Archiv für März 2013

Astronomiegeschichte(n): Kopernikus‘ Fundament eines neuen Weltbildes

In der neuen Ausgabe meiner „Astronomiegeschichte(n)“ geht es um Domherr Nikolaus Kopernikus, der heute vor 500 Jahren 800 Steine und 1 Tonne Kalk von der zur Kathedrale in Frauenburg (Frombork) gehörenden Ziegelei und Kalkbrennerei kaufte. Daraus entstand auf seinem Grundstück außerhalb der Dommauern der Grundstein eines neuen Weltbildes, das noch heute seinen Namen trägt.

Astronomiegeschichte(n)

Kopernikus‘ Fundament eines neuen Weltbildes

Obwohl schon im antiken Griechenland erste heliozentrische Denkweisen auftauchten, sollte das von dem in Alexandria gelebten Gelehrten Claudius Ptolemäus begründete Weltbild, in dem man die Erde im Mittelpunkt sah, für 1400 Jahre uneingeschränkt das Denken Europas bestimmen. Um die angenommenen gleichförmigen Kreisbahnen beizubehalten und dennoch die beobachteten Bewegungen der Planeten sowie von Sonne und Mond zu erklären, wurde aus dem geozentrischen Konzept ein kompliziertes Modell aus Epizykeln, Deferenten, Exzentern und Äquanten, für die teilweise rückläufige Bewegung der Planeten wurden bis zu 80 verschiedene Kreise in das System eingefügt. Angesichts der umständlichen Konstruktion soll der spanische König Alfons X. geäußert haben: „Hätte ich bei der Schöpfung in Gottes Rat gesessen, würde vieles besser geordnet worden sein.“ Aufgrund von Gotteslästerungen wie dieser wurde er 1282 vermutlich sogar entthront. Über 200 Jahre danach begann sich ein junger katholischer Student in Bologna für diese himmlische Unordnung zu interessieren. Zu dieser Zeit, dem ausgehenden 15. Jahrhundert, erlebte die Frührenaissance eine Hochzeit: Kolumbus und Vespucci erreichten Amerika, da Gama fand den Seeweg nach Indien, da Vincis Gemälde des letzten Abendmahls entstand, und Michelangelo vollendete mit der Pietá sein erstes großes Werk.

Der Student stammte aus der fernen polnischen Region Ermland und wird in den Unterlagen des dortigen Frauenburger Doms „Dominus Nicolaus Koppernick“ genannt. Während der italienischen Studienzeit wuchs seine Begeisterung für die Astronomie weiter und er hörte bereits von Einwänden gegenüber des kosmologischen Weltbildes von Ptolemäus. In Bologna führte der junge Domherr Kopernikus auch seine ersten Himmelsbeobachtungen durch. Im März 1497 beobachtete er die Bedeckung des Sterns Aldebaran durch den Mond und Anfang des Jahres 1500 verfolgte er zwei enge Konjunktionen des Mondes mit Saturn. Den Rest des Heiligen Jahres 1500 verbrachte Kopernikus in Rom, wo er am Ostersonntag einer von 200.000 Gläubigen vor der Alten Peterskirche war. Ein halbes Jahr später beobachtete der 27-jährige eine fast totale Mondfinsternis, die sich ein paar Stunden nach der berechneten Zeit ereignete. Wie aus seinen Aufzeichnungen hervorgeht, die er in seinem Exemplar der von Alfons X. herausgegebenen astronomischen Tafeln notierte, fand er noch weitere Unstimmigkeiten im Lauf der Gestirne. So erkannte er beispielsweise, dass Mars über 2 Grad und Saturn um 1,5 Grad von ihren vorhergesagten Positionen abwichen.

Vom Glockenturm des Doms in Frombork ist auch Kopernikus‘
ehemaliges Grundstück erkennbar; Katarzyna Czaykowska

Zurück in Preußen. Im ermländischen Domkapitel an der Ostsee war Nikolaus Kopernikus vor allem mit Verwaltungsaufgaben beschäftigt, als Arzt tätig und konnte außerdem seine astronomischen Studien weiter vertiefen. Anfang Juni 1512 beobachtete er eine Opposition des Mars und erhielt außerhalb der Mauern des Frauenburger Doms einen als Allodium bezeichneten Besitz. Hier entstand bereits im Jahr darauf eine Beobachtungsstation aus 800 Mauersteinen und einer Tonne Kalk. Sie bildet gewissermaßen das Fundament eines neuen Himmelsgebäudes mit der Sonne im Zentrum. Die vor genau 500 Jahren errichtete Pavimentum genannte Plattform stand vermutlich in seinem Garten, so dass sich manche vorstellen, die Erde sei zwischen Kohl- und Salatreihen aus den Angeln gehoben worden. Auf diesem gemauerten Podest stellte der „preußische Sternforscher“ seine Instrumente für die Himmelsbeobachtung auf. Hauptsächlich verwendete er dafür einen 2,5 Meter hohen Dreistab aus Fichtenholz, an dem die Teilungen mit Tinte markiert waren.

Vermutlich verfasste der 40-jährige Kopernikus im Jahr 1513 auch den Commentariolus, seinen „Kleinen Kommentar“, in dem er die Grundgedanken eines heliozentrischen Systems festhielt und u.a. erklärte: Die Erde ist nicht der Mittelpunkt der Welt, sondern umkreist wie die anderen Planeten die Sonne, die tägliche Bewegung der Gestirne rührt von der Rotation der Erde und die teilweise Rückwärtsbewegung der Planeten ist nur scheinbar und entsteht durch die Beobachterposition auf einer sich bewegenden Erde. Für die genaue Prüfung seiner sieben Axiome verwendete er den Rest seines Lebens und 30 Jahre später war sein 200-seitiges Hauptwerk vollendet. Ein Mann des Glaubens, mehrfach zum Kanzler des Domstifts gewählt und sogar als Bischof vorgeschlagen, hatte damit nicht einfach Ptolemäus‘ „Ungeheuer“ aus Epizykeln und Exzentern vereinfacht, sondern am kirchlichen Dogma mit der Erde im Zentrum der Welt gerüttelt. Seine Arbeit wurde dennoch als Rechentrick abgetan, als „absurde Behauptung“ und von Martin Luther hieß es sogar: „Der Narr will die ganze Kunst Astronomiae umkehren.“ Doch das war erst der Beginn der kopernikanischen Wende, die bald mit neuen Beobachtungsinstrumenten gestützt werden sollte.

31.03.2013

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Supernova 2013am … auch von Deutschland

Am Donnerstagnachmittag (21. März) unserer Zeit entdeckten japanische Beobachter einen neuen Stern in M 65, kurz darauf folgte die Meldung zu einer möglichen Supernova, am Freitagabend (22. März) wurde das bestätigende Spektrum aufgenommen, welches 3 ½ Stunden später online veröffentlicht wurde, und am Samstagabend (23. März) machte schließlich genau 53 Stunden nach der Entdeckungsaufnahme ein Berliner Astrofotograf sein Beweisfoto von der neuen Supernova in M 65. Das ist die Geschichte hinter dem wahrscheinlich ersten Bild der Supernova 2013am aus Deutschland. Stefan Lilge hielt den 16,0mag schwachen Lichtpunkt, der sich in 24 Millionen Lichtjahren Entfernung mit einer Explosionsgeschwindigkeit von 10.000 km/s ausbreitet, von seinem Balkon in der Berliner Innenstadt fest. Das Galaxienpaar M 66 und M 65 nahm er bei Großstadtlicht, teils kräftigem Wind und mit Taukappe am Tubus wegen des störenden Dreiviertelmondes mit seinem 10-Zöller bei 2 Meter Brennweite auf.

Die noch lichtschwache Supernova ist in der rechten Galaxie genau senkrecht unter dem Kern im Außenbereich der Galaxienscheibe erkennbar.

M 66 und M 65 mit Supernova 2013am; Stefan Lilge

28.03.2013

Planck: Das Universum ist 13,8 +/- 0,05 Milliarden Jahre alt

Um die fundamentalen Parameter der Kosmologie studieren zu können, bleibt nur die Beobachtung der vom Urknall übrig gebliebenen Mikrowellenstrahlung. Um diese kosmische Hintergrundstrahlung (Cosmic Microwave Background, CMB) mit einer Temperatur von gerade mal nur 3 Kelvin (-270 Grad; 3 Grad über dem absoluten Nullpunkt!) untersuchen zu können, brauchte es Mikrowellensatelliten wie COBE oder WMAP. Vor fast genau 10 Jahren wurde im Februar 2003 die ersten Auswertung der WMAP-Daten vorgestellt, die auf ein Alter des Universums von 13,7 Milliarden Jahren hinwiesen. Über die Jahre wurden die Analysetechniken immer weiter verfeinert, so dass immer präzisere Zahlen vorgestellt wurden; die Ergebnisse der letzten Datenauswertung, die erst vor drei Monaten im Dezember präsentiert wurden, sprachen für ein Weltalter von 13,77 Milliarden Jahren.

Nun wurden vor zwei Tagen – eben 10 Jahre nach der ersten WMAP-Analyse – die ersten Kosmologie-Daten des ESA-Satelliten Planck (die NASA ist dennoch an der Mission beteiligt) der Öffentlichkeit vorgestellt. Die neue sehr präzise Vermessung der winzigen Temperaturunterschiede in der Hintergrundstrahlung (die CMB-Karte von Planck hat 50 Millionen Pixel, die von WMAP nur 1 Million) bestätigt weitestgebend die derzeit gültige Kosmologie, überraschte aber dennoch mit neuen Zahlen. Nach diesen entstand das Universum vor 13,81 +/- 0,05 Milliarden Jahren und die Expansionsrate, die sog. Hubble-Konstante, fällt mit 67,3 +/- 1,2 km/s/Mpc deutlich geringer aus. Auch am großen kosmischen Kuchen änderte sich was: der Anteil der gewöhnlichen (baryonischen) sichtbaren Materie im Universum liegt nun bei knapp 5 Prozent.

Was noch alles am großen „Planck-Donnerstag“ vorgestellt wurde, gibt es auch nochmal komplett zum Nachlesen: „Planck bestätigt die Standardkosmologie – aber …“. Hier hat Blogger Daniel Fischer seine mehrere Stunden dauernde Nonstop-Berichterstattung zu Liveübertragungen, veröffentlichten Planck-Fachartikeln, Pressekonferenzen und Online-Berichten bzw. wie üblich mit vielen, vielen Links zusammengefasst. Alles was die CMB-Daten von Planck den Kosmologen bisher verraten oder erst andeuten, ist hier auf einen Blick sichtbar.

23.03.2013

Supernova in M 65 eben bestätigt

Vor 30 Minuten erschien online die erhoffte Bestätigungsmeldung, dass es sich bei dem am Donnerstag in Japan entdeckten Objekt in der Galaxie M 65 um eine Supernova des Typs II handelt. Das Spektrum wurde erst 3 ½ Stunden zuvor – gestern Abend gegen 21:00 MEZ – aufgenommen und verrät anhand der Wasserstofflinien eine Geschwindigkeit von rund 10.000 km/s für die Trümmer des zerstörten Sterns. Es verrät außerdem, dass die Explosion erst wenige Tage her sein muss, da noch signifikante Metalllinien im Spektrum fehlen.

Ausgehend von diesen ersten Informationen erwarte ich ein Helligkeitsmaximum von vielleicht 12,5mag in etwa 14 Tagen, also in der ersten Aprilwoche – auch ganz passend zum wieder abnehmenden Mond. Zurzeit erscheint die junge Supernova in M 65 noch als 15,5mag schwacher Stern. Dieses Bild aus Italien entstand am Freitag um 3:45 MEZ, keine 12 Stunden nach der Entdeckung.

[Nachtrag] Die neue Supernova hat nun offiziell die Bezeichnung SN 2013am erhalten.

Schiaparelli Astronomical Observatory

23.03.2013

Vor 24 Stunden mögliche Supernova in Galaxie M 65 entdeckt

Vor genau 24 Stunden wurde am 21. März gegen 16:15 MEZ von drei japanischen Himmelsbeobachtern ein neues Objekt in der Galaxie M 65 fotografiert. Sie verwendeten ein 35cm-Teleskop, mit dem sie noch 10 weitere Aufnahmen machten. Alle Bilder zeigten das vermeinlich neue Objekt, dass jetzt in der Entdeckungsmeldung als PSN J11185695+1303494 bezeichnet wird. Die mögliche Supernova befindet sich an der Position 11 18 56.95 +13 03 49.4 nahe des südlichen Randes von M 65. Das Entdeckungsfoto und weitere Informationen finden sich hier auf dem besten Supernova-Portal. Nun braucht es eine unabhängige Bestätigung des Fundes der Japaner, um Fehlerquellen ausschließen zu können.

Wenn es sich bei der neuen Quelle tatsächlich um eine Supernova handeln sollte, könnte sie 13,0mag und heller werden. M 65 ist eine der drei Galaxien des bekannten Leo-Tripletts im Sternbild Löwe; sie ist 24 Millionen Lichtjahre (7,4 Mpc) entfernt. Erst im vergangenen Frühjahr gab es im Löwen eine hellere Sternexplosion, als in M 95 die Supernova 2012aw an die 13,0mag hell wurde.

22.03.2013

Im Zeitraffer: Komet PANSTARRS in STEREO

Wie eindrucksvoll Komet PANSTARRS letzte Woche an der Sonne vorbeizog, hielt auch ein Sonnenbeobachter des Satellitenpaares STEREO fest. Seit 2006 umkreisen die baugleichen NASA-Sonden die Sonne auf Erddistanz und mit gegenseitigem Abstand von über 150 Millionen Kilometern, was die dreidimensionale Untersuchung der Sonnenaktivität möglich macht. Bei den hier zu sehenden STEREO-B-Aufnahmen, enstanden zwischen 09. und 16. März (somit passend zur „Kometenwoche in Bonn“), befand sich die Sonde von uns aus gesehen hinter der Sonne, so dass in dem Clip neben dem schnellen Merkur auch unsere Erde – scheinbar getroffen vom strukturreichen Schweif – als heller Punkt erkennbar ist. Während beim ersten Zeitraffer die Kontraste ordentlich hervorgehoben wurden, um die vielen Strukturen im langen Staubschweif sichtbar zu machen, …

… werden in diesem Film die feinen Details schlicht überstrahlt. Auch die koronalen Massenauswürfe (Coronal Mass Ejections, CMEs) der links außerhalb des Bildes stehenden Sonne sehen so weniger spektakulär aus, aber auf jeden Fall erinneren die prächtigen Details im Kometenschweif deutlich an McNaught, der 2007 eine außergewöhnliche und überwältigende Show am Südhimmel abzog.

20.03.2013

Im StarTalk mit … Matthias Wirth

Matthias Wirth mit dem Kölner Stadt-Anzeiger

Beim letzten StarTalk hat der Hobby-Teleskopbastler Jörg Peters sein Riesenfernglas aus zwei Spiegel-teleskopen mit jeweils 70cm-Optiken vorgestellt und wirkte das schon wie ein wahrer Binosaurier, setzt Matthias Wirth vielleicht noch eins drauf. Der 45-jährige Fernrohrbauer aus Köln konstruierte nicht nur das neue 60cm-Teleskop der Volkssternwarte Köln, das vor einem halben Jahr eingebaut und eingeweiht wurde, sondern war auch am weltgrößten Apo-Fernglas beteiligt. Hierfür baute er die beiden großen Tuben für die 30cm-Linsen und die große Rohrschelle; aktuell hat Markus Ludes für dieses knapp 500.000 Euro teure Instrument für einen chinesischen Millionär schon einen Antrag beim Guiness-Buch der Rekorde eingereicht. Doch wie wurde aus dem Hobby-Fernrohrbastler, der zwischendurch Medizin studiert hatte, ein hauptberuflicher Teleskopbauer, der nach wie vor von Sonne und Planeten begeistert ist?

11 Fragen an … Matthias Wirth

  • Wann und wie wurden Sie mit dem Astrovirus angesteckt?

Ich war schon immer an Natur in allen Formen interessiert, ich bin lieber draußen als drinnen. Ich mochte Bücher wie „Was ist was“. Allerdings habe ich im ersten selbstgebastelten Teleskop zuerst die Dacharbeiter von Sankt Pantaleon bestaunt … und dann erst in die Sterne geschaut. Denn im Wissenschaftsbuch für Kinder stand ja: Teleskope sind zum in die Sterne gucken da und dabei hab ich dann eine völlig neue Welt entdeckt.

  • Welches sind Ihre unvergesslichsten Astroerlebnisse als Hobbyastronom?
Oh mein Gott, soll ich ein Buch schreiben? Mich befriedigt immer noch nach über 30 Jahren die einfache Betrachtung des Himmels und seiner Phänomene – tags wie nachts. Mit möglichst wenig Technik, aber einem optisch perfekten Teleskop stimmen die Bedingungen, dann geht es unter die Haut. Meine Liebligsobjekte sind Sonne, Mond, Planeten. Ich habe schnell herausgefunden, welche Himmelsobjekte besonders schön anzuschauen sind und welche sich im Laufe der Zeit verändern. Denn eine galaxie sieht immer gleich aus, eine Protuberanz auf der Sonne verändert sich in Minuten und die Jupiteratmosphäre innerhalb von Tagen.
  • 1978 fing schon der Fernrohrbau mit einer Papprolle und Omas Ersatzbrille an. Wie ging’s weiter?
Mit gefühlten 50 Papp-, Holz- und Plastikrohr-Bauhaus-Teleskopen. Ich bin in Köln zu Optikern und habe mir mit Hundeblick erbettelt, was zu kriegen war. Die Teleskope wurden nach und nach besser, aber waren immer noch kleiner als heute das einfachste Einsteigerteleskop aus China. Ich wollte aber nicht ein gutes Fernrohr, ich wollte Teleskope basteln. Inspiriert haben mich Bücher aus der Bibliothek und später so ab 16 Jahren aus der Sternwarten-Bibliothek.
  • Wie wurde Ihnen klar, dass Sie auch beruflich Teleskope bauen wollen?
Nach vermutlich zu viel Schwarzwaldklinik und einem grandiosen Mediziner-Test (der war war sehr umstritten zu der Zeit) hab ich studiert, nach einer gewissen Zeit habe ich aber mehr von Sport allert Art (weiteres Hobby) und von Teleskopen geträumt, als von Krankheitsbildern und Fällen. Fast zeitgleich bin ich einigen Teleskophändlern in die Arme gefallen, die sagten: Wir verkaufen, du baust. Zu dem Zeitpunkt war ich um die 30 und meine Fernrohre hatten inzwischen ein profesionelles Niveau und ich kannte jeden Teleskophändler in Deutschland und darüber hinaus. Außerdem habe ich für sie auf Messen gearbeitet und mich als Qualitäts-Spürhund einspannen lassen. Ich kann die Präzision und optische Qualität eines Teleskops mit kleinstem Aufwand und unter widrigen Bedingungen genau diagnostizieren. Muss wohl ’ne Begabung sein.

Matthias Wirths CLT-Tubus im Rohbau; Volkssternwarte Köln

  • Was galt es alles bei der Konstruktion des neuen Volkssternwarten-Teleskops CLT (Cologne Large Telescope) zu beachten?
Ein Teleskop muss ja nicht nur optisch gut sein: Genaue Gläser, hochpräzise gehalten und gefasst ist das eine. Es muss  auch unter den gegebenen Umständen optimal funktionieren. Hier sind Stadtlage, Sternwartenkuppel als Zuhause und der Publikumszuspruch einer öffentlichen Sternwarte zu berücksichtigen. Mit einem starken Motor alleine wird man nicht Weltmeister, Aerodynamik und Straßenlage sind mehr als miteinscheidend. Dies ist meine gern genommene Metapher und die Bedingungen hier auf der Volkssternwarte sind alles andere als einfach.
  • Sind nach fast sechs Monaten nun alle Kinderkrankheiten beseitigt, so dass das neue Teleskop wieder für Besucher bereit steht?
Die meisten Kinderkrankheiten sind beseitigt. Was noch fehlt, kann durch Manpower ausgeglichen werden. Wir müssen die Himmelsobjekte zum Einstellen noch anvisieren, das wird später automatisch gehen. Der Teleskoptubus, den ich gebaut habe, hat allerdings von anfang an funktioniert. Ich bin jedenfalls mit meinem Werk zufrieden. Die Bildqualität, an der mir ja so viel am Herzen liegt, ist sehr gut, und das unter den erschwerten Bedingungen von voller Kuppel bis zur Stadtbeleuchtung.

Matthias Wirth erklärt das CLT bei seiner Einweihung

  • Wie war der Astronomietag 2013? Wollten trotz des grauen Himmels viele Besucher das große Teleskop sehen?
Natürlich, gerade nachdem das neue Sternwarten-Teleskop ja durch die Medien in den Mittelpunkt gerückt wurde. Die Schlange vor der Treppe zur Kuppel riss nicht ab. Ich selbst habe einige der 20-minütigen Teleskopvorführungen gemacht. Auch das weitere Angebot wie Vorträge, Ausstellungen und das Programm für die Kids wurde gut angenommen.
  • Letztes Jahr waren Sie auch mit dem Bau des wohl weltgrößten Apo-Fernglases beschäftigt. Hat der Auftraggeber Sie auch zum Aufbau nach China eingeladen?
Jawoll. Der beste Lohn für die Arbeit ist wohl ein Blick durch das Gerät auf einen Planeten wie Saturn oder Jupiter. Bei der Abnahme des Binos durch den angereisten chinesischen sowie deutschen Händler war ich anwesend und habe sie von meiner Unverzichtbarkeit beim Aufbau in der Nähe von Hongkong überzeugt. Bezahltes Vergnügen mit ein wenig Arbeit die Spaß macht. Ha! ;)
  • Das Apo-Riesen-Bino wurde sogar für das Guiness-Buch der Rekorde angemeldet?
Hab ich von meinem Auftaggeber gehört. Der ist immer sehr findig in solchen Dingen (Händler halt) und hat einen Antrag gestellt: als größtes (Linsen-)Fernglas der Welt. Was meiner Meinung nach auch stimmt. Der Antrag ist angenommen, wird derzeit geprüft und dann schauen wir mal!

Matthias Wirth am Apo-Bino; APM Telescopes, Markus Ludes

  • Nach diesen Großprojekten, was steht denn da als nächstes auf der Liste?
Eine kleine Serie von optisch besonders guten Planetenteleskopen (5 baugleiche Instrumente), die Teleskopausstattung der Terrasse unserer Volkssternwarte bis zum Ende des Jahres und ein großer Maksutov-Cassegrain mit 40cm optischem Durchmesser. Im nächsten Jahr folgt dann ein Spiegelteleskop mit einer 80cm-Optik.
  • Das Universum in einem Satz:

Vielen Dank für das Interview!

20.03.2013

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