Quelle: SiMaG e.V.

Erstmals gibt es einen Kurzfilm, der in zwei Minuten den Werdegang und die wichtigsten Forschungsergebnisse des markgräflichen Hofastronomen Simon Marius vorstellt. Der Animationsfilm visualisiert seine Entdeckungen mit historischen Abbildungen und ist auf dem Marius-Portal (www.simon-marius.net) einzusehen. Gesponsert wurde der Beitrag von der Nürnberger Filmproduktionsfirma 7streich.

Die Fertigstellung der englischsprachigen Übersetzung des Trailers wurde nun zum Anlass genommen, ein neues Menü „Video – Filme und Podcasts“ zu eröffnen. Neben dem Trailer finden sich 19 Vorträge, TV- und Internet-Berichte sowie Animationen zum bequemen Auswählen. Die Simon Marius Gesellschaft unterhält das Marius-Portal, das in 34 Menü-sprachen alle Schriften von und über Marius verzeichnet und – wo möglich – digital bereitstellt.

Simon Marius entdeckte unabhängig von Galileo Galilei ebenfalls im Januar 1610 die vier großen Monde des Jupiters. Sie belegen, dass sich nicht alle Himmelskörper um die Erde drehen. Auf dem Weg vom geo- zum heliozentrischen Weltbild vertritt Marius ein interessantes Zwischenmodell.

Hintergrund
Simon Marius (1573 – 1624) war markgräflicher Hofastronom in Ansbach (Mittelfranken) und entdeckte unabhängig von Galileo Galilei Jupitermonde und Venusphasen – wichtige Argumente für das heliozentrische Weltsystem, das 1610 noch nicht beweisbar war. Da ihn Galilei – wie man heute weiß – zu Unrecht des Plagiats bezichtigte, wurde der Franke von der Wissenschaftsgeschichte weitgehend vergessen. Die Simon Marius Gesellschaft pflegt das wissenschaftliche Erbe, regt die Forschung mit Vorträgen und Publikationen an und betreibt das Marius-Portal www.simon-marius.net, das alle Werke von Marius, die Sekundärliteratur, Berichterstattung, Interneteinträge und Veranstaltungen verzeichnet.

Ein kurzer Lebensabriss und die Forschungsergebnisse von Marius (Menü Simon Marius – Leben und Forschung) finden sich auf dem Marius-Portal unter https://www.simon-marius.net/index.php?lang=de&menu=2. Dort ist auch der Kurzfilm aufzurufen. Er wurde von 7streich GmbH gesponsert und von Anne Weberndörfer und Sabine Glaßl erstellt. Erstmals war er auf der Mitgliederversammlung der Simon Marius Gesellschaft 2020 in der deutschen Fassung zu sehen und steht nun auch in einer englischen Version zur Verfügung.

Blog-Beitrag vom 2. September 2020 zu den beiden Trailern:
Zweisprachiger Trailer

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• Simon Marius

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA.

Auf unsere Heimatgalaxie rast die ähnlich große Andromeda-Galaxie mit mehr als 400.000 Stundenkilometern unaufhaltsam zu, um letztlich mit der Milchstraße zu einer komplett neuen Hybrid-Galaxie zu verschmelzen. Noch sind beide mehr als 2,5 Millionen Lichtjahre voneinander entfernt, doch das Schicksal unseres bekannten Sternenhimmels ist bereits besiegelt. Van der Marel und seine Kollegen vom Hubble-Weltraumteleskop haben über die letzten sieben Jahre wiederholt ausgesuchte Bereich der Andromeda beobachtet und präsentierten gestern ihre Ergebnisse. Sie waren erstmals in der Lage, die tangentiale Seitwärtsbewegung von Andromeda genau genug zu vermessen, um mit Sicherheit zu sagen, dass beide Galaxien definitiv kollidieren werden.

Eine große Schwierigkeit bei den Messungen war einerseits die große Entfernung zur Andromeda-Galaxie und andererseits die Tatsache, dass die Primärkamera von Hubble zwischen den beiden Aufnahmen bei STS-125 ausgetauscht wurde. Durch kleine Unterschiede gab es Veränderungen am Bild, welche die Wissenschaftler glauben ließen, Sterne hätten sich bewegt, wo tatsächlich aber keine Bewegung stattfand. Dadurch, dass sich Sternbewegungen immer geringer auf Bildern äußern, je weiter sie weg sind, konnte nur das Hubble-Weltraumteleskop mit seiner großen Auflösung Bildmaterial zur Verfügung stellen, welches für eine Messung ausreichend präzise ist.

Zwar kollidieren Galaxien im Universum öfter miteinander, aber meist sind das Kollisionen einer großen Galaxie mit einer kleinen. Die kleinere wird in diesem Fall von der größeren sozusagen assimiliert. Die Kollision zweier gleichgroßer Galaxien, wie Sie hier vorliegt, ist deutlich unwahrscheinlicher. Wird aber in vier Milliarden Jahren zur Realität für unsere Milchstraße. Auf den ersten Blick könnte man meinen, dass bei einer Kollision zweier Galaxien zahlreiche Sterne zusammenstoßen. In der Praxis sind Galaxien aber hauptsächlich leerer Raum, so dass die Wahrscheinlichkeit für solche direkten Zusammenstöße unglaublich gering ist. Unser Sonnensystem wird sich durch den kommenden Vorfall in ferner Zukunft also nicht verändern. Nur eine Milliarde Jahre nach dem Verschmelzen beider Galaxien geht unserer Sonne auch schon der Brennstoff. Sie wird sich zunächst zu einem roten Riesen aufblähen, der alle inneren Planeten unseres Sonnensystem verbrennen wird, bevor sie langsam in sich zusammenfällt und von unserer Sonne nichts weiter übrig bleibt als ein vergleichsweise kleiner weißer Zwerg.

Die Andromedagalaxie, auch Andromedanebel oder Großer Andromedanebel genannt, ist eine Spiralgalaxie und das fernste Objekt, das regelmäßig mit bloßem Auge gesehen werden kann. Sie beinhaltet mehrere Milliarden Sterne und besitzt einen Durchmesser von 140.000 Lichtjahren. Durch die Kollision mit unserer ähnlich großen Milchstraße wird eine völlig neue Galaxie entstehen und unser Sonnensystem durch die veränderte Gravitation an einen neuen Platz geschleudert. Während der Kollision wird sich auch der bekannte Nachthimmel völlig verändern. Sofern es die Menschheit dann noch gibt, müssen unsere klassischen Sternzeichen durch neue ausgetauscht werden. Auch zahlreiche neue Sternentstehungen sind durch die Kollision zu erwarten, indem aufgewirbelte Gas- und Staubwolken zünden.

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• Andromeda-Galaxie (M 31)

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Ein Beitrag von Stefan Heykes. Quelle: ESO.

Bei den sogenannten Cepheiden handelt es sich um eine besondere Art von pulsierenden Sternen. Es sind allesamt Riesensterne mit speziellen Eigenschaften. Namensgeber dieser Klasse war ein Stern im Sternbild Cepheus. Cepheiden pulsieren in regelmäßigen Abständen, dabei verändern sie ihre Leuchtkraft und Spektralklasse. Wenn sich der Stern aufbläht, verteilt sich die Energie auf einen größeren Raum. Dadurch sinkt die Temperatur des Sterns und er verändert seine Spektralklasse, also seine Farbe. Beim Aufblähen geht diese eher in den rötlichen Bereich, beim Zusammenziehen wird ein solcher Stern blauer. Die Ursache dafür ist, dass im zusammengezogenen Zustand der Strahlungsdruck größer ist als die Gravitation. Dadurch wird die komplette Hülle nach außen getrieben, wodurch sich die Dichte verringert und die Durchsichtigkeit erhöht. Als Folge wird der Strahlungsdruck wieder schwächer als die Gravitation, die dann den Stern wieder zusammen zieht. Dies bezeichnet man als Kappa-Prozess, nach der physikalischen Größe Kappa für die Opazität (Lichtundurchlässigkeit).

Die große Bedeutung der Cepheiden basiert auf einem einfachen Zusammenhang: Je größer die Masse und damit die Leuchtkraft eines Cepheiden ist, umso langsamer ist seine Pulsation. Dadurch kann man ausgehend von auf andere Art bestimmter Cepheidenmassen genau bestimmen, wie viel Masse ein Cepheid haben muss. Aus der durch die Pulsationsdauer ermittelten Masse und absoluten Leuchtkraft sowie aus der beobachteten scheinbaren Helligkeit lässt sich dann der Abstand eines Cepheiden direkt berechnen. Dies hat den Cepheiden den Status von sogenannten „Standardkerzen“ eingebracht, die man verwendet, um den Abstand entfernter Galaxien, Sternhaufen etc. herauszufinden. Erstmals genutzt wurde dies von Edwin Hubble, der durch die Verwendung von Cepheiden nachweisen konnte, dass der Andromeda-Nebel nicht zu unserer Milchstraße gehört.

Das größte Problem dabei war aber bislang, die Masse der Cepheiden genau zu bestimmen. Man hatte noch nie die Möglichkeit, diese direkt zu messen, sondern war auf Modelle angewiesen. Seit den 60er Jahren gab es davon zwei mit deutlich unterschiedlichen Ergebnissen. Es gibt eine Theorie, die sich direkt mit den physikalischen Eigenschaften der Pulsation befasst und daraus die Masse der Cepheiden folgert. Demgegenüber steht eine Theorie, die die Masse aus der Sternentwicklung heraus schließt. Beide Theorien sind gut begründet und schlüssig, liefern aber Ergebnisse, die um 20-30% voneinander abweichen. Dadurch sind natürlich auch alle auf Cepheiden basierenden Entfernungsmessungen mit deutlichen Unsicherheiten behaftet.

Der Doppelstern OGLE-LMC-CEP0227 löst jetzt dieses Problem. Er wurde im Rahmen des OGLE-Programms katalogisiert und befindet sich in der Großen Magellanschen Wolke (engl. Large Magellanic Cloud, LMC). Es handelt sich um den ersten bekannten Cepheiden, der sich in einem Doppelsternsystem befindet, in dem sich die Sterne gegenseitig bedecken. Dieses System bietet damit erstmals die Möglichkeit, die Masse direkt aus der gegenseitigen Umkreisung zu berechnen. Dieses Verfahren ist sehr viel zuverlässiger als die bisher verwendeten Theorien. Man muss dafür lediglich die Geschwindigkeiten bestimmen, mit der sich die beiden Komponenten umkreisen. Verwendet wurde dafür das Spektrometer HARPS am 3,6-Meter-Teleskop der ESO im chilenischen La Silla. Mit diesem kann man die Rot- bzw. Blauverschiebung des Lichts bestimmen, welche die Bewegung der Sterne durch den Dopplereffekt verursacht. HARPS gilt als eines der präzisesten Spektrometer überhaupt, genauere Daten lassen sich derzeit nicht gewinnen.

Diese Messungen sind nur möglich, weil sich die beiden Komponenten gegenseitig verdecken. Dies ist eine notwendige Bedingung, um die Bahnebene zu kennen. Gegenseitige Bedeckungen bedeuten immer, dass die Bahnebene genau in der Sichtachse liegt. Damit erfasst man durch die Geschwindigkeitsmessung exakt die Vor- und Zurückbewegung der Sterne. Zusätzlich kann man bei dem Cepheiden die Geschwindigkeit der Pulsation messen, wodurch man auch darüber genaue Modelle gewinnen kann. Die gemessene Masse des Cepheiden entspricht genau derjenigen, die mit der Pulsationstheorie vermutet wurde. Das bedeutet für die Theoretiker der Sternevolution, dass sie ihre Modelle wieder überarbeiten müssen, um die Cepheiden zu erklären.

Raumcon

• Doppelsterne

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Ein Beitrag von Andreas Tramposch. Quelle: NASA/JPL News Release.

Die Andromeda-Galaxie war schon immer die meist studierte Galaxie außerhalb der Milchstraße. Doch durch Spitzers sensiblen Infrarotaugen erscheint die Spiralgalaxie unter einem neuen Blickwinkel. So wurde von Spitzer eine ringförmige Sternenformation um das Zentrum der spiralförmigen Galaxie sowie Löcher in der Galaxiescheibe entdeckt. Satellitgalaxien, welche die Andromeda-Galaxie umrunden, könnten diese asymmetrische Form verursacht haben.

„Gelegentlich durchstoßen kleinere Satellitgalaxien große Galaxien,“ erklärte Dr. Karl Gordon vom Steward Obsorvatorium in Arizona. „Es scheint so als hätte eine kleinere Galaxie ein Loch durch Andromedas Scheibe gestoßen.“ Mit einer Entfernung von ungefähr 2,5 Millionen Lichtjahren von der Milchstraße ist Andromeda die nächste Spiralgalaxie und die einzige, die mit bloßen Augen sichtbar ist. Anders als die Milchstraße, die wir vom Inneren sehen, können Forscher die Andromeda-Galaxie von außerhalb studieren. Astronomen glauben, dass die Andromeda-Galaxie und die Milchstraße in Zukunft möglicherweise zu eienr großen Galaxie zusammenschmelzen könnten.

Das Spitzer Weltraumteleskop wurde am 25 August 2003 gestartet und hat seitdem schon mehrere spektakuläre Aufnahmen geliefert. Das Spitzer Weltraumteleskop misst die Infarotenergie, die Strahlung, die von Objekten im Weltraum abgegeben wird. Durch eine neuartige Technologie, die aus Verbesserungen von vorangegangenen Infarot-Messgeräten hervorgegangen ist, wird den Forschern ein noch nie erreichter Genauigkeitsgrad der Andomeda-Galaxie gewährt. Spitzer macht über 18 Stunden ungefähr 11.000 Infarot-Schnappschüsse und fügt diese zu einem umfassenden Mosaik zusammen. Die Spitzer-Mission wird von NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien geleitet.

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