Beteigeuze: Bald eine Supernova?

Beteigeuze Supernova

Ist es endlich so weit? Werden wir die Supernova des Sterns Beteigeuze sehen? Der Riesenstern spielt wieder verrückt und wir klären in diesem Beitrag, ob und wann die Supernova geschehen und zu sehen sein wird.

Beteigeuze beschäftigt uns schon seit einiger Zeit. Vor einigen Monaten verdunkelte sich der Stern. Es wurde gemutmaßt, dass dies ein Indiz für eine baldige Supernova sein könnte – aber Pustekuchen, seine Helligkeit normalisierte sich danach wieder. Doch jetzt könnte alles anders sein, denn seine Helligkeit hat sich schon wieder drastisch verändert.

Bevor wir klären, ob wir bald eine Supernova bewundern können, schauen wir uns aber erst mal an, mit was für einem Stern der Superlative wir es hier zu tun haben: Beteigeuze ist ein Roter Überriese, der sich im Sternbild Orion befindet, einer der bekanntesten und auffälligsten Konstellationen am Nachthimmel, die Ihr sicherlich schon mal in einer klaren Winternacht gesehen habt. 

Entfernung von Beteigeuze

Beteigeuze ist wesentlich größer als die Sonne, aber da er pulsiert, lässt sich kein genauer Wert festlegen. Sein Durchmesser beträgt etwa das 700- bis 1000-fache des Sonnendurchmessers. Würde man Beteigeuze in unserem Sonnensystem platzieren, sähe die Sonne neben diesem Riesen wie ein kleines Staubkörnchen aus. Wir wissen also, dass wir es mit einem Giganten zu tun haben, einem der größten Sterne, die wir kennen, der 642 Lichtjahre entfernt ist. Und die Entfernung ist ein wichtiger Fakt, wenn wir darüber sprechen, ob wir auf der Erde bald eine Supernova sehen könnten. 

Beteigeuze in unserem Sonnensystem (Universe Sandbox)
Beteigeuze in unserem Sonnensystem (Universe Sandbox)

Denn einen solchen Himmelskörper wie Beteigeuze können wir von der Erde aus niemals live sehen. Jeder Blick in den Weltraum ist ein Blick in der Zeit zurück. Denn wir sehen die kosmischen Objekte so, wie sie aussahen, als das Licht sich auf den Weg gemacht hat. Das Licht von der Sonne braucht 8,20 Minuten zur Erde. Ihr seht die Sonne also immer so, wie sie vor 8,20 Minuten aussah. 

Und Beteigeuze sehen wir so, wie er vor 642 Jahren aussah. In dem Moment, in dem wir die Supernova sehen, ist sie also schon längst vor Jahrhunderten entstanden. Es kann auch gut sein, dass der Stern schon längst explodiert ist, aber das Licht noch nicht bei uns angekommen ist. 

Es gibt keine Gegenwart

Wenn man den Gedanken weiter spinnt, ist übrigens nichts von dem, was Ihr wahrnehmt, wirklich real in der Gegenwart. Selbst wenn Ihr eure geliebte Freundin anschaut, sind die Informationen, die in eurem Auge landen eine gewisse Zeit gereist – kaum messbar, aber de facto existiert keine Gegenwart, alles was Ihr wahrnehmt, ist schon vorbei, von den Fluten der Zeit verschluckt und unter den Trümmern der Vergangenheit begraben.

Aber mit dem Wissen, dass wir Beteigeuze knapp über 600 Jahre zeitverzögert sehen, können wir klären, ob wir bald die Supernova als himmlisches Spektakel dargeboten bekommen werden. 

Wird Beteigeuze zur Supernova?

Beteigeuze verhält sich wirklich extrem, in den vergangenen Wochen hat sich seine Helligkeit um mehr als 50 Prozent gegenüber der normalen Helligkeit erhöht. Das ist wirklich ungewöhnlich, also was ist da los? 

Helligkeitsveränderungen von Beteigeuze
Helligkeitsveränderungen von Beteigeuze

Irgendwas muss es mit dem Prozess zu tun haben, der Beteigeuze letztlich dazu bringen wird, explosionsartig seine Hülle fortzuschleudern, auch genannt: Supernova. Beteigeuze befindet sich gerade in einem Prozess, den man Schalenbrennen nennt. Während des Großteils ihrer Existenz fusionieren die meisten Sterne Wasserstoff zu Helium. Pro Sekunde werden etwa im Inneren der Sonne 564 Millionen Tonnen Wasserstoff in 560 Millionen Tonnen Helium umgewandelt. Die Sonne verliert also pro Sekunde vier Millionen Tonnen Gewicht.

Wenn ein Stern seinen kompletten Wasserstoff fusioniert hat, werden schwerere Elemente fusioniert, Helium zu Kohlenstoff, Kohlenstoff zu Sauerstoff und so weiter. Währenddessen zieht der Stern sich immer mehr zusammen. Dadurch steigen Dichte und Temperatur und wenn ein kritischer Punkt überschritten wird, kommt es zur Supernova: Der Stern schleudert seine Gashülle in den Kosmos und diffuser, heißer Nebel bleibt zurück, ein sogenannter Supernova-Überrest.

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Beteigeuze und das Heliumbrennen 

Damit hierfür genügend Energie vorhanden ist, benötigt ein Stern eine gewisse Mindestmasse. Unsere Sonne ist dafür zu leicht und wird nie in einer Supernova explodieren. Beteigeuze aber hat ausreichend Masse und er befindet sich derzeit in der Phase des Heliumbrennens. In dieser Phase sinkt der Strahlungsdruck des Sterns und das Zusammenziehen beginnt. Es ist aber kein gleichmäßiger Prozess, man kann sich das eher wie so eine Art Pulsieren vorstellen, er wird mal etwas kleiner, mal etwas größer, mal etwas dunkler, mal etwas heller.

Alles deutliche Anzeichen dafür, dass er auf dem Weg zur Supernova ist. Und wie würde so eine Supernova von der Erde aus gesehen aussehen? Absolut spektakulär. Bryan Penprase, Astronom an der Soka University of America, sagt: “Der Himmel würde sich so dramatisch verändern und es wäre für alle so sichtbar, dass es weltweit wirklich eine gewaltige Reaktion auslösen würde. Vielleicht könnte es sogar ein zivilisationsweites Interesse an der Astronomie neu entfachen.”

So hell sähe eine Beteigeuze-Supernova am Himmel aus
So hell sähe eine Beteigeuze-Supernova am Himmel aus

Supernova von Beteigeuze sichtbar

Die Supernova wäre definitiv mit bloßem Auge sichtbar, vermutlich sogar tagsüber. Forscher haben berechnet, dass sie so hell wie der Vollmond scheinen wird und mehrere Wochen deutlich zu sehen sein wird. Bei einer solchen Supernova würden gigantische Energien freigesetzt und heftige UV-, Röntgen- und Gammastrahlen in den Weltraum geschleudert und da kann man ja schon mal nervös fragen: Wäre das eine Gefahr für uns?

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Nein, denn Beteigeuze ist zu weit weg, um für uns gefährlich zu werden. Man geht davon aus, dass jede Supernova, die mehr als 250 Lichtjahre entfernt ist, keine Gefahr für uns darstellt. Sollte es zur Supernova kommen, wäre es einfach nur ein spektakuläres, wunderschönes Himmelsereignis. 

Aber jetzt die Frage aller Fragen: Wann passiert es denn? Der Astrophysiker Jared Goldberg von Flatiron Institute in New York sagt: “Wir wissen, Beteigeuze wird bald explodieren, aber ‚bald‘ befindet sich irgendwo zwischen den nächsten 10.000 und 100.000 Jahren.” Anders gesagt: Ja, das plötzliche Hellerwerden ist ein Indiz, dass die Supernova kurz bevorsteht, aber “kurz” bedeutet bei Sternen eben etwas anderes als bei uns Menschen.

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Immer weniger Sterne: Stirbt der Kosmos?

Darstellung des Kosmos

Astrophysiker sind angesichts neuer Daten absolut ratlos und sagen: Das Universum stirbt. Müssen wir unsere Annahmen über den Kosmos wieder einmal komplett über den Haufen werfen? 

Direkt mal zu Beginn eine unfassbare Zahl: 4×1048. Ausgesprochen wird das wie folgt: Vier Billion Billion Billion Billion Billion Billion Billion. Hierbei handelt es sich um die Anzahl aller Photonen im gesamten Universum. Photonen sind Teilchen des Lichts. Diese Gesamtanzahl der kosmischen Photonen gibt Auskunft darüber, wie viel Licht die Sterne des Universums bisher abgestrahlt haben. Die Zahl klingt gigantisch. Aber bei der immensen Größe des Universums bietet all dieses Licht ungefähr so viel Erhellung wie eine 60-Watt-Glühbirne aus vier Kilometern Entfernung. 

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Seit 2008 untersucht das Fermi Gamma-ray-Weltraumteleskop den Weltraum im Gamma-Bereich. In diesem Bereich können wir besonders heftige, energiereiche kosmische Prozesse wie Supernovae oder Kollisionen von Sternen beobachten. Anhand der über die Jahre gesammelten Daten des Fermi-Weltraumteleskops konnte ein Team von Astronomen der Clemson University in den USA die Anzahl aller Photonen des gesamten Universums ausrechnen. Das funktionierte folgendermaßen: Die Astronomen schätzten zunächst die Größe des sichtbaren Universums. Ein mehrdimensionaler Raum mit einem Durchmesser von vielen Milliarden Lichtjahren, der mindestens eine bis zwei Billionen Galaxien und eine Billion Sterne enthält. Die meisten dieser Sterne und Galaxien sind viel zu weit entfernt und zu schwach, um sie mit den besten Teleskopen wie James Webb detailliert analysieren zu können. Aber das spielt keine Rolle, denn die gesamte Energie, die jemals von allen Sternen des Universums abgestrahlt wurde, ist immer noch da und füllt den Kosmos mit einer Art Nebel, einem Meer von Photonen, das als extragalaktisches Hintergrundlicht bekannt ist. Wir schwimmen also permanent in einem Ozean aus all dem Sternenlicht, das es jemals gab.

Weltraumteleskop im Kosmos
Weltraumteleskope berechnen die Sternendichte

Das extragalaktische Hintergrundlicht

Und dieses extragalaktische Hintergrundlicht hat es in sich – im wahrsten Sinne des Wortes. Denn in diesem diffusen Lichtabdruck ist die gesamte Geschichte der Geburt und des Todes von Sternen im Universum geschrieben, von seinen Anfängen vor 13,8 Milliarden Jahren bis heute. So ein bisschen wie ein uralter Baum, in dessen Maserung Ihr die Einflüsse seit Anbeginn der Zeit ablesen können. Deshalb war das extragalaktische Hintergrundlicht das perfekte Beobachtungsobjekt für die Astronomen der Clemson University und das Fermi Teleskop. Um noch genauere Informationen über die Entwicklung der gesamtkosmischen Photonen zu erhalten, haben sie auch den Einfluss sogenannter Blazare untersucht. 

Was ist ein Blazar? 

In einigen Galaxien geht in ihrem Zentrum wirklich die Post ab. Dort befinden sich supermassive Schwarze Löcher, die in einer gewaltigen Akkretionsscheibe Material herumwirbeln. Es entsteht so viel Energie, das diese in heftigen Ausbrüchen fortgeschleudert wird. Solche hyperaktiven Schwarzen Löcher, also solche aktiven Galaxienkerne bezeichnet man als Quasar. Und es gibt Quasare, deren Energieausbrüche genau in Richtung Erde zeigen. Solche Quasare, deren Energieausbrüche in Richtung Erde erfolgen, nennt man Blazare. Und die Energieausbrüche der Blazare hinterlassen deutliche Spuren im extragalaktischen Hintergrundlicht. 

Um zu unserem Baum-Beispiel zurückzukehren – das ist so, als könnte man überall im Querschnitt des Baums deutliche Macken sehen, die von heftigen singulären Ereignissen herrühren. Vaidehi Paliya, Leiterin der Studie, sagt: “Mit Hilfe von Blazaren haben wir das gesamte Sternenlicht in verschiedenen Zeiträumen gemessen. Wir haben das gesamte Sternenlicht jeder Epoche gemessen – vor 1 Milliarde Jahren, vor 2 Milliarden Jahren, vor 6 Milliarden Jahren und so weiter – bis zurück zur ersten Sternentstehung.” Durch die Analyse des extragalaktischen Hintergrundlichts und der Stärke der Blazarausbrüche über die Jahrmilliarden hinweg, konten die Astronomen ein sehr akkurates Bild der Photonenzahl und damit der Sternentstehung im Kosmos über die komplette Zeitspanne seiner Existenz hinweg erstellen. Anders gesagt: Die Forscher wissen nun, wann wie viele Sterne im Kosmos entstanden sind und wie viel Licht dabei jeweils abgestrahlt wurde. Und jetzt die deprimierende Nachricht: Der Kosmos stirbt. 

Darstellung eines Sternentstehungsnebels
Im Nebel: Hier entstehen zahlreiche Sterne

Immer weniger Sterne: Der Kosmos stirbt

Die Astronomen konnten aus den Ergebnissen ablesen, dass die Sternentstehungsrate auf dem absteigenden Ast ist. Die Rate von neu entstehenden Sternen erreichte schon vor Milliarden Jahren ihren Höhepunkt und seitdem werden im gesamten Kosmos immer weniger Sterne geboren. In der Milchstraße entstehen pro Jahr nur sieben neue Sterne. Warum die Sternenentstehung so sehr zurückgeht und das Universum von seinen aktiven jungen Jahren in den Herbst seines Lebens übergegangen ist, ist für die Forscher ein großes Rätsel. 

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Natürlich gab es vor Milliarden Jahren noch viel mehr kosmisches Material, vor allem gigantische Wasserstoffwolken, aus denen neue Baby-Sterne entstehen konnten. Und jetzt, wo es schon sehr viele Sterne gibt, mangelt es einfach an Produktionsmaterial – aber das alleine reicht nicht als Erklärung für die so überraschend niedrige Sternentstehungsrate. 

Weniger Sterne, weniger Leben

Die Metapher mit dem “Sterben” des Universums ist tatsächlich akkurat, denn der Prozess der Sternentstehung ist letztlich der Prozess, dem wir unser Leben verdanken. Die Planetenforscherin Dr. Ashley King sagt: “Fast alle Elemente im menschlichen Körper sind in einem Stern entstanden, und viele von ihnen haben mehrere Supernovae überstanden. Eine ganze Reihe verschiedener Sterne haben die Elemente beigesteuert, die wir in unserem eigenen Sonnensystem, auf unserem Planeten und in unserem Körper vorfinden.” Es klingt zwar kitschig, aber im Grunde bestehen wir alle aus Sternenstaub. 

Darstellung der Elemente im menschlichen Körper
Wir sind aus Sternenstaub: Elemente im menschlichen Körper

Nur unter den extremen Bedingungen innerhalb von Sternen konnten die meisten Elemente überhaupt erst entstehen. Sterne sind also die Schmieden für die Elemente des Lebens – und nicht zuletzt spenden sie natürlich für Leben essentielles Licht und Wärme. Man kann also sagen: Weniger neue Sterne bedeutet weniger Quellen für neues Leben.

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Außerirdisches Leben: Wird James Webb es endlich entdecken?

Fotoskomposition von einem Alien und dem Teleskop James Webb

Was für eine sensationelle Nachricht: Das James-Webb-Teleskop ist in der Lage außerirdisches Leben zu finden, wie Forscher nun bestätigt haben – und es wird in Kürze einen ganz besonderen Planeten anvisieren. Ob wir bald Alien-Fotos vorliegen haben?

Nachweise von Aliens – das haben sich sicherlich die meisten Leute vom James-Webb-Teleskop erhofft. Daher waren viele enttäuscht, als bei den ersten veröffentlichten Bildern dann von außerirdischem Leben überhaupt keine Rede war. Hinzu kamen dann noch einige Berichte, in denen behauptet wurde, dass das James-Webb-Teleskop nicht in der Lage sei, Leben auf Exoplaneten nachzuweisen. 

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Zahlreiche Exoplaneten in der Nachbarschaft

Nun, das Teleskop kann uns sehr wohl Bilder von Aliens liefern. Die Bausteine für Leben sind überall im Weltraum verteilt. Allein unsere Galaxis enthält laut vielen Astronomen rund 300 Millionen potentiell lebensfreundliche Exoplaneten. Sogar innerhalb unserer galaktischen Nachbarschaft gibt es einige Kandidaten für bewohnbare Exo-Erden. Und erst vor kurzem fand man in einem noch jungen Sonnensystem in dem Material, aus dem sich dort die Planeten bilden, präbiotische Moleküle, also die Grundbausteine für Leben. Die Indizien sprechen also eine klare Sprache: Angesichts der schieren Größe unserer Galaxis muss es irgendwo da draußen außerirdisches Leben geben. Alles was wir tun müssen, ist: es entdecken. Ein Kinderspiel, oder? 

Ganz so einfach ist es leider nicht. Bislang waren selbst die leistungsfähigsten Teleskope mehr schlecht als recht in der Lage, Details über die Atmosphäre von Exoplaneten herauszufinden. Genau in diesen Exo-Atmosphären liegt aber der Schlüssel für die Suche nach außerirdischem Leben. Denn wenn ein Planet Leben beherbergt wie die Erde, dann müssten sich die Auswirkungen dieses Lebens als sogenannte Biosignatur in der Atmosphäre nachweisen lassen. 

Ein Exoplanet, der vor seinem Stern herzieht

James Webb kann Biosignaturen von Planeten aufnehmen

Astronomen haben eine geniale Methode entwickelt, um solche Biosignaturen zu finden: Sie untersuchen nicht direkt den Exoplanet selbst, sondern das Licht seines Sterns. Das Sternenlicht, das mit der Oberfläche oder der Atmosphäre des Exoplaneten in Wechselwirkung tritt und dann Lichtjahre später in ein irdisches Teleskop fällt, kann Hinweise auf Biosignaturen enthalten. Wenn Licht von der Oberfläche eines Materials abprallt oder ein Gas wie etwa in den Exo-Atmosphären durchdringt, bleiben bestimmte Wellenlängen des Lichts eher in der Oberfläche des Gases oder Materials hängen als andere. Dieses selektive Einfangen von Lichtwellenlängen und das unterschiedliche Licht, das dann in euren Augen ankommt, ist der Grund für die unterschiedlichen Farben von Objekten. Nehmen wir ein einfaches Beispiel: Blätter sind meistens grün, weil das in ihnen enthaltene Chlorophyll besonders gut Licht in den roten und blauen Wellenlängen absorbiert. Wenn Licht auf ein Blatt trifft, werden die roten und blauen Wellenlängen absorbiert, so dass hauptsächlich grünes Licht in die Augen zurückgeworfen wird.

Die Farbe grün sehen wir, weil das rote und das blaue Licht vom Blatt absorbiert werden

Mit dieser Methode lässt sich das Vorhandensein bestimmter atmosphärischer Gase erkennen, die mit Leben in Verbindung gebracht werden – wie Sauerstoff oder Methan -, da diese Gase sehr spezifische Signaturen im Licht hinterlassen. So weit, so gut – damit das optimal funktioniert, braucht man aber ein sehr leistungsfähiges Teleskop. Und da kommt James Webb ins Spiel. 

Zu den ersten Amtshandlungen von James Webb gehörte die Analyse der Atmosphäre des Exo-Jupiters WASP-96 B. Das ging bei der Veröffentlichung der ersten Aufnahmen von James Webb etwas unter, da es sich eben nicht um ein Foto im klassischen Sinne handelte, sondern um eine Atmosphärenanalyse. Das Spektrum zeigte das Vorhandensein von Wasser und Wolken, also im Prinzip ein spektakulärer Fund. Doch es ist eher unwahrscheinlich, dass ein so großer und heißer Gasplanet wie WASP-96 B Leben beherbergen könnte. Diese Daten zeigen jedoch, dass James Webb in der Lage ist, schwache chemische Signaturen im Licht von Exoplaneten zu erkennen. 

WASP-96 b Analyse des Exoplaneten
Foto der Analyse des Exoplaneten WASP-96 b

James Webb richtet seine Augen auf TRAPPIST-1

Und jetzt kommt eine wirklich aufregende Nachricht: 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. 

Trappist-1-System: Wird das James-Webb-Teleskop hier außerirdisches Leben finden?

James Webb ist so leistungsstark, dass es vielleicht sogar Informationen nicht nur über die Atmosphäre von Exoplaneten, sondern sogar über deren Oberfläche gewinnen könnte. Auf der Erde zum Beispiel fangen das Chlorophyll und andere Pigmente, die Pflanzen und Algen für die Photosynthese verwenden, bestimmte Wellenlängen des Lichts ein. Diese Pigmente erzeugen charakteristische Farben, die vor allem mit Hilfe einer empfindlichen Infrarotkamera erkannt werden können. Wie es der Zufall so will, ist James Webb ein Infrarot-Weltraumteleskop. Würde man diese Farbe von der Oberfläche eines fernen Planeten reflektiert sehen, wäre dies ein möglicher Hinweis auf das Vorhandensein von Alien-Chlorophyll. 

James Webb für Exoplanetenforschung stark vorantreiben

Aber: James Webb ist nicht allmächtig. Es kann nach Biosignaturen suchen, indem es Planeten beim Vorbeiziehen an ihren Sternen untersucht und das Sternenlicht einfängt, das durch die Atmosphäre des Planeten gefiltert wird. In speziellen Fällen kann es vielleicht sogar Informationen über die Oberfläche gewinnen. James Webb wurde allerdings nicht primär für die Suche nach Leben konzipiert, so dass das Teleskop nur die näher gelegenen potenziell bewohnbaren Welten unter die Lupe nehmen kann. Es kann auch nur Veränderungen der atmosphärischen Werte von Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf feststellen. Bestimmte Kombinationen dieser Gase können auf Leben hindeuten, James Webb ist aber leider nicht in der Lage, das Vorhandensein von ungebundenem Sauerstoff zu erkennen, der das stärkste Signal für Leben wäre. 

Sieht aus wie von einem Exoplaneten: Der Wismut-Kristall

Dieser Kristall sorgt für Farbenspiele in deinem Mineralienregal!

Wenn das gelingen sollte, wenn es in unserem Teil der Milchstraße Leben geben sollte, dann kann das eigentlich nur bedeuten, dass Leben im Kosmos keine Seltenheit ist und dass es von außerirdischen Lebensformen zwischen all den Sternen und Planeten nur so wimmelt. Chris Impey und Daniel Apai, zwei amerikanische Astronomie-Professoren, die auch immenses Potential im James Webb Teleskop bei der Suche nach Leben sehen, schreiben dazu: “Die nächste Generation der Erforschung von Exoplaneten hat das Potential, die Messlatte für die außergewöhnlichen Beweise zu überspringen, die zum Nachweis der Existenz von Leben erforderlich sind. Die ersten Daten des James-Webb-Weltraumteleskops geben uns einen Eindruck von den aufregenden Fortschritten, die uns bald bevorstehen.”

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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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Riesen-Molekül entdeckt: Hinweis für außerirdisches Leben?

Riesen-Molekül entdeckt

Das ändert bei der Suche nach außerirdischem Leben alles: Wissenschaftler haben in der Nähe eines jungen Sterns das bisher größte Molekül in einer Planeten-Entstehungs-Scheibe entdeckt! Alles zu dieser kosmischen Entdeckung erfahrt Ihr in diesem Beitrag. 

Wie werden eigentlich Planeten geboren? Ganz einfach: Durch die Gravitation junger Sterne. Überall in unserer Galaxis gibt es gigantische Wolken aus Gas, vor allem Wasserstoff und Helium. Es kann vorkommen, dass diese Gaswolken unter ihrem eigenen Gewicht kollabieren. Das Gas verdichtet sich immer mehr und aus dem komprimierten Gas entsteht dann ein Stern wie unsere Sonne. Dieser Stern beginnt aufgrund der Schwerkraft allerhand Zeug aus den umliegenden Bereichen der Galaxis um sich zu scharen: Staub, Eisklumpen, Steinchen, weitere Gaswölkchen. Und aus all diesem Kram entsteht dann eine sogenannte protoplanetare Scheibe. 

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Diese Scheibe gab es auch in der Anfangsphase unseres Sonnensystems vor etwa vier bis fünf Milliarden Jahren. Aus dem festen Anteil der protoplanetaren Scheibe entstanden die inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars und aus dem übrig geblieben Gas, das nicht Teil der Sonne wurde, formten sich der Jupiter, der Saturn, der Uranus und der Neptun. 

IRS 48 bietet Einblick in die Frühphase von protoplanetaren Scheiben

Unser Sonnensystem hat schon einige Jahre auf dem Buckel und eignet sich leider nicht so gut, um die Frühphase von Sternsystemen zu untersuchen. Aber genau diese Frühphase ist interessant, um mehr über die Entstehung von Planeten und vielleicht auch über die Entstehung von Leben herauszufinden. Deswegen suchen Astronomen die Galaxis nach ganz jungen Sternsystemen ab, in denen sie diese Frühphase beobachten können. 

Eines dieser noch jungen Systeme ist IRS 48, das etwa 444 Lichtjahre entfernt liegt, also in galaktischen Maßstäben sehr nah an uns dran. Auf dem Bild seht Ihr eine künstliche Darstellung des Systems: der Stern im Zentrum und drumherum eine protoplanetare Scheibe von gigantischem Ausmaß. Hier werden gerade neue Welten geboren und da liegt die Idee nicht so fern, dass hier bereits die Grundbausteine von Leben herumschwirren. Diese Idee hatte auch der Astronom Nashanty Brunken von der Universität Leiden in den Niederlanden und warf mit dem ALMA-Teleskop einen Blick auf die protoplanetare Scheibe von IRS 48. 

Künstlerische Darstellung einer protoplanetaren Scheibe

ALMA steht für Atacama Large Millimeter/submillimeter Array und ist eine Radioteleskopanlage in den chilenischen Anden. Sie besteht aus 66 einzelnen Parabolantennen mit einem Durchmesser von jeweils zwölf Metern. Das ALMA-Teleskop wird vor allem zur Beobachtung von kalter, interstellarer Materie genutzt und ist perfekt geeignet, um mehr über die Planetenentstehung im IRS-48-System zu erfahren. Und was die Forscher der Uni Leiden dann entdeckten, ist wirklich spektakulär: Sie fanden Dimethylether.

Ein Baustein für Zucker und andere Biomoleküle

Dimethylether ist ein Molekül, das neun Atome enthält. Damit ist es das größte Molekül, das Forscher jemals in einer protoplanetaren Scheibe gefunden haben. Und nicht nur das: Dieses sauerstoffhaltige Molekül kann als Baustein für Zucker und andere Biomoleküle dienen. Anders gesagt: Die Forscher haben in einem jungen Sternsystem ein Molekül gefunden, das als Baustein für Leben dienen kann. 

Das bedeutet natürlich nicht, dass in diesem System zwangsläufig Leben entstehen muss. Und es ist auch nicht das erste Mal, dass man Dimethylether im All entdeckt hat. In stellaren Gaswolken fand man es schon öfter, aber noch nie in einer protoplanetaren Scheibe. Die Astronomin Alice Booth von der Universität Leiden formuliert es so: “Eine Zeit lang dachten wir, es sei nicht möglich, diese großen Moleküle zu beobachten. Noch spannender ist, dass wir jetzt wissen, dass diese größeren, komplexen Moleküle für die Bildung von Planeten in der Scheibe zur Verfügung stehen. Das war vorher nicht bekannt, denn in den meisten Systemen sind diese Moleküle im Eis verborgen.”

Staubfallen in protoplanetaren Scheiben

Die Entdeckung wird noch aufsehenerregender dadurch, dass die Forscher das Molekül in einer besonders interessanten Region der protoplanetaren Scheibe entdeckt haben, in der sogenannten Staubfalle. Man hat herausgefunden, dass sich festes Material wie Staub, Steinchen und Eisklumpen um den Stern in einer Art Halbmondform ansammeln, während das Gas einen vollständigen Ring bildet. Diesen Halbmond aus festem Material bezeichnet man als Staubfalle und man nimmt an, dass es in jeder protoplaneten Scheibe zu so einer Verteilung kommt.

Darstellung einer Staubfalle

Wenn wir die Entstehung von Gesteinsplaneten beobachten wollen, die eher für außerirdisches Leben in Frage kommen als Gasplaneten, dann müssen wir in die Staubfalle gucken. Und dass gerade dort Dimethylether gefunden wurde, macht noch mehr Hoffnung darauf, dass die dort entstehenden Planeten irgendwann die Bedingungen für Leben haben könnten. 

Die Entdeckung lief übrigens so ab: Wenn die Strahlung des Sterns die Staubfalle erreicht, lässt sie das Eis dort sublimieren, es wird sofort gasförmig. Wenn man das sublimierte Eis mit dem ALMA-Teleskop betrachtet, kann man anhand des Spektrums die Signatur der enthaltenen Moleküle erkennen. Diese Vorgehensweise funktioniert in der Theorie natürlich bei jeder protoplanetaren Scheibe und nach diesem Durchbruch wird man sicherlich noch viele weitere junge Sternsysteme ins Visier nehmen. Wer weiß, was wir dort finden? Es scheint jedenfalls so zu sein, als wäre ein Grundbaustein für Leben bei der Entstehung von Gesteinsplaneten keine Seltenheit. 

Apropos Eis: Die Kometen, die heute in unserem Sonnensystem herumschwirren, sind ursprünglich aus den Eisklumpen in der protoplanetaren Scheibe unseres Sonnensystems entstanden. Man spricht daher bei Kometen auch immer von Zeitzeugen der Entstehung des Sonnensystems. Im Prinzip waren sie in fast unveränderter Form beinahe von Anfang an dabei. Um mehr über die Entstehung unseres Sonnensystems zu lernen, gibt es im Prinzip zwei Wege: Entweder mit einer Zeitmaschine vier Milliarden Jahre zurückreisen oder mit der Kometenanalyse. Das hat man beispielsweise intensiv mit dem Kometen Tschurimov-Gerasimenko gemacht, liebevoll auch Tschuri genannt. Das ist der erste Komet, auf dem man eine Raumsonde hat landen lassen. 2014 landete dort die Sonde Philae, die die Beschaffenheit intensiv untersucht hat. Das Ganze hat nicht perfekt funktioniert, weil Philae bei der Landung abgeprallt und an einer ungünstigen Stelle von Tschuri aufgekommen ist. Aber man konnte trotzdem einige Erkenntnisse gewinnen. 

Die Astronomin Nienke van der Marel vom Observatorium Leiden sagt zum Thema Moleküle und Kometen: “Wir freuen uns sehr, dass wir nun den gesamten Weg dieser komplexen Moleküle von den Wolken, aus denen sich Sterne bilden, über die sich bildenden Planetenscheiben bis hin zu den Kometen verfolgen können. Wir hoffen, dass wir mit weiteren Beobachtungen dem Verständnis des Ursprungs der präbiotischen Moleküle in unserem Sonnensystem einen Schritt näher kommen können.”

Alles Wichtige über das Riesen-Molekül erfahrt ihr im folgenden Video:


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