Das Mount-Wilson-Observatorium nordöstlich von Los Angeles ist ein Ort, an dem astronomische Geschichte geschrieben wurde: Unter anderem nutzte dort Edwin Hubble das damals größte optische Teleskop der Welt – mit einem Spiegeldurchmesser von 2,54 Metern – um einen ganz besonderen Stern im Andromedanebel zu beobachten. Die Helligkeit dieses Sterns schwankte in schöner Regelmäßigkeit, und Edwin Hubble war klar: Bei diesem Stern handelt es sich um einen sogenannten Cepheiden. Dank dieser dieser schwankenden Helligkeit fand Hubble heraus, wie weit der Andromedanebel von der Erde entfernt ist. Sein Ergebnis: 285.000 Parsec, rund 930.000 Lichtjahre also. Als beobachtender Astronom hielt sich Hubble mit einer Interpretation dieses Ergebnisses zurück, aber seine Kolleginnen und Kollegen verstanden sofort, was das bedeutete: Hubbles Beobachtungen bestätigten die sogenannte „Welteninsel-Theorie“.

Gibt es jenseits der Milchstraße noch andere Galaxien?

Es war der Philosoph Immanuel Kant, der erstmals die Vermutung zu Papier brauchte: Ja, es gibt sie. Zu Kants Lebzeiten war die Astronomie weit davon entfernt, einzelne Sterne im Andromedanebel auflösen zu können, oder überhaupt nur mit den damaligen Fernrohren und Teleskopen die Spiralstruktur des Nebels sichtbar zu machen. Dennoch schrieb Kant in seiner Veröffentlichung „Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels“, dass es sich bei den nebligen Fleckchen am Himmel weder um Löcher in der Himmelskugel noch um riesige Sterne handele – sondern um „Milchstraßen“, eigenständige Galaxien weit jenseits unserer Heimatgalaxie.

In dieser Folge des AstroGeo-Podcasts erzählt Franzi die Geschichte der Entdeckung der Galaxien – und was diese mit dem Kinderspiel „Ich sehe was, was du nicht siehst“ zu tun hat. Denn von einer Handvoll nebliger Flecken am Himmel zu einem Universum gefüllt mit Abermilliarden von Galaxien war es ein jahrhundertelanger Weg, den Astronominnen und Astronomen dank wachsender Spiegeldurchmesser ihrer Teleskope gehen konnten – und der letztendlich mit einer Entfernungsmessung endete, nämlich der Entfernung von „Cepheiden in Spiralnebeln“, die Edwin Hubble am Mount-Wilson-Observatorium bestimmte.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf Apple Podcasts oder Spotify zu finden.

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Im Jahr 1912 sah das Universum noch völlig anders aus als heute – zumindest laut den Vorstellungen der Astronominnen und Astronomen jener Zeit. Das Sonnensystem samt Sonne und Erde befand sich, wenn schon nicht völlig, dann doch sehr nahe dem Mittelpunkt des Universums. Besagtes Universum bestand aus einer einzigen Galaxie – nämlich unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Darüber hinaus war es winzig klein: ein paar tausend Lichtjahre sollte es durchmessen, mehr nicht.

Doch in jenem Universum begannen irdische Forschende damit, die Sterne, die sie beobachten konnten, systematisch zu erfassen: Sie verzeichneten ihre Positionen am Nachthimmel und vermaßen ihre Helligkeiten. Dabei ist die Helligkeit mancher Sterne nicht immer gleich: Einige waren – und sind es immer noch – veränderliche Sterne, deren scheinbare Helligkeit sich ändert, mal zu- und dann wieder abnimmt. Die Astronomin Henrietta Swan Leavitt interessierte sich für eine besondere Klasse dieser veränderlichen Sterne, die heutzutage als Cepheiden bekannt sind, benannt nach dem namensgebenden Stern Delta Cephei.

In den Beobachtungsdaten von Sternen in der Kleinen Magellanschen Wolke am Südhimmel fand Leavitt etwa zwei Dutzend Cepheiden – und dabei fiel ihr eine Besonderheit auf, die für Jahrzehnte unerklärbar bleiben sollte, die sich aber sofort als unheimlich nützlich erweisen sollte: Je heller einer dieser Sterne insgesamt war, desto länger war seine Periode, also der Zyklus einer Helligkeitveränderung. Leavitt beschrieb ihren Fund in einem Fachartikel, der im Jahr 1912 erschienen ist.

In dieser Folge des AstroGeo-Podcasts erzählt Franzi die Geschichte der Cepheiden, der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung, und warum sich ein Astronom namens Harlow Shapley als eine Art moderner Kopernikus sah. Die von Henrietta Swan Leavitt gefundene Perioden-Leuchtkraft-Beziehung sollte unser Verständnis vom kleinen Universum, das aus einer einzigen Welteninsel besteht, und in dem die Sonne im Mittelpunkt steht, revolutionieren – oder sogar völlig über den Haufen werfen. Denn Leavitt hatte erstmals eine sogenannte Standardkerze gefunden, ein Lineal für den Kosmos. Damit gab es eine Möglichkeit, die Entfernung zu weit entfernten Himmelskörpern zu ermitteln und so Maß zu nehmen im Universum.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf Apple Podcasts oder Spotify zu finden.

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