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Erdgeschichte

und Paläontologie

Astronomie

Grundlagen

Den Hauptteil des vorstehenden Essays bilden zusammenhängende Auszüge  -  in grüner Textfarbe wiedergegeben  -  aus

dem Heft Nr. 237 der Reihe "Lux-Lesebogen", verlegt im Jahr 1956 (© Verlag Sebastian Lux, Murnau, Oberbayern).

 

Das Werk trägt, wie erwähnt, den Titel "Sternenrätsel - Von der Arbeit des Astronomen".

 

Autor des besagten Heftes war Fritz Kahn, der von 1888 bis 1968 gelebt hat. Ich hoffe, er hätte mir nachgesehen, daß ich

seinen hier zitierten Text an wenigen Stellen abgeändert und einige in ihm genannte Werte angepaßt habe. Im Original läßt

er beispielsweise seine Lichtrakete "mit den Lichtwellen" fliegen. Da dies aber (wie uns die Spezielle Relativitätstheorie lehrt)

auch prinzipiell unmöglich ist, selbst im Gedankenexperiment, habe ich mir die Freiheit genommen, die entsprechende

Formulierung in Herrn Kahns Text dergestalt umzuformulieren, daß die Rakete sich "nur noch" mit einem Zehntel der Licht-

geschwindigkeit fortbewegt  -  was allerdings immer noch 2.725mal rasanter ist als das schnellste Tempo, mit dem sich

Menschen (und zwar die Apollo-Astronauten, die im Zeitraum von 1969 bis 1972 zum Mond geflogen sind) jemals mit

Raumschiffen von der Erde entfernt haben.

 

Bei dem genannten Wert der Schallgeschwindigkeit ist zu bedenken, daß dieser zwar bei einer Temperatur von 20 Grad

Celsius und trockener Luft 1.236 km/Stunde beträgt; in einer Höhe von rund 14 Kilometern, in der Düsenflugzeuge fliegen,

jedoch Temperaturen von etwa -55 Grad herrschen, so daß dort die Schallgeschwindigkeit den obigen Wert von 1.066 km/h

annimmt (die Schallgeschwindigkeit in der Luft ist im wesentlichen nur von der Temperatur, nicht von der Dichte abhängig).

 

Danke Herr Kahn, weit über fünfzig Jahre im Nachhinein, für Ihre inspirierende Schilderung!

Mit der "...neuen photographischen Aufnahme des Gesamthimmels" ist der erste "Palomar

Observatory Sky Survey" gemeint: Eine großflächige photographische Erfassung des kompletten

nördlichen und äquatorialen sowie eines Teiles des südlichen irdischen Himmelsgewölbes.

 

Jene Himmelsdurchmusterung, die bedeutendste bis zum Ende des 20. Jahrhunderts, erfolgte

in zehnjähriger Arbeit, nämlich von November 1949 bis Dezember 1958, unter Federführung des

California Institute of Technology (Caltech) am Mount Palomar-Observatorium.

 

Da die Erstellung dieser detaillierten Himmelsübersicht von der National Geographic Society

mittels eines Zuschusses an das Caltech finanziell unterstützt wurde, trägt sie die abgekürzte

Bezeichnung "NGS-POSS" (= "National Geographic Society - Palomar Observatory Sky Survey"),

manchmal auch "POSS-I".

 

Zu jener Zeit wurden noch  -  das war damals schon rund ein Jahrhundert lang Standard in der

Astronomie  - große Photoplatten für die Aufnahmen des Firmaments verwendet; Photoplatten,

die heutzutage, im zweiten Jahrzehnt des Einundzwanzigsten Jahrhunderts, längst durch

moderne computergestützte Aufnahmetechniken abgelöst wurden, welche auf elektronischen,

insbesondere auf CCD-Sensoren basieren. Solche elektronischen Detektoren verfügen über

eine klar höhere Empfindlichkeit als Photoplatten; ihre Erfassungen können zudem unmittelbar

auf Computer-Monitoren abgebildet und gegebenenfalls bearbeitet werden  -  etwa in Form

von Kontrastverstärkung  -,  und müssen nicht erst, wie das bei photographischen Aufnahmen

nötig war, entwickelt werden.

 

Der erste "POSS" bestand aus 1.872 Aufnahmen (936 Photoplatten-Paaren). Jede einzelne

Platte  -  im Maß von 35,56 x 35,56 cm (14 Inch)  -  überdeckte dabei ungefähr sechs mal

sechs Bogengrad am Firmament, also jeweils ein gedachtes Himmelsquadrat, in das 144 Voll-

mondscheiben, Rand an Rand gelegt, hineinpassen würden. Die Durchmusterung erfaßte das

Sternenzelt bis weit in die südliche Himmelssphäre hinein: Die Mittelpunkte derjenigen Platten,

welche den südlichen Rand der Erfassung abbildeten, waren auf eine Deklination von minus

30 Grad ausgerichtet, so daß die (unregelmäßige) Grenze der Durchmusterungs-Abdeckung

sich bis zu minus 34 Grad  -  also südlicher  -  Deklination erstreckte.

 

Auf der "POSS-I"-Himmelsdurchmusterung sind Himmelsobjekte (namentlich Galaxienhaufen,

Galaxien und Sterne) bis zu einer Grenzgröße von rund der 22. Größenklasse zu erkennen,

somit Objekte, die über zweieinhalbmillionenmal lichtschwächer sind als die leuchtschwächsten

Gestirne, die man mit bloßem Auge in dunkelster, klarster Nacht gerade noch von der Erde

aus zu erkennen vermag.

 

Die "Schmidt-Kamera" (der "Schmidt-Spiegel") des Observatoriums auf dem Mount-Palomar,

mit dem die genannte Himmelsdurchmusterung aufgenommen wurde, ist seit 1986 nach dem

Unternehmer und Wohltäter Samuel Oschin (1914 - 2003) benannt, der die Sternwarte mit

einer großzügigen Geldspende bedacht hatte. Der besagte Teleskop-Typ ist eine Erfindung

von Bernhard Schmid (1879 - 1935). Bei Schmidt-Teleskopen liegt der Brennpunkt, also jene

Stelle, wo das vom Objektiv aufgefangene Lichtbündel zusammenläuft und ein reelles Bild

erzeugt wird, im Inneren des Tubus. Solche Instrumente eignen sich aus diesem Grunde nicht,

wie das bei anderen Fernrohrtypen möglich ist, auch gleichermaßen für visuelle Beobachtungen

des anvisierten Sternfeldes beziehungsweise Himmelsobjektes, also dafür, das Abbild des

beobachteten Objekts durch ein Okular (lat. "oculus": Auge) zu betrachten, somit im wahrsten

Sinne des Wortes "durch das Fernrohr" zu schauen. (Dies unternimmt allerdings, jedenfalls

während seiner Arbeitszeit, heutzutage ohnehin kaum irgendein Berufsastronom mehr, auch

nicht bei sonstigen Teleskop-Arten als dem Schmidt-Spiegel.)

 

Vielmehr sind bei Reflektoren vom Schmidt-Typus in der Brennebene immer ausschließlich

Kameras angebracht: Daher rührt der Begriff "Schmidt-Kamera", der des öfteren für derartige

Beobachtungsinstrumente synonym zur Bezeichnung "Schmidt-Spiegel" respektive "Schmidt-

Teleskop" verwendet wird. Das größte dieser Art befindet sich übrigens in Deutschland: Es

handelt sich um das "Alfred Jensch-Teleskop" der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg

in der Nähe von Jena.

 

Die Schmidt-Kamera auf dem Mount Palomar, mit der die "POSS-I"-Himmelsdurchmusterung

umgesetzt wurde, weist einen Spiegeldurchmesser von 72 Zoll auf (1,83 Meter).

 

Ein Vierteljahrhundert nach "POSS-I" wurde am selben Observatorium eine zweite derartige

Erfassung des nördlichen Sternenhimmels begonnen, die diesmal nur bis zum Himmelsäquator

reichte, aber unter optimierten instrumentellen Gegebenheiten durchgeführt wurde  -  allerdings

noch einmal behelfs photographischer Platten, wenngleich im Vergleich von "POSS I" fortschritt-

licheren. Diese "POSS II"-Durchmusterung wurde kurz vor Ende des Jahrtausends fertiggestellt.

"Das gegenwärtig größte Spiegelfernrohr der Welt": Diese Aussage bezieht sich auf den Zeitpunkt,

da nebenstehender Text des Heftes "Sternenrätsel" verfaßt wurde (auf das Jahr 1956) und auf das

"Hale-Teleskop" mit einem Spiegeldurchmesser von 5,08 Metern. Es war  -  und ist bis heute  -  das

Hauptinstrument des "Palomar Observatory", das rund 150 Kilometer südöstlich von Los Angeles gelegen ist, auf dem Mount Palomar in einer Höhe von 1.712 Metern. Die Sternwarte wird vom

California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena betrieben.

 

Die ersten Beobachtungen mit dem Hale-Spiegel wurden im Jahr 1949 durchgeführt. Er blieb bis

zum Jahr 1993 das größte voll funktionsfähige (Spiegel-)Teleskop der Welt. Zwar war Ende 1975

in der seinerzeitigen Sowjetunion eine Sternwarte fertiggestellt  -  das BTA-6, in 2.070 Metern Höhe

im nördlichen Kaukasus gelegen  -, deren 6,05 Meter-Spiegelteleskop der Größe nach den Hale-

Spiegel übertraf. Aber aufgrund vieler Probleme, unter anderem mit dem Spiegelmaterial und den

der Örtlichkeit geschuldeten, insgesamt unbefriedigenden Sichtbedingungen, konnte das BTA-6 nie

eine Leistungsfähigkeit erreichen, die auch nur annähernd mit der Teleskopgröße korrespondierte.

So lösten tatsächlich die beiden Teleskope "Keck 1" und "Keck 2" des Mauna-Kea-Observatoriums

auf Hawaii mit ihrer Inbetriebnahme in den Jahren 1993 bzw. 1996 den Hale-Spiegel als die

stärksten optischen Teleskope ab.

 

In der Größenklasse der zwei vorgenannten Keck-Teleskope (Spiegeldurchmesser ihrer Haupt-

komponenten: jeweils 10 Meter) bewegen sich bis heute, dem Jahr 2019, die größten optischen

Teleskope. Es gibt gegenwärtig davon rund ein Dutzend, berücksichtigt man alle Instrumente mit

einem Durchmesser von über 8 Metern.

Das Sternbild Orion, vom Proxima Centauri-System aus gesehen.

 

Links oben glänzen dicht nebeneinander 2 auffallende Gestirne und

markieren die Schulter des Orion:

 

Der rötlich leuchtende Überriese Beteigeuze und, als hellster Fixstern

am Sternenzelt eines Proxima Centauri-Planeten, der Sirius. Die

irdische Sonne erscheint nur als zehnthellster Stern am Himmel;

sie liegt hier außerhalb des Bildes.

 

Allein Alpha Centauri A und B strahlen als Sterne noch deutlich heller

am Firmament des Planeten als der Sirius (sie sind auf dem Bild nicht

zu sehen, da angenommen wird, daß sie derzeit nur von der Tagseite

des Planeten aus betrachtet werden können). Diese beiden Sonnen sind

allerdings auch nur rund den zehntel Teil eines Lichtjahres von Proxima

entfernt und bilden zusammen mit ihm ein einziges Sternsystem.

 

Proxima umrundet die beiden größeren Sonnen A und B auf einem

weiten elliptischen Orbit, innerhalb von 591.000 Jahren einmal.

 

Würden intelligente Bewohner des Proxima Centauri-Planeten eine

Raumsonde zu den Zentralsonnen ihres Dreifachsternsystems schicken

-  zu Alpha Centauri A und B eben -, würde diese Sonde etwa 2.600

(irdische) Jahre benötigen, um dort anzukommen, vorausgesetzt, sie

flöge mit der gleichen Geschwindigkeit wie Voyager 1, das schnellste

Raumfahrzeug, das wir Menschen bisher von der Erde weg hinaus aus

unserem eigenen Sonnensystem geschickt haben.

Alpha Centauri C, Proxima Centauri genannt, steht als Muttersonne am

Himmel eines Planeten, der den Stern - den Nachbarn unseres eigenen

Sonnensystems - in nur wenigen Millionen Kilometern umkreist.

 

Am rechten oberen Bildrand sind Alpha Centauri A und B zu erkennen,

die gewaltige eintausendvierhundert Milliarden Kilometer entfernt liegen

und deshalb hier zu einem einzigen sehr hellen Gestirn fast verschmelzen.

 

Eine niedrige dichte Atmosphäre liegt über den Wassern, in denen sich

möglicherweise geheimnisvolle Lebewesen tummeln. Vielleicht werden

menschliche Augen dieses Szenario dereinst erblicken, irgendwann in

der fernen Zukunft; vielleicht werden menschliche Füße ihre Abdrücke

an einem solchen Strand hinterlassen, der über Äonen unberührt lag.

 

Was werden die Besucher sehen? Nun:

 

Wenn wir auf die Nachtseite dieses Planeten fliegen  -  er kehrt Proxima

Centauri immer nur dieselbe Hemisphäre zu -, funkeln tausende von

Sternen am pechschwarzen Himmel über uns. Und einer davon ist unsere

eigene Sonne. Sie ist seit 32.000 Jahren der nächste Nachbar von Proxima

und steht im Sternbild Cassiopeia, in 4,24 Lichtjahren Entfernung - ein

Abgrund von 40.000 Milliarden Kilometern -, als zwar auffallender, aber

durchaus nicht als hellster Fixstern am nächtlichen Firmament: das ist

auch hier, wie von der Erde aus gesehen, der Sirius. Er bildet zusammen

mit Beteigeuze im Orion ein markantes Doppelgestirn (siehe folgendes

Bild).

 

Sollte uns das Heimweh packen und wir einen sehnsüchtigen Blick auf die

Erde werfen wollen  -  wenn wir sie auch nur als Punkt würden erkennen

können -, müßten wir in der nächtlichen Dunkelheit auf dem Planeten von

Proxima Centauri ein riesiges Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser

von über achtzig Metern aufbauen und es auf den Stern richten, von dem

wir wissen, daß er unsere Sonne ist.

 

Während der gesamten über einhundertfünfzigtausendjährigen Geschichte

der letzten beiden, der modernen Spezies der Gattung Homo, hat nicht

ein einziger Mensch, hat kein Neandertaler und kein Homo Sapiens, sei er

ein Höhlenmaler im menschenleeren Europa zwischen zwei Kaltzeiten

gewesen, sei er römischer Feldherr oder britischer Seefahrer, deutscher

Philosoph, arabischer Gewürzhändler, chinesischer Kaiser oder aber ein

Indianer gewesen, der über die weiten Steppen Nordamerikas streifte,

von dem Planeten um Proxima Centauri etwas gewußt  -  und nichts von

der vielleicht auf ihm beheimateten Kultur mit einer Geschichte, die viel

hundertmal älter sein mag als die Cheopspyramide.

 

Heute, im Jahr 4200 nach Christus, da wir unsere Stiefel in den kalten

knirschenden Sand dieses einsamen Strandes treten, werden wir kaum

mehr als die zu Moder zerfallenen Überreste einer Zivilisation vorfinden,

die bereits ihren Höhepunkt lange überschritten hatte, als unser eigenes

Sonnensystem und dasjenige von Alpha Centauri noch zehntausende

von Lichtjahren voneinander entfernt waren auf ihren je unabhängigen

Bahnen um das Zentrum der Milchstraßengalaxie.

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Credit: ESO/H. Dahle

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