Folge 7 der Spezial-Serie! Es geht um die totale Sonnenfinsternis am 12. August und große kosmische Zufälle. Wer wissen will, wann genau die (partielle) Finsternis zu sehen ist, kann für Österreich hier nachsehen; oder ihr googelt einfach; diese Infos finden sich überall. Ich weise außerdem auf die Abstimmung zum Wissensbuch des Jahres hin und freue mich über eure Stimme. Mehr zu Claudius Frage über die Größe der Sterne findet ihr in dieser Sternengeschichten-Folge. Henrys 3D-Karte zum Podcast könnt ihr hier sehen.

Die Sonnenfinsternisbrillen beim Astronomieverlag gibt es mit diesem Link bzw. mit dem Rabattcode STERNENGESCHICHTEN. Wer aus Österreich bestellt bitte einfach ne Mail an info@astronomieverlag.de mit dem Rabattcode schreiben.

Mein neues Buch heißt “Die Farben des Universums” und ist ab jetzt überall erhältlich wo es Bücher gibt, so wie das Sternengeschichten-Hörbuch.

Meine anderen Podcast sind "Das Universum" und "Das Klima".

Die nächsten Live-Podcastaufzeichnungen von “Das Universum” im Radiokulturhaus werden am 21. September und am 16. Dezember stattfinden. Tickets gibt es hier.

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"Der rotglühende Krater, durch den die SUNCRAFT hinabstürzte, war nur noch in seinen Ausläufern zu erkennen. Dort, wo sich blaue, schwefelgelbe, violettfarbene und jene erschreckend grünen Dunstwolken gezeigt hatten, stand jetzt eine lindgrüne Landschaft in dem klaren Bild – eine Landschaft, in der sich bewaldete Hügel abzeichneten, ein silbern spiegelnder See von ungeheuren Ausmaßen und an seinem Strande eine Ansammlung von Gebäuden, großen, kugelartigen Gebäuden, die sich kristallen und durchsichtig in die Flut von hellem, goldenem Licht erstreckten, das über der ganzen, weiten Landschaft lag."

Das ist eine Szene aus der Science-Fiction-Geschichte "Das Geheimnis der schwarzen Sonnenflecken" von Wayne Coover, die im Jahr 1955 veröffentlicht wurde. Darin fliegt das Raumschiff SUNCRAFT mit seiner Besatzung zur Sonne, um herauszufinden, ob man dort landen kann. Aus heutiger Sicht klingt das absurd; natürlich geht das nicht. Aber es ist ja auch nur eine Science-Fiction-Geschichte, da kann man sich sowas ja mal ausdenken. Tatsächlich beruht die Story von Wayne Coover aber auf einer wahren Begebenheit. Nicht die Sache mit der Landung auf der Sonne, so etwas haben wir natürlich nie probiert. Aber in den 1950er Jahren gab es Diskussionen darüber, ob die Sonne bewohnbar ist, es gab einen Streit, der am Ende vor Gericht entschieden werden musste und es gab sogar einen mysteriösen Todesfall.

Fangen wir im 18. Jahrhundert an, mit dem britischen Astronomen Wilhelm Herschel. Der hat im Jahr 1781 den Uranus entdeckt und sich darüber hinaus auch mit jeder Menge anderer astronomischer Themen beschäftigt. Unter anderem mit der Sonne und den Sonnenflecken. Ich habe davon ausführlich in Folge 333 der Sternengeschichten erzählt; die kurze Version dieser Geschichte geht so: Man wusste damals nicht viel über die Zusammensetzung der Sonne und Herschel ist bei seinen Hypothesen den Vorstellungen seiner Zeit gefolgt, in der man sich die Sonne als Himmelskörper wie die Erde gedacht hat. Sie ist eben nur sehr viel größer und sie ist von einer heißen, leuchtenden Schicht aus Wolken umgeben. Darunter aber könnte sie ein ganz normaler Himmelskörper sein, mit fester Oberfläche, angenehmen Temperaturen und warum sollte es dann dort nicht auch Lebewesen geben, die dort wohnen?

Die Sonnenflecken, so Herschel, könnten einfach Berge sein, die aus der leuchtenden Schicht herausragen. Oder aber es sind Löcher in der Leuchtschicht, durch die wir auf die kühlere Oberfläche darunter blicken. Dafür gab es auch Hinweise, des schottischen Astronomen Alexander Wilson, der bei seinen Beobachtungen Ende des 19. Jahrhunderts festgestellt hat, dass die Sonnenflecken sich so verhalten, als wären es tiefer gelegende Regionen der Sonnenatmosphäre; also Eindellungen oder Löcher. Was auch stimmt, wie wir heute wissen: Die Details sind komplex, aber es hat mit den Magnetfeldern der Sonne zu tun, und den Temperaturunterschieden im heißen Plasma, die sie verursachen und der Transparenz des Materials, und so weiter. Und am Ende führt das dazu, dass wir in den Sonnenflecken tatsächlich ein wenig tiefer in die Sonne hineinblicken als außerhalb davon.

Aber trotz allem sind die Sonnenflecken weder Berge, noch Löcher und darunter liegt keine kühle, feste Oberfläche auf der irgendwelche Sonnenmenschen leben. Das wissen wir mittlerweile ziemlich gut und wir wissen es schon seit Ende des 19. Jahrhunderts. Damals hat man zwar immer noch keine Ahnung gehabt, wie die Sonne ihr Licht und ihre Energie erzeugt; das kam erst im 20. Jahrhundert mit Einsteins Relativitätstheorie und der Erkenntnis, dass im Inneren der Sonne Wasserstoff durch Kernfusion in Helium umgewandelt wird. Aber auch im 19. Jahrhundert war schon klar, wie heiß die äußeren Schichten der Sonne sein müssen und welche Temperaturen deswegen zwangsläufig auch darunter herrschen müssen.

Aber wie das eben oft so ist, haben auch widerlegte Hypothesen ihre Fans. Im Fall der kühlen Sonne war das zum Beispiel der deutsche Physiker Hermann Fricke. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts hat er behauptet, dass das mit der Hitze kein Problem ist. Denn zwischen heißer Hülle und kühlem Kern liegt eine Schicht aus Wasser, die quasi isolierend wirkt. Einsteins Erkenntnisse hat Fricke nicht gelten lassen; er war ein überzeugter Gegner der Relativitätstheorie und hat unter anderem die "Deutsche Gesellschaft für Weltätherforschung und anschauliche Physik" gegründet.

Und jetzt kommen wir zu Godfried Bueren, ein Diplomingenieur und Patentanwalt aus Osnabrück. Die beiden haben sich in den 1920er Jahren im Zuge ihrer Arbeit kennengelernt, denn Fricke war auch Mitarbeiter des Reichspatentamtes, wo Bueren auch immer wieder zu tun hatte. Bueren war beeindruckt von Frickes Theorie der kalten Sonne und beschloss dessen Arbeit weiterzführen, nachdem Fricke 1949 gestorben war. Er hat überall nach Aufnahmen von Sonnenflecken gesucht und war bald ebenfalls der Ansicht, dass es sich eindeutig um Löcher handelt, die den Blick auf eine kühle Oberfläche freigegen. Die Sache mit der Schicht aus Wasser hat Bueren aber verworfen. Er war der Meinung, dass der feste Kern der Sonne voll mit Pflanzen bewachsen ist, die die Wärme von außen aufnehmen und die Sonnenoberfläche dadurch kühl halten. Mit dieser Theorie versuchte Bueren nun, den Rest der Astronomie zu überzeugen. Leider ohne großen Erfolg. Aber Bueren war nicht nur überzeugt von seiner Idee, sondern auch noch sehr wohlhabend. Also setze er einen Preis aus: Wer zeigen kann, dass die Sonne im Inneren tatsächlich heiß ist, bekommt 25.000 D-Mark. Und wer seine Theorie der kalten Sonne widerlegen kann, kriegt ebenfalls 25.000 Mark. Insgesamt waren also 50.000 Mark zu bekommen, was aus heutiger Sicht ungefähr 150.000 Euro wären. Nicht wenig Geld also, und das hat sich auch der Astronom Otto Heckmann gedacht. Er war nach dem zweiten Weltkrieg maßgeblich daran beteiligt, die deutsche Astronomie wieder mit der Forschung in der restlichen Welt zu vernetzen. Er war 1947 beteiligt an der Gründung der "Astronomische Gesellschaft in der britischen Zone", die 1949 dann auch in ganz Deutschland arbeiten konnte. Aber jeder Verein braucht Geld, oder, um es in den Worten von Heckmann zu sagen: "Was wäre nicht alles mit 50.000 DM anzufangen! Wie viele Reisekostenzuschüsse konnte man damit an junge Astronomen geben. Wie viele Gastaufenthalte konnte man damit finanzieren! Ja, die Zinsen allein konnten schon nützlich sein!"

Also machte sich Heckmann daran, das Preisgeld von Bueren zu verdienen. Zuerst einmal bat er den Patentanwalt aus Osnabrück um eine schriftliche Ausfertigung der genauen Bedingungen und man hat sich darauf geeinigt, dass eine Kommission das ganze beaufsichtigen sollte. Die bestand aus Werner Heisenberg, der immerhin im Jahr 1932 den Nobelpreis für Physik bekommen hat. Dann war noch Clemens Schaefer dabei, Professor für Astrophysik an der Uni Köln und ein Professor für Juristik der auf Rechtsschutz spezialisiert war. Die drei sollten die Einreichung der Astronomischen Gesellschaft beurteilen. Man wollte sich zuerst nur mit der ersten Aufgabe beschäftigen, also nachweisen, dass das Innere der Sonne tatsächlich heiß ist. Am 4. Oktober 1951 kam die Kommission zum erwartbaren Urteil: Die Einreichung der Astronomischen Gesellschaft belegt deutlich, dass im Inneren der Sonne hohe Temperaturen herrschen. Heckmann hat nun also Bueren kontaktiert, um die Übergabe der 25.000 Dmark zu organisieren.

Aber, und auch das war erwartbar, der dachte nicht daran, zu zahlen. Er hat die Belege der Wissenschaft nicht akzeptiert, man wäre von falschen Voraussetzungen ausgegangen und die Kommission hätte ihn nicht eingeladen, um seine Theorie vorzutragen. Das könne er nicht akzeptieren und deswegen hat Bueren die Angelegenheit an das Landgericht Osnabrück übergeben. Es soll der Astronomischen Gesellschaft verbieten zu behaupten, dass sie Anspruch auf seine 25.000 DMark hätte. Der Richter kam allerdings zu einem anderen Urteil: Es wäre alles korrekt verlaufen; bei der Ausschreibung und Prüfung durch die Kommission gibt es nichts zu beanstanden. Man kann sich denken, wie es weitergeht: Bueren hat die Sache vor das Oberlandesgericht gebracht und, als Bueren auch dort verloren hat, vor das Bundesgericht. Bevor dort aber verhandelt werden konnte, starb Bueren. Der nun schon 72jährige ist mit seinem Auto bei einer Fahrt durch die Lüneburger Heide durch das Geländer einer Brücke gefahren, in einen Fluss gestürzt und gestorben. Der Grund für den Unfall blieb unbekannt.

Die Verhandlung wurde aber weitergeführt, denn die Erben von Godfried Bueren wollten das Geld auch lieber selbst behalten anstatt es an die Astronomische Gesellschaft zu übergeben. Nachdem auch das Bundesgericht entsprechend geurteilt hatte, war die Sache endlich abgeschlossen: Die Erben von Bueren wurden zur Zahlung von 25.000 Mark, plus 4000 Mark an Zinsen verurteilt.

Eine kuriose Geschichte, die zeigt, wie Wissenschaft funktioniert und wie nicht. Prinzipiell ist das, was Bueren gemacht hat, ja nicht falsch. Er hatte eine Hypothese und er hat die wissenschaftliche Gemeinschaft gebeten, sie zu prüfen. Genau so muss es sein, so funktioniert Wissenschaft auch heute noch. Jede Arbeit muss von Expertinnen und Experten geprüft werden, bevor sie publiziert werden kann. Aber, und das ist der Punkt: Man muss das Ergebnis dieser Prüfung auch akzeptieren. Das hat Bueren nicht getan und spätestens hier hatte die Angelegenheit nichts mehr mit seriöser Wissenschaft zu tun. Auch heute noch gibt es immer wieder Leute, die meinen, sie hätten eine revolutionäre Idee und wünschen sich Anerkennung durch die Wissenschaft dafür. Einige davon kommen auf die selbe Idee, wie Bueren: Sie setzen Preisgelder aus, für diejenigen, die sie widerlegen. Es gab zum Beispiel einen Impfgegner, der der Meinung war, das Viren nicht existieren und er hat 100.000 Euro für den Nachweis der Existenz des Masernvirus ausgesetzt. Es gäbe noch mehr Beispiele dieser Art, aber am Ende wird Wissenschaft weder durch Preisausschreiben noch durch Gerichtsurteile gemacht. Was richtig ist und was nicht, entscheiden Beobachtung und Experiment. Und dass die Sonne nicht kalt ist, und keine Leute darauf wohnen, haben Beobachtung und Experiment mittlerweile mehr als deutlich gezeigt.

Anders kann es höchstens noch in der Science Fiction sein, wie in der Geschichte, die ich zu Beginn erwähnt habe. In "Das Geheimnis der schwarzen Sonnenflecken" wird der Autounfall von Bueren aufgegriffen. Auch dort ist es ein Vertreter einer alternativen Sonnentheorie, der durch einen mysteriösen Unfall stirbt. Nur dass es eben kein simpler Unfall war, sondern von dunklen Mächten verursacht. Oder sollte man sagen: von hellen Mächten? Denn man kann sich denken, wer dafür verantwortlich ist, das Geheimnis der Sonne zu schützen… Und was mit der Besatzung des Raumschiffs passiert, dass sich anschickt, auf ihr zu landen, kann man in der Geschichte nachlesen, wenn man will. Oder vielleicht auch nicht - Buerens Hypothese war leider nicht nur schlechte Wissenschaft, sondern hat auch keine allzu großartige Science Fiction inspiriert…

Die Kraft, die bestimmt wie das Universum als ganzes aussieht, ist die Gravitation. Und die Gravitation ist eine Kraft, die nur in eine Richtung wirkt. Massen ziehen einander immer an, es gibt keine "Anti-Gravitation", die in die Gegenrichtung wirkt. Deswegen war es auch ein wenig seltsam, als Anfang 2017 jede Menge Meldungen aufgetaucht sind, die von einer ganz besonderen Entdeckung berichtet haben. Weit draußen im Universum habe man eine Region gefunden, die uns nicht anzieht, sondern "abstößt", den sogenannten "Dipole Repeller". Genau das war auch der Titel der wissenschaftlichen Facharbeit, die Yehuda Hoffman von der Universität Jerusalem, gemeinsam mit Daniel Pomarède, Brent Tully und Hélène Courtois veröffentlicht haben. Und darin berichten sie natürlich nicht über die Entdeckung von Anti-Gravitation, sondern von der großräumigen Bewegung der Galaxien und Galaxienhaufen in unserer Umgebung.

Ich habe darüber ja schon mehr als einmal gesprochen; gerade erst vor kurzem in Folge in Folge 710 über Void-Galaxien. Es gibt im Universum einerseits riesige Strukturen aus Galaxien, die Galaxienhaufen und Superhaufen aus Galaxienhaufen. Und andererseits gibt es Regionen, in denen sich so gut wie nichts befindet, die Voids. Unsere eigene Galaxie, die Milchstraße ist Teil der Lokalen Gruppe und die ist Teil eines größeren Galaxienhaufens, der wieder Teil einer noch größeren Struktur aus gut 100.000 Galaxien ist, dem Superhaufen Laniakea. All diese Galaxien stehen natürlich nicht still; alles bewegt sich. Und genau um diese Bewegung geht es. Die Bewegung von Galaxien und Galaxienhaufen ist nicht mehr so simpel wie es bei den Planeten der Fall ist. Die bewegen sich - bei uns - alle um die Sonne herum und wir können diese Bewegung näherungsweise sehr einfach beschreiben. Bei den Galaxien gibt es nichts, was sie umkreisen. Aber sie bewegen sich auch nicht völlig wahllos. Ich habe in Folge 113 schon mal über den "Großen Attraktor" gesprochen. Auch das klingt mysteriös, ist aber - vereinfacht gesagt - nur eine Region im Universum wo sich überdurchschnittlich viele Galaxienhaufen befinden und die deswegen eine überdurchschnittlich große Anziehungskraft auf die Umgebung ausübt. Oder anders gesagt: Die Galaxien bewegen sich tendentiell dorthin, wo viele Galaxienhaufen sind. Das ist keine große Überraschung, aber es ist wichtig, dass wir das erforschen. Und vor allem ist es schwierig, das zu erforschen. Denn wir können ja nicht von außen auf das Universum schauen und in Ruhe beobachten, wie sich alles durch die Gegend bewegt. Wir können auch nicht einfach mal eben ALLE Galaxien kartieren. Es ist schon schwer genug, die ganzen weit entfernten Galaxien nur zu beobachten; wir müssen darüber hinaus aber auch noch ihre Entfernungen genau bestimmen und herausfinden, wie schnell sie sich wohin bewegen.

Genau deswegen macht man solche Studien wie sie Yehuda Hoffman und sein Team gemacht haben. Sie haben sich Daten von circa 8000 Galaxien aus unserer kosmischen Nachbarschaft angesehen, von denen gute Daten vorhanden waren. Das ist nur ein winziger Ausschnitt, aber der kann reichen, um auch etwas über das herauszufinden, was man nicht sehen kann. Wenn man in der Bewegung dieser Galaxien zum Beispiel einen Trend sieht, also feststellt, dass sich alle in eine bestimmte Richtung bewegen: Dann muss da logischerweise etwas sein, das dafür verantwortlich ist. In diesem Fall war das genau so und das, was dafür verantwortlich ist, ist der "Shapley-Superhaufen". Diese riesige Struktur ist circa 700 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und eine der größten bekannten Ansammlungen von Galaxien und wir wissen schon seit längerem über seine Existenz Bescheid. In der Arbeit über den Dipole Repeller haben sich Hoffman & Co die Sache aber auf eine andere Weise angesehen. Es würde zu weit gehen, im Detail zu erklären, wie sie die Bewegung der Galaxien betrachtet haben. Aber vereinfacht gesagt, haben sie ein sich mitbewegendes Koordinatensystem verwendet. Galaxien bewegen sich ja nicht einfach nur wegen der Anziehungskraft anderer Galaxien und Galaxienhaufen. Sondern sie bewegen sich auch durch die Expansion des Universums. Wir wissen, dass der Kosmos sich seit dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren ausdehnt und der Raum zwischen den Galaxien immer größer wird. Aber, und das ist ein wichtiger Punkt, das gilt nicht immer. Das Universum dehnt sich zwar aus und treibt die Galaxien auseinander. Gleichzeitig ziehen sich die Galaxien an und je nachdem wie viele Galaxien auf einem Haufen sind, kann diese Anziehungskraft den Haufen zusammenhalten. Das ist alles ein wenig verwirrend, und deswegen macht man so etwas wie bei diesen mitbewegenenden Koordinaten. Das heißt nichts anderes, als dass man die Bewegung der Galaxien, die von der Expansion des Universums verursacht wird, aus der gesamten Bewegung rausrechnet. Und dann kann etwas auf den ersten Blick seltsamen passieren.

Stellt euch vor, ihr fahrt mit dem Auto eine gerade Straße entlang, mit einer konstanten Geschwindigkeit von 50 Kilometer pro Stunde. Hinter euch fährt ein Auto in die selbe Richtung, aber mit nur 40 Kilometer pro Stunde. Beide Autos fahren, keines davon steht still. Aber jetzt kann ich das rein mathematisch ja auch anders betrachten. Ich kann mein Auto als Basis betrachten, als - aus meiner Sicht im Auto - in Ruhe. Oder anders gesagt: Die 50 Kilometer pro Stunde, mit denen ich unterwegs bin, rechne ich aus allen Geschwindigkeiten raus. Ich bin dann in Ruhe, meine Geschwindigkeit beträgt 0 km/h. Und das Auto hinter mir? Das entfernt sich aus meiner Sicht mit 10 km/h, denn es ist ja auch 10 km/h langsamer als ich. In meinen mitbewegten Koordinaten hat es nun aber eine Geschwindigkeit von -10 km/h, denn ich habe ja meine 50km/h von den 40km/h abgezogen. Man kann das alles auch so interpretieren, also würde ich das Auto hinter mir abstoßen. Beim Beispiel der Autos ist das alles nicht sonderlich überraschend, aber wenn es um Galaxien geht, hat das einerseits damals einige Leute sehr verwirrt und andererseits ist es da viel spannender.

Wenn man die "Gundgeschwindigkeit" der Expansion des Universums von allen Galaxienbewegungen abzieht, dann kriegt man ein Bild, in dem Regionen mit überdurchschnittlich vielen Galaxien anziehend wirken, genau so wie ich das vorhin beim Shapley-Superhaufen erklärt habe. Nur dass man hier jetzt den Beitrag dieser Anziehungskraft deutlicher sieht. Vor allem aber passiert in diesem Bild aber noch etwas: Regionen, in denen sich sehr viel weniger Galaxien als anderswo befinden, wirken tatsächlich "abstoßend". Nicht im realen, physikalischen Sinn; sie üben keine reale Abstoßungskraft aus. Aber so wie beim Beispiel mit den Autos sieht es durch den mathematischen Trick so aus, als würden sie andere Galaxien abstoßen.

Regionen mit unterdurchschnittlich vielen Galaxien, also die großen Voids, sind leer. Sie stoßen nichts ab, auch das bisschen an Masse was in den Voids ist, übt eine anziehende Gravitationskraft auf den Rest aus. Aber es ist eben eine sehr viel geringere Anziehungskraft als von den überdurschnittlich vollen Regionen der Superhaufen ausgeübt wird. Und das mathematische Modell mit den mitbewegten Koordinaten zeigt diesen Unterschied viel deutlicher. Auf diese Weise kann man Voids entdecken, von denen man vorher nichts gewusst hat, und genau darum geht es eigentlich. Voids zu entdecken ist schwer, weil da ja nichts ist, was man entdecken kann. Aber wenn man bei Analysen wie der von Hoffman & Co eine Region im Weltall entdeckt, die scheinbar "abstoßend" wirkt; wenn man also sieht, dass sich die Galaxien nicht nur auf eine bestimmte Gegend im Universum zu sondern auch alle von einer bestimmten Region WEG bewegen: Dann kann die Ursache dafür nur eine Void sein. Genau das ist der "Dipole Repeller": Eine Void, ungefähr 700 Millionen Lichtjahre entfernt, in der Richtung des Himmels, in der wir das Sternbild der Eidechse sehen können.

Der "Dipole Repeller" ist also kein mysteriöses Phänomen, sondern eine große Leere im lokalen Universum. Diese unterdichte Region beeinflusst die Geschwindigkeit der Galaxien ungefähr gleich stark wie sie durch die überdichte Region des Shapley-Superhaufens beeinflusst wird. Man darf das Nichts nicht ignorieren, wenn man das Universum verstehen will.

In dieser Folge der Sternengeschichten geht es um den versunkenen Kontinent Lemuria, die Heimat der ersten Menschen, die nach dem Untergang ihrer Zivilisation die Kultur von Atlantis gegründet haben. Und wer sich jetzt fragt, was das soll, hat vollkommen recht. Keine Sorge, das hier ist nicht plötzlich zu einem Esoterik-Podcast geworden - aber Lemuria ist heute wirklich das Thema. Diese Folge der Sternengeschichten ist eine über unseren Planeten und über den langen Weg, den wir zurückgelegt haben, um zu verstehen, wie die Erde als Planet funktioniert. Es geht um das Wissen über die unmerklich langsamen Veränderungen der Erdoberfläche, die am Ende dennoch dafür verantwortlich sind, dass wir darauf leben können und die wir verstehen müssen, wenn wir verstehen wollen, was auf anderen Planeten im Sonnensystem und bei anderen Sternen passiert.

Die Geschichte von Lemuria beginnt in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Das war auch die Zeit, in der sich unser Bild der Erde und ihrer Lebewesen dramatisch gewandelt hat. Lange Zeit war in unserem Kulturkreis die Bibel das maßgebliche Werk, um die Welt zu verstehen. Dort steht, dass Gott die Erde in sieben Tagen erschaffen hat und das Gott ebenfalls der Schöpfer von Tieren, Pflanzen und Menschen ist. Nach dieser Schöpfung war alles fix und fertig und hat sich nicht mehr geändert; es sei denn, Gott wird unzufrieden und muss einen Teil der Schöpfung durch Katastrophen wie die Sintflut wieder auslöschen und danach ein bisschen umgestalten. Aber diese Geschichten haben irgendwann nicht mehr gereicht. Forscher wie Charles Darwin und Alfred Russel Wallace haben festgestellt, dass die Lebewesen auf der Erde nicht unveränderlich sind, sondern dass es so etwas wie "Evolution" gibt, die dafür sorgt, dass sich Tiere und Pflanzen sehr langsam, aber beständig verändern und dass das auch auf den Menschen zutrifft. Und der Geologe Charles Lyell hat gezeigt, dass solche langsamen Veränderungen auch für das Aussehen der Erde verantwortlich sind. Genau in dieser Zeit des Umbruchs hat sich der englische Zoologe Philip Lutley Sclater mit den Fossilien von Säugetieren in Indien, Sri Lanka und Madagaskar beschäftigt. Er hat Primaten erforscht, die Lemuren, die heute ausschließlich auf der östlich vor Afrika gelegenen Insel Madagaskar leben. Sclater hat aber Fossilien dieser Tiere auch in Indien und Sri Lanka gefunden und festgestellt, dass sie Fossilien sehr ähnlich sind, die man in Madagaskar finden kann. Oder simpel gesagt: Tiere, die geografisch weit voneinander und noch dazu durch einen Ozean getrennt sind, sind trotzdem eng miteinander verwandt. Wie kann dann sein?

Sie können nicht einfach von Madagaskar nach Indien geschwommen sein, das funktioniert nicht. Also hat Sclater in einer wissenschaftlichen Arbeit zu dieser Frage 1864 eine andere Lösung vorgeschlagen: "Die Besonderheiten der Säugetierfauna Madagaskars lassen sich am besten durch die Annahme erklären, dass ein großer Kontinent Teile des Atlantischen und des Indischen Ozeans einnahm … dass dieser Kontinent in Inseln zerbrach, von denen einige mit Afrika verschmolzen, andere mit dem Gebiet, das heute Asien bildet; und dass wir in Madagaskar noch heute Überreste dieses großen Kontinents vorfinden, für den ich den Namen Lemuria vorschlagen möchte!"

Sclater sagt also, dass Afrika, Indien und Südostasien früher durch Land verbunden waren und dieses Land ist später zum größten Teil versunken. Diesen versunkenen Kontinent nennt er "Lemuria" und aus damaliger Sicht war die Idee nicht so dramatisch, wie sie heute klingt. Vor Sclater haben schon andere festgestellt, dass es überraschende Verwandtschaften zwischen Pflanzen und Tieren in weit entfernten Regionen gibt und dass sie, ganz im Sinne der Darwinschen Evolution, einen gemeinsamen Ursprung haben müssen. Die weit entfernten Regionen müssen also durch heute verschwundene Landbrücken miteinander verbunden gewesen sein. Denn das war die einzige Möglichkeit, die Beobachtungen zu erklären. In der Geologie war damals (und noch bis in die 1960er Jahre) der sogenannte "Fixismus" verbreitet. Das bedeutet, man ist davon ausgegangen, dass die Erdkruste fix ist; und dass damit auch die Kontinente fix sind. Sie bewegen sich nicht, zumindest nicht hin und her. Was stattdessen aber sehr wohl passieren kann, ist ein Auf und Ab der Kontinente. Regionen der Erdkruste können sich heben oder senken; der Meeresspiegel kann steigen oder fallen. Dafür gab es auch jede Menge Belege; man hat Fossilien von Fischen und anderen Meereslebewesen im Hochgebirgen gefunden, man hat anderswo im Gestein Spuren eines früher höheren Meeresspiegels entdeckt, und so weiter. Im Rahmen dieser Überlegungen ist es nicht überraschend, dass es früher eine Landbrücke zwischen Afrika und Asien gegeben hat, die heute versunken ist.

Die Lemuria-Hypothese von Sclater hat deswegen auch bald Verbreitung erfunden. Ernst Haeckel, der deutsche Biologe der maßgeblich für die Verbreitung von Darwins Evolutionstheorie verantwortlich war, hat 1868 in einem seiner Bücher auch darüber spekuliert, ob Lemuria auch der Ort war, an dem sich die ersten Menschen entwickelt haben, bevor sie sich von Afrika ausgehend über die ganze Welt verbreitet haben. Friedrich Engels, den wir eher als Philosophen des Marxismus kennen, hat sich auch mit der Philosophie der Naturwissenschaft beschäftigt und 1876 geschrieben: "Vor mehreren hunderttausend Jahren, während eines noch nicht fest bestimmbaren Abschnitts jener Erdperiode, die die Geologen die tertiäre nennen, vermutlich gegen deren Ende, lebte irgendwo in der heißen Erdzone – wahrscheinlich auf einem großen, jetzt auf den Grund des Indischen Ozeans versunkenen Festlande – ein Geschlecht menschenähnlicher Affen von besonders hoher Entwicklung."

Lemuria und andere versunkene Landbrücken waren bis weit in das 20. Jahrhundert hinein ein plausibler Bestandteil geologischer und biologischer Forschung. Geändert hat sich das erst mit Alfred Wegener und seiner Theorie der Kontinentaldrift, also der Behauptung, dass die Kontinente sich eben doch auch hin und her bewegen können. Das Ende des Fixismus und damit auch der Landbrücken ist aber erst in den 1960er Jahren gekommen, als man das Phänomen der Plattentektonik tatsächlich auch nachweisen und erklären konnte - ich habe darüber ausführlich in Folge 647 der Sternengeschichten erzählt. Heute wissen wir, dass es keine Landbrücken und kein Lemuria gegeben hat. Afrika und Asien waren früher nicht getrennt; sie waren Teil des selben Kontinents der irgendwann auseinandergebrochen ist.

Seit wir die Plattentektonik verstanden haben, verstehen wir auch die Erde sehr viel besser als zuvor. Wir wissen, wie die tektonischen Vorgänge Gebirge auffalten, Vulkanismus verursachen, und so weiter. Wir wissen, dass in der Vergangenheit der Erde immer wieder "Superkontinente" entstanden sind, die dann wieder auseinanderbrechen und deren Einzelteile über den Planeten driften. Diese Vorgänge sind auch aus astronomischer Sicht interessant. Einerseits, weil die Plattentektonik eine wichtige Rolle dabei spielt, dass die Bedingungen auf der Erdoberfläche für uns lebensfreundlich sind. Treibhausgase wie Kohlendioxid können durch Vulkanismus in die Atmosphäre gelangen, können dann im Gestein gebunden werden und dieses Gestein wandert im Laufe der Jahrmillionen durch die tektonischen Prozesse in den Erdmantel, wo es aufgeschmolzen wird, bevor der ganze Zyklus wieder von vorne losgeht. Solche langfristigen Abläufe stabilisieren die Atmosphäre und wir vermuten, dass tektonische Prozesse ein wichtiger Bestandteil sind, wenn wir nach lebensfreundlichen Planeten anderswo im Universum suchen. Wenn wir die geologische Geschichte von Mars oder Venus verstehen wollen, müssen wir auch wissen, wie es dort mit der Plattentektonik aussieht. Auf der Venus zum Beispiel sehen wir keine Tektonik wie auf der Erde; es gibt auch keine Kontinente die sich bewegen. Das liegt vermutlich daran, dass ihre Kruste dicker ist und deswegen weniger Wärme aus ihrem Inneren an die Oberfläche gelangt. Vereinfacht gesagt: Der Druck kann sich nicht regelmäßig durch Vulkane oder Erdbeben entladen, wie auf der Erde, sondern staut sich auf bis irgendwann die gesamte Oberfläche in einem gewaltigen Vulkanisch-tektonischen Ereignis umgestaltet wird. Vielleicht läuft es auf der Venus aber auch anders; um es genau zu wissen, haben wir noch zu wenig Daten. Aber die Geschichte von Lemuria zeigt uns, wie wichtig es ist, zu verstehen wie ein Planet funktioniert. Wir können jede Menge spekulieren, und diese Spekulationen können durchaus plausibel sein, so wie es die über die Landbrücken und Lemuria aus damaliger Sicht ja auch waren. Aber solange wir nicht wirklich verstehen, was im Inneren das Planeten passiert, stehen die Chancen gut, dass wir uns irren - so wie es bei den Landbrücken und Lemuria der Fall war.

Die Geschichte von Lemuria zeigt übrigens auch und leider sehr gut, wie wissenschaftliche Erkenntnisse außerhalb der Wissenschaft falsch interpretiert und missbraucht werden. Wer sich heute nach Informationen über Lemuria umsieht, wird einerseits die Geschichten finden, die ich gerade erzählt habe. Darüber hinaus aber noch viel, viel mehr, die nach Science Fiction und Fantasy klingen. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurde Sclaters Hyopthese nämlich unter anderem auch von Helena Blavatsky aufgegriffen, die damals die "Theosophische Gesellschaft" gegründet hat, eine Vorläuferin der diversen modernen Esoterik-Ideologien. Sie hat behauptet, dass auf der Erde ständig Kontinente versinken und das auf jedem versunkenen Kontinent andere "mystische" Menschenvorfahren gelebt haben. Auf Lemuria waren das Wesen, die noch keine echten Menschen waren. Sie haben zum Beispiel Eier gelegt um sich fortzupflanzen. Erst nach dem Untergang haben die Überlebenden von Lemuria die Kultur von Atlantis gegründet und erst als Atlantis auch untergegangen ist, sind daraus wir modernen Menschen entstanden. Das klingt alles sehr absurd, das ist auch alles sehr absurd und noch viel absurder ist es, dass es auch in der Gegenwart immer noch sehr viele Leute gibt, die das alles glauben.

Nun ja. Wer sowas gerne glauben möchte, kann das ruhig machen. Aber dann verpasst man leider die sehr viel spannendere Realität die uns zeigt, dass man sich durchaus auch mal irren kann, wenn man die Welt verstehen möchte. So etwas passiert, wenn man nicht genügend Daten hat. Aber man sollte versuchen, aus den Daten die man hat, das bestmögliche zu machen und man muss bereit sein, seine Ansichten zu ändern, wenn bessere Daten vorhanden sind. Der versunkene Kontinent Lemuria hat seinen Platz in der Geschichte der Naturwissenschaft verdient. Und wer weiß, welche Hyopthesen wir in Zukunft dank besserer Daten versinken lassen können.

Den Stern Gamma Cassiopeiae kann man schwer übersehen. Das Sternbild Kassiopeia ist für Mitteleuropa zirkumpolar, das heißt, es ist das ganze Jahr über in der Nacht am Himmel zu sehen. Durch die markante Form ist es auch leicht zu erkennen, und es trägt nicht umsonst den Namen "Himmels-W". Und der Stern, der genau die mittlere Spitze des "W" bildet, ist Gamma Cassiopeiae. Und ich werde mich ab jetzt darauf beschränken, den Stern "Gamma Cas" zu nennen, denn es soll ja um das Rätsel gehen, dass dieser Stern uns in der Vergangenheit aufgegeben hat und nicht um seinen Namen. Obwohl es darüber tatsächlich auch einiges zu erzählen gibt: Gerade weil der Stern so gut zu finden und zu erkennen ist, wurde und wir er gerne für die Navigation und die Orientierung verwendet. Auch in moderner Zeit, zum Beispiel von den frühen NASA-Astronauten. Einer davon war Gus Grissom, der zweite Amerikaner und dritte Mensch überhaupt im All, der tragischerweise beim Test des Apollo-1-Raumschiffs 1967 ums Leben gekommen ist. Mit vollem Namen heißt er Virgil Ivan Grissom und weil er Gamma Cas bei seinem Training und den Raumflügen immer wieder zur Orientierung verwedent hat, hat er den Stern im Scherz "Navi" genannt - also "Ivan" rückwärts gelesen. Grissom hat auch ein paar andere Sterne seiner Navigationskarte auf diese Weise umbenannt und mit rückwärts geschriebenen Namen von Kollegen versehen. Aber wie gesagt: Es soll nicht um die Namen gehen, sondern um den Stern selbst.

Aus astronomischer Sicht ist er das erste Mal 1866 auffällig geworden. Am 23. August dieses Jahres hat der italienische Astronom Angelo Secchi eine kurze Nachricht an den Herausgeber der Fachzeitschrift "Astronomische Nachrichten" geschickt. Darin schreibt er unter anderem "Für den Augenblick kann ich nicht umhin, Sie auf eine merkwürdige Besonderheit des Sterns γ Cassiopeiae aufmerksam zu machen, die bisher einzigartig ist. Diese Besonderheit besteht darin, dass, während die große Mehrheit der weißen Sterne eine sehr klare und breite f-Linie zeigt — wie α Lyrae, Sirius usw. — γ Cassiopeiae an deren Stelle eine sehr schöne helle Linie besitzt, die viel glänzender ist als der gesamte übrige Teil des Spektrums."

Damit ist natürlich nicht gemeint, dass da irgendwelche Linien um den Stern verlaufen. Secchi hat ein Spektroskop getestet, er hat das Licht des Sterns also auf ein optisches Gerät fallen lassen, um es in seine Bestandteile aufzuspalten. Ich habe darüber in den Sternengeschichten schon sehr oft gesprochen: Das Licht der Sterne ist aus allen möglichen Farben zusammengesetzt und mit den richtigen Geräten kann man diese Mischung wieder in den bunten Regenbogen aller Farben aufspalten. Und wenn man dann noch genauer hinsieht, erkennt man dunkle Linien im Regenbogen, die Spektrallinien. Sie entstehen, sehr kurz gesagt, weil das Licht auf dem Weg aus dem Inneren eines Sterns dessen Gasschichten durchquert und die Atome des Gases bestimmte Teile des Lichts quasi blockieren. Von diesen Farben gelangt weniger ins All als von den anderen und am Ende sieht man die dunklen Linien. Das wusste man damals schon; Secchi hat aber das Gegenteil beobachtet. Dort wo andere Sterne dunkle Linien zeigen, hat Gamma Cas eine helle Linie. Nicht weniger Licht gelangt ins All, sondern mehr!

Das, was Secchi da beobachtet hat, war ein Stern mit Emissionslinien. Sie sind, im Gegensatz zu den Absorptionslinien nicht dunkel, sondern leuchten heller als der Rest des Regenbogens. Emissions- und Absorptionslinien entstehen auf die selbe Art und Weise und es wäre eine eigene Folge der Sternengeschichten wert, den Prozess im Detail zu erklären. Aber ich halte es kurz: Atome können angeregt werden, zum Beispiel durch die Strahlung eines Sterns und diese Energie der Anregung geben sie dann wieder ab, bei einer ganz bestimmten Lichtwellenlänge, also Farbe. Dann kommt es darauf an, ob man Licht untersucht, das von heißem Material stammt und sich durch kühleres Gas bewegt oder nicht. Den ersten Fall haben wir bei einem normalen Stern: Im Kern ist es heiß, dort strahlt Energie ab und dieses Licht bewegt sich dann durch die kühleren äußeren Schichten. Dort werden die Atome angeregt, durch Licht mit einer ganz bestimmten Farbe, und sie geben das Licht dieser Farbe dann auch wieder ab, aber das wird in alle Richtungen gestreut und am Ende fehlt ein bisschen was davon. Es kann aber auch sein, dass man ein heißes Gas hat, das aber vergleichsweise dünn ist. Wenn das dann durch Strahlung von irgendwo angeregt wird, geben die Atome dort wieder ihr charakteristisches Licht ab, aber weil drumherum eben nur das dünne Gas ist, wird dieses Licht dann nicht so stark gestreut. Anders gesagt: Eine helle Quelle von Licht die von kühleren Gas umgeben ist, erzeugt dunkle Linien. Ein heißes, dünnes Gas alleine erzeugt helle Emissionslinien, wenn es irgendwie angeregt wird. Aber Gamma Cas ist ja definitiv kein heißes dünnes Gas, sondern ein Stern. Dort sollte es Absorptionslinien geben, keine Emissionslinien. Was geht da ab?

Gamma Cas ist das, was man eine Be-Stern nennt. So nennt man heiße Sterne, die Emissionslinien zeigen und das erklärt natürlich noch nicht viel. Es sind Sterne, die erstens sehr massereich sind, also circa das 2 bis 20fache der Sonnenmasse. Diese Sterne sind auch deutlich heißer als die Sonne und manche von ihnen können sehr schnell um ihre eigene Achse rotieren. So schnell, dass sie Masse aus ihren äußeren Schichten ins All schleudern, die dann eine Art Ring oder Scheibe um den Stern bildet. Diese Scheibe aus heißem Gas ist es, die die Emissionslinien erzeugt, wenn das Material dort durch die Strahlung des heißen Sterns angeregt wird. Secchi konnte das damals natürlich noch nicht wissen, er hat die Überlagerung von Absorptions- und Emissionslinien gesehen und für ihn sah es so aus, als wäre da nur eine helle Linie.

Heute wissen wir, dass es einige solcher Sterne gibt wie Gamma Cas und wir wissen noch mehr. In den 1970er Jahren haben wir festgestellt, dass Gamma Cas nicht nur Emissionen im normalen Licht zeigt, sondern auch im Röntgenlicht. Jeder Stern leuchtet ein bisschen im hochenergetischen Licht der Röntgenstrahlung, aber Gamma Cas tut das sehr viel stärker, als es Sterne seines Typs normalerweise tun; circa 40 mal mehr als zu erwarten wäre.

Damit ein Objekt Röntgenstrahlung aussenden kann, muss es sehr stark aufgeheizt werden. Um das zu produzieren, was man bei Gamma Cas gemessen hat, bräuchte man ein heißes Gas mit mehr als 100 Millionen Grad. Und wir haben in der Nähe von Gamma Cas ja die Scheibe aus Gas - aber sie auf 100 Millionen Grad aufzuheizen: Das würde auch Gamma Cas nicht hinkriegen. Wenn man sich das Röntgenlicht anschaut, das von Gamma Cas kommt, sieht man auch, dass es nicht konstant leuchtet, sonder immer wieder einerseits kurzfristige Intensitätsausbrüche stattfinden, die ein paar Sekunden bis Minuten dauern und andererseits periodische Schwankungen in der gesamten Helligkeit beobachtbar sind. Womit sich ein weiters Mal die Frage stellt: Was geht da ab?

Es könnte sein, dass es irgendwelche magnetischen Wechselwirkungen zwischen Stern und Gasscheibe gibt. Sowas kennen wir ja auch von der Sonne, wenn da das elektrisch geladene Plasma ihrer äußeren Schichten durch die Gegend wirbelt, kommt es auch immer wieder zu "Kurzschlüssen" bei denen jede Menge Energie freigesetzt wird. Bei einem so großen und heißen Stern wie Gamma Cas könnte es noch wilder sein; da könnten die magnetischen Ströme des Sterns bis zur Scheibe reichen und wenn dann ein "Megakurzschluss" stattfindet, könnte so viel Energie ins Plasma der Scheibe gelangen, dass sie auf die extremen Temperaturen aufgeheizt wird. Oder aber, wir stehen vor einem ähnlichen Problem wie damals Angelo Secchi: Die Röntgenstrahlung kommt nicht nur vom Stern, sondern da ist noch etwas anderes. Zum Beispiel ein Weißer Zwerg oder Neutronenstern, der Gamma Cas umkreist. Wenn dann Material von Gamma Cas oder aus der Scheibe auf diesen Begleiter fällt, kann ebenfalls Röntgenstrahlung erzeugt werden.

Um das Rätsel zu lösen, muss man nicht nur die Röntgenstrahlung an sich messen, sondern sie so genau messen, dass man auch sieht, WO sie herkommt. Also nicht nur grob "aus der Richtung von Gamma Cas". Sondern sehr viel genauer und das ist schwer. Oder besser gesagt: Es war schwer, bis die japanische Weltraumagentur JAXA im Jahr 2023 die X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission gestartet hat und ein Weltraumröntgenteleskop mit dem unausprechbaren Namen XRISM ins All geschickt hat. Damit kann man nicht nur die Emissionslinien im Röntgenlicht extrem genau beobachtet, sondern auch sehr genau bestimmen, wo die Quelle dieses Röntgenlichts ist und wie schnell sich die Quelle bewegt. Zwischen 2024 und 2025 hat man Gamma Cas mit XRISM beobachtet und das Ergebnis lautet: Der Ort, von dem die Röntgenstrahlung kommt bewegt sich und er bewegt sich auf einer Umlaufbahn um Gamma Cas herum.

Wir haben jetzt also folgendes Bild: Da ist Gamma Cas, umgeben von einer Scheibe aus heißem Gas, das die Emissionslinien erzeugt, die Angelo Secchi als erster gesehen hat. Stern und Scheibe werden von einem weißen Zwergstern umkreist, dessen Gravitationskraft Material aus der Scheibe anzieht und der deswegen selbst von einer kleinen Scheibe aus Gas umgeben ist, das auf den weißen Zwerg stürzt. Dabei strahlt es Röntgenstrahlung ab, und weil der weiße Zwerg sich bewegt und mal mehr und mal weniger Material anzieht, sehen wir Veränderungen in der Intensität der Röntgenstrahlung.

Im Laufe der Zeit hat man einige Sterne gefunden, die ähnliche Röntgenemissionen zeigen wie Gamma Cas. Die Beobachtungen von XRISM legen nahe, dass auch dort Begleiter die Ursache sein können. Und das ist aus vielen Gründen spannend. Weiße Zwerge sind ja das, was von einem sonnenähnlichen Stern übrig bleibt, wenn dort die Kernfusion zum Erliegen kommt. Gamma Cas muss also früher mal ein normales Doppelsternsystem gewesen sein, und zwar ein enges System, denn nur dann kann es zu der Wechselwirkung zwischen Stern, Scheibe und weißem Zwerg kommen. Solche engen Doppelsterne sind aber genau das, aus dem noch später schwarze Löcher entstehen können. Denn irgendwann sind beide Sterne am Ende ihres Lebens angekommen; und die weißen Zwerge oder Neutronensterne zu denen sie sich entwickeln, umkreisen einander im Laufe der Zeit immer enger. Sie kommen einander immer näher, weil sie Gravitationswellen abgeben und irgendwann kommt es zur Kollision. Beide ehemaligen Sterne verschmelzen und mit einem großen Ausbruch an Gravitationswellen entsteht aus ihnen ein schwarzes Loch. Wir haben solche Ereignisse mit den Gravitationswellendetektoren schon beobachtet, aber nur den letzen Schritt der Verschmelzung. Systeme wie Gamma Cas zeigen uns, wie es davor dort aussieht und was passiert, bevor die Gravitationswellen entstehen, die wir dann irgendwann messen können.

Die Spitze des Himmels-W hat uns einige Rätsel aufgegeben. Und wird dabei helfen, andere Rätsel lösen zu können.