Leben auf dem Mars – doch möglich?

NASA Logo vor rotem Marsboden

Es gibt Leben auf dem Mars und die NASA ignoriert es. Diese Aussage trifft ein leitender Wissenschaftler der Viking-Sonden, die vor rund 40 Jahren zum Roten Planeten geflogen sind. 

Hat die NASA bereits in den siebziger Jahren Leben auf dem Mars entdeckt, aber die Forschungen darüber eingestellt? Diese steile These stellt der Wissenschaftler Gilbert Levin auf, der bei der Viking-Mission vor 40 Jahren eine leitende Funktion innehatte. Er sagt, dass damals bei der Mission Indizien für mikrobielles Leben auf dem Mars gefunden wurden. Wow, wenn das wirklich stimmt, dann wäre das ein echter Meilenstein für die Alien-Forschung und das würde uns vermutlich in eine absolute Existenzkrise stürzen, weil wir dann nicht mehr alleine sind. 

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Also, erstmal zurück in die 70er Jahre, als das Alien-Drama seinen Lauf nahm. Damals schickte die Nasa im Rahmen des Viking-Programms zwei Sonden zum Roten Planeten: Viking 1 und Viking 2, die die wichtigste Frage aller Fragen klären sollten, die da wäre: Gibt es Leben auf unserem Nachbarplaneten? 

Die Experimente der Viking-Sonden

Die Sonden landeten im Juli und September 1976 auf der Oberfläche des Mars und sendeten erstmals in der Geschichte der Marsforschung rund 2300 detaillierte Bilder des roten Planeten. Damals war das echt eine Sensation und es stellt bis heute einen der Höhepunkte der Marsforschung da. 

Aufnahme vom Mars von der Viking-Sonde
Bitte lächeln: Viking-Sonde schießt Foto vom Mars

Die beiden Sonden waren mit verschiedenen Experimenten ausgestattet, zum Beispiel wollten die Forscher nach Spuren von Photosynthese suchen oder Bodenproben über einen längeren Zeitraum hinweg einem Gasgemisch aussetzen. Das Experiment, was aber jetzt für uns von Interesse sein soll, ist das Labeled Release Experiment, das unter der Leitung des Forschers Gilbert Levin durchgeführt wurde. Hierbei haben beide Viking Sonden an unterschiedlichen Orten eine Probe des Marsboden genommen und diesen mit ein paar Tropfen einer Nährstofflösung vermischt, die mit einem radioaktiven Isotop markiert wurde. 

Viking-Experimente lassen auf Leben auf dem Mars schließen

Die These lautete: Sollten sich in der Bodenprobe atmende Organismen befinden, dann würden diese die Nährstofflösung unter anderem in CO2 umwandeln und das radioaktive Isotop würde sich dann in dem dabei enstehendem Gas nachweisen lassen. Das sollte ein Beweis dafür sein, dass Mikroorganismen im Boden existieren. Und jetzt kommt’s: Das Ergebnis war tatsächlich positiv, die Forscher konnten eine Zunahme von radioaktivem Gas messen, als die radioaktive Nährlösung zugesetzt wurde, und Levin stellte fest, dass diese Robotertests auf das Vorhandensein von lebenden Organismen auf dem Mars hinweisen. 

Leider war er mit dieser Aussage ziemlich in der Minderheit. Alle anderen Forscher gingen weiterhin davon aus, dass die Ergebnisse durch chemische Reaktionen mit dem staubigen Boden des Roten Planeten zu erklären sind und nur wenige Forscher wie Levin blieben bei der Aussage, dass die Ergebnisse nur durch das Vorhandensein von organischen Molekülen zu erklären seien. 

Methanspitzen: Thema nimmt wieder an Fahrt auf

Man machte damals keine Anstalten mehr, weiter nach Lebensformen auf dem Mars auf Basis der Viking-Experimente zu suchen, im Grunde gab man damals auf. Und heute, 40 Jahre später, meldet sich der Außenseiter Levin wieder und sagt, dass die NASA die Ergebnisse von damals nicht richtig weiter verfolgt hat. In der Online-Show “The Space Show” sagte er: “Ich bin sicher, dass die NASA weiß, dass es Leben auf dem Mars gibt. Es gibt substanzielle Indizien für mikrobielles Leben auf dem Mars.” 

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Er forderte ein unabhängiges Gremium auf, sich die ganzen Ergebnisse nochmal ganz genau anzuschauen, auch die Ergebnisse von den späteren Rovern, die nach den Viking-Sonden auf dem Mars unterwegs waren wie Curiosity und jetzt Perseverance. Ein Beispiel, warum Levin davon ausgeht, dass es lebende Organismen auf dem Mars gibt, sind neben den Ergebnissen seines eigenen Experimentes die sogenannten Methanspitzen, die der NASA-Rover Curiosity mit seinem Laser-Spektrometer im Jahr 2019 gemessen hat. Von der Erde wissen wir ja schon, dass mehr als 90 Prozent des Methans in der Atmosphäre von mikrobiellem Leben erzeugt wird. Unter anderem von Kühen, die rülpsen und pupsen, und damit Methan freisetzen.

Ansicht von Mars früher
Brutstätte für Leben: Hatte der Mars früher einmal Wasser?

Baustoffe des Lebens im Sedimentgestein entdeckt

Levin sagt, dass diese enormen Methanspitzen als Beweis für Leben wirklich nur schwer zu ignorieren sind. Allerdings kann Methan auch durch eine Wechselwirkung von Wasser und Gestein erzeugt werden, daher ist die Methanspitze leider kein endgültiger Beweis für Leben auf dem Mars. Die Instrumente an Bord des Rovers erlauben auch keine weiteren Untersuchungen, sodass die Forscher nicht herausfinden können, ob die Methanquelle biologisch oder geologisch zu erklären ist. 

Neben den Methanquellen hat Curiosity auch organische Moleküle in Milliarden alten Sedimentgesteinen entdeckt, Kohlenstoff-Verbindungen, also Baustoffe des Lebens, die aufgrund von Mikroben entstanden sein könnten, die dort vor Milliarden von Jahren gelebt haben. Und dann gibt es noch die Nachricht von der Mars Sonde Mars Express, die vor vier Jahren wohl einen unterirdischen See am Südpol des Roten Planeten entdeckt haben könnte. Hierzu sagt Levin, dass Wasser, eine der wichtigsten Voraussetzungen für Leben, damit kein Problem mehr darstellt für den Nachweis von Leben auf dem Mars. 

Und noch eine Entdeckung weist laut Levin auf außerirdisches Leben hin: Steinformationen, die Curiosity fotografiert hat und die auf biologischen Ursprung hindeuten könnten. Levin hält sie für sogenannte Stromatholiten, das sind biogene Sedimentgesteine oder Fossilien, die nur dann entstehen, wenn Biofilme, die aus Mikroorganismen bestehen, vorliegen. Levin weist auf die verblüffende Ähnlichkeit hin, die zwischen einigen Marsformationen und den Stromatholiten auf der Erde vorliegt. 

Gesteinsformationen auf dem Mars, fotografiert von Curiosity
Foto von Curiosity: Gesteinsformationen auf dem Mars

Für bemannte Missionen: Künftige Mars-Experimente unbedingt notwendig

Aber auch das alles ist noch nicht der finale Gegenschlag und Levin bleibt weiterhin der Mars-Außenseiter. Wir wissen es also noch immer nicht, ob Gilbert Levin mit seiner Annahme recht hat und vermutlich wird es auch die nächsten Jahre so bleiben. Um wirklich Klarheit zu bekommen, müssten erstmal wieder neue Prioritäten gesetzt werden und jeder, der sich schon mal gute Vorsätze fürs neue Jahr auferlegt hat, weiß, wie schwer es ist, sich daran zu halten. 

Dafür müssen wir noch viele weitere Roboter zum Roten Planeten schicken, die aktuelle biologische Experimente durchführen und die Erkentnisse von vor 40 Jahren berücksichtigen und dann hoffentlich bald Klarheit in das Alien-Drama bringen können. Es ist jedenfalls eine spannende Vorstellung, wenn in Zukunft Astronauten zum Mars fliegen könnten. Spätestens dann sollten wir genau wissen, ob sich dort oben eventuell Lebewesen befinden, die sogar eine Gefahr für uns Menschen darstellen könnten. Levin sagt dazu: „Es scheint unvermeidlich, dass Astronauten irgendwann den Mars erforschen werden. Im Interesse ihrer Gesundheit und Sicherheit sollte die Biologie an der Spitze der möglichen Erklärungen für die LR-Ergebnisse stehen.“

ach und je mehr ich das tue, desto unglaublicher kommt mir das vor. Man könnte darauf aufbauend die Frage stellen, ob es überhaupt wirklich eine Realität gibt. Denn, wenn alles, was wir erleben, bereits vorbei und tot ist, was ist denn dann die wirklich existente Gegenwart, also die Realität? 

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Rover Perseverance: Leben auf dem Mars entdeckt?

Rover Perseverance auf dem Mars

Das könnte die größte Entdeckung der letzten Jahre sein. Der Rover Perseverance hat auf dem Mars organische Moleküle gefunden. Ist das endlich die Entdeckung von außerirdischem Leben, auf die wir schon so lange warten? 

Gab es auf dem Mars einst Leben? Oder existieren dort sogar immer noch außerirdische Lebensformen? Das ist eine der größten Fragen der Weltraumforschung überhaupt und die Chancen dafür standen nie schlecht. Denn, obwohl der Mars heute wie eine verrostete karge Welt wirkt, bietet er auf den zweiten Blick gar nicht so schlechte Grundlagen für Leben. 

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Erst mal: Der Mars ist rot, weil seine Oberfläche weitestgehend verrostet ist. Ihr wisst  bestimmt, dass Rost durch das Zusammenspiel von Metallen mit Wasser entsteht. Es ist unumstritten, dass der Mars früher mal riesige Ozeane, Flüsse und Seen hatte. Vor Milliarden Jahren sah unser Nachbarplanet der heutigen Erde relativ ähnlich. 

Als das Wasser auf dem Mars verschwand

Der Mars verlor dann allerdings seine Atmosphäre, das Wasser verschwand und heute ist er diese rote verrostete Welt. Aber die Nachwirkungen dieser vergangenen Zeit sehen wir überall. Der Rover Perserverance etwa ist in einem ehemaligen See unterwegs, im Jezero Krater. Auf Bilder lässt sich erahnen, dass der Jezero Krater früher mal voll mit Wasser war. Das ist so, als würde in Milliarden Jahren ein außerirdischer Roboter im ausgetrockneten Bodensee rumfahren und dort nach Rückständen von Leben suchen. Und dass es diese Rückstände im Jezero Krater gibt, schien schon immer wahrscheinlich. Das Wasser auf dem Mars ist icht ruckartig verschwunden ist. Der Prozess der Atmosphärenverflüchtigung und des Sublimierens des Wassers dauerte vermutlich sehr lange. In dieser Zeit könnte potentielles Leben auf dem Mars sich auch an die veränderten Umstände angepasst haben und sich vielleicht immer weiter unter die Oberfläche des Planeten zurückgezogen haben. Denn wie wir schon seit Jurassic Park wissen, das Leben findet einen Weg. 

Foto vom Jezero-Krater auf dem Mars
Der Jezero-Krater auf dem Mars (Quelle: NASA_JPL-Caltech)

Bisher stand aber der große Sensationsfund von Perseverance noch aus. Keine Alien-Goldfischskelette im Jezero-Krater oder so – aber jetzt haben wir die Sensation. Es wurde ein Bericht veröffentlicht, der es in sich hat. NASA-Forschungsdirektor Thomas Zurbuchen sagt: “Wir haben den Jezero-Krater für die Erforschung durch ‚Perseverance‘ ausgewählt, weil wir dachten, dort gebe es die beste Chance auf wissenschaftlich exzellente Proben. Jetzt wissen wir, dass wir den Rover an den richtigen Ort geschickt haben.” 

Organisches Material: Mars-Rover untersucht ehemaligen Mars-See

Perservance befindet sich derzeit in einem Delta-Bereich, in dem früher der Jezero-See in einen Fluss überging. Und der Rover untersucht das Sedimentgestein im Delta, das entstand, als Partikel verschiedener Größe sich in der einst nassen Umgebung absetzten. Alleine das ist ja schon unglaublich, wenn man bedenkt, dass wir mittlerweile sicher wissen, dass es früher auf dem Mars diese Delta-Landschaft mit mächtigen Flüssen und Seen gegeben hat. 

Aber jetzt wirds noch unglaublicher: Die Proben, die Perseverance genommen hat, enthalten jede Menge organisches Material. Und zwar die höchste Konzetration von organischem Material, die man bei dieser Mission jemals entdeckt hat. Das wissen wir, da Perservance eingebaute Instrumente hat, mit denen er diese Proben direkt vor Ort untersuchen kann. 

Der Rover Perseverance auf dem Mars
Proben sammeln auf dem Mars: der Rover Perseverance (Quelle: NASA_JPL-Caltech_ASU_MSSS)

Bausteine des Lebens auf dem Mars

Organisches Material ist nicht zwingend gleich Leben. Was man aber sagen kann: Es handelt sich um die Bausteine des Lebens. Die NASA versteht unter dem Begriff „organische Moleküle“ eine Vielzahl von Verbindungen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen und Wasserstoff- und Sauerstoff-Atome enthalten. Auch andere Elemente wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor können darin enthalten sein. Diese organischen Verbindungen sind keine Lebensformen, aber soweit wir wissen, ist das genau die Mischung, aus der Leben hervorgeht. Die Wissenschaftlerin Sunanda Sharma sagt: “Ich persönlich finde diese Ergebnisse so bewegend, weil ich das Gefühl habe, dass wir zu einem sehr entscheidenden Zeitpunkt und mit den richtigen Werkzeugen am richtigen Ort sind.” 

Und genau das ist hier der relevante Punkt. Die Anzeichen verdichten sich mehr und mehr. Ausgetrocknetes Flussdelta, Bausteine des Lebens. Also da muss man kein allzu großer Traumtänzer zu sein, um die Chancen für außerirdisches Leben immens hoch einzuschätzen. Zwar haben auch schon andere Mars-Rover wie Curiosity, der den Mars schon seit zehn Jahren untersucht, solche organischen Verbindungen gefunden – aber es ist das erste Mal, dass wir sie in einer Region gefunden haben, in der es nachweislich früher jede Menge Wasser gab. Stellt euch das mal bildlich vor: Das Wasser des Jezero-Sees ist nach dem Verschwinden der Mars-Atmosphäre nach und nach verdunstet und die organischen Verbindungen haben sich daraufhin im ausgestrockneten See-Bett abgelagert. Und woher kommen in einem See diese organischen Verbindungen ursprünglich? So weit wir wissen von Flora und Fauna im Gewässer. Das mit den Mars-Alien-Goldfischen war also vermutlich gar nicht so weit hergeholt.  

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Vom Mars: Organisches Material soll zur Erde kommen

Es ist ein großer Durchbruch und man kann sich sicher sein, dass wir noch jede Menge spektakuläre Funde machen würden, wenn wir im Jezero-Krater etwas tiefer graben würden. Aber auch schon die Proben, die Perserverance jetzt genommen hat, könnten Leben enthalten. Die Fähigkeiten von den eingebauten Instrumenten in Perserverance sind leider begrenzt und es wäre notwendig, diese Proben auf der Erde zu untersuchen. Und genau das hat die NASA vor. Die sogenannte „Mars Sample Return“-Mission soll die von Perseverance eingesammelte Mars-Proben mithilfe zweier kleiner Helikopter-Drohnen einsammeln und zur Erde zurückbringen. Und dann können fleißige Forscher in diesen Proben voller organischem Material nach Alien-Bakterien suchen. Klingt wie Science-Fiction, ist aber Realität. Einziger Wermutstropfen: Die Mars-Sample-Return-Mission wird noch einige Jahre auf sich warten lassen und womöglich erst in den 2030er Jahren erfolgen. 

Darstellung von Mars Sample Return
Mars Sample Return bringt organisches Material zurück (Quelle: NASA_ESA_JPL-Caltech)

Vielleicht müssen wir aber auch nicht so lange warten, denn wer weiß, was Perseverance vor Ort noch entdecken wird, denn die Untersuchungen im Jezero-Delta gehen weiter. Man könnte sagen: Die Schlinge um den finalen Durchbruch zieht sich immer weiter zu. Sunanda Sharma sagt: “Wenn dies eine Schatzsuche nach potenziellen Anzeichen für Leben auf einem anderen Planeten ist, dann ist organische Materie ein Anhaltspunkt. Und wir bekommen immer stärkere Hinweise, während wir uns durch das Delta bewegen.”

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James Webb: Unglaubliche Fotos von Sternentstehungen im Orion-Nebel

James-Webb-Teleskop vor dem Orion-Nebel

Es gibt mal wieder Neuigkeiten vom James-Webb-Teleskop – es hat so tief und so detailreich in den Orion-Nebel hineingeschaut wie noch kein Teleskop jemals zuvor. Was sich dort zwischen den geheimnisvollen Nebelschwaden bloß befindet? 

Wir leben in einer aufregenden Zeit, in der wir dank des James-Webb-Teleskops den Kosmos in so einer atemberaubenden Weise beobachten können, wie noch niemals zuvor. Nehmt beispielsweise mal diese Aufnahme des südlichen Ringnebels, die vom Hubble-Teleskop gemacht wurde. Schon ziemlich schön und beeindruckend. Aber daneben seht ihr die James-Webb-Aufnahme – ein echter Qualitätssprung, oder? Vor allem die Details, die verschiedenen Gasschichten dieses planetarischen Nebels, sehen wir viel deutlicher. 

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Dazu muss man sagen, dass Hubble den Kosmos im optischen Bereich beobachtet, also in dem Bereich des Lichts, den auch unsere Augen wahrnehmen können. James Webb ist hingegen ein Infrarot-Teleskop, aber eine gewisse Vergleichbarkeit gibt es zwischen den Bildern natürlich trotzdem. 

Vergleich von zwei Fotos des Südlichen Ringnebels
Hubble und James Webb: Vergleich von zwei Fotos des Südlichen Ringnebels

James Webb fotografiert den Orion-Nebel

Und nun hat das James-Webb-Teleskop eine der schönsten Regionen der Milchstraße ins Visier genommen, den Orion-Nebel. Eine riesige Ansammlung von interstellarem Gas, das Licht in verschiedenen Farben ausstrahlt. Man nennt solche Gebilde Emmisionsnebel und der Orion-Nebel ist der einzige Emmissionsnebel, der mit bloßem Auge sichtbar ist. Man muss allerdings schon gute Augen haben, um den Nebel am Himmel etwas unter den drei Gürtelsternen des Sternbilds Orions zu finden. Der Gedanke, dass wir mit bloßem Auge diese wunderschöne Struktur sehen können, ist einfach faszinierend. 

Der Orion-Nebel ist 1350 Lichtjahre von uns entfernt, was in kosmischen Maßstäben nicht viel ist. Er besteht aus dichten interstellaren Gaswolken, vor allem Wasserstoff und Helium und er ist eins der am besten untersuchten Sternentstehungsgebiete. Er ist quasi eine Art Sternenkindergarten. Denn Sterne sind nichts anderes als jede Menge Wasserstoff zusammengequetscht. Diese jungen, neu entstandenen Sterne strahlen heiß und hell und versorgen das umliegende Gas mit Energie. Man spricht auch von Ionisation, derselbe Effekt, der uns auf der Erde übrigens Polarlichter beschert, da der energiereiche Sonnenwind die Erdatmosphäre ionisiert. 

Foto des Orion-Nebels von James Webb
James Webb fotografiert den Orion-Nebel

Theta2 Orionis im Visier der Teleskopen

Im Falle des Orion-Nebels führt das dazu, dass der gesamte Gasnebel in den schönsten Farben leuchtet. Im Herzen des Orion-Nebels befinden sich einige unglaublich helle Sterne, wie beispielsweise das System Theta2 Orionis. Es handelt sich um ein Dreifachsternsystem, also drei Sterne, die umeinander orbitieren und das Zentrum eines Systems bilden. Das ist gar nicht mal so selten, wie man meinen könnte. Nach neuesten Schätzungen sind rund die Hälfte aller Systeme in der Milchstraße solche Mehrfachsternsysteme. Und der hellste Stern dieses Systems ist – und jetzt haltet euch fest – 100.000 mal leuchtstärker als unsere Sonne. Wow. 

Und genau diese Region um Theta2 Orionis haben sich sowohl Hubble als auch jetzt James Webb angeschaut. Starten wir mal mit der Aufnahme von Hubble. Der helle Punkt im unteren Teil des Bilds ist Theta Orionis A, der gerade erwähnte Stern. Wieder eine ganz schöne Aufnahme, aber nicht so richtig das, was man erwartet, wenn man einen bunten energetisierten Nebel mit einem super heißen Stern sehen will, oder? 

Vergleich von zwei Bildern des Orion-Nebels
Orion-Nebel: Vergleich zwischen den Fotos von Hubble und James Webb

Da schafft James Webb Abhilfe. Das Bild daneben sieht schon besser aus, oder? Hier können wir im Detail die dichten Schichten aus interstellarem Gas bewundern und sehen ganz genau, wie unfassbar leuchtstark Theta Orionis A ist und vor allem auch, wie sehr dieser Stern die umliegenden Wasserstoff-Schwaden ionisiert. Hier kann niemand mehr bestreiten, dass das James Webb Teleskop ein riesiger technologischer Sprung nach vorne ist. 

Mehr Verständnis über Sternengeburten durch James Webb

Das Ganze ist natürlich nicht nur schön, sondern auch wissenschaftlich sehr wertvoll.  Die Astrophysikerin Els Peeters von der Western University in Kanadasagt: “Diese Beobachtungen ermöglichen es, besser zu verstehen, wie Sterne die Gas- und Staubwolke, in der sie geboren werden, umwandeln. Junge Sterne emittieren ultraviolette Strahlung direkt in die sie noch umgebende Wolke, und dies verändert die physikalische Form der Wolke ebenso wie ihre chemische Zusammensetzung.”

Nichts verstanden? Was genau nicht?

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Das erinnert ein wenig an ein Insekt in einem Kokon, das während seiner Entwicklung von diesem Kokon zehrt, aber genau durch diese Entwicklung letztlich den Kokon auch zerreißt und verändert. Genau so zehren die jungen Sterne anfangs von dem Gasnebel, nur um ihn dann durch ihre Energieausbrüche in Mitleidenschaft zu ziehen. Und ein Aspekt ist auf der Aufnahme besonders zu erwähnen und zwar dieser neblige Querbalken direkt über Theta Orionis A. Es handelt sich um eine Struktur namens Orion-Balken, die aus noch dichterem Gas besteht. Das Licht eines Haufens junger, heißer Sterne, des so genannten Trapezium-Haufens, beleuchtet die Szene von der oberen rechten Ecke aus; dieses grelle, ionisierende ultraviolette Licht sorgt dafür, dass der Balken langsam abgetragen wird. 

Die Region Theta2 Orionis
James Webb: Die Region Theta2 Orionis

James Webb zeigt Foto des Orion-Balkens

Diesen Orion-Balken kann man auf der Hubble-Aufnahme auch erahnen, aber auf dem James-Webb-Bild sehen wir ihn wesentlich besser und das liegt am Infrarot-Licht. Die längeren Wellenlängen des infraroten Lichts – der Bereich, in dem James Webb das Universum betrachtet – sind in der Lage, den Staub zu durchdringen, was uns einen Blick in Regionen ermöglicht, die mit kürzeren Wellenlängen, wie dem sichtbaren Spektrum, unmöglich zu sehen sind. Und das erlaubt uns, ganz neue Vorgänge in kosmischen Regionen wahrzunehmen. Die Astronomin  Emilie Habart sagt: “Wir waren noch nie in der Lage, die feinen Details zu sehen, wie interstellare Materie in dieser Umgebung strukturiert ist, und herauszufinden, wie sich Planetensysteme in Gegenwart dieser harten Strahlung bilden können.” Alleine der Gedanke an potentielle Planeten dort ist super faszinierend. 

Stellt euch mal vor, eine außerirdische Zivilisation entsteht auf einem Planeten inmitten dieser bunten, dichten Gaswolken. Was für einen unglaublichen Nachthimmel müsste man dort haben? Die Daten von James Webb werden derzeit noch ausgewertet und die Chancen stehen sehr gut, dass wir dort Exoplaneten entdecken werden. Schaut euch mal diesen Teil der Aufnahme hier an, für mich eine der spektakulärsten Entdeckungen von James Webb bisher überhaupt. 

Foto von James Webb von einer Akkretionsscheibe
James Webb fotografiert Akkretionsscheibe

Hier sehen wir einen ganz jungen Stern, der sich tatsächlich wie eine Raupe in so einer Art Kokon befindet. Und mitten in dem Kokon sehen wir eine Akkretionsscheibe, also eine Ansammlung von Staub und Gas, die um den jungen Stern herum wirbelt. Und genau so haben auch die Planeten in unserem Sonnensystem vor vier bis fünf Milliarden Jahren begonnen, zumindest die inneren vier Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars. Um die junge Sonne wirbelten in einer Akkretionsscheibe Staub, Steinchen, Eisklumpen und Gas und aus diesem ganzen Zeug entstanden letztlich die Planeten. Wir stehen gerade auf einem Produkt der Akkretionsscheibe. Und genau diesen Prozess hat James Webb hier eingefangen. Ein junger Stern, der in einen Kokon aus interstellarem Gas gebettet ist und um den herum gerade Planeten, Monde und Zwergplaneten entstehen. Bis dann dort wirklich Planeten und vielleicht sogar Leben entsteht, werden noch einige hundert Millionen oder Milliarden Jahre vergehen.

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Tscherenkow-Strahlung: Schneller als das Licht

Darstellung von Lichtgeschwindigkeit und Tscherenkow-Strahlung

Schneller als Lichtgeschwindigkeit geht nicht? Oh doch. Forscher haben herausgefunden, dass unsere grundlegenden Annahmen über das Universum und die Lichtgeschwindigkeit fehlerhaft sein könnten. 

Lichtgeschwindigkeit ist das schnellste, was es gibt. Diesen Satz hört man oft, aber er ist unvollständig. Er sagt nichts darüber aus, worin sich das Licht bewegt. Gemeint ist mit diesem Satz die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum. Und die beträgt 299.792 Kilometer pro Sekunde. Das bezeichnet man als maximale Geschwindigkeit c. Laut Albert Einsteins Relativitätstheorie ist das das Maximum, das erreicht werden kann. Nicht nur von Licht, sondern auch von den anderen elektromagnetischen Wellen.

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Lichtgeschwindigkeit hängt davon ab, worin sich Licht bewegt. Wenn es sich nicht im Vakuum bewegt, wird es langsamer. Im Wasser etwa legt das Licht nur noch 230.769 Kilometer pro Sekunde zurück. Es ist logisch, dass das Licht im Wasser langsamer ist, denn die Lichtteilchen, die sogenannten Photonen, müssen sich ihren Weg durch die Wassermoleküle erkämpfen. Das kostet Zeit. Genau so wie Ihr langsamer im Schwimmbecken seid, als wenn Ihr am Rand des Beckens entlang laufen würdet. Natürlich ist das Licht trotzdem noch immens schnell und natürlich können wir auch immer noch korrekterweise von Lichtgeschwindigkeit sprechen, nur eben nicht von der maximalen Geschwindigkeit c. 

Die Tscherenkow-Strahlung im Kühlwasser eines Reaktors

Wenn Licht durch Vanillepudding fliegt

Und jetzt kommt ein Effekt ins Spiel, bei dem die Lichtteilchen überholt werden können, bei dem etwas schneller wird als die Lichtgeschwindigkeit. Geladene Teilchen können schneller fliegen als das Licht, wenn das Licht durch ein Medium abgebremst wird. Also zum Beispiel durch Wasser. Oder irgendwas anderes wie Vanillepudding. Diesen Effekt nennt man Tscherenkow-Strahlung oder Tscherenkow-Licht. Beobachten kann man das beispielsweise im wassergefüllten Reaktorgefäß von Atomkraftwerken. Die durch die Strahlung der Brennelemente ausgesandte Elektronen, also negativ geladene, subatomare Teilchen, rasen dort so schnell durch das Reaktorwasser, dass das von angeregten Atomen abgegebene Licht nicht hinterherkommt. Es entsteht eine Art subatomare Kielwelle – quasi ein Überschallkegel aus Licht, der sich in Kernkraftwerken als eine Art bläuliches Schimmern äußert. 

Noch mal zurück zum Schwimmbecken. Stellt euch vor, Ihr zieht eure Bahnen im Wasser, durch eure Schwimmbewegung entstehen Wellen. Wellenberge und Wellentäler. Aber durch jede weitere Schwimmbewegungen gleicht ihr die vorherigen Wellen wieder aus. Insgesamt neutralisieren sich die Wellen, die Ihr durch eure Schwimmbewegungen erzeugt, da jede Welle die Welle von davor ausgleicht. Sie überlagern sich. Ihr seid aber sicherlich sehr gute Schwimmer und steigt deshalb noch mal ins Becken und zieht jetzt ein paar Bahnen mit Lichtgeschwindigkeit. Eure Schwimmgeschwindigkeit ist nun viel höher als die Geschwindigkeit der Wellen, denn die entstehen logischerweise nicht mit Lichtgeschwindigkeit. Die Wellen können sich nicht mehr überlagern, denn Ihr seid so schnell unterwegs, das es immer ein paar Wellen gibt, die vor allen anderen sind. Auf diese Art und Weise hättet Ihr im Schwimmbad eine Tscherenkow-Welle erzeugt. 

Beim Schwimmen werden Wellen erzeugt

Wie entsteht Tscherenkow-Strahlung?

Ganz einfach formuliert könnte man sagen, dass die Tscherenkow-Strahlung entsteht, wenn subatomare Teilchen durch ein Medium rasen und dabei schneller sind als das sich im Medium ausbreitende Licht. Die dabei entstehende subatomare Kielwelle ist dann schneller als Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium. Einige von euch denken jetzt vielleicht, dass das ja geschummelt ist. Denn die Tscherenkow-Strahlung ist nicht schneller als das, was man gemeinhin mit dem Wort Lichtgeschwindigkeit meint, also nicht schneller als die maximale Geschwindigkeit c. Sie ist nur schneller als Lichtgeschwindigkeit außerhalb eines Vakuums. Stimmt, aber es ist trotzdem interessant, sich mal vor Augen zu führen, dass Lichtgeschwindigkeit nicht gleich Lichtgeschwindigkeit ist. 

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Und jetzt kommt noch ein Clou. Könnte man das Prinzip der Tscherenkow-Strahlung nicht vielleicht doch auf die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum anwenden? Könnten nicht auch außerhalb von Medien wie Wasser und Vanillepudding strahlende Kielwellen entstehen? Genau das wollten Forscher aus Schottland von der University of Strathclyde in Glasgow herausfinden. Und ihre Überlegungen basieren – wie könnte es anders sein – auf der mysteriösen Quantenphysik, dem Teil der Physik, der sich mit der verrückten Welt der kleinsten Teilchen beschäftigt. In ihren Berechnungen ermittelten die Forscher, wie schnell ein Teilchen sein müsste und durch welche Feldstärken es fliegen müsste, damit im Vakuum Tscherenkow-Licht in Form von Gammastrahlung frei wird. Und tatsächlich: Sie kamen zu dem Ergebnis, dass Quantenfluktuationsteilchen Licht aussbremsen können, wenn sie einem starken Magnetfeld ausgesetzt werden. “Das impliziert, dass energiereiche Partikel im All auch Tscherenkow-Strahlung freisetzen können, wenn sie durch starke elektromagnetische Felder fliegen”, so die Forscher. 

Millisekunden-Pulsare erzeugen starkes Magnetfeld

Aber wo könnte man eine solch extreme Umgebung finden, in der ein so starkes Magnetfeld vorhanden ist? Die Antwort: Im Umfeld der sogenannten Millisekunden-Pulsare. Das sind gestorbene Sterne, die nun mit einer hohen Geschwindigkeit um sich selbst rotieren und dabei pulshafte Strahlungsausbrüche abgeben, daher der Name Pulsar. Millisekunden-Pulsare rotieren in nur rund zwanzig Millisekunden um sich selbst. Einige dieser Millisekunden-Pulsare konnte man aufspüren, was gar nicht so einfach ist, denn die Objekte sind sehr klein, da die Restmasse des Sterns in ihnen sehr stark verdichtet ist. Wir reden hier von Größen von nur 15 bis 20 Kilometern, also für kosmische Objekte winzig. Aber diese Millisekunden-Pulsare verraten sich durch Gammastrahlung. Und hier fügen sich nun die Ergebnisse der schottischen Forscher perfekt zusammen, denn ein Teil dieser verräterischen Strahlung könnte Tscherenkow-Strahlung sein. Die Forscher schreiben: “Die Astrophysik liefert uns damit Umgebungen, in denen der Vakuum-Tscherenkow-Effekt beobachtet werden könnte. Für Protonen der energiereichsten kosmischen Strahlung wird dort die hochenergetische Abstrahlung vollständig vom Tscherenkow-Prozess dominiert.”

Gibt es etwas, das schneller als das Licht ist? Ja, die Tscherenkow-Strahlung. Mehr dazu hier.
Künstlerische Darstellung eines Pulsars

Das würde perfekt passen, denn in der Vergangenheit beobachteten Astronomen im Herzen vieler Galaxien, auch innerhalb unserer eigenen Milchstraße, ein mysteriöses Gammaglühen. Eine Strahlung im Gammabereich, deren Quelle völlig unbekannt ist. Einige Astronomen versuchen dieses Gammaglühen mit Effekten der Dunklen Materie zu erklären – das Problem ist nur, dass niemand so richtig weiß, was Dunkle Materie eigentlich ist. Es handelt sich bislang um ein komplett theoretisches Konstrukt. Die Tscherenkow-Strahlung im Vakuum, ausgelöst durch Millisekunde-Pulsare könnte eine realistischere Erklärung für das Gammaglühen sein. Aber – und leider gibt es immer ein aber – die Vakuum-Tscherenkow-Theorie ist eben auch nur das. Eine Theorie. Es fehlt mangels besserer Erforschungsmöglichkeiten dieser extremen Umgebungen um die Pulsare herum noch der letztliche Beweis. Es ist aber dennoch eine plausible Idee, denn sie würde nicht gegen die Relativitätstheorie verstoßen. Auch die Vakuum-Tscherenkow-Strahlung würde keine Geschwindigkeiten jenseits der maximalen Geschwindigkeit c erzeugen. Denn durch die Quantenfluktuation im starken Pulsar-Magnetfeld werden die Lichtteilchen ja verlangsamt und dadurch kann dann wiederum eine Tscherenkow-Kielwelle entstehen, die schneller als das verlangsamte Licht ist, aber nicht schneller als die maximale Geschwindigkeit c. Das Forscherteam schreibt: “Unsere theoretische Vorhersage ist sehr spannend, denn sie könnte Antworten auf einige grundlegende Fragen liefern – darunter auch nach dem Ursprung des Gammaglühens im Herzen von Galaxien. Gleichzeitig bietet sie eine neue Möglichkeit, fundamentale Theorien an ihre Grenzen zu bringen und so zu testen.”

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Schwerkraft: Hatte Einstein Unrecht?

Darstellung der Schwerkraft

Sind Einsteins Theorien über die Schwerkraft falsch? Und kommen wir dem Rätsel der Dunklen Energie näher? Forscher haben in einem spektakulären Experiment einen Durchbruch erzielt.

Wie schaffen wir es eigentlich, auf der Erde zu stehen? Ganz einfach: durch Schwerkraft. Diese fundamentale Kraft des Universums ist gar nicht so einfach zu verstehen und gibt Forschern immer wieder erhebliche Rätsel auf. Wir spüren sie permanent, sie hält unsere Erde im Orbit um die Sonne, sie hält die gesamte Galaxis, die Milchstraße, zusammen. Aber was ist Schwerkraft? Wodurch entsteht sie? 

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Dunkle Energie: Expansion des Kosmos wird immer schneller

Licht beispielsweise entsteht durch Photonen, winzige Lichtteilchen. Wodurch entsteht aber Schwerkraft? Es verdichten sich zwar die Hinweise, dass das mysteriöse Higgs-Boson das Elementarteilchen der Gravitation sein könnte, aber die komplette Auswirkung der Schwerkraft auf die Raumzeit lässt sich damit noch nicht gänzlich erklären. Das größte Mysterium ist die Beziehung zwischen der Schwerkraft und der Dunklen Energie. Schwerkraft hält die Dinge zusammen. In den kleineren Bereichen des Kosmos ist sie die dominierende Kraft. Unsere Milchstraße etwa ist gravitativ an die Andromeda-Galaxie gebunden, weshalb die beiden Sterneninseln sich aufeinander zubewegen und in ferner Zukunft zu einer Riesengalaxie verschmelzen werden. Aber in den ganz großen Bereichen des Kosmos verliert die Schwerkraft ihre Dominanz, hier übernimmt die Dunkle Energie. 

Nichts verstanden? Was genau nicht?

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Der Kosmos expandiert – und das schon seit dem Urknall, seit 13,8 Milliarden Jahren. Aber obwohl der Urknall so lange her ist, schwächt sich diese Expansion nicht ab, sondern beschleunigt sich. Der Weltraum wird immer schneller immer größer. Es muss eine mysteriöse Kraft geben, die ihn weiterhin zum wachsen bringt. Da niemand weiß, was das sein könnte, bezeichnet man diese Kraft als Dunkle Energie. 

Das Universum expandiert

Ist die Theorie der Schwerkraft falsch?

Es gibt viele Ideen, was diese Dunkle Energie sein könnte. Eine Art Energiefeld quer durch Zeit und Raum, das einen abstoßenden Druck wie eine Art Antigravitation ausübt. Beweise dafür gibt es nicht. Da drängt sich der Verdacht auf, dass Dunkle Energie vielleicht in der Form gar nicht existiert, sondern mit unserer Theorie der Schwerkraft etwas falsch sein muss. Einige Forscher denken, dass die Schwerkraft sich auf den großen kosmischen Skalen anders verhält als im Kleinen. Während sie hier alles zusammenhält, drückt sie im Großen vielleicht Dinge auseinander. Oder sie hat sich im Laufe der Entwicklung des Kosmos verändert. Vielleicht war sie in den Anfangstagen des Universums stärker und wurde dann schwächer. Eine kontinuierliche Abnahme der Stärke der Gravitation seit einigen Milliarden Jahren würde die stärker werdende Beschleunigung ziemlich gut erklären, oder? 

Solche alternativen Schwerkrafttheorien erfreuen sich großer Beliebtheit und mangels Indizien könnte das genau so gut wahr sein wie die Idee der mit der Gravitation konkurrierenden Dunklen Energie. Einziges Manko: Eine variierende Schwerkraft über die Zeit hinweg stünde im Widerspruch mit Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. 

Gravitationslinsen: Forscher suchen nach Krümmung in Raumzeit

Ein Forscherteam von der Dark Energy Survey Collaboration hat nun in einem spektakulären Experiment diese alternative Gravitationstheorie auf die Probe gestellt, um das Verhältnis zwischen Schwerkraft und Dunkler Energie zu klären. Sie haben einen der bisher präzisesten Tests von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie durchgeführt und dabei riesige kosmische Entfernungen betrachtet. Wir reden hier von Entfernungen von bis zu fünf Milliarden Lichtjahren. Mal zum Vergleich: Unsere Milchstraße besitzt einen Durchmesser von nur hund100.000 bis 200.000 Lichtjahren. Auf dieser gigantischen Skala haben die Forscher Galaxien untersucht und subtile Verzerrungen gemessen, die durch die Schwerkraft entstehen, wenn sie die Raumzeit verformt. Stellt euch die Raumzeit wie eine Art für uns unsichtbares Trampolin vor, das durch die Gravitation der Himmelskörper eingedellt wird. Genau nach diesen Raumzeittrampolindellen suchten die Forscher. 

Ein Schwarzes Loch als Gravitationslinse

Den Effekt, den die Forscher sich zunutze machten, nennt man Gravitationslinseneffekt. Bei schweren, uns näher gelegenen Objekten, wie Schwarzen Löchern, innerhalb der Galaxis, ist dieser Effekt relativ stark. Auf den großen kosmischen Skalen, bei weit entfernten Galaxien ist er eher schwach, weshalb man ihn in diesem Fall als schwache Gravitationslinse bezeichnet. Durch das Ausfindigmachen dieser schwachen Gravitationslinsen konnten die Dark Energy Survey Wissenschaftler die Effekte der Schwerkraft großflächig sogar in der Vergangenheit bestimmen, denn jeder Blick in den Weltraum ist ein Blick in der Zeit zurück. Wir sehen die Objekte so, wie sie aussahen, als das Licht sich auf den Weg gemacht hat. Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxien sehen wir also weit, weit in der Vergangenheit. 

Gravitation im Universum gleich stark; Dunkle Energie existiert wahrscheinlich

Die Forscher untersuchten knapp 100 Millionen Galaxien in unterschiedlichen Entfernungen nach Hinweisen, dass die Schwerkraft an irgendeinem Zeitpunkt des Kosmos schwankte. Und was haben sie entdeckt? Nichts. Keine Abweichung. Die Gravitation war während der gesamten Geschichte des Universums gleich stark. Tatsächlich verhalten sich die untersuchten Galaxien, von denen die ältesten Milliarden Jahre alt sind, genau so, wie es Einsteins Theorie es vorhersagt. Albert Einstein hat also mal wieder komplett Recht behalten.

Viele Gravitationslinsen auf einem Bild

Dennoch haben die Forscher etwas entdeckt. Und zwar, dass die alternativen Theorien der Gravitation wahrscheinlich nicht korrekt sind und dass Dunkle Energie wahrscheinlich existiert. Denn, wenn nicht die Gravitation selbst für die beschleunigte Expansion des Kosmos verantwortlich ist, dann wohl eben doch die ominöse Dunkle Energie. Was uns wieder mit der Frage zurücklässt: Was ist Dunkle Energie? Und ein paar letzte Zweifel an Einsteins Gravitationstheorie sind dennoch erlaubt. Die beteiligte Forscherin Agnès Ferté sagt: “Es gibt immer noch Raum, um Einsteins Gravitationstheorie in Frage zu stellen, da die Messungen immer präziser werden. Wir haben noch so viel zu tun, bevor wir für Euclid und Roman bereit sind. Deshalb ist es wichtig, dass wir weiterhin mit Wissenschaftlern auf der ganzen Welt an diesem Problem zusammenarbeiten.” Mit Euklid und Roman meint sie zwei geplante Weltraumteleskope, die uns den Antworten auf diese große Fragen erheblich näher bringen werden. Das Weltraumteleskop Euclid der ESA, das 2023 ins All starten soll, ist komplett auf die Suche nach Dunkler Energie ausgerichtet. Das Nancy Grace Roman Teleskop wird wie James Webb ein Infrarot-Weltraumteleskop sein, aber mehr auf den Blick auf die ganz großen kosmischen Skalen ausgelegt sein, während James Webb eher Einzelobjekte ins Visier nehmen kann. Nancy Grace Roman wird also dafür prädestiniert sein, die Zusammenhänge in Bereichen von Milliarden Lichtjahren genauer zu beleuchten. Es wird allerdings frühestens im Jahre 2026 starten. 

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Ferne Welten: James Webb fotografiert Exoplaneten

Künstlerischer Darstellung vom James-Webb-Teleskop und einem Exoplaneten

Das James-Webb-Teleskop hat erstmals ein Bild von einer außerirdischen Welt geschossen: einem Planeten in einem fremden Sternsystem. Astronomen sprechen von einem entscheidenden Moment. Und so sieht das Bild aus.  

Heute mal wieder etwas Bahnbrechendes: James Webb hat erstmals ein Bild eines Exoplaneten geliefert. Ein Foto eines Planeten, der sich nicht in unserem Sonnensystem befindet, sondern um einen fremden Stern innerhalb unserer Galaxis kreist. 

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Aber ist das jetzt so etwas Besonderes? Man hat bereits über 5.000 Exoplaneten entdeckt – ein Bruchteil von der Anzahl an Exoplaneten, die es insgesamt in der Milchstraße gibt. Für alle Mathe-Freunde: Es gibt mindestens 200 Milliarden Sterne in der Milchstraße und um fast jeden davon drehen sich mindestens zwei Planeten. Dann kämen wir also schon auf 400 Milliarden Planeten alleine in unserer Galaxis und das ist schon eher eine pessimistische Rechnung. Ob es auf irgendeinem dieser Planeten außerirdisches Leben gibt? Diese Frage können wir vielleicht mit dem James-Webb-Teleskop beantworten. 

Transitmethode: James Webb kann direkt Exoplaneten ablichten

Es handelt sich bei der Aufnahme des Exoplaneten um eine Direktaufnahme. James Webb hat in Richtung dieses 350 Lichtjahre entfernten Sternsystems geschaut, Infrarotwellen aufgenommen und daraus konnte dann das Bild des Planeten erstellt werden. Das ist unglaublich; normalerweise konnten Exoplaneten fast ausschließlich indirekt aufgespürt und untersucht werden und zwar meist durch die Transitmethode. Man beobachtete fremde Sterne und zeichnete deren Helligkeit auf. Wenn es plötzlich zu einer Senkung der Helligkeit kam, die sich aber einige Zeit später wieder ausgeglichen hat, konnte man sich sicher sein, einen Exoplaneten gefunden zu haben. Denn in dem Moment, in dem ein Planet von uns aus gesehen vor seinem Stern entlang wandert, wird ein Teil des Lichts abgeschirmt und die Helligkeit sinkt. James Webb hingegen braucht keine indirekten Methoden, James Webb ist so leistungsstark, dass es Exoplaneten direkt anvisieren und entdecken kann und nicht darauf angewiesen ist, dass ein Planet erst mal vor seinem Stern vorbeiwandert. 

Und das eröffnet uns eine neue Ära der Planetenforschung. Der britische Astrophysik-Professor Sasha Hinkley sagt: “Dies sind die ersten direkten Bilder eines Exoplaneten, die mit James Webb aufgenommen wurden. Das ist ein transformativer Moment. Nicht nur für Webb, sondern auch für die Astronomie im Allgemeinen.” James Webb blickte in die Richtung des Sternbilds Centaurus und untersuchte den Stern HIP65426, der ungefähr doppelt so viel Masse wie unsere Sonne hat. 

James Webb: Foto von Exoplanet HIP65426b

James Webb: Foto des Exoplaneten

Oben seht Ihr die Aufnahmen des Exoplaneten HIP65426b. Auf den ersten Blick sehen die Aufnahmen nur wie verschwommene Punkt aus, aber denkt dran, es sind Direktaufnahmen dieser fernen Welt. Der Planet ist siebenmal so massereich wie der Jupiter, aber etwa dreimal weiter von seinem Stern entfernt als der Neptun von unserer Sonne. Es handelt sich also um einen eisigen Super-Jupiter. Die verschiedenen Farben entstehen durch Aufnahmen in verschiedenen Wellenlängen des Infrarotlichts. James Webb hat für die verschiedenen Infrarotbereiche jeweils eigene Instrumente an Bord. Die bläulichen Bilder stammen vom Nircam-Instrument, die rötlichen vom Instrument Miri. Das weiße Sternchen auf den Aufnahmen zeigt die Position des Sterns, um den sich der Exoplanet dreht, den man wegen der Helligkeit auf den Aufnahmen ausgeblendet hat. Diese Helligkeit des Zentralgestirns auszublenden, ist gar nicht so einfach. Denn für die Infrarotaugen von James Webb ist der Stern bis zu 10.000 Mal heller als der Exoplanet HIP65426b und überstrahlt die geringe Lichtmenge, die wir vom Planeten empfangen, komplett.

Auf der unteren Aufnahme seht Ihr wie James Webb dieses System standardmäßig sieht. Einfach ein großer heller Licht-Blob des Sterns, der alles andere über strahlt. Glücklicherweise ist das James-Webb-Teleskop mit speziellen Instrumenten ausgerüstet, den sogenannten Koronografen, oder auf englisch Coronagraph.

Aufnahme ohne Koronograf

Die äußeren Bereiche eines Sterns bezeichnet man als Corona. Wenn Koronografen genau vor einem Stern positioniert werden, können sie den Großteil des einfallenden Lichts blockieren. Koronografen werden zum Beispiel auch zur Erforschung der äußersten Schichten der Sonne eingesetzt, wie Ihr unten in einer spektakulären Aufnahme der NASA von unserer Sonne seht. Durch die Verwendung von Koronografen können wir bei unserer Sonne beispielsweise die Helligkeit ausblenden und dadurch Phänomene in ihren Randbereichen untersuchen wie etwa heftige Plasma-Ausbrüche, so genannte Protuberanzen. 

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Und James Webb kann mit Hilfe der Koronografen fremde Sterne ausblenden und so ihre Exoplaneten aufnehmen. Die Astronomin Aarynn Carter von der University of California beschreibt es so: “Die Aufnahme dieses Bildes war wie eine Schatzsuche im Weltraum. Zuerst konnte ich nur das Licht des Sterns sehen, aber mit einer sorgfältigen Bildbearbeitung konnte ich dieses Licht entfernen und den Planeten freilegen.”

Foto von Exoplaneten: Koronografen sind notwendig

Das klingt alles einfacher als es ist – denn leider kann auch der Koronograf nicht das komplette Licht des Sterns ausblenden. Die Astronomen müssen so ein System dann über einen längeren Zeitraum beobachten und können dann nach und nach in Detektivarbeit herausfinden, wo sich der Exoplanet versteckt. Das alles zeigt, um was für eine unglaubliche Maschine es sich beim James-Webb-Teleskop handelt. Die direkte Aufnahme von Exoplaneten gelang vorher nur in absoluten Einzelfällen, jetzt wird sie auf der Tagesordnung stehen. Und diese Daten zeigen auch, dass James Webb in der Lage sein wird, Planeten mit geringerer Masse als je zuvor zu entdecken. Vor James Webb waren wir meist auf die Entdeckung von Super-Jupitern beschränkt, weil die sehr groß, schwerfällig und kaum zu übersehen sind. Aber James Webb wird auch Exo-Uranuse und Exo-Neptuns direkt abbilden können, die nächsten Wochen und Monate werden also wirklich aufregend. 

Vergleich mit der Erde: Das Trappist-1-System

James Webb: Bald Foto von TRAPPIST-1

Vor allem Folgendes sorgt für Spannung: In den kommenden Monaten wird James Webb seine Spiegel auf TRAPPIST-1e richten, einen möglicherweise bewohnbaren Planeten von der Größe der Erde, der nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das TRAPPIST-1-System ist vielleicht der vielversprechendste Ort für außerirdisches Leben, den wir kennen. Es enthält sieben erdähnliche Exoplaneten und wenn James Webb hier genauer hinschaut, ist das vermutlich die größte Chance für die Entdeckung von außerirdischem Leben, die es in der Menschheitsgeschichte jemals gab. Aarynn Carter sagt: “Ich denke, das Spannendste ist, dass wir gerade erst angefangen haben. Es werden noch viele weitere Bilder von Exoplaneten folgen, die unser Gesamtverständnis ihrer Physik, Chemie und Entstehung prägen werden. Vielleicht entdecken wir sogar bisher unbekannte Arten von Planeten.”

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Das WOW-Signal kommt von einem Sonnen-Zwilling

Illustration für das Wow-Signal

Das bekannte WOW-Signal stammt von Aliens – behaupten nun Jahrzehnte später einige Astronomen. Wurden wir von Außerirdischen kontaktiert? Warum das sehr gut möglich ist, erfahrt Ihr in diesem Beitrag.

Viele von euch haben sicherlich schon mal vom WOW-Signal gehört, eines der Signale, bei dem die Wahrscheinlich am höchsten ist, dass es von Außerirdischen stammt. Was Astronomen nun darüber herausgefunden haben, könnte wirklich alles ändern. 

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Als der Astronom Jerry Ehman im Jahre 1977 am Big Ear Radioteleskop in Ohio arbeitete, wiederfuhr im eines Tages etwas, das im wahrsten Sinne des Wortes nicht von dieser Welt war. Er empfing ein Signal aus dem All, das es so vorher nie gegeben hatte. Es war eine 72 Sekunden lange Datensequenz von Schmalband-Radiowellen, die aus Richtung des Sternbilds Schütze stammte. Das Signal war so unglaublich, dass Jerry Ehman es ausdruckte und auf das Papier das Wort “Wow!” schrieb. Daher ist es bis heute als das Wow-Signal bekannt. 

Eine Botschaft von Außerirdischen

Das Signal gilt bis heute als meistversprechender Anwärter für eine außerirdische Botschaft. Eine Botschaft einer außerirdischen Zivilisation. Im Gegensatz zu vielen anderen vermeintlich außerirdischen Signalen schließen führende Astronem es nahezu aus, dass es sich um ein Signal mit irdischen Ursprung oder auch sogar Ursprung innerhalb unseres Sonnensystems handelt. Jerry Ehman schrieb dazu: “Da also alle Möglichkeiten eines irdischen Ursprungs ausgeschlossen wurden und die Möglichkeit eines außerirdischen Ursprungs nicht ausgeschlossen werden konnte, muss ich zu dem Schluss kommen, dass eine extraterrestrische Intelligenz das Signal gesendet haben könnte.” Wir haben also ein Signal, von dem selbst seriöse Astronomen glauben, es könnte von Aliens stammen und dessen Ursprung bis heute nicht geklärt würde. 

Als wäre das nicht faszinierend genug, gibt es nun neue Erkenntnisse, die das außerirdische Puzzle langsam vervollständigen. Der Astronom Alberto Caballero hat etwas sehr naheliegendes getan: Er hat nachgeschaut, ob es in der Richtung, aus der das WOW-Signal stammt, Sternsysteme mit potentiell habitablen Planeten gibt. Dafür hat er Daten des GAIA-Weltraumteleskops durchsucht, dessen Aufgabe es ist, große Teile des Himmels zu durchmustern. Er konnte den Ursprung des Signals auf ein bestimmtes Sternsystem eingrenzen. Es stammt aus dem System namens – und jetzt festhalten – 2MASS 19281982-2640123. Astronomen müssen sich wirklich mal bessere Namen einfallen lassen für neu entdeckte Objekte. 

Wow-Signal stamm vom Zwilling der Sonne

Dieser Stern, den wir der Einfachheit halber jetzt 2MASS nennen, befindet sich 1.800 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schütze – genau in der Richtung, aus der das WOW-Signal kam. Und jetzt kommt’s: Dieser Stern ist quasi ein Zwilling unserer Sonne. Er besitzt eine Temperatur, die nur fünf Grad höher ist als die der Sonne, und einen Radius und eine Leuchtkraft, die fast identisch sind. Ist das nicht unglaublich? Das WOW-Signal scheint aus einem Sternsystem zu stammen, das unserem zum Verwechseln ähnlich sieht. 

Der Stern mit dem komplizierten Namen: 2MASS 19281982-2640123

Alberto Caballero sagt zu seiner Entdeckung: “Es gibt ein Sonnenanalogon in der Region, aus der das fremdartigste Signal kam. Obwohl dieser Stern zu weit entfernt ist, um eine Antwort in Form einer Radio- oder Lichtübertragung zu senden, könnte er ein großartiges Ziel für Beobachtungen sein, um nach Exoplaneten in der Umgebung des Sterns zu suchen.”

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Es ist noch nicht bekannt, ob und welche Planeten den Stern 2MASS umkreisen. Aber da er sonnenähnlich ist, ist es nach unseren Kenntnissen denkbar, dass ein Exoplanet, der ihn in der richtigen Entfernung orbitiert, Leben beherbergen könnte. Vielleicht sollten wir das James-Webb-Teleskop mal einen Blick auf dieses System werfen lassen. Und wenn sich dann herausstellen sollte, dass es dort einen erdähnlichen Planeten gibt, dann wäre es vielleicht einen Versuch wert, eine Antwort dorthin zu schicken, eine nette Erwiderung auf das Wow-Signal. Alberto Caballero sagt zwar, das System sei zu weit entfernt, für eine Antwort – aber das stimmt natürlich nicht ganz. Die Antwort würde eben nur 1.800 Jahre brauchen, bis sie da ist. Ebenso lange wäre auch das Wow-Signal unterwegs gewesen, wenn es von dort stammt. Unsere Antwort käme also mehr als dreieinhalb tausend Jahre nach Aussendung des Ursprungssignal dort an.

Klar, es wäre ein Schuss ins Blaue, aber es ist unser bester Anhhaltspunkt für außerirdisches Leben und auch wenn dieser Versuch der Kontaktaufnahme langwierig wäre, sollten wir es versuchen. Verkomplizierend kommt hinzu, dass wir nicht wissen, was das Wow-Signal für einen Inhalt hatte, wenn es denn von Außerirdischen stammt. Wenn es eine Art interstellare Kriegserklärung war, wäre es unklug, darauf zu antworten. Andererseits verraten wir unsere Position ohnehin täglich, da die menschliche Zivilisation jede Menge Signale wie Radiowellen ins All aussendet. Es hat also keinen großen Zweck, sich versteckt zu halten, wenn außeridische Zivilisationen die Galaxis absuchen, dann wissen sie ohnehin schon, wo wir sind. 

Ganz schön offensichtlich: Wir verraten unsere Position in der Milchstraße

Andere Erklärungsvorschläge für das Signal, wie beispielsweise, dass das Signal von einem Kometen stammt, stellten sich in der Vergangenheit als falsch heraus. Im Jahre 2017 glaubte man, das Rätsel gelöst zu haben, weil man den Kometen Christensen als Urheber identifizierte. Das wird mittlerweile von der Mehrheit der Astronomen als unmöglich betrachtet. Die Hinweise auf einen Alien-Ursprung verdichten sich also mehr und mehr. 

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So klingt ein Schwarzes Loch

Darstellung Schwarzes Loch

Die NASA hat das Geräusch eines Schwarzen Lochs aufgenommen – und es ist ebenso faszinierend wie gruselig. 

Im Weltraum gibt es keine Geräusche, richtig? Das stimmt nicht so ganz, es handelt sich um einen weit verbreiteten Irrglauben. Forscher konnten nun sogar ein Schwarzes Loch hörbar machen. Schwarze Löcher sind Objekte, deren Masse in einem bestimmten Bereich so sehr verdichtet ist, dass eine Singularität entsteht. Ein Punkt, der so zusammengequetscht ist, dass er keine Ausdehnung mehr besitzt, noch nicht mal einen Millimeter. Um diese Singularität herum ist die Schwerkraft sehr stark und in einem gewissen Umkreis kann selbst das Licht nicht mehr entkommen. Die Grenze, hinter der das Licht der Gravitation nicht mehr widerstehen kann, nennt man Ereignishorizont und je nachdem, wie schwer das Schwarze Loch ist, erreicht dieser Ereignishorizont unterschiedlich große Ausmaße. Alles könnte theoretisch zum Schwarzen Loch werden, es müsste nur genügend verdichtet werden. 

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Trotz ihres einnehmenden Wesens beeinflussen Schwarze Löcher aber auch ihre Umgebung. Sie senden heftige Energiestrahlen aus, die man als Jets bezeichnet. Diese entstehen, wenn sich um ein Schwarzes Loch Materie ansammelt in einer sogenannten Akkretionsscheibe. In der Akkretionsscheibe entstehen gigantische Energiemengen, die sich irgendwann als Jets in den Kosmos entladen. Schwarze Löcher senden aber teilweise auch Gravitation- und Druckwellen aus. Insgesamt kann man sagen, dass Schwarze Löcher nicht nur jede Menge Kram verschlucken, sondern auch Effekte aussenden, die die Umgebung beeinflussen. Und das haben sich NASA-Forscher zunutze gemacht. 

Perseus Galaxienhaufen: Hier tönt ein Schwarzes Loch

Welche Geräusche machen Schwarze Löcher?

Sie beobachteten ein Schwarzes Loch im Perseus-Galaxienhaufen in einer Entfernung von schlappen 240 Millionen Lichtjahren. Die NASA schrieb in einer Pressemitteilung: “Astronomen entdeckten, dass die Druckwellen, die das Schwarze Loch aussendet, Wellen im heißen Gas des Haufens verursachen, die in einen Ton übersetzt werden können – einen, den Menschen nicht hören können, etwa 57 Oktaven unterhalb des mittleren C.” Das Schwarze Loch interagiert also mit den umliegenden heißen Gasnebeln. Und das konnte die NASA in hörbare Frequenzen umwandeln – so klingt ein Schwarzes Loch:

Unglaublich: So hört sich ein Schwarzes Loch an

Gruselig, oder? Vor allem klingt es irgendwie… spacig. Es könnte als Hintergrund-Sound von Star Trek funktionieren, oder? Der Ton ist übrigens nicht genau das, was Ihr hören würdet, wenn Ihr euch in der Nähe des Schwarzen Lochs befinden würdet – denn Menschen wären nicht in der Lage den Originalton zu hören. 

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Ton von Schwarzen Loch aufgenommen

Die NASA-Forscher haben den Ton in den hörbaren Bereich für uns Menschen übersetzt. Die Signale sind in dieser Form, wie wir sie eben gehört haben, bis zu 288 Quadrillionen Mal höher als ihre ursprüngliche Frequenz. Man bezeichnet so ein Vorgehen als Sonifikation. Aber warum können wir denn überhaupt etwas im Weltraum hören? Der größte Teil des Weltraums ist ein Vakuum, in dem sich keine Schallwellen ausbreiten können. In diesem Großteil stimmt das Vorurteil, dort könnt Ihr tatsächlich nichts hören. Aber das Vakuum ist nicht überall perfekt.

Heißer Gasnebel

An Orten wie Galaxienhaufen gibt es große Mengen an intergalaktischem Gas, das Hunderte oder sogar Tausende von Galaxien einhüllt. Wie so eine Art Gas-Suppe, in der die Galaxien schwimmen. Super dünn und mit bloßem Auge unmöglich zu erkennen, aber dieses intergalaktische Gas genügt als Medium für die Ausbreitung von Schallwellen. Hier noch eine schöne Umschreibung der NASA-Forscherin: “Es ist wie eine wunderschöne Filmmusik von Hans Zimmer mit einem sehr hohen Stimmungsniveau. Die Vorstellung, dass es diese supermassiven Schwarzen Löcher gibt, die im ganzen Universum verstreut sind und unglaubliche Lieder ausstoßen, ist ein sehr verlockender Gedanke.”

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Mysteriöser Außenseiter: Neue Erkenntnisse zu Planet 9

Darstellung von Planet 9

Wer kennt noch Planet 9? Dieses mysteriöse Himmelsobjekt weit draußen im Sonnensystem? Jetzt gibt es Neuigkeiten! Und das ändert wirklich alles bei der Suche nach diesem geheimen Planeten.

Die Suche nach neuen Planeten in unserem Sonnensystem war schon immer einer der spannendsten und prestigeträchtigsten Aspekte der Astronomie. Die Planeten Uranus und Neptun etwa wurden erst im 18. beziehungsweise 19. Jahrhundert entdeckt. 1930 dann entdeckte man in den fernen Bereichen des Sonnensystems den Pluto und die Freude war riesig. 

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Lange Zeit dachte man, dass damit alle Planeten des Sonnensystems entdeckt wären. Doch seit einiger Zeit haben Astronomen da Zweifel. Das Sonnensystem ist viel größer als die meisten Leute denken, es reicht noch weiter über den Pluto hinaus, wohl bis hin zur ominösen Oortschen Wolke, eine schalenförmige Ansammlung von Staub, Steinchen, Kometen und Gas, die unser Sonnensystem umgibt. Dieses noch nicht hundertprozentig bewiesene Gebilde ist so gigantisch, dass die Sonde Voyager 1 es erst in 300 Jahren erreichen wird – und erst in sage und schreibe 30.000 Jahren wird Voyager 1 die Oortsche Wolke komplett durchquert haben. Irgendwo in diesen unendlichen Weiten unseres Sonnensystems könnte sich doch gut noch ein Planet verbergen. Und es gibt sogar Indizien auf diesen geheimnisvollen Planet 9. 

Darstellung der Oortschen Wolke

Gravitative Störungen hinter dem Pluto

Untersuchungen der Asteroiden in den Bereichen hinter dem Pluto ergaben, dass deren Umlaufbahnen in einer merkwürdigen Weise gebündelt zu sein scheinen, als ob sie durch ein größeres Objekt gravitativ gestört würden. Aus diesen Bahnstörungen kann man auf die Eigenschaften des potentiellen Planeten 9 zurückrechnen. Demnach müsste er eine Masse von etwa fünf Erden und einen Bahnabstand von einigen 100 bis 1.000 Astronomischen Einheiten haben. Mit anderen Worten: Seine Größe und Entfernung wären genau so, dass er bei Himmelsdurchmusterungen unfassbar schwer zu entdecken wäre. Dementsprechend ist das bisher auch noch niemandem gelungen und daher haben sich nun zwei britische Astronomen von der Open University mal mit einer neuen Methode auf die Suche begeben. 

Sie suchten das äußere Sonnensystem nach Infrarotdaten ab. Eine ziemlich schlaue Idee, da Planet 9 zwar vermutlich zu weit entfernt wäre, um ihn optisch finden zu können, aber die abgestrahlte Infrarotstrahlung müsste mit empfindlichen Teleskopen eigentlich auffindbar sein. Als die beiden Forscher die Daten durchgingen, sah es dann auch direkt so aus, als hätten sie gleich mehrere Treffer gelandet. In der veröffentlichten Forschungsarbeit heißt es: “Wir haben eine Methode zum Auffinden von Riesenplaneten im äußeren Sonnensystem erforscht, indem wir ihre thermische Emission und Eigenbewegung im fernen Infrarot ermittelt haben, die mit dem InfraRed Astronomical Satellite und dem AKARI Space Telescope aufgenommen wurden. Wir fanden 535 potenzielle Kandidaten mit passenden Signaturen der spektralen Energieverteilung.”

Viele Kandidaten für Planet 9

535 Kandidaten für Planet 9?! Das ist ja wie beim Vorsingen einer gewissen RTL-Castingshow. Nur wie auch dort, ist es sehr zweifelhaft, ob einer der Kandidaten sich wirklich als Superstar entpuppt. Die Planet-9-Kandidaten sehen auf den ersten Blick allesamt sehr vielversprechend aus. Ausgehend von der Energieverteilung ihrer Spektren wiesen die meisten dieser Kandidaten Bahnabstände von weniger als 1.000 astronomischen Einheiten und Massen von weniger als der des Neptuns auf – das alles entspricht genau den Eigenschaften, die man für Planet 9 annimmt. Aber wie kann das sein, dass all diese Kandidaten so gut passen? Gibt es etwa nicht nur Planet 9, sondern auch Planet 10,11, 12, 13, 14, 15…

Wo ist denn nun unser rätselhafter Planet 9? Die Ergebnisse machten die britischen Astronomen etwas stutzig. Und ihnen kam eine mögliche Erklärung in den Sinn: Der galaktische Zirrus. Das ist kein neuer Superheld von Marvel oder The Boys, viel mehr handelt es sich um galaktische fadenförmige Strukturen, die im Weltraum über einem Großteil des Himmels zu sehen sind und Licht im fernen Infrarotbereich aussenden. Diese Strukturen bestehen größtenteils nur aus winzigen Staubteilchen, Kohlenstoff, der irgendwann mal in Supernova-Explosionen entstanden ist und in den Weltraum gepustet wurde. Der Name kommt daher, dass diese Strukturen augenscheinlich eine gewisse Ähnlichkeit mit Cirrus-Wolken haben, wie man sie manchmal auf der Erde sehen kann. 

Cirrus-Gas im Sternbild Orion

Im inneren Bereich unseres Sonnensystems kommt dieser galaktische Zirrus nicht vor, weil die Sonne diese Staubkörnchen verdrängt. Doch ab einer Entfernung von 1.000 astronomischen Einheiten beginnt der Zirrus. Ihr ahnt vielleicht schon, was das für unsere 535 Kandidaten bedeuten könnte. Die britischen Forscher sind ihre Daten einzeln per Hand durchgegangen und haben nach und nach festgestellt, dass es sich bei allen Kandidaten um Infrarotstrahlung aus dem galaktischen Zirrus handelt. Sie alle waren nur Infrarotstrahlung vom galaktischen Rauch. Was anfangs so vielversprechend aussah, entpuppte sich also im wahrsten Sinne des Wortes als Schall und Rauch.

Rächt sich bald auch Planet 9? Pluto tut es bereits.

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Die beiden Forscher schreiben dazu: “Die Untersuchung der Infrarotbilder dieser Kandidaten deutet darauf hin, dass keiner von ihnen überzeugend genug ist, um eine Weiterverfolgung zu rechtfertigen, da sie sich alle innerhalb oder in der Nähe von galaktischen Zirruswolken befinden, die höchstwahrscheinlich die Quelle des Ferninfrarotflusses sind.”

Planet 9 existiert vermutlich doch nicht – oder ist er ein Schwarzes Loch?

War die gesamte Forschungsarbeit also umsonst? Nein, denn im Umkehrschluss können wir eine ziemlich gewichtige Erkenntnis daraus ziehen. Wenn es keine einzige Infrarotsignatur gibt, die auf Planet 9 hinweist, dann spricht leider vieles dafür, dass Planet 9 nicht existiert. Denn, wenn sogar galaktische Staubkörner stärkere Infrarotstrahlung aussenden als dieser Planet, dann würde ich sagen, gibts ihn nicht. In einem Artikel bei Universe Today wurde es sehr schön formuliert: “Es stellt sich also heraus, dass diese Kandidaten keine Planeten sind, sondern die Echos eines schwachen Nebels. Damit ist Planet 9 so gut wie ausgeschlossen. Die Hoffnung auf einen weiteren Planeten hat sich in den Wolken verloren.”

Bliebe noch die Außenseitertheorie, dass Planet 9 in Wahrheit ein Mini-Schwarzes-Loch ist, das sich im äußeren Sonnensystem versteckt hält. Das würde erklären, weshalb die Bahn der dortigen Asteroiden gestört ist, wir von diesem Objekt aber keine Strahlung wahrnehmen. Aber ich gebe zu, dass das schon sehr sehr unwahrscheinlich ist. 

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Die Erde dreht sich plötzlich schneller

Bild von der Erde im Weltall

Jetzt wird’s rasant: Unsere Erde dreht sich plötzlich schneller – und die Wissenschaftler sind ratlos. Was das für uns bedeutet und weshalb unser Planet plötzlich den Turbo einlegt, erfahrt Ihr in diesem Beitrag. 

Unsere Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. So lernt es jedes Kind. Aber ist das so? Vor Kurzem ist etwas sehr Seltsames passiert. Am 29. Juni drehte sich die Erde um 1,59 Millisekunden weniger als 24 Stunden um sich selbst. 1,59 Millisekunden – nicht viel, aber absoluter Rekord. 

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Seit Beginn der Messungen der Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten mit Atomuhren war der 29. Juni der kürzeste Tag überhaupt. Damit hat die Erde ihren eigenen Geschwindigkeitsrekord gebrochen, den sie erst 2020 aufgestellt hatte. Sehr mysteriös, denn eigentlich ging man davon aus, dass unsere Erde sich im Laufe der Zeit immer langsamer bewegt. Man nahm an, dass diese allmähliche Verlangsamung unseres Planeten vor allem auf den Mond zurückzuführen ist, dessen Umlaufbahn und Schwerkraft um die Erde eine Gezeitenreibung erzeugt, die die Rotation sowohl der Erde als auch des Mondes allmählich verlangsamt. Diese nun plötzliche Beschleunigung stellt die Wissenschaftler vor ein großes Rätsel. Warum wird die Erde schneller, obwohl sie langsamer werden müsste? 

Die Erde und die Zeit

Schnellere Drehung: Die Pole sind schuld

Eventuell könnten die Pole verantwortlich sein. Genau genommen der geographische Nord- und Südpol, also nicht die magnetischen Pole. Die geografischen Pole sind fix an Ort und Stelle, die Erdachse bildet eine Linie durch sie hindurch, also eine Achse, um die der Planet rotiert. Aber sie rotiert nicht perfekt. Wie ein Spielzeugkreisel wackelt sie, wenn sie sich dreht. Man bezeichnet dies als das Chandler-Wackeln, benannt nach dem amerikanischen Astronomen Seth Carlo Chandler. Am Nordpol kommt es durch das Wackeln zu einer Verschiebung von rund sechs Metern. Es handelt sich um einen periodischen Effekt, das heißt, dass es 433 Tage dauert, bis ein Wackeln vollständig abgeschlossen ist. Das Chandler-Wackeln ist also ein winziger Effekt, der in unserem Alltag keine große Rolle spielt.

Das Chandler-Wackeln: Die Erde wackelt wie ein Kreisel

Für Astronomen hingegen ist es wichtig, diesen Effekt zu kennen, da man ansonsten beispielsweise Teleskope längerfristig nicht perfekt auf einen Punkt am Himmel ausrichten kann. Der Wissenschaftler Leonid Zotov beschäftigt sich schon lange mit dem Phänomen und beschreibt es so: “Das Chandler-Wackeln ist eine Komponente der momentanen Drehachsenbewegung der Erde, der sogenannten polaren Bewegung, die die Position des Punktes auf der Erdkugel verändert, an dem die Achse die Erdoberfläche schneidet.”

Was erzeugt das Chandler-Wackeln?

Die Ursache für das Chandler-Wackeln ist nach wie vor nicht ganz klar. Mittlerweile sind sich die meisten Wissenschaftler einig, dass es durch ein Zusammenspiel von vielen Effekten entsteht, die auf unseren Planeten wirken. Schwankungen des Drucks auf dem Meeresboden sowie des atmosphärischen Drucks, die Bewegung der gewaltigen Wassermassen der Weltmeere sowie der Einfluss der Gravitation des Mondes und selbst Erdbeben werden als Erklärungen für möglich gehalten. Es spricht viel dafür, dass all diese Prozesse zusammen das Chandler-Wackeln erzeugen. Und das ist ein gutes Zeichen, denn es zeigt, dass unsere Erde vital und in Bewegung ist. Leonid Zotov sagt: “Die Pole bewegen sich, weil die Erde kein toter Planet ist. Die polare Bewegung wird durch geophysikalische Prozesse im Erdsystem verursacht, insbesondere durch Strömungen im Ozean, Winde in der Atmosphäre und interne Prozesse im Inneren der Erde. Aber niemand hat erwartet, dass die Erde sich beschleunigen würde.”

Ammoniten

Die Zeit vergeht wie im Flug!

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Es noch viele Unklarheiten, aber als einigermaßen sicher kann man wohl Folgendes zusammenfassend festhalten: Überraschenderweise beschleunigt sich die Rotation der Erde und das kann wohl am Chandler-Wackeln liegen, einem Effekt der veränderten Bewegung der Pole. 

Keine Schaltsekunde mehr

Das Ganze könnte tatsächlich gravierende Auswirkungen auf die Art und Weise haben, wie wir die Zeit messen. Denn die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um sich selbst ist ein wesentlicher Faktor für die Zeitbemessung. Seit 1962 werden Unregelmäßigkeiten in der Rotationsgeschwindigkeit der Erde genau gemessen und zwar mit Atomuhren. Was regelmäßig vorkam war, dass die Erde etwas länger als 24 Stunden für eine Rotation benötigte und daher müssen manchmal Schaltsekunden hinzugefügt werden, um die langsamere Drehung auszugleichen. Zuständig für sowas ist der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme, kurz IERS. 

Arbeiten an einer Atomuhr

Seit 1972 wurden 28 Mal Schaltsekunden hinzugefügt. Und es wurde schon bestätigt, dass es für Ende diesen Jahres keine Schaltsekunde geben wird, was ja auch nicht wirklich überraschend ist, da die Erde sich ja beschleunigt. Es könnte nun zum ersten Mal überhaupt dazu kommen, dass der Trend in die andere Richtung geht und dass wir eine negative Schaltsekunde brauchen. Das gab es noch nie und wird nun vom IERS geprüft. Schon in den nächsten Tagen soll es dazu eine Pressemitteilung geben und es kann gut sein, dass wir die ersten Menschen sein werden, die im Zeitalter der negativen Schaltsekunde leben. Wie wahrscheinlich ist es, dass es so kommt? Leonid Zotov sagt: “Ich hoffe, dass die Erdbeschleunigung aufhört und wir keine negative Schaltsekunde einführen müssen, aber wer weiß? Die Vorhersage von Schwankungen der Erdrotation ist fast so schwierig wie die Vorhersage von Aktienkursen.”

Wenn es so kommt, dass die Uhren, die auf den Atomuhren basieren, eine Sekunde überspringen müssen, dann ist das keine Kleinigkeit. Viele von euch, die beruflich mit IT-Systemen zu tun haben, können sich sicherlich vorstellen, was das für erhebliche Komplikationen in vielen technischen Abläufen hervorrufen könnte. Die ganze Sache erinnert ein wenig an die Weltuntergangstheorien, die 1999 vor Beginn des neuen Jahrtausends in die Welt gesetzt wurden, dass die gesamte Technik des Planeten durch den Sprung auf die Jahreszahl 2000 abstürzen würde. Das ist offensichtlich nicht geschehen und auch die negative Schaltsekunde würde nicht zum Weltuntergang führen, aber eben doch eine Herausforderung für die IT-Systeme der Welt darstellen.

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