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Die Grundlagen des Wissens

Milchstraße Interview: Sind wir allein im All?

Der Astronom Hans-Walter Rix erklärt, warum das Leben höchstwahrscheinlich auch auf anderen Planeten Fuß gefasst hat
In diesem Artikel
Wie können Forscher ermitteln, welche chemischen Elemente ein Stern enthält?
Könnte uns auch ein Zusammenstoß mit einem anderen Stern drohen?
Ist es manchmal frustrierend, dass Sie Ihr Forschungsobjekt, also die Milchstraße, niemals von außen werden sehen können?

GEOkompakt:Herr Professor Rix, was ist die aufregendste und überraschendste Erkenntnis über die Milchstraße aus der jüngsten Zeit?

Professor Hans-Walter Rix: In den vergangenen zehn Jahren ist nach und nach klar geworden, dass unsere Milchstraße nicht isoliert und im Gleichgewicht ist. Sie entwickelt sich ständig, nicht nur weil neue Sterne entstehen, sondern weil sie vor allem ständig von anderen, kleinen Galaxien bombardiert wird, die an ihr zerren und zu Umstrukturierungen führen. Vor 15 Jahren etwa haben Astronomen entdeckt, dass sich die Sagittarius-Zwerggalaxie von der anderen Seite unserer Galaxis aus durch die Milchstraßenscheibe bohrt.

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Prof. Dr. Hans-Walter Rix ist Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und einer der renommiertesten deutschen Erforscher der Milchstraße

Ist das eine Art Zusammenstoß?

Ja, aber er verläuft insofern völlig undramatisch, weil zwischen den Sternen enorm viel Platz besteht und sie einfach aneinander vorbeifliegen. Dennoch kann die Begegnung unsere ganze Galaxienscheibe ins Wabern bringen.

Wie muss man sich das vorstellen?

Die Milchstraßenscheibe wird durch die sich ständig ändernde Gravitationskraft bei einer solchen Galaxienkollision durchgeschüttelt und wackelt daher, vor allem in ihren äußeren Bereichen. Das lässt sich erkennen, wenn wir uns die Sternenverteilung am Rand der Scheibe anschauen: Sie ist nicht symmetrisch, sondern ausgefranst.

Was ist dort mit den Sternen geschehen?

Ihre Umlaufbahnen haben sich verändert. Sie führen weiter aus der Ebene der Scheibe heraus als früher, dann wieder zurück und auf die andere Seite. Die Sterne pendeln um die Scheibenebene.

Und wie wirkt sich die Kollision auf die Zwerggalaxie aus?

Wenn eine solche Galaxie an der Milchstraße vorbeifliegt, wird sie durch deren Gravitationskraft regelrecht zerrissen. Die Reste werden zu Sternenströmen, zu Bändern von Sternen, die die Milchstraße umgeben.

Lässt sich so etwas auch an anderen Galaxien beobachten?

Ja, zum Beispiel bei der benachbarten Andromeda-Galaxie. Sie ist von etlichen Sternenströmen umgeben, und auch ihre Scheibe wabert an den Rändern. Kollisionen mit Satellitengalaxien kommen offenbar vergleichsweise häufig vor.

Wie oft?

Die Tatsache, dass unsere Milchstraße noch so eine dünne Sternscheibe hat, die als Sternenband am Himmel erscheint, bedeutet: Sie ist noch nie mit einer vergleichbar großen Galaxie zusammengestoßen. Dies wird erst in ein paar Milliarden Jahren geschehen, wenn wir mit der auf uns zufliegenden Andromeda-Galaxie kollidieren. Aber es scheint zweifellos, dass die Milchstraße bereits ein Dutzend kleiner Galaxien bei solchen Bahnkollisionen zerrissen hat.

Gehört unsere Milchstraße eher zu den kleinen oder großen Sternsystemen?

Sie ist mit ihren mindestens 100 Milliarden Sternen die Durchschnittsgalaxie schlechthin. Und weil sie das ist, hilft uns ihre Erforschung, einen sehr häufigen und typischen Fall von Galaxienentwicklung im Universum zu verstehen.

Und wie groß sind Zwerggalaxien?

Bis vor zehn Jahren dachte man, die kleinsten Galaxien haben eine Million Sterne. Jetzt wissen wir, dass es Galaxien mit nur gut 1000 Sternen gibt.

Und wie entstehen die Zwerggalaxien?

Man stellt sich heute vor, dass bei allen Galaxien die Dunkle Materie eine entscheidende Rolle spielt. Diese mysteriöse Form der Materie ist im All nicht gleichmäßig verteilt, sondern ballt sich in manchen Gebieten stärker als anderswo. Die normale atomare Materie, wie wir sie kennen, wird von der Dunklen Materie angezogen und verdichtet sich so in den Zentren der Dunkle-Materie-Ansammlungen zu Gaswolken. In diesen Wolken zünden schließlich die ersten Sterne. Ob sich daraus eine normale oder eine Zwerggalaxie entwickelt, hängt vor allem von der Menge der Dunklen Materie und damit auch der normalen Materie ab. Ist die Konzentration Dunkler Materie besonders hoch, können sich Materiewolken mit bis zu 1000 Milliarden Sonnenmassen bilden. Es entstehen aber eben auch sehr viel masseär mere Klumpen Dunkler Materie, die es lediglich schaffen, rund 1000 Sterne zu bilden. Sie werden zu Zwerggalaxien.

Wie lässt sich all das herausfinden?

Indem wir vor allem Informationen über die Sterne sammeln. Wir möchten gern von jedem einzelnen Stern wissen, wo genau er sich befindet, auf welcher Umlaufbahn er um das Zentrum kreist, wie alt er ist und wie seine Vorgeschichte aussieht. Man kann das mit der Entwicklung einer Stadt vergleichen: Wenn man von jedem Haus Baujahr, Grundriss, Verkaufsdaten und so weiter kennt, dann kann man die Geschichte dieser Stadt nachvollziehen und zum Beispiel rekonstruieren, ob sie etwa von innen nach außen gewachsen ist.

War das bei der Milchstraße der Fall?

Ja, die Milchstraße ist von einem inneren Kern aus nach außen gewachsen. Wir sehen, dass die ältesten Sterne sich innen befinden.

Wie hat man das ermittelt?

Nun, die Geschichte des Universums lässt sich als eine zunehmende nukleare Verseuchung begreifen. Am Anfang gab es bloß Wasserstoff und Helium. Alle anderen, schweren Elemente sind im Inneren von Sternen durch Kernfusionen entstanden. Diese neuen schweren Elemente – ich nenne sie jetzt mal „nuklearen Müll“ – wurden am Ende eines Sternenlebens entweder durch Winde oder Supernova-Explosionen nach außen geblasen und in die nächsten Sterngenerationen eingebaut.

Man kann die später entstandenen, jüngeren Sterne also daran erkennen, dass sie mehr schwere Elemente enthalten?

Genau. Etwas anders ist die Situation jedoch in der Mitte der Milchstraße. Die Sterne dort enthalten viel schwere Elemente, weil sich im Zentrum viel Masse ballt und dort schon früher mehr Generationen von Sternen entstanden und vergangen sind als in den äußeren Bezirken der Galaxis. Das heißt, dort ist die Zunahme der nuklearen Verseuchung schneller verlaufen. Grundsätzlich aber kann man die Galaxienentwicklung durch die Messung dieser schweren Elementhäufigkeiten bestimmen.

Wie können Forscher ermitteln, welche chemischen Elemente ein Stern enthält?

Sie zerlegen das Licht der Sterne in seine Regenbogenfarben, in Spektren. Dort sucht man nach Absorptionslinien. Jedes chemische Element hinterlässt dunkle Linien im Spektrum. Indem man das Licht eines Sterns zerlegt, kann man anhand der einzelnen Linien und ihrer Stärke erkennen, welche Elemente er enthält und wie viel davon. Er hinterlässt sozusagen einen Fingerabdruck seiner chemischen Zusammensetzung.

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Hans-Walter Rix (hier vor einem Teleskop des Max-Planck-Instituts für Astronomie) koordiniert internationale Wissenschaftsprojekte zur Erkundung der Galaxis

Verrät dieser Fingerabdruck noch mehr über die Sterne?

Ja, an den Elementen lässt sich sogar die Herkunft eines Sterns innerhalb der Milchstraße ersehen. Solche Sterne, die aus der gleichen Molekülwolke stammen, haben praktisch identische Elementhäufigkeiten. Die meisten Sterne entstehen in Haufen, die nach ein paar Umrundungen des galaktischen Zentrums auseinanderfallen. Wenn ich jetzt zwei Sterne finde, die identische Elementhäufigkeiten haben, müssen die zum gleichen Zeitpunkt im gleichen Haufen geboren worden sein. Um die Analogie mit der Stadt zu verwenden: Wir können daran erkennen, ob jemand umgezogen ist.

Noch mehr Erkenntnisse über die Milch - straße soll der Satellit Gaia liefern, der im Dezember 2013 gestartet wurde. Was erwarten Sie von der Mission?

Gaia wird die Messgenauigkeit von Sternentfernungen und -bewegungen um den Faktor 100 verbessern. Die Entfernungen sind besonders wichtig, um zu verstehen, wie hell oder leuchtkräftig der Stern wirklich ist: ein Faktor, der zum Beispiel seine Lebensdauer beeinflusst. Wir werden in Zukunft nicht nur für ein paar Millionen – wie bislang –, sondern für eine Milliarde Sterne die exakte dreidimensionale Position im Raum und ihre Geschwindigkeit messen. Wir werden wissen, wo sie sind, wohin sie sich bewegen und wie ihr Orbit um das Zentrum verläuft.

Wie wird diese Verbesserung erreicht?

Zum einen dadurch, dass der Satellit seine Fotos im All macht, wo die Bilder sehr viel schärfer sind als auf der Erde, da sie nicht durch die atmosphärische Turbulenz gestört werden. Zum anderen ist man inzwischen technisch in der Lage, eine Gigapixel-Kamera zu bauen, die Himmelsbilder auf einer Milliarde Pixel registriert. Sonst wäre es nicht möglich, den gesamten Himmel zu kartieren.

Wie misst Gaia die Position von Sternen?

Alle sechs Stunden dreht sich der Satellit einmal um seine eigene Achse. Dabei vermisst er ständig die Winkel zwischen verschiedenen Sternen – und zwar um den Faktor 100 genauer, als es von der Erde aus möglich wäre. Da sich die Rotationsachse allmählich im Raum ändert – ähnlich wie bei einem taumelnden Kreisel –, tastet Gaia in jeweils einem halben Jahr den gesamten Himmel ab. Während man die Position eines Sterns an sich gar nicht so genau wissen muss, ist es vielmehr entscheidend, präzise zu messen, wie sich diese Position im Laufe eines Jahres oder über mehrere Jahre hinweg verändert. Dies erlaubt dann, sowohl die scheinbare Geschwindigkeit des Sternes am Himmel zu messen als auch seine sogenannte Parallaxe, die uns seine Entfernung verrät.

Das müssen Sie näher erklären.

Der Gaia-Satellit läuft zusammen mit der Erde ein Mal im Jahr um die Sonne. Mal steht er also auf der einen Seite der Sonne, ein halbes Jahr später auf der anderen Seite. Er nimmt die Sterne mal aus der einen und dann aus der anderen Perspektive auf. Ein Stern, der näher liegt, verschiebt sich periodisch jedes Jahr dann vor dem weiter entfernten Hintergrund. Das nennt man Parallaxe.

Ist das im Prinzip so ähnlich wie beim menschlichen Auge? Wenn man abwech - selnd mal mit dem linken, mal mit dem rechten Auge blickt, hüpfen die Gegen - stände im Vordergrund ja ebenfalls hin und her – und lassen dadurch erkennen, dass sie näher liegen.

Ganz genau. Auf ganz entsprechende Weise lässt sich auch die Entfernung eines Sterns bestimmen.

Erwarten Sie von der Gaia-Mission auch andere Erkenntnisse?

Es gibt mindestens zwei weitere Fragen, auf die wir Antworten erhoffen. Die erste betrifft die Dunkle Materie. Wir werden ja mit Gaia die präzisen Bewegungen aller Sterne messen können. Und daraus lässt sich ermitteln, von welchen Mengen Dunkler Materie ein Stern auf seiner Bahn beeinflusst wird. So können wir feststellen, ob die Dunkle Materie tatsächlich so angeordnet ist, wie wir vermuten: nämlich kugelförmig um die Scheibe der Milchstraße verteilt.

Und die zweite Frage?

Sie betrifft das Alter von Sternen, und um das zu bestimmen, brauchen wir genaue Entfernungen. Ein Städteforscher will ja auch vor allem das Alter von Häusern kennen, und genauso trachten wir danach, alles über das Alter der Sterne in der Milchstraße zu wissen.

Aber ließ das nicht bereits die Verteilung der chemischen Elemente erkennen?

Obwohl der Grad der nuklearen Verseuchung in jenen Gaswolken, aus denen die Sterne entstehen, im Laufe der Zeit zunimmt, ist die Bestimmung dieser Elementhäufigkeiten für Altersbestimmungen von Sternen trotz allem leider nur recht unpräzise. Denn es gibt zwei Möglichkeiten, weshalb Sterne vergleichsweise wenig schwere Elemente enthalten: Sie können zu einem sehr frühen Zeitpunkt entstanden sein – oder aber an einem Ort, wo die Geburtenrate von Sternen sehr klein ist und deshalb noch wenig schwere Elemente vorhanden sind, beispielsweise weit draußen am Rand der Galaxis.

Das heißt, Sie benötigen weitere Metho - den zur Bestimmung des Alters?

Ja. Es gibt zum Beispiel Modelle über die Entwicklung und das Alter von Sternen, die von deren Masse abhängen. Die Masse aber lässt sich anhand der Entfernungen und der Helligkeiten berechnen. Und wenn ich die Masse kenne, kann ich auf das Alter schließen.

Das Ziel ist es also, mithilfe von Gaia möglichst viele Sterne zu vermessen und anhand dieser Daten zu rekonstruieren, wie sich die Milchstraße entwickelt hat?

Genau. Wir würden zum Beispiel gern verstehen, in welchem Maße die Sterne in der Scheibe im Laufe der Zeit gestört worden sind. Wenn wir mithilfe von Gaia das genaue Alter kennen, können wir vielleicht sehen, dass ältere Sterne stärker um die Scheibenebene oszillieren, also stärkere Bewegungen aus der Ebene heraus und wieder zurück machen. Wir würden erwarten, dass jüngere Sterne Umlaufbahnen haben, die viel näher an der Scheibenebene bleiben. Die jungen Sterne sollten also eine dünnere Scheibe bilden. Daraus könnte man schließen, dass zu einem Zeitpunkt, an dem die älteren Sterne schon existierten, etwas passiert sein muss, das sie aus ihrer Bahn geworfen hat.

Zum Beispiel die Begegnung mit einer Zwerggalaxie?

Ja. Und deshalb könnten die älteren Sterne stärkere Oszillationen zeigen.

Die nachfolgenden Sterne sind vielleicht weniger gestört worden, und noch jüngere Sterne haben ein ganz ruhiges Leben gehabt. Wenn man so etwas tatsächlich beobachten würde, könnte man rekonstruieren, wann und wie stark die Milchstraße in ihrer Vergangenheit durch Begegnungen mit anderen Gala­xien durcheinandergebracht worden ist.

Was erwarten Sie noch von Gaia?

Wir hoffen, dass die Sonde uns prä­zise Umlaufbahnen aller benachbarten Sterne gibt. Denn eine spannende Frage lautet: Ist tatsächlich vor 65 Millionen Jahren ein anderer Stern sehr nah an unserem Sonnensystem vorbeigeflogen?

Welche Folgen hätte das?

Er könnte die Kometen in der Oortschen Wolke gestört und dadurch die Wahrscheinlichkeit für einen Kometeneinschlag auf der Erde stark erhöht haben. Es wird ja spekuliert, dass das Aussterben der Dinosaurier durch einen Meteoriten ausgelöst wurde. Diese Hypothese wird am plausibelsten, wenn uns zuvor ein Stern tatsächlich ziemlich nahe gekommen ist.

Könnte uns auch ein Zusammenstoß mit einem anderen Stern drohen?

Eine direkte Kollision gibt es praktisch nie. Sterne sind so winzig im Vergleich zu ihrem mittleren Abstand, dass sie nie aufeinanderprallen, selbst wenn sich zwei Galaxien durchdringen.

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Die Geschichte des Kosmos gleiche einer nuklearen Verseuchung, so Rix

Gibt es andere Gefahren?

Das Bedrohlichste, was uns passieren kann, wäre eine Supernova-Explosion in der näheren Sonnenumgebung. Dann würde es sehr hell werden, wir würden von Gamma- und Röntgenstrahlen bombardiert werden – und die sind alle samt sehr ungesund.

Würde die Menschheit aussterben?

Dazu müsste die Supernova schon sehr nahe sein. Zum Glück hält die Erde sowohl durch ihre Atmosphäre als auch das Magnetfeld die meisten energie­reichen Teilchen und Photonen ab. Wir sind eigentlich ziemlich gut geschützt.

Wie sicher ist unsere kosmische Umgebung überhaupt?

Drei Viertel aller Sterne der Milchstraße existieren näher am galaktischen Zentrum, wo die Dichte der Sterne 100 mal höher ist als im Sonnensystem, und die Chancen, dass eine Supernova in der Nähe explodiert, entsprechend größer sind. Ein Viertel der Sterne existieren, so wie unsere Sonne, weiter draußen. Das heißt, wir leben in der relativ sicheren Vorstadt.

Wenn Sie in einem Raumschiff in eine beliebige Region der Galaxis reisen könnten, welcher Ort wäre das?

Da gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen würde ich gern ein wenig nach oben herauskommen. Wir befinden uns ja in der Milchstraßenscheibe, und zwar ziemlich genau mitten in deren Ebene. Selbst wenn wir nur 1000 Lichtjahre aus der Scheiben ebene herauskämen, hätten wir einen sehr viel besseren Überblick. Wir könnten genau sehen, wo die Spiralarme liegen und wie der Balken in ihrem Zentrum ausschaut.

Und die andere Option?

Das wäre das Zentrum der Milch­straße; da geht es sehr spannend zu.

Dort gibt es ein sehr massereiches Schwarzes Loch, das mit unermesslicher Kraft alles andere anzieht. Könnte es dazu kommen, dass die gesamte Milchstraße in diesem Loch verschwindet?

Es ist durchaus nicht so, dass alles vom Schwarzen Loch angesogen wird und hineinfallen muss. Wenn die Sonne plötzlich ein Schwarzes Loch mit genau der gleichen Masse wäre, würde sich an der Erdumlaufbahn gar nichts ändern. Denn die Schwerkraft wird ja dadurch nicht stärker. Für Objekte, die weiter weg sind, ist ein Schwarzes Loch daher völlig undramatisch.

Und wenn man zu dicht darangerät, was passiert dann?

Da gibt es den sogenannten Ereignis horizont, der sich für die meisten Menschen kaum beschreiben und begreifen lässt. Nähert man sich ihm, geschehen seltsame Phänomene: Von außen gesehen läuft die Zeit immer langsamer ab, Dinge verschwinden, und es kommt nichts mehr zurück, nicht einmal Licht.

Manchmal aber beginnt die Umgebung eines Schwarzen Lochs extrem hell zu leuchten.

Ja, wenn sich ein Quasar bildet. Der entsteht, wenn sich eine Scheibe von Gas oder Staub um das Schwarze Loch bildet und unglaublich schnell rotiert. Die Gasteilchen reiben aneinander und gewinnen an Gravitationsenergie, die am Schluss in Hitze umgewandelt wird.

Und das reicht, um die unglaubliche Leuchtkraft eines Quasars zu erklären?

Gravitationsenergie erst in Hitze und dann in Strahlung umzuwandeln ist ungefähr 50 mal effizienter als die Kernfusion in Sternen. Es wird also 50-mal mehr Energie freigesetzt, wenn das Material an den Rand des Schwarzen Loches gelangt, als aus der entsprechenden Menge Materie in einem Stern entsteht

Bei einem Quasar schießen ja auch Teil chenströme, sogenannte Jets, mit hoher Geschwindigkeit heraus. Wie entstehen diese Ströme?

Es gibt am Anfang ein schwaches Magnetfeld, aber dies wird, weil alles wahnsinnig schnell um das Schwarze Loch rotiert, verquirlt. Da Magnetfeldlinien sich nicht kreuzen können, wickeln sie sich zu einem ganz engen Trichter auf. Und die geladenen Teilchen, die auf das Schwarze Loch zustürzen, können sich nur entlang dieser Magnetfeldlinien bewegen.

Und was geschieht dann mit ihnen?

Durch einen sehr komplexen Prozess wird ein Teil der Partikel, die auf das Schwarze Loch zustürzen, mit wahnsinniger Energie entlang der Linien wieder hinausgeschossen und entfaltet dann diese enorme Leuchtkraft.

Was sind das für Partikel?

Es handelt sich dabei um Elektronen und Protonen. Und das Beeindruckende ist: Sie werden in diesen Jets fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Herr Professor Rix, Sie haben täglich mit mehr oder minder unvorstellbaren Phä nomenen und Fakten zu tun: mit Quasa ren, Supernovae, den riesigen leeren Räu men im All. Wie gehen Sie mit diesen für Laien unglaublichen Dimensionen um?

Man gewöhnt sich daran, dass man die Zahlen nicht begreifen kann – dennoch kann man mit ihnen ja in der Praxis arbeiten. Die Masse der Sonne mit 2 mal 10 &sup33; Gramm anzugeben macht zum Beispiel keinen Sinn, weil man sich das nicht vorstellen kann. Aber man kann sagen, ein Stern hat so und so viele Sonnenmassen, und dann lassen sich Sterne durchaus anschaulich mit einander vergleichen. Jedes physikalische Phänomen hat seine eigene Größenskala, und wir als Astronomen suchen uns halt geeignete Einheiten.

Verliert man dabei nicht das kindliche Staunen, das ein Forscher doch vielleicht auch braucht?

Das Staunen kommt immer wieder, aber nicht allein von den Größenskalen. Es tritt immer dann auf, wenn man neue Sachen herausfindet oder wenn man eines dieser unglaublichen Phänomene erstmals versteht.

Woran denken Sie da zum Beispiel?

Direkt nach dem Urknall bestand unser Universum aus Zufallsfluktuationen von Dunkler und normaler Materie. Und dann haben die Schwerkraft und physikalische Gesetzmäßigkeiten zu einer Selbstorganisation geführt, die ein stark strukturiertes Universum mit einer Milchstraßenscheibe und unserem Sonnensystem darin hervorbrachte. Dass sich solche Dinge tatsächlich von selber ausbilden, ist doch erstaunlich. Und dass wir es geschafft haben, das alles zumindest in groben Zügen zu verstehen, finde ich schon toll.

Aber ist es für viele Menschen nicht desillusionierend, dass wir nur die Folge einer Dichtefluktuation sind? Dass die Sonne nur einer unter 100 Mil­liarden Sternen der Milchstraße und die wiederum nur eine von 100 Milliarden anderen Galaxien ist? Fühlt ma

Ich könnte genauso gut so argumentieren: Die Tatsache, dass wir – die wir auf einem so winzigen Planeten leben, der um einen so unbedeutenden Stern in einer völlig durchschnittlichen Galaxie kreist – derart viel über die Gesamtstruktur herausgefunden haben, könnte ja auch zu einem Überlegenheitsgefühl führen. Das ist doch ein Triumph des menschlichen Geistes.

Ist es manchmal frustrierend, dass Sie Ihr Forschungsobjekt, also die Milchstraße, niemals von außen werden sehen können?

Einer meiner ersten Professoren in Astronomie hat dazu mal mit gewisser Arroganz gesagt: Das Schöne am Universum, obwohl wir es nicht anfassen können, ist, dass es darin Umstände und Zustände gibt, die sich ein normaler Laborphysiker nicht einmal vorstellen kann.

Wie sieht der Alltag eines Astronomen heute aus?

In der Astronomie baut man Geräte, mit denen man im Wesentlichen Photonen einsammelt, also Licht. Und 95 Prozent unserer Zeit betreiben wir Photonen-Exegese: Wir werten die Daten aus, schreiben Programme und analysieren.

Wie viel Zeit verbringen Sie am Teleskop?

Das wird immer weniger und ändert sich ziemlich schnell. Vor einem guten Jahrzehnt ging ich noch dreimal pro Jahr für eine oder zwei Wochen auf einen Berg zum Beobachten, nahm von dort Daten mit und habe sie dann den Rest der Zeit über analysiert. Inzwischen aber sind die Teleskope sehr komplex geworden, vieles geschieht automatisiert, die Geräte werden von Technikern und Astronomen vor Ort bedient und liefern die Bilder als Datensätze.

Wie kommen Sie konkret an die für Sie wichtigen Informationen?

Wenn klar ist, welche Daten man braucht, um eine Frage zu beantworten, ist der häufigste Weg, diese Idee in einem Beobachtungsantrag zu formulieren und bei einem Observatorium zu einem der sechsmonatigen oder jährlichen Termine einzureichen. Dann gibt es eine Kommission, die unter 30 bis 1000 Gesuchen die erfolgversprechendsten und interessantesten Anträge auszuwählen versucht. Die Annahmechancen liegen dabei in der Regel zwischen zehn und 35 Prozent. Diese Antragszyklen sind ein zentrales Ritual der astronomischen Wissenschaftsgemeinschaft. Da normale Teleskope auf einen Blick häufig nur weniger als ein Millionstel des ganzen Himmels erfassen können, eignet sich dieses Vorgehen in der Regel dann, wenn ein bestimmtes, schon als besonders interessant erkanntes Objekt am Himmel besser untersucht werden soll. Doch selbst wenn einem dann die Zeit genehmigt worden ist und man ein halbes Jahr später zum Teleskop fährt, kann es immer noch passieren, dass das Wetter nicht mitspielt. Wenn es wolkig ist, hat man schlicht und einfach Pech gehabt.

Und früher blickten Sie noch selbst durch das Fernrohr?

Für meine Doktorarbeit habe ich tatsächlich noch durch das Okular eines Teleskops geschaut und damit insgesamt sicher 50 Nächte verbracht. Man fährt auf einen Berg hoch, erlebt einen großartigen Sonnenuntergang, dann wird es dunkel und man beginnt mit der Arbeit. Man macht lange Belichtungen, die schon mal 20 Minuten dauern können. Da geht man zwischendurch wieder raus, schaut sich den Sternenhimmel an und trinkt noch eine Tasse Kaffee. Und nach einer Woche ist man erschlagen und fährt mit seinen Daten heim. Das hat schon was.

Wann haben Sie zuletzt selbst durch ein Teleskop geschaut?

An einem großen Teleskop war ich vor ein paar Monaten in Arizona, habe dort aber natürlich nicht mit bloßem Auge beobachtet. Durch mein kleines Teleskop, das bei mir im Garten steht, habe ich zuletzt vor einer Woche nach oben geschaut.

Hat Sie der Sternenhimmel schon immer interessiert?

Ich bin einer derjenigen, die mit 14 Jahren ein Teleskop geschenkt bekommen und dann eben als Amateur-Astronom angefangen haben. Dass ich das später mit dem Beruflichen verbunden habe, kam eigentlich nur durch Zufall.

Wie?

Als ich in Freiburg angefangen habe, Physik zu studieren, hat mich ein Kollege mitgenommen auf einen Berg im Schwarzwald. Er besaß ein recht großes Teleskop mit 14 Zoll Durchmesser; es war eine dunkle Nacht, und unten im Tal wallte der Nebel. Wir haben uns den – nach damaligem Wissen – am weitesten entfernten Quasar angeschaut. Und das war schon ein tolles Gefühl, durch das Okular zu schauen und auf dieses Objekt zu blicken, das so extrem weit von uns weg gelegen ist.

Dieses Interesse an Himmelsphänomenen teilen sehr viele Leute. Können Sie erklären, warum die Menschen so fasziniert sind vom Sternenhimmel?

Es ist vielleicht die Mischung aus dem ästhetisch und emotional Anziehenden des Nachthimmels und dem Unvorstellbaren. Ich bin immer wieder freudig überrascht, wie sehr unser Forschungsgebiet Menschen anzieht – egal wie viel öffentliche Vorträge wir anbieten. Im Zug oder im Flugzeug hat man immer zwei Möglichkeiten zu antworten, wenn die Leute fragen, was man beruflich macht: Will man sich nicht unterhalten, sagt man „Physiker“, wenn man reden will, sagt man „Astronom“.

Die atemberaubend schönen Fotos des Hubble-Teleskops haben das Interesse der Menschen am Weltraum stark beför dert. Wie schätzen Sie es als wissen schaftliches Instrument ein?

Für die Milchstraßenforschung an sich spielt das Hubble-Teleskop keine große Rolle, weil die Galaxis ein Gebilde ist, das uns ganz umgibt. Das heißt, man muss den gesamten Himmel studieren. Und im Vergleich dazu ist das Blickfeld von Hubble sehr klein: Es entspricht der Größe eines Stecknadelkopfes, den ich am ausgestreckten Arm halte. Hubble ist gut, um winzige Teile des Himmels sehr genau anzuschauen.

Was ist die Alternative?

Der Durchbruch in der Milchstraßenforschung in den letzten Jahren kam mit modernen, erdgebundenen Teleskopen, die den ganzen Himmel systematisch durchmustern.

Wenn Sie eine Milliarde Euro Forschungs­gelder zur Verfügung hätten, welches Instrument würden Sie sich wünschen?

Da im Bereich der Milchstraßenforschung mit der Gaia-Sonde gerade so ein Projekt gestartet worden ist, liegt die nächste Priorität meiner Meinung nach woanders. Ich denke, was den Astronomen am meisten fehlt, ist ein großes Weltraumteleskop, um die Atmosphären von Exoplaneten zu diagnostizieren.

Wie würde so ein Gerät funktionieren?

Die Atmosphäre eines Planeten wird ja von dem Stern dahinter beleuchtet. Das Teleskop müsste ein Spektrum des Sterns aufnehmen sowie das des von ihm durchleuchteten Planeten. Wenn man die Werte dieser beiden Spektren voneinander abzieht, könnte man erkennen, wie die Atmosphäre des Planeten das Sternenlicht verändert hat, und ermitteln, welche chemischen Elemente sie enthält. So ließe sich herausfinden, ob in der Planetenatmosphäre beispielsweise Ozon, Methan oder andere Gase vorhanden sind.

Es wurden in den vergangenen Jahren sehr viele Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Glauben Sie, dass auf einigen davon Leben existiert?

Ich persönlich schätze die Wahrscheinlichkeit auf 99,9 Prozent, dass es das gibt. Wir wissen inzwischen, dass Planeten, die andere Sterne umkreisen, etwas Normales sind. Und wir sind nahe dran zu belegen, dass manche Planeten der Erde ähnlich sind.

Was wäre der nächste Schritt, um Leben nachzuweisen?

Das wäre die Diagnose der Atmosphäre von Exoplaneten. Forscher könnten zum Beispiel Hinweise auf Ozon in der Atmosphäre eines Planeten finden und daraus schließen, dass es Leben geben könnte.

Und das würde als Beweis reichen?

Nein, denn es ist noch ein ziemlich großer Sprung von „ein bisschen Ozon“ bis „Leben“. Ich denke, dass wir sehr bald wissen werden, ob es Planeten gibt, bei denen die Globalbedingungen ähnlich sind wie bei uns. Aber die Frage, ob sich dann Leben und eine Zivilisation zwangsläufig entwickeln, kann die Astronomie nicht beantworten.

Wenn wir jetzt aber doch ein wenig spe kulieren: Können Sie sich vorstellen, dass es irgendwo intelligentes außerirdisches Leben gibt?

Da es offensichtlich einen Weg gegeben hat, auf dem wir uns entwickeln konnten – und wir, nach allem, was wir wissen, einen normalen Stern umkreisen und auf einem normalen Planeten in einer normalen Galaxie leben, spricht nichts dagegen. Doch zu einem direkten Kontakt wird es nie kommen. Selbst ein Lichtstrahl braucht mehrere Jahre bis zum nächstgelegenen Stern, und es würde fast unendlich viel Energie erfordern, einen Organismus von der Größe eines Menschen auf fast Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Es ist also nahezu ausgeschlossen, dass irgendjemand mit einem Raumschiff zu uns reist und hier landet.

Aber könnte es dazu kommen, dass wir je mit außerirdischen Intelligenzen werden kommunizieren können?

Natürlich ist das nicht ausgeschlossen, jedoch werden die Chancen dafür allgemein als gering eingeschätzt. Denn zwar gibt es seit über 3,5 Milliarden Jahren Leben auf der Erde, doch erst seit 50 Jahren besteht für die Menschheit die Möglichkeit, „intelligent“ außerhalb des Sonnensystems zu kommunizieren. Erst seit dieser kurzen Spanne hätten Außenstehende also eine Chance, mit Wesen auf der Erde Kontakt aufzunehmen. Aber als Kosmologe liegt meine Expertise bei der Beschreibung der Vergangenheit des Kosmos und der Galaxis. Vorhersagen für die Zukunft sind halt deutlich schwieriger.

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