Schweitzer Fachinformationen
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Einführung 19
Über dieses Buch 20
Konventionen in diesem Buch 20
Was Sie nicht lesen müssen 20
Törichte Annahmen über den Leser 21
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 21
Wie es weitergeht 22
Teil I: Nach den Sternen greifen 23
Kapitel 1 Immer dem Licht nach: Die Kunst und Wissenschaft der Astronomie 25
Astronomie: Die Wissenschaft der Beobachtungen 26
Was wir sehen können: Die Sprache des Lichts 27
Wandersterne oder Wundersterne? 28
Vorsicht, Großer Bär: Die Namen der Sterne und Sternbilder 28
Den Messier-Katalog erkunden - und noch einiges mehr 36
Je kleiner, umso heller: Was Sterngröße wirklich bedeutet 36
»Das dauert ja Lichtjahre ...« 38
Wo laufen sie denn? Oder stehen sie etwa doch? 39
Auf der Schwerkraft liegt der Schwerpunkt 43
Der Weltraum ist kein Schlafzimmer 44
Kapitel 2 Lieber gemeinsam als einsam im All: Wie und wo Sie andere Sternfreunde treffen 47
Sie sind nicht allein: Astronomieklubs, Webseiten, Smartphone-Apps und mehr 48
Sternstunden im Astronomieklub 48
Websites, Magazine, Software und Apps 49
Große und kleine Sternwarten besuchen 53
Wohin die Reise geht 53
Die Sterne immer im Gepäck 55
Let's Have a Party Tonight! 55
Die (Astro-)Feste feiern, wie sie fallen 56
Urlaub in der Sonne 57
Hotels mit Weltraumblick 59
Dark Sky Parks: Das Licht muss draußen bleiben 60
Kapitel 3 Den Himmel erkunden - gut vorbereitet und mit dem richtigen Equipment 63
Sterne sehen - eine Einführung in die Geografie des Himmels 64
Wenn die Erde sich dreht ... 64
... immer ein Auge auf den Polarstern 66
Auf geht's! Mit den bloßen Augen den Nachthimmel erkunden 68
Schärfere Blicke mit Fernglas und Teleskop 70
Ferngläser - durch die Milchstraße schweifen 70
Teleskope - wenn's ein bisschen mehr sein soll 74
Die ersten Schritte in die Astronomie planen 80
Kapitel 4 Was da oben kreucht und fleucht: Meteore, Kometen und künstliche Satelliten 83
Meteore: Sie haben einen Wunsch frei! 83
Sporadische Meteore, Feuerbälle und Boliden 85
Ein Anblick zum Staunen: Der Sternschnuppenregen 88
Kometen: Nichts als Eis und Dreck 93
Kometen - eine Sache mit Hand und Fuß ... äh, Kopf und Schweif 94
Das Warten auf den »Jahrhundertkometen« 98
Die Jagd nach dem großen Kometen 100
Künstliche Satelliten: Die Geschichte einer Hassliebe 103
Künstliche Satelliten beobachten 104
Satellitenvorhersagen finden 105
Teil II: Rundreise durch unser Sonnensystem 107
Kapitel 5 Die Erde und ihr Gefährte, der Mond 109
Die Erde unter dem astronomischen Mikroskop 110
Das gibt's nur einmal: Die Eigenheiten der Erde 110
Einflussgebiete: Die verschiedenen Erdregionen 111
Tageszeiten, Jahreszeiten und Zeitalter 115
Ein Tanz, der niemals endet 116
Achtung, Schaltsekunden 117
Die Jahreszeiten - eine Frage der Neigung 118
Das Alter der Erde schätzen 120
Warum es der Mann im Mond so schwer hat 121
Wichtig für Werwölfe: Die Mondphasen 121
Im Schatten der Erde: Eine Mondfinsternis beobachten 123
Echt die Härte: Die Geologie des Monds 125
Eine Theorie über die Entstehung des Monds 130
Kapitel 6 Unsere nächsten Nachbarn: Merkur, Venus und Mars 133
Bizarr, heiß und fast nur aus Metall: Der Merkur 134
Trocken, sauer, hügelig: Die Venus, der lieblose Liebesplanet 136
Rot, kalt und unfruchtbar: Alles über die Geheimnisse des Mars 138
Sag mir, wo das Wasser ist 139
So lebensfreundlich ist der Mars wirklich 142
Die Erde ist anders: Vergleichende Planetologie 144
Die »Terrestrischen« mühelos beobachten 145
Elongation, Opposition und Konjunktion 146
Die Venus und ihre Phasen 149
Wenn der Mars seine Kreise zieht 152
Den Merkur sehen - und Kopernikus einen Schritt voraus sein 154
Kapitel 7 Der Weg ins All ist steinig: Der Asteroidengürtel und erdnahe Objekte (NEOs) 157
Ein kleiner Ausflug durch den Asteroidengürtel 157
So (un)gefährlich sind erdnahe Objekte 162
Wenn es hart auf hart kommt, hilft anstupsen 164
Gefahr erkannt, Gefahr gebannt: Die Kontrolle erdnaher Objekte 165
Bedeckungen entdecken 167
Die Zeit richtig festhalten 167
Kapitel 8 Mehr als nur heiße Luft: Jupiter und Saturn 169
Wir machen Druck! Eine Reise ins Innere von Jupiter und Saturn 169
Fast schon ein Stern: Ein Blick zum Jupiter 170
Isser hier ... isser weg ...? Nein, da ist der Rote Fleck! 172
Nächste Station: Die Galileischen Monde 173
Ring(e) frei für den Saturn! 177
Das Geheimnis des Ringsystems 178
Stürmische Zeiten auf dem Saturn 179
Der Titan ist ein Gigant 179
Enceladus - ein Kryo-Mond 180
Kapitel 9 Janz weit draußen: Uranus, Neptun, Pluto - und was dahinter noch kommt 183
Uranus und Neptun brechen ihr eisiges Schweigen 183
Schwer getroffen, tief gebeugt: Der Uranus 184
In falscher Richtung: Der Neptun und sein größter Mond 185
Pluto, ein faszinierender Zwerg 187
Zeig' mir deine Krater, und ich sage dir, wie alt du bist 189
Ein genauerer Blick auf Sputnik Planitia 189
Die Herren der Unterwelt 191
Alles über den Kuipergürtel 191
Die äußeren Planeten beobachten 193
Begegnung mit dem Uranus 193
Neptun von einem Stern unterscheiden 194
Die Meisterprüfung: Den Pluto sehen 195
Teil III: Die gute alte Sonne und andere Sterne 197
Kapitel 10 Unser ganz persönlicher Stern - die Sonne 199
Was auf der Sonne so los ist 200
Die Sonne - ein großer Gasball 201
Zwischen Kern und Korona: Die Sonnenregionen 201
Sonnenaktivität: Was geht da drinnen vor? 204
Sonnenwind: Das Spiel mit Magneten 207
Tatort Sonne: Das Geheimnis der verschwundenen Neutrinos 208
Vier Milliarden Jahre und noch viel mehr: Die Lebenserwartung der Sonne 209
Liebe kann blind machen ... falsche Sonnenbeobachtungen auch 210
Sonnenbeobachtung mit der Projektionstechnik 211
Die Sonne durch Objektivfilter betrachten 214
Zur Sonne blicken wird nie langweilig 216
Sonnenflecken auf ihrem Weg begleiten 216
Erlebnis Sonnenfinsternis 218
Sonnenfotos im Internet 222
Kapitel 11 Reise zu den Sternen 225
Das Leben der schweren Jungs 226
Junge stellare Objekte: Wenn die Sterne laufen lernen 227
Die Hauptreihensterne: Alt werden, aber nie alt sein 227
Rote Riesen: Wenn die goldenen Jahre vorbei sind 229
Aus die Maus: Das Ende der stellaren Evolution 230
Farbe, Helligkeit und Masse von Sternen 236
Spektraltypen: Welche Farbe hat mein Stern? 236
Wem gehört das Sternenlicht: Die Leuchtkraftklassen 237
Die Masse bestimmt die Klasse 239
Das H-R-Diagramm 240
Für immer vereint: Doppel- und Mehrfachsternsysteme 241
Doppelsterne und der Dopplereffekt 241
Wenn Sterne mehr als einen Partner haben 244
Wandel muss sein: Veränderliche Sterne 246
Pulsierende Sterne 246
Nachbarn, die schnell in die Luft gehen: Flaresterne 248
Explodierende Sterne 249
Versteckspiel im All: Die Bedeckungsveränderlichen 251
Fang das Licht: Der Mikrolinseneffekt 252
Unsere Sternnachbarn 253
Helfen Sie den Experten 255
Ihr Kopf und Ihr Computer als Forschungshelfer 256
Kapitel 12 Die Milchstraße - und darüber hinaus 257
Die Milchstraße - unsere galaktische Heimat 257
Wie und wann entstand die Milchstraße? 259
Welche Form hat die Milchstraße? 259
Wo befindet sich die Milchstraße? 261
Sternhaufen - galaktische Versammlungsstuben 261
Eine lose Zusammenkunft - offene Sternhaufen 262
Dicht gepackt: Kugelsternhaufen 264
Schön, solange es währt - OB-Assoziationen 266
Die vernebelte Galaxie 266
Planetarische Nebel entdecken 269
Wenn's richtig rumst: Supernovaüberreste 271
Die besten Nebel am Nachthimmel 271
Welteninseln im Universum: Galaxien 273
Spiral-, Balkenspiral- und linsenförmige Galaxien 274
Elliptische Galaxien 275
Klein, leuchtschwach, chaotisch - weitere Galaxientypen 276
Die schönsten Galaxien des irdischen Himmels 277
Die Lokale Gruppe entdecken 280
Galaxienhaufen 280
Superhaufen, kosmische Leerräume und »Große Mauern« 281
Auf in den Galaxienzoo! 282
Kapitel 13 Schwarze Löcher und Quasare 283
Besser Abstand halten: Schwarze Löcher 283
Schwarze Löcher, klein und groß 284
Schwarze Löcher im Detail 284
Gar nicht schwarz: Die Umgebung Schwarzer Löcher 286
Gekrümmter Raum, gedehnte Zeit 288
Schwarze Löcher sind Vielfraße 290
Quasare, oder: Schwarze Löcher, ziemlich hell 290
Winzig kleine Leuchtkraftriesen 292
Galaktischer Jetset 292
Seltsame Quasarspektren 293
Aktive Galaxienkerne - willkommen in der Quasarfamilie 293
AGNs in allen Geschmacksrichtungen 293
Die Energiequelle der AGN 295
Einheit in Vielfalt 295
Teil IV: Gedanken über ein bemerkenswertes Universum 297
Kapitel 14 Ist da wer? SETI und Planeten bei anderen Sternen 299
SETI und die Drake-Gleichung 300
SETI: Auf der Suche nach E.T. 302
Das Phoenix-Projekt 303
Die Suche geht weiter: Andere SETI-Programme 304
Heiße Ziele für SETI 306
Bei der Suche nach E.T mitmachen 306
Die Entdeckung ferner Welten 306
Die Vorstellung von Exoplaneten im Wandel der Zeit 307
Wie findet man Exoplaneten? 308
Exoplaneten aus der Nähe 312
Im Proxima-Fieber 314
Neue Wege für die interstellare Raumfahrt 315
Erdähnliche Planeten bei TRAPPIST-1? 316
Exoplaneten sichten - aus Spaß und für die Wissenschaft 316
Astrobiologie: Wie lebt sich's auf anderen Welten? 317
Extremophile - Leben auf die harte Tour 317
Auf der Suche nach Leben im Sonnensystem 318
Kapitel 15 Keine Science-Fiction: Dunkle Materie und Antimaterie 323
Dunkle Materie - der universelle Klebstoff des Kosmos 323
Hinweise auf die Dunkle Materie 324
Die Frage der Fragen: Woraus besteht die Dunkel Materie? 327
Ein Schuss ins Dunkle - die Suche nach der Dunklen Materie 329
Die Jagd nach WIMPs und anderen Formen mikroskopischer Dunkler Materie 329
MACHOs - Dunkle Materie als Hellmacher 331
Dunkle Materie unter der Gravitationslinse 331
Gegensätze ziehen sich an - Antimaterie 332
Kapitel 16 Der Urknall und das Werden des Universums 335
Beweise für den Urknall 336
Inflation im Universum 337
Von nichts kommt was: Inflation und Vakuum 338
Größer, schneller, flacher: Die Inflation und die Form des Universums 339
Dunkle Energie: Der Universal... äh, Universumsbeschleuniger 340
Was Mikrowellen so alles ausplaudern 340
Wo die Klumpen im Pudding (und im Universum) herkommen 341
Die Daten der Hintergrundstrahlung auswerten 342
In einer weit entfernten Galaxie: Standardkerzen und die Hubble-Konstante 343
Standardkerzen: Galaktische Entfernungen messen 343
Die Hubble-Konstante: Wie schnell Galaxien wirklich sind 343
Das Schicksal des Universums 345
Teil V: Der Top-Ten Teil 347
Kapitel 17 Zehn verblüffende Fakten über das Weltall und die Astronomie 349
Sie haben winzige Meteoriten im Haar 349
Ein Kometenschweif zeigt manchmal nach vorn 350
Die Erde besteht aus seltener und ungewöhnlicher Materie 350
Die Flut kommt gleichzeitig auf beiden Seiten der Erde 350
Auf der Venus fällt kein Regen auf den Grund 350
Überall auf der Erde liegt Marsgestein herum 351
Der Pluto wurde aufgrund eines Irrtums entdeckt 351
Sonnenflecken sind nicht dunkel 351
Manche Sterne, die wir sehen, sind schon lange explodiert 351
Der Urknall wurde im Fernsehen übertragen 352
Kapitel 18 Zehn verbreitete Irrtümer zum Thema Astronomie 353
»Es dauerte 1.000 Lichtjahre, bis uns das Licht von diesem Stern erreichte« 353
Ein gerade vom Himmel gefallener Meteorit ist noch heiß 353
Der Sommer kommt immer, wenn die Erde der Sonne am nächsten steht 354
Die Rückseite des Monds ist dunkel 354
Der »Morgenstern« ist ein Stern 354
Auf einer Reise durch den Asteroidengürtel wären Sie von unzähligen Asteroiden umgeben 354
Ein »Killerasteroid« auf Kollisionskurs mit der Erde ließe sich auf nukleare Weise beseitigen 355
Die Sonne ist ein Durchschnittsstern 355
Das Hubbleteleskop ist weit draußen im All unterwegs 355
Der Urknall ist widerlegt 356
Glossar 357
Himmelsmaße 360
Stichwortverzeichnis 363
Kapitel 1
IN DIESEM KAPITEL
Gehen Sie in einer klaren Nacht hinaus und blicken Sie zum Himmel. Falls Sie in einer Großstadt oder einem überfüllten Vorort leben, werden Sie Dutzende, ja vielleicht Hunderte von Sternen blinken sehen. Je nach Monatszeit entdecken Sie vielleicht auch den Vollmond und bis zu fünf der acht Planeten, die um die Sonne kreisen.
Und da - eine Sternschnuppe (ein »Meteor«) flitzt vorbei! Was Sie da sehen, ist im Grunde nur das Aufleuchten eines winzigen Körnchens Weltraumstaub, das in den oberen Atmosphärenschichten verglüht.
Danach sehen Sie ein weiteres Lichtobjekt, das langsam und stetig über den Himmel wandert. Ist es ein Weltraumsatellit, wie das Hubble-Raumteleskop oder die Internationale Raumstation? Oder nur ein Flugzeug, das weit oben fliegt? Falls Sie einen Feldstecher zur Hand haben, können Sie den Unterschied leicht feststellen. Die meisten Flieger haben Blinklichter, außerdem kann man oft ihre Umrisse erkennen.
Falls Sie auf dem Land leben - irgendwo an der Küste, weit entfernt von der nächsten Ortschaft, inmitten von Feldern oder in den Bergen, jenseits von in Flutlicht getauchten Skipisten -, können Sie sogar Tausende von Sternen sehen. Die Milchstraße erscheint als prächtiges, wie mit Perlen übersätes Band am Himmelszelt. Was Sie da sehen, ist das vereinigte Leuchten von Millionen lichtschwachen Sternen, die mit dem bloßen Auge nicht als Einzelobjekte erkannt werden können. An großen Beobachtungsstätten, wie etwa Cerro Tololo in den chilenischen Anden, sieht man sogar noch mehr Sterne. Sie hängen wie strahlende Laternen an einem pechschwarzen Himmel, und häufig funkeln sie nicht einmal wie in van Goghs Gemälde Sternennacht.
Wenn Sie zum Himmel blicken, betreiben Sie bereits Astronomie. Sie beobachten das Universum, das Sie umgibt, und versuchen, in dem, was Sie sehen, einen Sinn zu erkennen. Jahrtausendelang gründete alles, was Menschen über den Himmel wussten, nur auf Beobachtungen. Nahezu alles, womit die Astronomie sich beschäftigt,
Über all jene Dinge (und noch mehr) versucht dieses Kapitel, Sie aufzuklären.
Astronomie ist das Studium des Himmels, die Wissenschaft der kosmischen Objekte und Himmelserscheinungen sowie die Erforschung der Natur des Universums, in dem wir leben. Professionelle Astronomen betreiben Astronomie, indem sie mithilfe von Teleskopen das sichtbare Licht von Sternen einfangen oder Radiowellen empfangen, die aus dem All kommen. Sie haben Teleskope hinterm Haus stehen, besitzen gewaltige Beobachtungsinstrumente und Satelliten, die um die Erde kreisen und verschiedene Formen des Lichts einfangen (wie etwa UV-Strahlung), das von der Atmosphäre daran gehindert wird, den Erdboden zu erreichen. Sie schicken Teleskope in Raketensonden zum Himmel, bestückt mit Instrumenten, die wissenschaftliche Beobachtungen in solchen Höhen erst ermöglichen, aber auch an Bord von unbemannten Ballons. Und sie schicken Instrumente in unser Sonnensystem, die Gesteins- und Erdproben aus den Tiefen des Alls mit an Bord nehmen.
Profiastronomen beschäftigen sich mit der Sonne und dem Sonnensystem, der Milchstraße und noch weiter entfernten Regionen des Universums. Sie verwenden dazu die größten Teleskope der Welt - etwa das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile oder das Hubble-Teleskop im Weltall - und arbeiten an Universitäten und anderen Forschungsinstituten.
Neben den etwa 20.000 Profiastronomen weltweit genießen auch mehrere Hunderttausend Amateurastronomen den Blick in den Himmel. Sie kennen die bekanntesten Konstellationen (von denen 88 offiziell benannt und katalogisiert sind) und benutzen sie als Wegweiser, wenn sie den Himmel mit bloßem Auge, einem Feldstecher oder einem Teleskop absuchen.
Nicht alle Sterngruppen, die Sie vielleicht kennen, gehören zu den 88 international bekannten Sternbildern (die Begriffe »Sternbild« und »Konstellation« meinen dasselbe). Eine Sterngruppe (auch Asterismus genannt) kann identisch sein mit einem bestimmten Sternbild, sie kann aber auch Sterne aus mehr als nur einer einzigen Konstellation enthalten. Von den Ecksternen des großen Vierecks im Pegasus zum Beispiel entstammen drei der Pegasus-Konstellation selbst, einer davon jedoch gehört zu Andromeda. Und sicher kennen Sie alle den Großen Wagen. Falls nicht, können Sie ihn sich in Abbildung 1.1 einmal genau ansehen.
Abbildung 1.1: Der Große Wagen (im Sternbild Ursa Major) ist eine Sterngruppe.
Zahlreiche Amateure liefern sogar wertvolle wissenschaftliche Beiträge. Sie verfolgen die wechselnde Helligkeit der sogenannten veränderlichen Sterne; sie entdecken Asteroiden, Kometen und explodierende Sterne; sie reisen durch die ganze Welt, um die Schatten einzufangen, die Asteroiden werfen, wenn sie an hellen Sternen vorbeiziehen (und helfen somit den Profis beim Aufzeichnen der jeweiligen Form der Asteroiden). Sie nehmen sogar über den heimischen PC oder das Smartphone an professionellen Citizen-Science-Forschungsprojekten teil, wie ich sie in Kapitel 2 und an anderer Stelle in diesem Buch erläutere.
Im restlichen ersten Teil des Buchs versorge ich Sie mit Informationen, die Ihre Himmelsbeobachtungen zu einem lohnenden und amüsanten Unterfangen machen werden.
Das Licht liefert uns Informationen über die Planeten, Monde und Kometen in unserem Sonnensystem, über die Sterne, Sternhaufen und Nebel in unserer Galaxie sowie über noch weiter entfernte Objekte.
In früherer Zeit machten die Menschen sich keine Gedanken über die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Sterne; sie übernahmen die alten Volkssagen und Mythen und gaben sie weiter: vom Großen Bären, vom Teufelsstern, vom Drachen, der die Sonne bei einer Finsternis verschlang, und so weiter. Diese Geschichten unterschieden sich von Kultur zu Kultur; die Sternmuster jedoch wurden von vielen Menschen entdeckt. In Polynesien ruderten erfahrene Seeleute Hunderte von Meilen weit über das offene Meer, ohne Orientierungspunkt und ohne Kompass. Nur die Sterne wiesen ihnen den Weg, die Sonne und ihr Wissen über den Einfluss der Winde und Strömungen.
Wenn sie einen leuchtenden Stern erblickten, notierten sich unsere Ahnen seine Helligkeit, seine Position am Himmel und seine Farbe. Diese Informationen helfen uns dabei, ein Himmelsobjekt vom anderen zu unterscheiden, und unseren Vorfahren (wie auch vielen Menschen heute) waren sie vertraut wie alte Freunde. Hier ein paar Dinge, die Sie beherrschen sollten, um zu erkennen und zu beschreiben, was Sie am Himmel sehen:
Der Begriff Planet kommt von dem griechischen Wort planetes (»Wanderer«). Den Griechen (und anderen antiken Völkern) war aufgefallen, dass sich fünf Lichtflecke durch das Sternmuster am Himmel bewegten. Manche davon bewegten sich stetig vorwärts; andere kehrten auf ihrer Bahn gelegentlich um - warum, wusste keiner. Außerdem funkelten diese Lichtflecke im Gegensatz zu den Sternen nicht, doch auch dafür kannte niemand den Grund. Jede Kultur hatte für diese fünf Lichtflecke, die wir heute als Planeten bezeichnen, ihre eigenen Namen. Ihre deutschen Bezeichnungen sind Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn. Diese Himmelskörper wandern keineswegs zwischen den anderen Sternen herum; sie kreisen um die Sonne, dem Zentralgestirn unseres Sonnensystems.
Moderne Astronomen wissen, dass Planeten sowohl kleiner als auch größer als die Erde sein können. Alle jedoch sind sie weitaus kleiner als die Sonne. Die Planeten in unserem Sonnensystem sind der Erde so nahe, dass man sie als kleine Scheiben wahrnehmen kann - zumindest, wenn man sie durch ein Teleskop betrachtet -, sodass sich ihre Form und Größe feststellen lassen. Die Sterne hingegen sind so weit von der Erde entfernt, dass sie selbst durch das leistungsstärkste Teleskop nur als kleine Lichtpunkte erscheinen. (Mehr über die Planeten in unserem Sonnensystem erfahren Sie in Teil II. Über Planeten bei fremden Sternen geht es in Teil IV.)
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Weitere Informationen finden Sie in unserer E-Book Hilfe.
