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Astronomie:Weiß der Himmel

400 Jahre nach Kepler und Galileo - gibt es da noch Rätsel im All? Und ob, sagen Sternenforscher.

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Quelle: SZ

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1 Gibt es andere Planeten, auf denen Leben möglich ist?

Mehr als 330 Planeten in fernen Sonnensystemen, haben Astronomen bereits entdeckt. Doch die meisten bekannten Exoplaneten sind entweder riesige Gasbälle oder sie umkreisen ihren Stern auf engen, viel zu heißen Bahnen. Erdähnliche Welten, die ihr Zentralgestirn in lebensfreundlichem Abstand umkreisen, wurden bislang kaum gesichtet. Ein Grund dafür ist aber, dass die großen und schnellen Planeten leichter auszumachen sind.

Neue Weltraumspäher, wie die vor zwei Jahren gestartete europäische Corot-Sonde oder das für 2013 geplante JamesWebb-Weltraumteleskop sollen das ändern - und mehr Planeten finden wie den Himmelskörper namens Gliese 581c: Auf dem bislang erdähnlichsten Exoplaneten ist es zwar reichlich kalt. Theoretisch könnte er aber durch einen Treibhauseffekt auf lebensfreundliche Temperaturen gebracht werden. alst

Grafik: Nasa

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2 Wie könnte man fremde Wesen im All entdecken?

Falls außerirdische Lebensformen so wie irdische Wesen aus organischen Molekülen zusammengesetzt sind, müsste es möglich sein, Signale dieser chemischen Verbindungen im All zu entdecken. Ein Beweis für außerirdisches Leben wäre das allerdings nicht. Sicherheit brächten nur konkrete Mitteilungen von Aliens, etwa in Lichtstrahlen oder Radiowellen versteckte Botschaften. Forscher am kalifornischen SETI-Projekt sind davon überzeugt, dass es alleine in der Milchstraße hunderte intelligente Zivilisationen geben muss. Der ehemalige Kompagnon von Bill Gates und Microsoft-Mitbegründer Paul Allen hat daher eine gewaltige Teleskopanlage finanziert. 350 Radioteleskopschüsseln im Norden Kaliforniens sollen vom kommenden Jahr an 100 Millionen Funkkanäle pro Sekunde nach interstellaren Botschaften abhorchen. pai

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3 Was ist Dunkle Materie?

Mehr als hundert Milliarden Galaxien mit jeweils etwa hundert Milliarden Sternen lassen sich heute beobachten. Eine unvorstellbare Menge an Materie steckt darin, und dennoch: Sie ist eher eine Randerscheinung. Zwischen allen sichtbaren Himmelskörpern muss es eine unsichtbare Substanz geben: Dunkle Materie. Sie hält Spiralgalaxien ebenso zusammen wie ganze Galaxienhaufen. Von dieser Substanz muss es sechsmal so viel geben wie von der sichtbaren Materie. Nach heutigem Wissen handelt es sich bei der Dunklen Materie um Elementarteilchen, die sich von den Bausteinen der normalen Materie grundlegend unterscheiden. Sie besitzen keine elektrische Ladung, verschlucken keine Strahlung und senden auch keine aus. Aber sie besitzen eine Masse und üben deshalb Schwerkraft aus. Jeden Tag durchqueren vermutlich Milliarden dieser Teilchen unbemerkt den menschlichen Körper. Bislang schlug jedoch jeder Versuch fehl, auch nur eines der Geisterteilchen im Labor nachzuweisen. Die Suche geht weiter, auch in Europas neuem Superbeschleuniger am CERN, der in diesem Sommer wieder anlaufen soll. tb

Foto: AFP/Nasa

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4 Warum gibt es Dunkle Energie?

Was amerikanische Forscher Ende 1998 entdeckten, verschlug ihnen den Atem. Die Ausdehnung des Universums hat sich in den vergangenen Milliarden Jahren beschleunigt. Das widersprach jeder Lehrmeinung, der zufolge sich die Expansion eigentlich verlangsamen sollte, weil der Schwung des Urknalls nachlässt. Für die fortgesetzte Inflation des Weltalls machen die Forscher seither Dunkle Energie verantwortlich. Sie übt Druck auf den Raum aus und treibt ihn auseinander, bis das Universum als kalte, dunkle Leere endet. Doch niemand weiß, worum es sich bei der Dunklen Energie handelt. Offenbar durchzieht sie das gesamte Universum gleichmäßig.Wer sie erklärt, besitzt nach Meinung vieler Forscher den Schlüssel zu einem neuen Verständnis der Naturkräfte.tb

Foto: Die älteste bekannte Supernova. AP/Nasa, A. Riess (STsci)

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5 Was ist Schwerkraft?

Wenn Einstein Recht hatte, breitet sich nicht nur das Licht mit Lichtgeschwindigkeit aus, sondern auch die Wirkung der Schwerkraft. Beschleunigte Massen, dazu gehören auch Planeten, erzeugen demnach Beulen in der Raumzeit, die anschließend durch das Universum wandern. Alle Versuche, diese "Gravitationswellen" nachzuweisen, sind bislang allerdings gescheitert. Selbst gewaltige Massenbewegungen wie die Explosion einer Supernova konnten mit irdischen Gravitations-Detektoren nicht gemessen werden. Astronomen setzen daher große Hoffnung auf ein Instrument namens Lisa: Das europäisch-amerikanische Gemeinschaftsprojekt ("Laser Interferometer Space Antenna") besteht aus drei Satelliten, die in einem Abstand von fünf Millionen Kilometer fliegen und kleinste Veränderungen des Gravitationsfelds messen können. In spätestens zehn Jahren soll Lisa das Wesen der Schwerkraft endlich ergründen. alst

Foto: ESA/Nasa/Eso/dpa

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6 Wie kann sich die Menschheit vor Killer-Asteroiden schützen?

Um eine drohende Gefahr abzuwenden, muss man sie erst kennen. Nach dem spektakulären Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy auf dem Jupiter im Jahr 1994 hat der US-Kongress die Nasa beauftragt, auf Kollisionskurs befindliche Himmelskörper aufzusüren. Mittlerweile gibt es weltweit Suchprogramme, und bis 2020 sollen 90 Prozent aller Objekte größer als 140 Meter aufgespürt sein. Fast 4000 erdnahe Himmelskörper stehen bereits unter Beobachtung, täglich werden es mehr. Sollte ein Objekt aufgespürt werden, das die Erde ernsthaft gefährdet, so gibt es bislang jedoch nur vage Ideen, wie zu reagieren wäre. Ein Vorschlag ist, ein massives Raumschiff loszuschicken, das neben dem Asteroiden herfliegt, und den gefährlichen Brocken dank der eigenen Schwerkraft vom Kollisionskurs ablenkt. Doch diese Lösung bräuchte viel Zeit zwischen Entdeckung und Abwehr. Weitere Ideen sind wenig ausgereift, etwa eine Seite des nahenden Asteroiden zu erhitzen, damit er einen Bogen fliegt. pai

Foto: AFP/Nasa

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7 Warum schwankt die Aktivität der Sonne?

Erst in den vergangenen Jahrzehnten ist den Himmelsforschern bewusst geworden, welchen Schwankungen die Sonne unterworfen ist und wie gewalttätig die Vorgänge auf dem Stern sind. Zwar verfolgen Astronomen seit 400 Jahren mehr oder minder systematisch, wie sich die Sonnenflecken verändern. Diese dunkleren und kühleren Stellen folgen einem Elf-Jahres-Zyklus. Aber erst im Satelliten-Zeitalter sind die sogenannten Sonnenfackeln (kleinere, hellere Flecken) und vor allem die massiven Eruptionen von glühendem Gas und die Ausbrüche von Sonnenwind zum Thema der Forschung geworden. Sie hängen offenbar wie die Flecken mit dem sich ständig wandelnden Magnetfeld der Sonne zusammen, das die Wissenschaft bislang nur unzureichend versteht. Es hat aber direkte Auswirkungen auf die Menschheit. Zwar bleibt die gesamte Strahlung der Sonne erstaunlich konstant (auf 0,1Prozent), aber Eruptionen und Sonnenwinde führen zu Polarlichtern auf der Erde und könnten sogar Kommunikations- oder Wettersatelliten beschädigen. Etliche Späher im Weltraum beobachten darum die Sonne. Soho liefert tägliche Bilder mit zwölf verschiedenen Instrumenten, Genesis hat Proben des Sonnenwindes zur Erde gebracht. Seit 2006 vermessen die beiden Stereo-Satelliten den Feuerball dreidimensional. cris

Foto: Nasa/AP

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8 Was passiert im Inneren von Schwarzen Löchern?

Einem Schwarzen Loch kann nichts entkommen: kein Licht, keine Materie und auch keine Information. Wie es in seinem Innern aussieht, ist eine Herausforderung für Theoretiker. Folgt man den Formeln der Allgemeinen Relativitätstheorie, ergibt sich im Zentrum eines Schwarzen Loches eine physikalisch absurde Situation: die Raumzeit wäre unendlich stark gekrümmt, alle Materie wäre in einem Punkt konzentriert. Astronomen sprechen von einer Singularität, einer physikalisch gesetzlosen Region. Weil so etwas unschön ist, arbeiten Physiker seit mehr als 20 Jahren an der Schleifen-Quantengravitation, einer Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantenphysik. Ihr zufolge wäre die Masse im Schwarzen Loch nicht in einem Punkt, sondern einen kleinen, extrem dicht gepackten Bereich konzentriert. Experimentell überprüfen lässt sich das allerdings nicht: Jeder, der es wagt, einem Schwarzen Loch zu nahe zu kommen, wird, wie Stephen Hawking es formuliert, unweigerlich "zu Spaghetti verarbeitet". alst

Grafik: French Atomic Energy Commission and Institute for Astronomy /Space Physics Conicet of Argentina

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9 Warum steckt in jeder Galaxie ein Schwarzes Loch?

Bis vor einigen Jahren galten Schwarze Löcher als kuriose Vagabunden im Kosmos. Doch dann erkannten Astronomen, dass sich im Zentrum jeder Galaxie ein Schwarzes Loch befindet, manche davon sind Milliarden Mal so schwer wie die Sonne. In der Mitte einer Galaxie befinden sich um so mehr Sterne, je schwerer das Schwarze Loch ist. Die Gesamtmasse aller Sterne ist jeweils ziemlich genau 500-mal so groß wie die des Schwarzen Lochs. Dieser Zusammenhang ist erstaunlich, weil die allermeisten Sterne von der Schwerkraft des Schwarzen Lochs nicht beeinflusst werden. Doch nach neuesten Daten galt das im frühen Universum nicht: Da waren die Schwarzen Löcher im Verhältnis viel schwerer als ihre Sternhaufen. Womöglich wirken sie als eine Art Kondensationskeim für Galaxien. Die genauen Zusammenhänge müssen die Astronomen aber noch ergründen. tb

Foto: Nasa/AP

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10 Warum ist der Mond plötzlich wieder so interessant?

Vieles auf dem Erdtrabanten ist noch unerforscht. Das beginnt bei der dünnen Atmosphäre sowie der Oberfläche und endet noch nicht bei den Mineralien im Mondboden. Aus dem chemischen Aufbau der Mondes wollen Wissenschaftler auch etwas über die Erde lernen, ist der Trabant doch wahrscheinlich bei einer Kollision der jungen Erde mit einem anderen Himmelskörper entstanden. Die Amerikaner träumen gar von einer Mondbasis, auch um dort ihre Mars-Mission vorzubereiten. In den vergangenen Jahren haben Europa, China, Japan und Indien Raketen zum Mond gestartet; Auch in Südkorea und sogar in Deutschland denkt man noch nach. Google hat sogar einen Wettbewerb ausgerufen: 30 Millionen Euro Preisgeld sind ausgeschrieben für denjenigen, der ein Fahrzeug auf den Mond bringt oder Fotos von Relikten der Apollo-Missionen schießt. cris

Grafik: Nasa

© sueddeutsche.de

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