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103. Auf Spezialschiffen und eigens konstruierten Tiefladern
102. Was wird aus dem Gemeinschaftsprojekt?
101. 1892 - Erste Fotos von einem Polarlicht
100. Die „Uranographia“ des Johann Elert Bode
99. Wer entdeckte die Jupitermonde?
98. Der Saturn – Ein Planet mit 82 Monden
Sonntag 01.05.2022
103. Auf Spezialschiffen und eigens konstruierten Tiefladern
Bilder
EsWa, Galaxien 119, Digital, 220 x 300, 2022
Die Frühlingssternbilder sind nun die Beherrscher des Abendhimmels. Die Konstellationen Löwe und Jungfrau bestimmen mit ihren jeweiligen Hauptsternen Regulus und Spica das Geschehen in Blickrichtung Süden. In der morgendlichen Dämmerung hingegen wird die Sonne gleich zwei Mal zum Spielverderber: Zum einen ist der Blick in Richtung Osten auf die tiefstehende Planetenparade mit Saturn, Mars, Jupiter und Venus nur bei bester Sicht kurzzeitig möglich, bevor die Horizontaufhellung die weitere Beobachtung unmöglich macht. Zum anderen wird die totale Mondfinsternis vom 16. Mai am westlichen Horizont durch den Sonnenaufgang und die damit verbundene Aufhellung des Himmels zu einem schwierigen Unterfangen. Da sich Sonne und Mond genau 180 Grad gegenüberstehen, geht auch genau in dem Augenblick, wo die Sonne aufgeht, der Vollmond unter. Da der Vollmond erst um 5.29 Uhr vollständig in den Kernschatten eingetaucht ist, wird in Deutschland somit nur der Beginn der Finsternis für wenige Minuten bei völlig freier Sicht in Richtung Westen möglich sein. Mehr Glück könnten da Reisende haben, die nach Mexico oder den USA unterwegs sind. Dort kann man die totale Mondfinsternis bereits am späten Abend des 15.Mai bewundern.

Nachdem in Kosmos 102 in Bezug auf die internationale Raumfahrt die Frage nach der Perspektive der ISS gestellt wurde, bietet sich der Blick in die Zukunft der astronomischen Forschung als weiterführendes Thema geradezu an.
Hier sind es zwei Bilder, die im Gegensatz zur bemannten Raumfahrt, alle forschenden Astronomen hoffnungsvoll nach vorn schauen lassen. Während das eine Bild in der chilenischen Atacama-Wüste in einer der trockensten Regionen der Erde aufgenommen wurde, entstand das andere Bild in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von unserem Heimatplaneten. Aber der Reihe nach:
Vor genau 60 Jahren wurde die Forschungsgemeinschaft ESO (European Southern Observatory) in Garching bei München gegründet. Es ist der Zusammenschluss von mittlerweile 16 Nationen, deren gemeinsames Ziel die Errichtung von Großteleskopen auf der südlichen Hemisphäre ist. Nachdem schon früh die Wahl des Standortes auf die fast menschenleere Trockenwüste am Rande der chilenischen Anden fiel, konnten im Verlaufe der Jahrzehnte mehrere Großprojekte geplant, projektiert und baulich umgesetzt werden. Zunächst wurde 1977 das ESO-3,6-m-Teleskop installiert und galt lange als Vorzeigeobjekt, bis man im Jahr 1989 das New Technology Telescope errichtete. Dieses später nur kurz NTT genannte Projekt setzte zum ersten Mal für den 3,5m großen Hauptspiegel zusätzliche optische Korrektursysteme ein. Diese bahnbrechenden adaptiven bzw. aktiven Optiken sind zwar heute Standard, doch mutete einst das Vorhaben, den tonnenschweren Hauptspiegel durch kleine Aktuatoren ständig in Bewegung zu halten und so die Luftunruhen perfekt auszugleichen, absolut futuristisch an. Beide Teleskope arbeiten noch heute sehr erfolgreich auf dem Berg La Silla.
Da man mit dieser Technik und immer dünneren, bei Schott in Mainz gegossenen Hauptspiegeln nun gute Erfahrungen gemacht hatte, wurde ein weiteres Großvorhaben der Superlative auf dem benachbartem Berg Cerro Paranal realisiert: Insgesamt vier große Spiegel mit unglaublichen 8,2m Durchmesser bei einer Dicke von gerade einmal 22 cm sollten gemeinsam in 3500m Höhe entstehen. Dieser auch Array genannte Teleskop-Zusammenschluss war nie zuvor so gebaut wurden, doch das Vorhaben gelang trotz gewaltiger Mühen in beispielhafter Art und Weise. So mussten zum Beispiel die vier in Europa gefertigten Hauptspiegel zunächst per Spezialschiff nach Antofagasta und dann mit eigens konstruierten Tiefladern von dort bis in die Hochwüste geschafft werden. Nach 15jähriger Bauzeit gab es das „First Light“, was in der Sprache der Astronomen der Moment des ersten empfangenen Bildes ist. Noch heute gilt es als das größte Teleskop der Erde. Mit dem VLT (Very Large Telescope) wurden Aufnahmen getätigt, die neben dem Hubble Space Teleskop zu den bedeutsamsten ihrer Art in der Astronomie zählen. Unter https://www.eso.org/public/images/ kann man sich inzwischen hunderte großartiger Fotos ansehen.
Damit schien die Grenze des Machbaren erreicht zu sein. Doch ein besonders Foto zeigt nun, dass ein noch gewaltigeres Großprojekt langsam konkrete Formen annimmt. Vom neuen ELT (Extremly Large Telescope) steht bereits das äußerst aufwendig gestaltete Fundament. In diesem sind bereits etliche der Aktuatoren, die später die gewaltige 2800 Tonnen schwere Konstruktion aus Grundmontierung, Primär-und Sekundärspiegel tragen soll.
Im Jahr 2027 soll das „First Light“ auf insgesamt 798 Wabenspiegel fallen, die im Array eine gigantisch anmutende Spiegelfläche von fast 40 Metern erreichen sollen. Dieses „neue Auge der Menschheit“ auf dem Cerro Armazones soll all ihre Vorgänger, was Auflösungsvermögen und Bildschärfe betrifft, in den Schatten stellen. Und genau diese Extreme zeigt das Bild https://elt.eso.org/public/archive_webcams/armazonespanoeast/public/poi/preset_100.jpg in Form eines atemberaubenden Panoramas. Wie man sich die fertiggestellte Konstruktion dann vorstellen könnte, zeigen diese künstlerischen Darstellungen: https://fis-landschaft.de/universum/elt/
Doch nun von der Erde in weite Ferne. Ein eigentlich nur als Korrekturaufnahme gedachtes Bild lässt die Astronomen in Verzückung geraten. Am 19.März veröffentlichte das Imaging-Team des gerade in Dienst gestellten neuen Weltraumteleskops ein Bild, das unmittelbar nach der Fokussierung der insgesamt 18 hexagonalen Einzelspiegel des mittlerweile in 1,5 Millionen Entfernung von der Bodenstation positionierten James Webb Space Telescope empfangen wurde. Auf den ersten Blick scheint der avisierte Stern mit dem epischen Namen 2MASS. J17554042+6551277 ein Objekt mit acht scharfen Zacken zu sein. Diese entstehen im Übrigen durch die Beugungsmuster der einzelnen Spiegel. Dem Team ging es in erste Linie darum, dass die einzelnen Spiegelsegmente den Stern in einen Punkt abbilden, was augenscheinlich bestens gelungen ist. Doch diesmal liegt die Überraschung allein im Hintergrund. Schaut man genau hin, sieht man im fernen Hintergrund neben einigen wenigen Sternen (erkennbar an den Beugungsmustern) etliche bisher unbekannte Galaxien mit den verschiedenartigsten Formen und Ausdehnungen: http://www.starobserver.org/2022/03/19/
Die Erwartungen der Astronomen sind somit schon vor dem offiziellen „First Light“ mehr als übertroffen, denn was für großartige Bilder wird das neue Weltraumteleskop in der Zukunft erst liefern, wenn es auf spezielle Himmelsobjekte ausgerichtet wird. Auf jeden Fall wird es unseren Blick in die weiten Fernen des Kosmos entscheidend schärfen.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Freitag 01.04.2022
102. Was wird aus dem Gemeinschaftsprojekt?
Bilder
EsWa, Galaxien 18, Digital, 240 x 320, 2022
Ausschließlich am Morgenhimmel des ersten Frühlingsmonats April sind Planeten sichtbar. Mars, Venus, Jupiter und Saturn tummeln sich am südöstlichen Himmel, aber nur geübte Beobachter werden dieses Quartett in den sehr frühen Morgenstunden aufspüren können. Auch die Wintersternbilder werden sich nun langsam verabschieden. Die immer spätere Dämmerung lässt sie am südwestlichen Himmel verblassen. Dafür beherrscht das Sternbild Löwe hoch im Süden mit seinem auffällig hellen Hauptstern Regulus den abendlichen Anblick des gestirnten Himmels.

Kaum waren die ersten weitreichenden Sanktionen gegen die russischen Aggressoren verhängt, da begannen auch im Bereich der Wissenschaft lang gepflegte Kooperationen mit russischen Wissenschaftlern zu bröckeln. Im Bereich von Astronomie und Raumfahrt ist dabei in ersten Linie an die Internationale Raumstation ISS zu denken. Schon wenige Tage nach dem barbarischen Überfall auf die Ukraine verkündete plötzlich und völlig unerwartet Roskosmos das Ende der Zusammenarbeit mit der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA und der amerikanischen Raumflugbehörde NASA. „Man könne sich mit Pfeil und Bogen nach oben katapultieren“, tönte es hochtrabend aus Moskau.
Dieser Vertragsbruch ist aus zwei Gründen völlig unverständlich: Zum einen hat Roskosmos in der Vergangenheit mit dem Transfer amerikanischer, asiatischer und europäischer Kosmonauten zur ISS mehr als gut verdient, denn über einen Zeitraum von fast einem Jahrzehnt stellten sie mit den Sojus-Transportschiffen die einzige Möglichkeit für den permanenten Wechsel der Besatzungen. Erst die neu entwickelten Dragon 2 der Firma Space X ermöglichte es amerikanischen Astronauten erstmals nach der Einstellung aller Space Shuttle Flüge mit einem kommerziellen System vom Kennedy Space Center aus zur ISS zu gelangen.
Zum anderen präsentierte der russische Autokrat Putin der Weltöffentlichkeit am vierten Kriegstag mit dem fernöstlichen Kosmodrom Wostotshnyj sein neues Prestige-Objekt. Um eine Unabhängigkeit von dem in die Jahre gekommenen Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan erlangen, hat der ehemalige KGB-Offizier mit großem Aufwand einen neuen Weltraumbahnhof in der Nähe der chinesischen Grenze entstehen lassen. Die feierliche Übergabe sollte allerdings schon vor Jahresfrist über die Bühne gegangen sein, doch im Sumpf der Korruption verschwindende Gelder und ein Streik der Arbeiter, die ihre ausbleibenden Löhne einforderten, verzögern noch immer die endgültige Fertigstellung und Inbetriebnahme. Nun stellt sich aber schon jetzt die Frage, wie man die erheblichen Investitionen wieder einfahren will. Das Fehlen lukrativer ausländischer Transportaufträge kann mit dem Start ausschließlich russischer Kosmonauten kaum kompensiert werden. Und wie wird sich zukünftig das zu erwartendes Technologie-Embargo auf die hochempfindliche Weltraumtechnik und die fragile Startsicherheit auswirken ? Vielleicht entsteht dadurch eine neue Geisterstadt im Nirgendwo der fernen Amurregion?
Doch letztendlich läuft alles auf die Frage hinaus, was aus dem großen internationalem Gemeinschaftsobjekt ISS werden wird. Noch arbeiten Russen, Amerikaner und der deutsche Astronaut Matthias Maurer perfekt zusammen, was allerdings auch der gemeinsamen Überlebensstrategie geschuldet ist. Noch vor wenigen Wochen war der Betrieb und die Finanzierung der Raumstation bis mindestens 2024 freudig verkündet worden. Mit dem jetzigen Rückzug sehen sich ESA und NASA genötigt, die Station bald allein zu erhalten. Auch eine Entkopplung des russischen und des europäisch-amerikanischen Teils der ISS ist schon im Gespräch. Möglicherweise wird sich aber aufgrund der neuen Sachlage auch die politische Sicht um den Weitererhalt der Raumstation noch entscheidend ändern, denn ohne die Russen steht auch das Prestige von ESA und NASA in Frage.
Wie schmerzlich solche Entscheidungen auch für die astronomische Forschung sein können, zeigte sich gerade vor wenigen Wochen. Das 2017 im Außenbereich der ISS installierte Teleskop NICER zeigte bisher unbekannte Auffälligkeiten bei einer ganz besonderen Art von Sternen auf: Es sind die Magnetare, die durch sensationelle Aufnahmen des neuartigen Weltraumobservatoriums erstmals ihr Geheimnis preisgegeben haben und so besser verstanden werden können. NICER (Neutron Star Interior Composion Explorer) ist ein Neutronenstern-Detektor. Diese Endprodukte der Sternentwicklung entstehen, wenn ein Stern mit mindestens sieben Sonnenmassen in einer gigantischen Supernova-Explosion seine äußere Hülle spektakulär abstößt und anschließend das Kerngebiet zu einem Objekt kollabiert, das mit 10 bis 20 km Durchmesser extrem klein ist. Trotzdem kann es aber bis zu zwei Sonnenmassen auf sich vereinigen und dabei weitestgehend aus Neutronenpaketen bestehen. Die Dichtewerte dieser auch Pulsare genannten Sternklasse sind so enorm, dass nur noch gebündeltes Licht in Form von exakten Pulsen den Stern an seinen Polen verlässt.
Das allein ist schon exotisch genug, doch die Magnetare sind noch ungewöhnlicher. Sie trumpfen mit Magnetfeldern auf, die um mehr als das Hundertfache stärker sind als bei normalen Neutronensternen und um das Millionenfache von normalen Sternen wie unsere Sonne. NICER konnte nun erstmals sonnenfleckenartige Aktivitäten nachweisen, die wir auch von unserer Sonne kennen. Wer sich die besondere physikalische Dynamik in bewegten Bildern anschauen möchte, dem sei nachfolgende NASA-Simulation empfohlen. Es zeigt einmal mehr, dass die moderne Astronomie ständig mit neuen Forschungsergebnissen aufwarten kann und der Kosmos für uns ständig neue Überraschungen bereithält.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Dienstag 01.03.2022
101. 1892 - Erste Fotos von einem Polarlicht
Bilder
EsWa, Galaxien 17, Digital, 68 x 64, 2022
Im März drängen sich zwar gleich mehrere Planeten kurz vor Sonnenaufgang im Osten, bequem beobachtbar sind sie jedoch nicht. Man müsste schon als Frühaufsteher gegen 5 Uhr unterwegs sein, dabei einen möglichst wolkenfreien Morgenhimmel erwischen und dann noch völlig freie Sicht in Richtung Nordosten haben, um den grandiosen Anblick der Planetenparade zu erhaschen. Kurz nacheinander gehen Venus, Mars und Saturn auf und sind bis zum Einbruch der astronomischen Dämmerung bis gegen 6 Uhr in knapp 10 Grad Höhe zu erspähen.
Langsam aber sicher wird das Sternbild Löwe die Wintersternbilder als Frühlingsbote ablösen. Trotzdem kann man zu recht angenehmen Beobachtungszeiten zwischen 19.30 und 22 Uhr vor allem den Himmelsjäger Orion, seine ihn begleitenden Hunde und die flankierenden Sternbilder Zwillinge und Stier bewundern. Hoch über allen steht der Fuhrmann.
Am 18. März haben wir den letzten Wintervollmond. Da unsere Sonne am 20.3. um 16.33 Uhr den Frühlingspunkt durchläuft, verschiebt sich der Ostertermin auf Mitte April nach dem ersten Frühlingsvollmond. Der 20.3. ist somit der astronomische Frühlinganfang und gleichzeitig die erste Tagundnachtgleiche des Jahres. Ende des Monats beginnen dann die Tage wieder etwas länger zu werden als die Nächte.

Die Sonne und ihre Aktivitätserscheinungen geben den Forschern noch immer große Rätsel auf, denn noch sind einige Zusammenhänge im Spiel der atmosphärische Kräfte unseres Sterns im Fokus der Forschung. Sicher wird hier die Parker Probe Sonde der NASA neue Erkenntnisse liefern. Noch muss man sich dabei etwas gedulden, denn die eigentliche Hauptmission wird erst beginnen, wenn die Sonde ab Mitte des Jahres mit einem Abstand von 15 Millionen Kilometer viermal näher als der Planet Merkur an unserem Zentralgestirn vorbeifliegt und die Instrumente bei Temperaturen um 1500°C einwandfrei arbeiten.
Auf der Erde ist neben den verschiedenen Strahlungsarten des elektromagnetischen Spektrums vor allem der permanente Strom hochenergetischer Teilchen direkt nachvollziehbar. Es ist der sogenannte Sonnenwind, der unablässig von der Sonnenoberfläche in den Raum abgestrahlt wird. Nur ein verschwindend geringer Teil erreicht dabei die 150 Millionen Kilometer entfernte Erde.
Eine Grundvoraussetzung des Lebens auf unserem Planeten ist das starke Magnetfeld, das uns vor dem gefährlichen Sonnenwind schützt. Ob bei einem Weltraumaufenthalt eines ISS-Astronauten oder bei den Mondexkursionen der Amerikaner vor über 50 Jahren: Der gefährliche Teilchenstrom der Sonne prasselt mit einer Geschwindigkeit von 300 Kilometern pro Sekunde auf den Raumanzug. Hat dieser nur eine geringfügige Fehlfunktion im Bereich des Strahlenschutzes, ist das Risiko für den Weltraumforscher extrem hoch. Dies wird die Forschungsarbeit zukünftiger „Marsionauten“ entscheidend beeinflussen. Möglicherweise sind sie bei einem verstärkten Sonnensturm für Tage an ihre Unterkunft gefesselt.
Seit vor über 130 Jahren dem deutschen Astronomen Martin Brendel am 5. Januar 1892 erste Fotos von einem Polarlicht gelang, rankten sich um diese Nordlichter die verschiedenartigsten Geschichten. Man sprach sogar von „Erschröcklichen Wunderzeichen“ und konnte das Himmelsschauspiel kaum richtig einordnen.
Erst mit Hilfe der modernen Forschung erkannte man, dass es ein chemisch-physikalisches Phänomen der Hochatmosphäre ist. Die Teilchen des Sonnenwindes werden durch den Dipoleffekt des Erdmagnetfeldes in Richtung der Pole geleitet. Dort interagieren sie in ca. 100 km Höhe mit den Stickstoff- und Sauerstoffatomen der Hochatmosphäre. Die äußerst heftige Reaktion lässt dann für viele Minuten und manchmal sogar Stunden das unfassbar schöne Polarlicht entstehen. Die Fachwelt unterscheidet dabei die nördliche Aurora borealis (Nordlicht) und die südliche Aurora australis (Südlicht). Sie sind besonders gut während der Polarnacht zu bewundern.
Waren die ersten fotografischen Dokumentationen dieser Erscheinung noch recht dürftig, so sind heute viele astronomisch interessierte Amateurfotografen alljährlich auf der Jagd nach dem besten Foto. Ausgestattet mit professionellem Equipment gelingen ihnen zum Teil großartige Aufnahmen. Wer diese bewundern möchte, dem seien der Internetauftritt von „The World at Night“ oder die deutschsprachige Website Seite von „Astronomy Picture oft the Day“ empfohlen. Die teilweise riesige Ausbreitung dieser ungewöhnlichen Naturerscheinung lässt sich am besten mit dem Blick von der ISS nachvollziehen (https://www.youtube.com/watch?v=kG3CjOphSuo).
Natürlich ist das persönliche Erlebnis eines Polarlichtes durch nichts zu ersetzen, doch leider bleiben nicht nur für den Autor sondern auch für viele andere Menschen solche Augenblicke aufgrund der doch recht aufwendigen Reiseplanung und der ungewöhnlichen Urlaubszeit meist nur ferne Träume.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Dienstag 01.02.2022
100. Die „Uranographia“ des Johann Elert Bode
Bilder
EsWa, Galaxien 16, Digital, 53 x 47, 2022
Im kürzesten Monat des Jahres sind es die Wintersternbilder, die den nächtlichen Himmel beherrschen. Zur Monatsmitte wird sich der Vollmond alles überstrahlend durch die Sternbilder Stier und Zwillinge bewegen. Er ist der einzige Gast, denn von den Planeten fehlt tatsächlich fast jede Spur. Es sei denn, dass man mit viel Glück den Jupiter kurz vor seinem Untergang sieht. Da er aber unmittelbar nach der Sonne untergeht, kann das Auffinden nur bei völlig freier Sicht in Richtung Südwesten gegen 18 Uhr gelingen.
Im Südosten hingegen hat man am Morgen gegen 6 Uhr die Möglichkeit die Venus zu erkennen. Sie geht rund zwei Stunden vor der Sonne auf. Aufgrund der tiefen Lage der Ekliptik steht aber auch der jetzt als „Morgenstern“ bezeichnete Planet recht flach und ist nur durch die relativ große Helligkeit zu entdecken.

Vor 275 Jahren wurde am 19.Januar 1747 einer der wohl bedeutendsten und zugleich erfolgreichsten deutschen Astronomen in Hamburg geboren. Johann Elert Bode war der erstgeborene Sohn einer alteingesessenen Kaufmannsfamilie. Mit dem Stammhalter hatte der Vater natürlich ganz andere Pläne vor, doch eine schwere Krankheit, bei der er die Sehkraft des rechten Auges nahezu einbüßte und die ihn auch zeitlebens stark beeinträchtigen sollte, verhinderte den Aufstieg in die Kaufmannsgilde. Daraufhin förderte der Vater seinen Filius, in dem er dessen mathematische Fähigkeiten am Akademischen Gymnasium in Hamburg unterstützte. Dort konnte der junge Bode bereits mit 19 Jahren seine erste astronomische Abhandlung abliefern.
Nach vielen Jahren des Selbststudiums hatte er sich entschlossen, die Sonnenfinsternis vom 5. August 1766 genauestens zu analysieren. Für den noch überaus jungen Sternenforscher war die Herausgabe der Dokumente ein voller Erfolg, da ihm große Anerkennung zu Teil wurde. Gleichzeitig ebnete sie ihm auch den Weg für die zukünftige Laufbahn, die letztendlich in der Berufung zum Leiter des Berliner Observatoriums mit gerade einmal 39 Jahren gipfeln sollte. Bis dahin gelangen ihm noch einige außerordentliche Entdeckungen. So zum Beispiel in der Silvesternacht des Jahres 1774. Während anderswo gezecht und gefeiert wurde, nutze Bode die sternenklare Nacht, um sich dem Himmel in der Umgebung des Sternbildes Großer Bär zu widmen. Gleich zwei bis dahin nicht kartographierte Galaxien konnte er ausfindig machen und ihre genaue Lage beschreiben. Später wurden sie in die Nomenklatur des französischen Astronomen Charles Messier aufgenommen und zählen heute als M 81 („Bodes Galaxie“) und M 82 („Zigarrengalaxie“) zu den beliebtesten Objekten der nächtlichen Teleskop-Beobachter. Doch auch die theoretische und auf der Mathematik beruhende Astronomie hielt ihn immer im Bann. So konnte er gemeinsam mit seinem Kollegen Johann Daniel Titius eine empirische Formel entwickeln, die die Abstände der Planeten von der Sonne definierte.
Die später sogenannte Titius-Bode-Reihe ermöglichte die Voraussage weiterer Planeten des Sonnensystems. In Astronomischen Einheiten (AE) ausgedrückt, gibt es tatsächlich bei den jeweilig errechneten Abständen Planeten oder planetenähnliche Objekte: 0,4 AE-Merkur, 0,7 AE Venus, 1 AE Erde, 1,5 AE Mars, 2,25 AE Asteroidengürtel, 5 AE Jupiter und 10 AE Saturn. Für den Planeten Nummer 7 waren jetzt 20 AE vorausberechnet und tatsächlich gelang es dem genialen Beobachter Wilhelm Herschel, der inzwischen im englischen Bath tätig war und seine Spiegelteleskope selbst herstellte, in dieser vorausgesagten Entfernung einen Planeten zu entdecken, der später zu Ehren Johann Elert Bodes Uranus genannt wurde. Übrigens konnte 20 Jahre nach dem Tod von Bode am 23. September 1846 in der vorausgesagten Entfernung von 30 AE der Planet Neptun erstmals nachgewiesen werden. Sein Entdecker war der Berliner Astronom Johann Gottfried Galle.
Im Werdegang des Astronomen Johann Elert Bode ist die populärwissenschaftliche Astronomie unbedingt zu erwähnen. Seine Berliner Astronomischen Jahrbücher, erstmals 1874 herausgegeben, zählen ebenso wie die „Anleitung zur Kenntniß des gestirnten Himmels“ oder die „Allgemeinen Betrachtungen über das Weltgebäude“ zu den Standardwerken der jungen Astronomen des 19. Jahrhunderts. Doch ein Werk wurde besonders populär, stellt es doch neben der präzisen Kartographierung des Sternhimmels auch seinen künstlerischen Anspruch in besonderem Maße heraus: Es sind Bodes Sternkarten, die unter dem Titel „Uranographia“ 1801 herausgegeben wurden. Sie zählen noch heute zu den bekanntesten historischen Darstellungen der Gestirne. Für die wenigen verbliebenen Originale werden heute Unsummen geboten. Doch allein schon ein Faksimile legt die Schönheit der abgebildeten Konstellationen offen. Die einzelnen Sternbildkarten wurden von Johann Elert Bode selbst gestochen, später wurden sogar einzelne Blätter handkoloriert und zum Teil auch vergoldet. Wer sich einen Eindruck über die Erstausgabe machen möchte, dem sei dieser Link empfohlen.
Hochbetagt gab Bode ein Jahr vor seinem Tode am 23.November 1826 die Leitung der Berliner Sternwarte an Johann Franz Encke ab. Der später für seine Beobachtungen der Saturnringe bekanntgewordene Encke stammte übrigens wie Bode aus der Hansestadt Hamburg. Wie sein Vorgänger Johann Elert Bode leitet er die Berliner Sternwarte über einen Zeitraum von 38 Jahren.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Samstag 01.01.2022
99. Wer entdeckte die Jupitermonde?
Bilder
EsWa, Galaxien 15, Digital, 44 x 56, 2021
Nun haben die Wintersternbilder die Zeit ihrer besten Sichtbarkeit, denn um Mitternacht kulminiert der hellste Nachtstern Sirius im Großen Hund in 25 Grad Höhe und erreicht somit die größtmögliche Höhe. Neben und über ihm sind dann die Nachbarsternbilder Kleiner Hund, Zwillinge, Fuhrmann, Stier und Orion mit ihren vielen strahlend hellen Objekten zu bewundern.
Die Planeten machen sich im ersten Monat des neuen Jahres etwas rar. Die inneren Planeten Merkur und Venus stehen für den Betrachter so nah an der Sonne, dass sie gewissermaßen mit der Sonne auf- bzw. untergehen. Da sie gegen den Glanz unseres Zentralgestirns nicht ankommen, bleiben sie für das menschliche Auge unsichtbar. Saturn erreicht nur noch einen sehr niedrigen Stand und wird gegen Monatsmitte ebenfalls unsichtbar. Mars ist dagegen in den Morgenstunden am südöstlichen Himmel zu erkennen.
Einzig Jupiter enttäuscht den Planetenfreund nicht, obwohl auch die Zeit des bequemen Aufsuchens langsam abnimmt. Wer ihn dennoch mit einem Feldstecher oder einem kleinen astronomischen Fernrohr auffinden kann, dem wird die wohl schönste aller Planetenbeobachtung zu Teil. Sicher sind der rötliche Mars, der Ringplanet Saturn oder die Phasengestalten der Venus interessante und nachhaltig wirkende Beobachtungsobjekte, doch niemand wird den Augenblick vergessen, wenn er zum ersten Mal die vier großen Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto aufgereiht wie an einer Perlenschnur erblickt.
Natürlich sind sie unter dem Namen Galileische Monde bekannt geworden. Am 7. Januar 1610 gelang dem großen italienischen Astronomen mit einem von ihm selbst konstruierten Fernrohr anscheinend die erste Beobachtung von vier Himmelskörpern, die sich eindeutig um den Jupiter bewegten. Nicht nur ein bemerkenswerter optischer Effekt, sondern auch eine bahnbrechende Entdeckung für die Astronomie. Das alte geozentrische Weltbild mit der Erde im Zentrum war erstmalig konkret widerlegt worden. 400 Jahre später trug die UNESCO mit der Propagierung des Internationalen Jahres der Astronomie 2009 entscheidend dazu bei, diesen magischen Augenblick der Forschung gebührend zu würdigen.
Nachdem im Dezember 2021 in Kosmos 98 noch die Monde des Saturns im Mittelpunkt der hiesigen Betrachtung standen, drängt sich im Monat ihrer Entdeckung vor nun 412 Jahren ein Blick auf die mittlerweile 80 Jupitermonde regelrecht auf.
Schon der innerste Mond mit dem Namen Io ist für die Vulkanologie des Sonnensystems ein wahrer Glücksfall gewesen. Der erste Schritt für die Enträtselung seiner Geheimnisse wagte am 9.März 1979 die NASA-Mitarbeiterin Linda Morabito-Kelly. Ihr war bei einer eingehenden Betrachtung verschiedenster Fotos der Raumsonde Voyager 1 aufgefallen, dass am Rande der Io-Scheibe immer wieder kleine Ausbuchtungen zu erkennen waren. Schließlich konfrontierte sie ihre ungläubig staunenden, zumeist männlichen Kollegen mit der kühnen Hypothese, dass auf Io - bedingt durch die Gezeitenwirkung des riesigen Jupiters - ein äußerst aktiver Vulkanismus vorhanden sei. Hohn und Spott waren zunächst die Antwort, sogar die Frage, ob sie womöglich auch den „Kleinen Prinzen“ von Antoine de Saint-Exupery gesichtet hätte, stand witzelnd im Raum. Doch dann traten immer mehr Fotos zu Tage, die keinen anderen Schluss zuließen: Der 3643 km große Io ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper des Sonnensystems, denn mehr als 150 tätige Schwefelvulkane konnten nachgewiesen werden. Ihre hochgiftigen und bis zu 1500°C heißen Aschewolken steigen dabei pilzförmig bis zu 500 km in die Höhe.
Damit leitete der gelb-schwarze Jupitermond eine Wende in der astronomischen Forschung ein, denn Planeten waren nun nicht länger die einzigen Quellen des Vulkanismus. Neben Io konnten inzwischen auch auf dem Saturnmond Enceladus (siehe Kosmos 98) und dem Neptunmond Triton vulkanische Aktivitäten nachgewiesen werden. Auch die anderen drei großen jupiternahen Monde, die Galilei einst 1609 entdeckte, geizen nicht mit Superlativen.
Europa ist zum Beispiel fast vollständig mit Eis bedeckt. Die Rillen und Kratzer sehen dabei aus der Ferne so aus, als ob die Eismaschine in der Skating-Arena versagt hätte. Bei noch näherer Betrachtung kamen dann unter den Eismassen plötzlich bläuliche Farben zum Vorschein. Gibt es etwa unter der 100 km dicken Eisschicht einen gigantischen Ozean? Eines der großen Rätsel, die erst in ferner Zukunft gelöst werden können.
Ganymed, so benannt durch den Gunzenhausener Astronomen Simon Marius, ist mit 5262 km Durchmesser der größte Mond des Sonnensystems und besitzt ein ausgeprägtes Magnetfeld. Dabei ist er sogar etwas größer als der Planet Merkur.
Kallisto hingegen ist ein Jupiter-Trabant mit 4820 km Durchmesser. Der drittgrößte Mond des Sonnensystems zeichnet sich dadurch aus, dass die zahlreichen sehr hellen Einschläge von Meteoriten durch die ansonsten sehr dunkle Landschaft deutlich hervorgehoben werden.
Übrigens beansprucht die in Nürnberg ansässige Simon Marius Gesellschaft e.V. nicht ganz zu Unrecht den Status eines Mitentdeckers der vier großen Monde des Jupiters für den „fränkischen Galileo“, der mit bürgerlichen Namen Mayr hieß. In seinen Aufzeichnungen ist der 8. Januar 1610 als Sichtungsdatum verzeichnet und nicht wenige Experten mutmaßen heute, dass der italienische Astronom Galilei daraufhin seine Entdeckung eventuell einen Tag vordatierte. Doch über 400 Jahre später ist die Beweislage so dünn, dass der Streit darüber wohl nie beigelegt werden kann.
Eine weitere Anekdote zum Schluss: In einem Leserbrief an die Fachzeitschrift „Sterne und Weltraum“ freut sich eine mittlerweile 101jährige Leserin ganz besonders darüber, dass sie sich nun schon seit über 80 Jahren mit ihrem Teleskop am Anblick des Gasriesen Jupiter und dem Tanz seiner vier Galileischen Monde erfreuen kann. Zum vergleichenden Verständnis: Im Verlauf dieser mehr als acht Jahrzehnte andauernden begeisterten Beobachtung hat sich der äußerste Mond Kallisto rund 1800mal um den Jupiter bewegt, der innerste Mond Io sogar mehr als 16.500mal.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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Mittwoch 01.12.2021
98. Der Saturn – Ein Planet mit 82 Monden
Bilder
Für den Weihnachtsmonat ergibt sich am frühen Abend des 8.12. eine besonders interessante Planetenkonstellation. Bereits gegen 17.30 Uhr sollte man bei freiem Blick in Richtung Süden und Südwesten mit ein wenig Erfolg Venus (10° Höhe), Saturn (20° Höhe) und Jupiter (30° Höhe) in einer anmutigen Planeten-Kette bewundern können. Als Orientierungshilfe dient in der abendlichen Dämmerung die Sichel des zunehmenden Mondes, der auf 20° Höhe unterhalb der beiden Gasriesen steht. Das Auffinden der Abendplaneten wird sich bis zum Monatsende hin immer schwieriger gestalten. Dagegen kann der rote Planet Mars am frühen Morgen im Südosten im Dunst sichtbar werden.

Schon die Anzahl der Monde des Saturns übersteigt das Vorstellungsvermögen des Erdenbürgers, der ja mit dem Gedanken vertraut ist, dass die Erde von einem einzigen Mond namens Luna einmal in 29,53 Tagen umrundet wird. Mit insgesamt 82 Monden ist der Ringplanet tatsächlich der Himmelskörper mit den meisten Monden im Sonnensystem. Zwar folgt Jupiter mit 80 Monden knapp dahinter, doch durch die Auswertung der Daten der Raumsonde Cassini, die den Ringplanten von 2005 bis 2017 auf einer speziellen hochelliptischen Bahn insgesamt genau 294 Mal umlief, sind gerade in der letzten Zeit immer weitere Geheimnisse seiner zum Teil äußerst ungewöhnlichen Trabanten bekannt worden. Einige von ihnen haben die englischen Musiker James Clemence und Simon Huxtable dazu inspiriert, unter dem Pseudonym ASC & Inhmost eine Einspielung unter dem Titel „The Moons of Saturn“ zu veröffentlichen (siehe Musik).
Insgesamt haben sie sich mit sechs Saturnmonden näher befasst. Schaut man sich nun die besagten Cassini-Bilder dieser Monde im Internet an und hört gleichzeitig die Musik, so können dem Betrachter/Zuhörer diese sphärischen Klänge tatsächlich irgendwie in die Weiten unseres Planetensystems hinaustragen, denn immerhin sind diese Himmelskörper fast zehn Mal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde und haben erst nach und nach ihre Geheimnisse preisgegeben.
Beginnen wir mit Titan, dem zweitgrößten Mond im gesamten Sonnensystem, der 1655 durch den Holländer Christian Huygens entdeckt wurde. Heute ist man sich durch die computerbasierte Aufarbeitung der Daten der Cassini-Sonde sicher, dass dieser Mond neben der Erde der einzige Himmelskörper ist, auf dem Flüssigkeiten durch Flusstäler fließen und sich in riesigen Seen sammeln. Bei einer mittleren Temperatur von minus 180 °C kann dies natürlich kein Wasser sein. Es ist Methan, das wir auf der Erde als gefährliches Treibhausgas fürchten. Bei diesen Temperaturen verflüssigt es sich und bedeckt so große Teile des Mondes. Der größte See Titans ist übrigens aufgrund seiner Ähnlichkeit mit einem der Great Lakes Lacus Ontario genannt worden. Da Titan mit 5150 km Durchmesser etwas größer als der Planet Merkur ist, sind diese gewaltigen Ausdehnungen auch nachvollziehbar. Noch ein weiterer Umstand macht Titan so wichtig für die Wissenschaft: Mit seiner stickstoffhaltigen und viele Hundert Kilometer dicken Atmosphäre ähnelt er der frühzeitlichen Erde, nur eben tiefgefroren. Viele der Erkenntnis basieren auf den Daten der Tochtersonde Huygens. Die Muttersonde Cassini setzte sie im Januar 2005 bei einem nahen Vorbeiflug ab. Von Fallschirmen gebremst, sendete sie bis zu ihrem Aufsetzen sogar Bilder von Titan.
Rhea ist der zweitgrößte Mond des Systems und zeichnet sich durch eine zweigeteilte Oberfläche aus. Während die eine Hemisphäre durch viele Einschlagskrater geprägt ist, fallen auf der anderen viele helle Streifen auf dunklem Untergrund auf.
Pan hingegen wird schon durch seinen zusätzlichen Namen „Shepard Moon“ näher charakterisiert. Man konnte feststellen, dass er durch seine Gravitationskraft die Ringstrukturen ähnlich einem Hütehund zusammenhält. Seine Position innerhalb der sogenannten Encke-Ringteilung prädestiniert ihn für diese Aufgabe.
Thetys hingegen reflektiert mehr als 80% des eingestrahlten Sonnenlichts und weist eine Vielzahl von Rissen in der Oberfläche auf, die wiederum Hinweis auf eine starke geologische Aktivität in der Vergangenheit sind.
Die Geheimnisse von Fenrir sind nur sehr schwer zu entschlüsselt. Man konnte lediglich feststellen, dass er mit nur 4 km Durchmesser zu den kleinsten Monden überhaupt gehört.
Kommen wir abschließend zu dem Mond, der die Astronomen erst im Nachgang durch eine bisher nie gekannte Besonderheit fasziniert hat: Es ist Enceladus und sein Kryovulkanismus.
Entdeckt wurde diese „kalte“ vulkanische Aktivität bei einem extrem nahen Vorbeiflug an dem nur 505 km großem Mond. Am Südpol stiegen unverhofft Gasfontänen aus aktiven Geysiren auf. Diese werden durch die Gezeitenreibung angefeuert und es muss flüssiges Wasser sein, was diese Kräfte nach außen leitet. Dort tritt vor allem Methan zu Tage, das nach einer neuen Veröffentlichung einer französischen Forschergruppe um Antonin Affholder von der Universite Paris Sciences et Lettres möglicherweise von Hydrothermalquellen stammen könnte. In einem bis zu 50 km dicken Ozean, der sich zwischen dem porösen Kern und der eisigen Kruste befindet, könnte es durchaus „Black Smoker“ geben, die von Mikroorganismen bevölkert werden. Diese wiederum ernähren sich von Kohlenstoff und Wasserstoff. Bei diesem sauerstofffreien Stoffwechsel wird Methan produziert, welches die Sensoren von Cassini während des Vorbeifluges eindeutig nachwiesen. Damit wird der kleine Saturnmond Enceladus zur neuen Nummer 1 bei der zukünftigen Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem.
Die Raumsonde Cassini – benannt nach einem französischen Astronomen italienischer Herkunft (1625-1712) – verglühte am 15.September 2017 beim sogenannten „Grand Final“. Da der Raketenbrennstoff Hydrazin nach insgesamt 20 Jahren der Mission fast vollständig verbraucht war, wurden die letzten Reserven dazu genutzt, das Raumfahrzeug in die Atmosphäre des Saturn zu steuern, um sie dort gezielt eintauchen zu lassen. Das Unterfangen gelang großartig, denn konstant und zuverlässig bis zur allerletzten Sekunde funkte der Methusalem unter den Forschungssonden auswertbare Daten, die letztendlich zum besseren Verständnis der Zusammensetzung der Saturnatmosphäre beitrugen. Nicht nur ein großes Finale, sondern auch ein großer Erfolg für Raumfahrt fernab unseres Heimatplaneten.
Klaus Huch, Planetarium Halberstadt
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