eines Touchdown.” Einfacher gesagt: Durch den flachen Einschlagswinkel des Meteoriten, der dann zu einem sogenannten Touchdown führt, und die spezielle Wechselwirkungen mit dem Eisschild ist kein Krater entstanden, sondern nur eine senkrechte Explosionssäule. 

Rasterelektronen-Untersuchung: außerirdisch oder nicht?

Wie findet man überhaupt heraus, ob Partikel, die man findet, irdischen oder kosmischen Ursprungs sind? Durch eine sogenannte Rasterelektronen-Untersuchung lässt sich viel über die Struktur von gefundenen Steinchen herausfinden. Unten seht Ihr die Rasterelektronen-Rückstreuungsbilder von Partikeln vom Gipfel des Walnumfjellet. Die Chemie der Spurenelemente in diesen Partikel und der hohe Nickelgehalt beweisen die extraterrestrische Herkunft dieser Teilchen. Und die Sauerstoffisotopsignaturen lassen sich nur so erklären, dass dieses Material bei einem Einschlag mit dem Sauerstoff im antarktischen Eisschild reagiert hat. Das klingt alles sehr abstrakt, aber Geowissenschaftler können daraus ableiten, dass es sich um Meteoriten-Material handelt.

Rasterelektronen-Rückstreuungsbilder der Partikel

Die Relevanz von Einschlägen in der Antarktis

Man könnte sich jetzt fragen, weshalb es überhaupt wichtig ist, mehr über Einschläge in der Antarktis herauszufinden. Stellt euch mal vor, so ein Ding würde nicht im Sør Rondane Gebirge runterkommen, sondern über Köln. Das Verständnis über solche Einschläge kann uns helfen, mögliche Auswirkungen und Schäden zu prognostizieren. Ein solches Touchdown-Ereignis könnte absolut verheerend sein, wenn es über besiedelten Gebieten stattfände.

In der Studie heißt es: “Abgesehen von der Bildung einer großen Abgasfahne und der Injektion von Eiskristallen und Aufprallstaub in die obere Atmosphäre, wenn sie über der Antarktis stattfinden, stellen Touchdown-Ereignisse keine Bedrohung für menschliche Aktivitäten dar. Wenn jedoch ein Touchdown über einem dicht besiedelten Gebiet stattfindet, würde dies zu Millionen von Opfern und schweren Schäden über Entfernungen von bis zu Hunderten von Kilometern führen.”

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Geheimer Meteor: Interstellares Objekt auf Erde eingeschlagen

Meteor

Ein interstellares Objekt ist auf die Erde eingeschlagen. Die NASA hält die Informationen darüber geheim. Bis jetzt. Diese Story klingt nach einem Hollywood-Film, ist aber Realität. 

2014 ist ein interstellarer Meteor, ein Himmelskörper aus einem fremden Sternsystem, auf die Erde gestürzt. Die Daten darüber wurden von der US-Regierung als geheim eingestuft und nicht veröffentlicht. Bis jetzt. Und die Ergebnisse sind erstaunlich.

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Was sind überhaupt Meteore?

Meteore, die auf die Erde fallen, sind tatsächlich keine Seltenheit. Dabei handelt es sich um Steine aus dem Weltraum, die unserer Erde zu nahe kommen und von ihrer Schwerkraft erfasst werden. Auf dem Weg nach unten auf den Boden verglühen die Steine durch die enorme Reibung mit der Erdatmosphäre. Man nennt das im Volksmund auch Sternschnuppe. Die Erde wird von jeder Menge Material aus dem All bombardiert. Rund 15.000 Tonnen Meteormaterial fallen jedes Jahr auf die Erde. Das meiste davon verglüht in der Atmosphäre, aber einige Steine schlagen auch auf der Erde ein – dann bezeichnet man sie als Meteoriten.

Ein echter Meteorit fürs Wohnzimmer

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien. Mitgeliefert wird ein Echtheitszertifikat. Verschiedene Größen verfügbar. 

Wo ist der Unterschied zwischen Meteor, Meteorit, Asteroid und Komet? 

Hierbei handelt es sich zunächst um Objekte aus unserem Sonnensystem, die entweder um die Sonne oder um unsere Erde fliegen. Teilweise stammen diese Objekte aus dem Asteroidengürtel zwischen dem Mars und dem Jupiter. Teils kommen sie von noch weiter weg aus dem Kuiper-Gürtel hinter dem Pluto. Aber sie kommen alle aus unserem Sonnensystem. Das Objekt, das 2014 in die Erdatmosphäre eindrang, stammte aber aus einem fremden Sternsystem. 

Darstellung von Asteroiden

Unser Sonnensystem ist eines von mindestens 300 Milliarden innerhalb unserer Galaxis, der Milchstraße. Unsere Sonne ist nur ein Sandkörnchen an einem kosmischen Strand. Jeder dieser Sterne ist ein Sternsystem wie unser Sonnensystem. Um mindestens die Hälfte dieser Sterne drehen sich Planeten, sogenannte Exoplaneten. Wenn also ein Steinbrocken interstellaren Ursprungs ist, dann kommt er aus einem anderen Sonnensystem in der Milchstraße, ein anderes System mit komplett fremden und exotischen Welten, die wir nicht kennen. Und wenn ein solches Objekt aus einem unserer Nachbarsternsysteme stammt, hat es eine unfassbar weite Reise hinter sich. Denn selbst der nächstgelegene Stern der Sonne, Proxima Centauri, ist 4,2 Lichtjahre entfernt. In kosmischer Hinsicht ein Katzensprung, aber für Asteroiden, die durchs All fliegen, eine Distanz, für die man Ewigkeiten benötigt. 

Oumuamua war erstes interstellares Objekt

Als Forscher im Jahre 2017 den interstellaren Asteroiden Oumuamua entdeckten, war das eine absolute Sensation. Es war das erste mal, dass man einen Besucher aus einem anderen Sonnensystem nachweisen konnte. Noch heute sorgt Oumuamua wegen seines kuriosen Eintrittswinkel ins Sonnensystem und einem schwer zu erklärenden Geschwindigkeitsschub für Diskussionen. Immer wieder wird behauptet, es hätte sich hier um eine außerirdische Sonde gehandelt. Jedenfalls kam jetzt heraus, dass Ouamuamua gar nicht der erste bekannte interstellare Besucher war, sondern drei Jahre vorher schon ein Objekt aus einem anderen Sternsystem nicht nur durch unser Sonnensystem gerast ist, sondern sogar auf der Erde eingeschlagen ist. 

Künstlerische Darstellung von Oumuamua

Meteor-Einschlag in Papua-Neuguinea

Am 8. Januar 2014 drang über Papua-Neuguinea ein Objekt in die Erdatmosphäre ein, das etwa einen halben Meter groß war. So weit, so ungewöhnlich, doch dieses Objekt besaß vor seinem Eintritt in die Erdatmosphäre eine Geschwindigkeit von – und jetzt gut festhalten – 210.000 Kilometer pro Stunde, wesentlich schneller als der durchschnittliche Asteroid in unserem Sonnensystem. Diese immense Geschwindigkeit, die man auch bei Oumuamua beobachtet hatte, ist ein deutlicher Beweis dafür, dass der Himmelskörper einen langen Anfahrtsweg gehabt haben muss, dass er also von außerhalb des Sonnensystems stammen muss. Mit anderen Worten: Vor acht Jahren ist ein Himmelskörper aus einem fremden Sternsystem auf der Erde eingeschlagen und es spricht viel dafür, dass er nicht komplett verglüht ist und irgendwo noch Überreste dieses kosmischen Besuchers auf der Erde liegen. 

NASA hielt Einschlag geheim

2019 erschien die erste wissenschaftliche Arbeit über diesen außerirdischen Meteor. Die war bis jetzt nicht zugänglich, denn die amerikanische Regierung hat die Informationen über den Meteor als geheim eingestuft, wie aus einem kürzlich veröffentlichten Memo des US Space Command (USSC) hervorgeht. Das NASA Center for Near Earth Object Studies führt eine Liste über alle detektierten Eintritte von Objekten aus den Weltraum in die Erdatmosphäre. Avi Loeb, Harvard-Professor und berühmter Vertreter der These, dass Oumuamua eine Alien-Sonde war, und sein Student Amir Siraj hatten die Idee, diese Liste durchzugehen und dort vielleicht ein Objekt zu finden, was interstellarer Herkunft sein könnte. 

Amir Siraj: Auf der Suche nach interstellaren Objekten

Als sie dann tatsächlich auf den Meteor von 2014 stießen und die Öffentlichkeit informieren wollten, schritten die amerikanischen Behörden ein. Denn einige der Sensoren, die Meteoreintritte in die Atmosphäre aufzeichnen, werden vom US-Verteidigungsministerium betrieben, das die gleichen Sensoren zur Überwachung des Himmels auf nukleare Detonationen einsetzt. Es lässt sich jetzt nur mutmaßen, weshalb die Daten über den interstellaren Meteor vom US-Verteidigungsministerium für acht Jahre geheim gehalten wurden. Vielleicht wurde geprüft, ob es sich um ausländische Militärtechnologie handelt – vielleicht wollte man zunächst prüfen, ob man etwas über den außerirdischen Besucher erfahren könnte? Oder man hielt es für möglich, dass hier wirklich Aliens abgestürzt sind?

Meteoriten auf dem Meeresgrund?

Wie dem auch sei, jetzt sind die Informationen freigegeben und es wäre fantastisch, wenn wir dieses Objekt untersuchen könnten. Mit Oumuamua hatten wir diese Chance nicht, da er das Sonnensystem schon wieder verlassen hat. Da aber der Meteor von 2014 über dem Südpazifik in die Atmosphäre eintrat, ist es möglich, dass Splitter des Objekts im Wasser gelandet sind und sich auf dem Meeresboden eingenistet haben. Einer der Autoren der wissenschaftlichen Arbeit über den Meteor sagt: “Ich werde ganz aufgeregt, wenn ich daran denke, dass wir interstellares Material haben, das auf die Erde gefallen ist, und wir wissen, wo es ist. Eine Sache, die ich prüfen werde, ist, ob es möglich ist, den Meeresboden vor der Küste von Papua-Neuguinea abzusuchen und zu sehen, ob wir irgendwelche Fragmente finden können.”

Es ist sehr unwahrscheinlich, tatsächlich noch Reste zu finden, denn – wenn überhaupt – sprechen wir über winzige Fragmente, die irgendwo auf dem Boden des Pazifiks liegen. Aber die Erkenntnisse, die wir daraus gewinnen könnten, wären so revolutionär, dass wir vielleicht versuchen müssen, die Chance auszunutzen, auch wenn sie noch so winzig erscheint. Stellt euch mal vor, was wir entdecken könnten, wenn wir ein Stück interstellares Material aus einem fremden Sternsystem untersuchen könnten. Unbekannte Moleküle, außerirdische geologische Strukturen, vielleicht sogar Hinweise auf Leben in den Weiten des Alls? Fest steht: Die Chancen, interstellares Material zu untersuchen, sind absolut rar gesät – es könnte unsere einzige für die nächsten Jahrhunderte oder Jahrtausende sein. 

Ihr wollt mehr über den mysteriösen Meteor von 2014 erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:

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Riesen-Komet rast auf Sonnensystem zu

Ein Komet von absolut gigantischem Ausmaß rast auf das innere Sonnensystem zu. Nun hat die NASA spektakuläre Aufnahmen gemacht.

Kometen sind eisige Klumpen, die einsam durch das Sonnensystem wandern. Sie unterscheiden sich von Asteroiden durch ihren höheren Eisanteil. Wenn Kometen auf ihrer Reise durch das Sonnensystem der Sonne näher kommen, schmilzt das Eis und wird nach hinten weggeweht. Die energiereiche Strahlung der Sonne, der sogenannte Sonnenwind, energetisiert das geschmolzene Material und bringt es zum Leuchten. So entsteht der für Kometen charakteristisch leuchtende Schweif. 

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Die meisten Kometen sind relativ klein. Das Sonnensystem ist voller Eisbrocken, die mehrere Meter oder auch wenige Kilometer groß sind. Der bekannte Halleysche Komet, der übrigens im Jahre 2061 wieder von der Erde aus sichtbar sein wird, ist mit 15 Kilometer Durchmesser einer der größeren Vertreter. Doch im Vergleich zu dem Riesenkometen, der sich uns nun nähert, ist selbst der Halleysche Komet ein absoluter Winzling.  Der Komet C/2014 UN271, nach seinen Entdeckern auch Bernardinelli-Bernstein genannt, besitzt einen Durchmesser von knapp 140 Kilometern. In dieser Darstellung unten seht ihr ganz rechts den Riesen Bernardinelli-Bernstein und links ganz winzig den Halleyschen Kometen. 

Vergleich der verschiedenen Kometengrößen

Bernardinelli-Bernstein ist wirklich ein absoluter Kometengigant. Man hatte ihn schon vor einigen Monaten erspäht, doch nun ist es NASA-Wissenschaftlern gelungen, ihn so genau wie noch nie zu untersuchen und seine unglaubliche Größe definitiv zu bestätigen. Das Hubble-Teleskop hat einen genauen Blick auf Bernardinelli-Bernstein geworfen und diese beeindruckenden Bilder gemacht. 

Hubble-Fotos von dem Riesen-Kometen

Als Laie denkt man jetzt: Ok, das sind nur irgendwelche blauen Pünktchen. Aber die NASA-Forscher konnten anhand der neuen Hubble-Aufnahmen die exakte Größe, Entfernung und Geschwindigkeit des Kometen ausrechnen. Und so schreiben sie in ihrer nun erschienen Arbeit: “Wir haben immer vermutet, dass dieser Komet groß sein muss, weil er in einer so großen Entfernung so hell ist. Wir können nun bestätigen, dass C/2014 UN271 der größte jemals entdeckte langperiodische Komet ist.”

Zwar nicht aus Eis, aber trotzdem cool!

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Woher kommt der Komet?

Ganz klar: Vom äußeren Rand des Sonnensystems, der sogenannten Oortschen Wolke. Das ist ein weit entfernter Bereich, der die letzte Grenze des Sonnensystems darstellt. Hier ist die Schwerkraft der Sonne gerade noch stark genug, um Objekte wie Kometen und Staubteilchen in ihrem Bann zu halten. Die Oortsche Wolke ist bislang noch nicht nachgewiesen, aber das liegt nur daran, dass unsere technischen Mittel zu schlecht sind, um sie zu sehen. Aber die Gesetze der Physik gebieten, dass es sie geben muss – denn an einem bestimmten Punkt muss die Grenze liegen, an der die Schwerkraft der Sonne langsam die Überhand verliert und die Schwerkraft anderer Sterne innerhalb der Galaxis stärker wird. 

Man nimmt an, dass die Oortsche Wolke gigantische Ausmaße hat, sie könnte sich über 1,6 Lichtjahre erstrecken. Anders gesagt: Selbst mit Lichtgeschwindigkeit bräuchtet Ihr noch 1,6 Jahre, um das Ende der Oortschen Wolke zu erreichen. Kaum vorstellbar was sich in diesen noch unbekannten Bereichen des Sonnensystems verbergen mag. Kometen wie Bernardinelli-Bernstein helfen uns, mehr über die geheimnisvolle Oortsche Wolke herauszufinden. Denn, wenn wir nicht zur Oortschen Wolke kommen, dann können wir immerhin Objekte untersuchen, die von der Oortschen Wolke zu uns kommen. 

Der Astronom David Jewitt sagt: “Dieser Komet ist buchstäblich die Spitze des Eisbergs von Tausenden von Kometen, die zu schwach sind, um in den entfernteren Teilen des Sonnensystems gesehen zu werden.” Und Bernardinelli-Bernstein befindet sich wirklich auf einer ausgiebigen Reise und es wird lange Zeit dauern, bis er seine Heimat, die Oortsche Wolke wieder erreichen wird. Er befindet sich auf einer derart elliptischen Umlaufbahn um die Sonne, dass er etwa drei Millionen Jahre für einen Umlauf benötigt. Das ist wirklich mal eine Odyssee von kosmischem Ausmaß. 

Kann der Riesenkomet uns denn gefährlich werden? 

Derzeit verringert er seinen Abstand zur Erde. Seine größte Annäherung an die Sonne – das sogenannte Perihel – wird er im Jahr 2031 erreichen. Dann wird Bernardinelli-Bernstein noch etwa eine Milliarde Kilometer von der Sonne entfernt sein, bevor er sich auf seiner eierförmigen Bahn wieder nach außen wendet und die lange Heimreise antritt. Und wie weit ist er dann von der Erde weg? Ungefähr elf astronomische Einheiten, also elf mal der mittlere Abstand zwischen der Erde und der Sonne, er wird also irgendwo in der Näher der Bahn des Saturns herumschwirren. 

Künstlerische Darstellung des Kometen Bernardinelli-Bernstein

Er ist also keine Gefahr für die Erde, aber vielleicht eine gute Chance diesen Giganten dann genauer zu untersuchen. Bernardinelli-Bernstein ist der Sonne wohl noch nie so nahe gekommen, wie für 2031 berechnet. Im Gegensatz zu vielen anderen Kometen, die schon oft ihre Bahn um die Sonne absolviert haben, ist er sozusagen noch jungfräulich. Und so ein unberührter, urtümlicher Komet, der bisher noch nicht der Strahlung der Sonne in hohem Maße ausgesetzt war, könnte uns eine Menge über die Zustände in der Oortschen Wolke verraten und vielleicht sogar etwas über die Entstehung des Sonnensystems und wie das Wasser auf die Erde kam – denn man vermutet, dass Kometen Zeitzeugen aus der Entstehungsphase des Sonnensystems sind. Sie bestehen im Prinzip aus dem Bauschrott, der bei der Entstehung der Planeten übrig blieb. Das übrig gebliebene Zeug schwirrt heute noch als Komet oder Asteroid durch das Sonnensystem. Ich denke, dass aber auch schon vor 2031 immer mehr Aufnahmen von Bernardinelli-Bernstein entstehen, denn je näher er kommt, desto besser können wir ihn untersuchen. Wenn das Hubble-Teleskop also vielleicht nächstes Jahr noch mal schaut, werden wir schon wesentlich schärfere Bilder von dem Kometenungetüm bekommen.

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