Über die Autorin:
Dava Sobel wurde weltweit bekannt als Autorin des Bestsellers Längengrad (BvT, 2003), mit dem sie eine völlig neue und überaus erfolgreiche Form des populärwissenschaftlichen Sachbuchs begründete. Dava Sobel lebt in East Hampton und in New York.
Im Juni 2006 wurde ich als einzige Nicht-Naturwissenschaftlerin in den »Ausschuss für Planetendefinition« der Internationalen Astronomischen Union (IAU) berufen. Das aus dem Griechischen stammende Wort »Planet« bedeutet »der Umherschweifende« und wurde in dieser Bedeutung über 2000 Jahre lang für eine bestimmte Gruppe von Himmelskörpern verwendet. Neuere Entdeckungen in unserem Sonnensystem und in anderen Sonnensystemen der Milchstraße machten jedoch eine wissenschaftlich präzisere Neudefinition des Planetenbegriffs notwendig.
Praktisch seit der Entdeckung Plutos gab die eigenartige Natur dieses Himmelskörpers Anlass zu Diskussionen über die Frage, ob Pluto überhaupt ein Planet sei. Und so habe ich ihn in Kapitel elf dieses Buches nicht umsonst ein »UFO« genannt. Im Sommer 2005 führte die Entdeckung eines sogenannten zehnten Planeten, der vorläufig auf den Namen »Xena« getauft wurde und der noch weiter von der Sonne entfernt ist als Pluto (sowie anderthalbmal so groß), zu einer kritischen Zuspitzung dieser alten Streitfrage. Über ein Jahr lang bemühte sich ein Ausschuss, der sich ausschließlich aus Planetologen zusammensetzte, eine praktikable Planetendefinition zu erarbeiten. Als sich die Ausschussmitglieder nicht einigen konnten, beauftragte die IAU jenen Ausschuss, in den ich berufen worden war, eine neue Definition von »Planet« vorzulegen und über den Planetenstatus von Pluto zu befinden.
Dem Ausschuss gehörten sieben Mitglieder an – entsprechend der Anzahl der von alters her bekannten Planeten –, und wir tagten vom 30. Juni bis zum 1. Juli im historischen Pariser Observatorium, in den vormaligen königlichen Pferdestallungen. Im Verlauf der beiden Tage einigten wir uns, ausgehend von sehr unterschiedlichen Standpunkten, auf eine gemeinsame Definition: Ein Planet ist demnach ein Himmelskörper, der einen Stern umläuft und der so massiv ist, dass er unter Einwirkung der Schwerkraft eine runde Form angenommen hat. Nach dieser Definition behielt nicht nur Pluto seinen Planetenstatus, sondern Plutos Mond Charon wurde ebenfalls als Planet klassifiziert, desgleichen der Kandidat »Xena«. Wir zählten auch Ceres dazu, den erstentdeckten Asteroiden, weil Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops unlängst enthüllten, dass er kugelförmig ist. Unser neu definiertes Sonnensystem umfasste demnach zwölf Planeten, wobei möglicherweise weitere hinzukommen könnten. Außerdem schlugen wir vor, eine besondere Unterkategorie, die der »Plutonen«, einzuführen, zu denen Pluto, Charon und »Xena« gehören sollten, deren lang gestreckte, geneigte Umlaufbahnen am Rand des Sonnensystems entlangführen und die für einen Sonnenumlauf über 200 Jahre benötigen.
Auf der Generalversammlung der IAU in Prag Ende August 2006 entzündete sich an unserer Definition eine sehr hitzige und langwierige Kontroverse. Im Verlauf dieser Diskussionen wurde die von uns vorgeschlagene Kategorie der »Plutonen« schließlich abgelehnt und die Planetendefinition um ein drittes Kriterium erweitert, welches besagt, dass der betreffende Himmelskörper seine Umlaufbahn zudem beherrschen muss. Die Resolution wurde in diesem Sinne verabschiedet, und die Zahl der Planeten schrumpfte wieder auf acht. Daraufhin meldeten die Medien: »Pluto ist kein Planet mehr!« Stattdessen wurde er als »Zwergplanet« eingestuft – ein zugegebenermaßen verwirrender Begriff, denn »Zwergplaneten« sind KEINE Planeten.
Innerhalb von 24 Stunden konterten im Internet angebotene T-Shirts mit der Aufschrift: »Pluto IST ein Planet!«, und Autoaufkleber forderten: »Hupe, wenn du Pluto magst!« Ernstzunehmendere Einwände kamen schon bald von Planetenforschern, die der Ansicht waren, ihr Standpunkt sei im Prager Schlussdokument nicht angemessen berücksichtigt worden. Fast dreihundert Wissenschaftler unterzeichneten eine Petition, die ins Internet gestellt wurde und in der sie die IAU-Definition kritisierten und ablehnten und außerdem ausdrücklich die Kompetenz der IAU anzweifelten, eine solche (bindende) Definition zu formulieren.
Mit anderen Worten, die Frage, ob Pluto ein Planet ist oder nicht, ist weiterhin ungeklärt.
Meine größte Sorge ist, dass der Tenor der Debatte ihren eigentlichen Sinn und Zweck verschleiern wird, nämlich die dringend notwendige Entwicklung einer präziseren Terminologie, mit der sich ein Sonnensystem beschreiben lässt, das weitaus komplexer ist als jenes, das mir in meinen Kindertagen so sehr ans Herz gewachsen ist.
Erst vor kurzem erhielt »Xena« seinen von der IAU abgesegneten, offiziellen Namen: Eris, nach der Göttin des Kampfes und des Streits in der griechischen Mythologie, die Eifersucht und Neid erregte, um Zwietracht unter Göttern und Menschen zu stiften. Zumindest haben die Astronomen ihren Humor nicht verloren.
Dava Sobel, September 2006
Ein herzliches Dankeschön all den Wissenschaftlern und Beratern, die mir ihre Zeit oder ihre Begeisterung oder beides so freigebig gewährten: Diane Ackerman, Kaare Aksnes, Claudia Alexander, Mara Alper, Victoria Barnsley, Jim Bell, Bob Berman, Rick Binzel, William Brewer, Joseph Burns, Donald Campbell, John Casani, Clark Chapman, K. C. Cole, Guy Consolmagno, Kathryn Court, Dave Crisp, Jeff Cuzzi, David Douglas, Frank Drake, Jim Elliot, Larry Esposito, Tony Fantozzi, Timothy Ferris, Jeffrey Frank, Lou Friedman, Maressa Gershowitz, George Gibson, Owen Gingerich, Tommy Gold († 2004), Dan Goldin, Peter Goldreich, Donald Goldsmith, Heidi Hammel, Fred Hess, Susan Hobson, Ludger Ikas, Torrence Johnson, Isaac und Zoe Klein, E. C. Krupp, Nathania und Orin Kurtz, Barbara Lebkeucher, Sanjay Limaye, Jack Lissauer, Rosaly Lopez, M. G. Lord, Stephen Maran, Melissa McGrath, Ellis Miner, Philip Morrison, Michael Mumma, Bruce Murray, Keith Noll, Doug Offenhartz, Donald Olson, Jay Pasachoff, Nicholas Pearson, Elaine Peterson, David Pieri, Carolyn Porco, Christopher Potter, Byron Preiss, Pilar Queen, Kate Rubin, Vera Rubin, Carl Sagan (†1996), Lydia Salant, Carolyn Scherr, Steven Soter, Steve Sqyres, Rob Staehle, Alan Stern, Dick Teresi, Rich Terrile, Peter Thomas, John Trauger, Scott Tremaine, Alfonso Triggiani, Neil deGrasse Tyson, Joseph Veverka, Stacy Weinstein, Joy Wulke, Paolo Zaninoni und Wendy Zomparelli.
Zwei Personen haben sich wirklich mit ganzer Kraft für dieses Projekt eingesetzt und die endgültige Version entscheidend mitgeprägt: Michael Carlisle von InkWell Management, mein wunderbarer Agent, der unbedingt wissen wollte, worin der Unterschied zwischen dem Sonnensystem und der Milchstraße und zwischen der Galaxis und dem Weltall besteht; und Jane von Mehren, die Cheflektorin und Verlagsleiterin bei Penguin Books, die auf mein Manuskript mit Dutzenden von scharfsinnigen Fragen und Hunderten von hilfreichen Anregungen reagierte, die sie alle mit Nachsicht und Klugheit zum Ausdruck brachte. Michael und Jane hätten sich am Anfang gewiss nicht als »Planetophile« bezeichnet, doch jetzt, nach unserer gemeinsamen Reise, spähen sie viel öfter in den Nachthimmel als früher.
APOGÄUM, (ERDFERNE), n.: die größte Entfernung von der Erde, die der Mond bei seinem monatlichen Erdumlauf beziehungsweise ein die Erde umlaufender künstlicher Satellit erreicht.
ÄQUINOKTIUM, n.: wörtlich: »nachtgleich«; die beiden Tage in einem Jahr, an denen die Sonne den Äquator überschreitet und an denen Tag und Nacht für die meisten Erdbewohner genau gleich lang sind (daher auch Tagundnachtgleiche genannt).
AREOGRAPH: jemand, der die Oberfläche des Mars (Ares) kartographiert.
ASTEROID (PLANETOID): ein kleiner Planet, der im Allgemeinen aus Gesteinsmaterial besteht. Einige Hunderttausend Asteroiden umlaufen die Sonne in der breiten Lücke zwischen Mars und Jupiter.
DREHIMPULS: die Neigung eines rotierenden oder umlaufenden Körpers, ein konstantes Gleichgewicht zwischen seiner Größe und seiner Rotationsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, wie es ein Eiskunstläufer veranschaulicht, der seine Drehgeschwindigkeit erhöht, indem er seine Arme einzieht, und dann verlangsamt, indem er die Arme ausstreckt.
DURCHGANG (TRANSIT): der Vorübergang eines Himmelskörpers vor einem anderen, so etwa, wenn Merkur oder Venus über die Sonnenscheibe ziehen. Die Satelliten von Jupiter und Saturn können ebenfalls beim Durchgang vor den Scheiben ihrer Mutterplaneten beobachtet werden.
DURICRUST: locker zementierter Staub auf der Marsoberfläche, der vermutlich durch Ablagerung und Verdunstung von Wasser und Kohlendioxid entstanden ist.
EKLIPSE: siehe Finsternis
EKLIPTIK: die scheinbare Bahn der Sonne, des Mondes und der Planeten am Himmel, wie sie von der Erde aus erscheint, so benannt nach den Finsternissen – Eklipsen; die Ebene des Tierkreises und der Erdbahn.
ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG: Licht in all seinen Erscheinungsformen, von energiereichen Gamma- und Röntgenstrahlen über Ultraviolettstrahlung, sichtbares Licht und Infrarotstrahlung bis hin zu Mikro- und Radiowellen.
ELONGATION: der günstigste Zeitpunkt, um Merkur oder Venus zu beobachten, die sonnennächsten, inneren Planeten, wenn sie ihre größte scheinbare Entfernung westlich oder östlich von der Sonne erreichen. Die größtmögliche Elongation für Merkur beträgt 28 Grad, für Venus 47 Grad.
ENTWEICHGESCHWINDIGKEIT (FLUCHTGESCHWINDIGKEIT): die Geschwindigkeit, die eine Rakete (oder ein anderer Körper) erreichen muss, um sich aus dem Gravitationsfeld eines Planeten zu befreien und in den Raum aufzusteigen.
EPHEMERIDE: eine tabellarische Zusammenstellung der berechneten Positionen von Himmelskörpern, insbesondere der Planeten und Kometen.
ERSTARRUNGSGESTEIN (MAGMAGESTEIN): Gesteinsarten, die durch Erstarrung einstmals schmelzflüssiger Magma oder Lava entstanden sind.
EXTREMOPHILE: jeder Bewohner eines extremen Lebensraums, der für alle nicht hinreichend angepassten Lebensformen toxisch oder anderweitig unzuträglich ist.
EXZENTRIZITÄT: das Ausmaß, in dem die Bahn eines Körpers von einem Kreis abweicht. (Die Plutobahn ist stark exzentrisch – eine lang gestreckte Ellipse, während die Bahnen von Venus und Neptun praktisch kreisförmig sind.)
FINSTERNIS (EKLIPSE): das teilweise oder vollständige Verschwinden eines Himmelskörpers hinter einem anderen oder in dessen Schatten. (Bei einer Sonnenfinsternis verdeckt die Mondscheibe für den irdischen Beobachter die Sonne; bei einer Mondfinsternis fällt der Erdschatten auf den Mond.)
GALAXIE: eine Anhäufung von Milliarden von Sternen, die alle durch gravitative Wechselwirkungen zusammengehalten werden, wie in der Heimatgalaxie des Sonnensystems, der Milchstraße (Galaxis).
HELLIGKEIT: die in so genannten Größenklassen gemessene Helligkeit eines Himmelskörpers; dabei kann die scheinbare Helligkeit (die relative Leuchtkraft des Körpers von der Erde aus gesehen) erheblich von der absoluten Helligkeit abweichen.
KARTUSCHE: In der Kartographie ein Zierrahmen, der Text enthält, wie etwa den Titel der Karte, den Maßstab und oft auch Symbole der dargestellten Regionen.
KOMA, ƒ.: die unscharfe Hülle um den Kern eines Kometen.
KOMET: ein kleiner Himmelskörper aus Eis, der die Sonne auf einer stark elliptischen Bahn umläuft und bei Annäherung an die Sonne Gas- und Staubstrahlen ausstößt und so seine Gestalt verändert.
KORONAE (Sing. KORONA) ƒ.: eine Folge konzentrischer Ringe um Landschaftsformationen wie Dome und Depressionen auf der Venus, die dort auftreten, wo die Oberflächenkruste am dünnsten ist.
KUIPER-GÜRTEL: eine donut(torus-)förmige Region jenseits der Neptunbahn, benannt nach Gerard Kuiper, die Hunderttausende von Planetoiden aus Eis beherbergt. Einige dieser Körper werden, wenn sie durch gravitative Einwirkung oder Kollisionen auf Bahnen abgelenkt werden, die sie nahe an der Sonne vorbeiführen, zu (periodischen) Kometen, die regelmäßig wiederkehren.
MAGNETFELD: die Zone um einen Magneten, innerhalb deren der Magnet auf geladene Teilchen oder andere Magneten einwirkt. Viele Planeten wie etwa Jupiter und die Erde erzeugen eigene Magnetfelder und verhalten sich wie Riesenmagneten.
MAGNETOSPHÄRE: das unsichtbare, sich blasenförmig um einen Planeten erstreckende Magnetfeld, das die Grenzen des Wirkungsbereichs des Feldes definiert.
MANTEL: die mittlere Tiefenzone eines Planeten, die den Raum zwischen der Oberflächenkruste und dem Kern eines erdartigen Planeten beziehungsweise zwischen der oberen Atmosphäre und dem festen Kern eines Gasplaneten ausfüllt.
METEOR: eine »Sternschnuppe«; die Leuchterscheinung, die durch einen Kleinkörper aus Stein oder ein wenig Kometenstaub hervorgerufen wird, wenn dieser in die Erdatmosphäre eindringt und durch die Reibungswärme zum Glühen gebracht wird.
METEORIT: ein auf die Erdoberfläche gelangtes Stück eines Meteoroiden.
METEOROID: ein steinerner Kleinkörper oder ein Fragment eines Planeten, das sich durch den Weltraum bewegt.
METHAN: auch »Sumpfgas« genannt, die einfachste Verbindung aus Wasserstoff und Kohlenstoff.
MOND: der natürliche Satellit der Erde und, im weiteren Sinne, jeder Himmelskörper, der einen Planeten oder Asteroiden umläuft.
NEBEL: ein unscharf begrenztes Himmelsobjekt wie etwa eine Scheibe, in der ein Stern entsteht.
OORT’SCHE WOLKE: eine kugelschalenförmige Zone im äußeren Bereich des Sonnensystems, jenseits des Kuiper-Gürtels, benannt nach dem niederländischen Astronomen Jan Oort (1900–1992). Kometen aus der Oort’schen Wolke beschreiben extrem langperiodische Bahnen, und manche von ihnen verlassen das Sonnensystem sogar, wenn sie bei einem einmaligen Sonnenumlauf hinreichend beschleunigt werden.
PERIGÄUM (ERDNÄHE), n.: der Abschnitt der Bahn des Mondes (oder eines künstlichen Satelliten), an dem er der Erde am nächsten kommt und folglich seine höchste Geschwindigkeit erreicht.
PERIHEL (SONNENNÄHE), n.: die größte Annäherung eines Planeten oder eines Kometen (oder eines die Sonne umlaufenden Raumfahrzeugs) an die Sonne und daher auch die Zeit seiner höchsten Bahngeschwindigkeit.
PLANET: ein größerer Himmelskörper – mit einem Durchmesser von im Allgemeinen mindestens 1500 Kilometern –, der einen Stern umläuft.
PLANETESIMAL: ein Materiebrocken, der kleiner ist als ein Planet; durch Vereinigung mehrerer dieser Kleinkörper kann ein Planet oder ein Mond entstehen.
REGOLITH: Trümmergestein und Gesteinsstaub, die die Oberfläche von erdartigen Planeten oder Satelliten überziehen, ähnlich dem Erdreich, aber ohne biologische Komponenten.
ROCHE-ZONE: die Region um einen Planeten, in der Gezeitenkräfte die Zusammenballung von Planetesimalen zu Satelliten verhindern, benannt nach dem französischen Mathematiker Edouard Roche (1820–1883).
SATELLIT: ein natürlicher Satellit ist ein Mond; ein künstlicher Satellit ist ein Raumfahrzeug, das einen Planeten umläuft.
SCHEINBARE HELLIGKEIT: die Helligkeit eines Himmelskörpers, wie sie einem Beobachter auf der Erde erscheint, ausgedrückt als eine Zahl. Je niedriger diese Zahl ist, desto heller leuchtet das Objekt. (Die Sonne ist mit einer scheinbaren Helligkeit von –27 das am hellsten leuchtende Objekt am Erdhimmel; gemessen an der Leuchtkraft beziehungsweise der absoluten Helligkeit verblasst sie indessen neben größeren Sternen.)
SOLSTITIUM (SONNENWENDE), n.: die beiden Tage im Jahr (im Juni und im Dezember), an denen die Sonne ihre größte nördliche beziehungsweise südliche Entfernung vom Äquator erreicht, was zum kürzesten beziehungsweise längsten Tag führt.
SONNENWENDE: siehe Solstitium
STERN: eine Gaskugel, die vor allem aus Wasserstoff und Helium besteht und so massiv ist, dass sie in ihrem Kern thermonukleare Fusionsprozesse zündet, und die aufgrund des von ihr emittierten Lichts selbstleuchtend ist.
SYZYGIE: die Anordnung von Himmelskörpern in einer Linie, wie etwa der Sonne, des Mondes und der Erde bei einer Finsternis oder der Sonne, der Venus und der Erde bei einem Venusdurchgang.
TESSERA (Plur. TESSERAE), ƒ.: extrem verformte und von Verwerfungen durchzogene Gebiete; die zweithäufigste Landschaftsform auf der Venus (nach vulkanischen Ebenen). Der Name ist abgeleitet vom lateinischen Wort für »Täfelchen«.
TIERKREIS (ZODIAKUS): der Kreis der zwölf Sternbilder, durch die sich die Sonne zu bewegen scheint, während sie – in einem Jahr – von der Erde umlaufen wird. Diese Sternbilder entsprechen den Tierkreiszeichen: Widder, Stier, Zwillinge, Krebs, Löwe, Jungfrau, Waage, Skorpion, Schütze, Steinbock, Wassermann, Fische.
Öffentlich zugängliche Modelle des Sonnensystems, die so groß sind, dass man sie begehen oder befahren kann, gibt es in Aroostook County, Maine; Boston, Massachusetts; Boulder, Colorado; Flagstaff, Arizona; Ithaca, New York; Peoria, Illinois; Washington, D. C.; Stockholm, Schweden; York, England; und in den Alpen nahe dem schweizerischen St.-Luc.
Die sowjetische Raumsonde Venera 4 hat 1967 erstmals Proben aus der Venusatmosphäre genommen; Venera 7 landete 1970 auf der Venus und Venera 8 im Jahr 1972. Im November 1971 wurde die amerikanische Sonde Mariner 9 zum ersten Marsorbiter – dem ersten Raumfahrzeug, das jenseits des Erde-Mond-Systems einen Planeten umkreiste. Die sowjetische Landungssonde Mars 3 traf im folgenden Monat ein, überstand jedoch nur 20 Sekunden auf der Marsoberfläche.
Michel Mayor und Didier Queloz von der Genfer Sternwarte haben als Erste einen Exoplaneten entdeckt und ihre Erkenntnisse über 51 Pegasi im Oktober 1995 bekannt gegeben. Zwei Amerikaner – Geoffrey W. Marcy von der University of California in Berkeley und R. Paul Butler, der heute bei der Carnegie Institution in Washington, D. C., arbeitet – bestätigten schon bald die Befunde der Schweizer und spürten ihrerseits weitere Planeten außerhalb unseres Sonnensystems auf.
Das erstaunliche Phänomen des so genannten Wasserstoffbrennens findet nur bei der enormen Hitze und dem gewaltigen Druck statt, die im Innern von Sternen gegeben sind. Unter normalen Umständen, wie sie etwa auf der Erde herrschen, würden zwei Wasserstoffkerne niemals miteinander verschmelzen, weil beide positiv geladen sind und weil die elektromagnetische Wechselwirkung, dank deren sich zwei positiv geladene Teilchen gegenseitig abstoßen, stärker ist als die Gravitation. Im Innern der Sonne hingegen drücken die hohen Temperaturen die Teilchen so fest und so schnell zusammen, dass sie trotz der elektromagnetischen Abstoßung miteinander kollidieren. Und wenn die Teilchen erst einmal so dicht beisammen sind, unterliegen sie einer dritten Kraft – genannt »starke Wechselwirkung«, weil sie die stärkste bekannte Naturkraft ist –, die sie zusammenhält. Die starke Wechselwirkung entfaltet ihre gewaltige Stärke jedoch nur über extrem kurze Entfernungen, die etwa dem Durchmesser eines Atomkerns entsprechen.
In einer einzigen Sekunde wandelt die Sonne in ihrem Kern 700 Millionen Tonnen Wasserstoff in 695 Millionen Tonnen Helium um. Die Differenz von 5 Millionen Tonnen zwischen der Ausgangsmenge und der Ausbeute wird in Lichtenergie umgewandelt. Das ist eine riesige Menge an Energie, laut der Formel, die Energie (E) als das Äquivalent (=) einer gegebenen Masse, in unserem Fall 5 Millionen Tonnen, multipliziert mit dem Quadrat (2) der Lichtgeschwindigkeit (c) beschreibt. Da die Lichtgeschwindigkeit von vornherein eine sehr große Zahl ist (rund 299 792 Kilometer pro Sekunde), erhält man eine astronomische Zahl, wenn man sie quadriert – sie mit sich selbst multipliziert –, nämlich 89 875 243 264, was die phänomenale Energie verdeutlicht, die sich noch im kleinsten Stück Materie verbirgt.
Helium, das (nach Wasserstoff) zweithäufigste Element in der Sonne und im Universum, steuert etwa 10 Prozent zur Sonnenmasse bei. Alle anderen Elemente, die sich durch Spektralanalyse des Sonnenlichts nachweisen lassen – Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Neon, Magnesium, Silizium, Schwefel und Eisen –, machen zusammengenommen nur 2 Prozent der Sonnenmasse aus.
In Phasen starker Sonnenaktivität verringern Ansammlungen dunkler Sonnenflecken die Strahlungsleistung der Sonne um einige messbare Zehntel eines Prozents, doch insgesamt bleibt die Sonne eine konstante Quelle gleichmäßiger Lichtemission.
Der Mond kann im Apogäum (dem erdfernsten Punkt) die Sonne nicht vollständig verdecken, so dass eine »ringförmige« Finsternis entsteht, in der die Sonne als ein leuchtender Ring um den Mond erscheint und die Korona mitunter nicht sichtbar ist.
Zwar kann man zum Zeitpunkt der Totalität ohne Bedenken mit bloßem Auge Richtung Sonne blicken, doch muss man in den Phasen der teilweisen Verfinsterung vor und nach der Totalität unbedingt einen Augenschutz tragen.
Prokrustes erlangte traurige Berühmtheit, weil er die Beine seiner hoch gewachsenen Gäste abhackte und die Gliedmaßen seiner kleinwüchsigen Besucher streckte, damit sie in sein Bett passten. So verbindet man seinen Namen von alters her mit gewaltsamer oder willkürlich erzwungener Anpassung an ein starres Schema.
Merkur, der eine elliptische Bahn beschreibt, erreicht seine Spitzengeschwindigkeit von 55 Kilometern pro Sekunde im Perihel, wenn er sich der Sonne bis auf 46,5 Millionen Kilometer nähert, und er bremst bis zum entgegengesetzten Punkt seiner Bahn, dem Aphel, wenn die Entfernung Merkur–Sonne über 69 Millionen Kilometer beträgt, auf 38,4 Kilometer pro Sekunde ab.
Die poetische Bezeichnung »rosenfingrige Morgenröte« für den rötlichen Morgenhimmel wurde von Homer geprägt, der sie erstmals im 1. Gesang seiner Ilias (Vers 447) gebrauchte: »Als aufdämmernd nun Eos mit Rosenfingern emporstieg.«
Im Verlauf von hundert Jahren finden etwa 13 Merkurdurchgänge statt. Obgleich der Planet etwa viermal pro Jahr zwischen Erde und Sonne vorüberzieht, führt seine Bahn in der Regel oberhalb oder unterhalb der Sonnenscheibe entlang, so dass kein Durchgang zu sehen ist.
Merkurs Rotationsperiode entspricht genau zwei Dritteln seiner Umlaufzeit, so dass die beiden Zeitintervalle in einem Verhältnis von 2:3 miteinander »verkoppelt« sind. Das bedeutet, dass Merkur sich während zwei Sonnenumläufen dreimal um die eigene Achse dreht. (Die tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit wurde mit Hilfe des riesigen Radioteleskops in Arecibo, Puerto Rico, ermittelt, das die Oberfläche Merkurs mit Radar abtastete.) Die meisten anderen über Gezeitenkräfte miteinander wechselwirkenden Himmelskörper im Sonnensystem zeigen eine Resonanz von 1:2 zwischen Bahnumlauf und Rotation. Die bemerkenswerteste Ausnahme ist der Mond, der eine Rotation pro Erdumlauf ausführt, so dass er eine Resonanz von 1:1 aufweist.
William Blake schrieb seine Ode an die Venus 1789, lange bevor die Westwinde auf dem Planeten entdeckt wurden. Seine Erwähnung von »dein Westwind« bezieht sich auf die abendliche Brise, die pünktlich mit dem Erscheinen der Venus einsetzt.
Der ehemalige US-Präsident Jimmy Carter meldete, als er noch Gouverneur von Georgia war, die Venus der Polizei. Während des Zweiten Weltkriegs hielt eine Staffel von B-29-Piloten den Planeten für ein japanisches Flugzeug und versuchte, ihn abzuschießen.
Donald W. Olson und Russell Doeschner von der Southwest Texas State University in San Marcos reisten mit ihren besten Astronomie-Studenten im Mai 2000 nach Frankreich und identifizierten das Gebäude, das auf van Goghs Gemälde Weißes Haus bei Nacht dargestellt ist, erfolgreich mit Hilfe von Planetariumsprogrammen, die den Himmel über Frankreich im Sommer 1890 rekonstruierten, anhand von Briefen, die van Gogh in seinen letzten Wochen schrieb, und von archivierten Wetterberichten.
Die Dauer eines Sonnentages auf der Venus, gemessen von einem Mittag zum nächsten, beträgt 117 Erdtage, so dass die Tag- und Nachtphasen jeweils 59 Erdtage dauern. Der siderische Tag, also die Zeit, die der Planet für eine Rotation in Bezug auf die Hintergrundsterne braucht, dauert 243 Erdtage – länger als ein Venusjahr (Sonnenumlaufzeit) von 225 Erdtagen. Wie auf der Venus weicht auch auf der Erde die Dauer des Sonnentags von der des siderischen Tags ab; im Fall der Erde ist der Sonnentag etwa vier Minuten länger als der siderische Tag.
Ein vollständiger Venuszyklus – vom Sichtbarwerden als Morgenstern und dem Verschwinden hinter der Sonne bis zum Erscheinen als Abendstern und dem Verschwinden vor der Sonne – dauert 584 Tage. Dieser Zeitraum bildete die Grundlage des Kalenders der Maya. Da die Venus in fünf Erdjahren achtmal die Sonne umläuft und dabei fünfmal zwischen Erde und Sonne durchgeht, gibt es fünf verschiedene, jeweils 584 Tage dauernde Muster der Venussichtbarkeit am Erdhimmel. Die Maya hatten für jedes Muster einen eigenen Namen.
Seit 1919 ist die Internationale Astronomische Union für die Nomenklatur der Planeten zuständig. Zwar können Entdecker Namen für neue Satelliten oder andere Himmelskörper vorschlagen, doch diese Vorschläge müssen von Arbeitsgruppen befürwortet und letztlich von der alle drei Jahre zusammentretenden Generalversammlung der IAU verbindlich verabschiedet werden.
Schon vor Ptolemäus wandten Kartographen die Begriffe der Breite und der Länge auf die Himmelskugel und den Erdglobus an. Nachdem Ptolemäus ein einheitliches Koordinatensystem, ausgedrückt in Graden, eingeführt hatte, dauerte es bis zum späten siebzehnten Jahrhundert, bis man die Länge bestimmen konnte, und diese Bestimmung der geographischen Länge blieb für Seefahrer noch weitere hundert Jahre ein Problem.
Ptolemäus Geographia ist in Form von Handschriften überliefert, die von Kopisten abgeschrieben wurden. Das älteste noch erhaltene Manuskript datiert vom dreizehnten Jahrhundert.
In seiner 1828 erschienenen History of the Life and Voyages of Christopher Columbus popularisierte der amerikanische Autor Washington Irving das romantische Kolumbus-Bild, wonach der Entdecker beweisen wollte, dass die Erde eine Kugel sei. In Schriften wie dem aus dem dreizehnten Jahrhundert stammenden Liber de Sphaera von Johannes de Sacrobosco ist jedoch zweifelsfrei dokumentiert, dass man schon im Mittelalter die wahre Form der Erde kannte; auch vervollständigte Martin Behaim seinen Globus Monate, bevor Kolumbus von Spanien aus in See stach. Und schon die Menschen der Antike hätten aus der Tatsache, dass die Sterne bei unterschiedlichen Breiten sichtbar sind, beziehungsweise aus der gekrümmten Form des Erdschattens auf dem Mond bei einer Mondfinsternis auf die Kugelform der Erde schließen können.
Amerigo Vespuccis Analyse der konkurrierenden portugiesischen und spanischen Ansprüche auf verbriefte überseeische Einflusssphären half ihm, den Kreisumfang der Erde auf 27 000 Römische Meilen zu schätzen – nur etwa 80 Kilometer unter dem heute allgemein anerkannten Wert.
Die Wasservorräte der Erde machen nur 0,1 Prozent der Erdmasse aus, während Monde äußerer Planeten wie Ganymed, Kallisto und Titan zu 50 Prozent aus – überwiegend gefrorenem – Wasser bestehen.
Ein »blauer Mond«, der weithin als zweiter Vollmond in einem Kalendermonat dargestellt wird, ist richtigerweise (laut dem Maine Farmers’ Almanac, in dem der Ausdruck definiert wurde) der dritte Vollmond in den Jahreszeiten, die jeweils vier Vollmonde enthalten. Der Almanac berechnet die Jahreszeiten nach dem tropischen Jahr, das am Tag der Wintersonnenwende oder »Jul« (22. Dezember) beginnt. Ein echter blauer Mond kann daher nur in den Monaten Februar, Mai, August und November auftreten.
Unter einem Vollmond kann eine schwarzweiße Landschaft die grüne Farbe von Gras enthüllen, weil die menschliche Netzhaut besonders empfindlich für gelbgrüne Wellenlängen ist (die in dem von der Sonne emittierten Licht dominieren).
Der Jesuit Giovanni Riccioli (1598–1671) führte die noch heute gebräuchliche Nomenklatur für die Oberflächenstrukturen des Mondes ein. Er und andere Selenographen (Mondkartographen) benannten die lunaren Bergmassive nach irdischen Gebirgen wie den Alpen, den Apenninen, dem Kaukasus und den Karpaten. Die Krater auf der erdzugewandten Vorderseite des Mondes tragen die Namen großer Naturphilosophen von Platon und Aristoteles bis Tycho (Brahe), Kopernikus, Kepler und Galilei. Die Strukturen auf der Rückseite, die erstmals 1959 von der unbemannten sowjetischen Raumsonde Luna 3 fotografiert wurde, tragen russische Eigennamen.
Die Rotationsperiode des Mondes ist gleich seiner Umlaufzeit – 27,3 Tage –, doch wenn der Mond nach einem Erdumlauf wieder seinen Ausgangspunkt bezüglich der Sterne erreicht, hat sich die Erde ebenfalls bewegt. Daher scheint der Mond 29,5 Tage zu brauchen, um ein Mal die Erde zu umrunden und sämtliche Phasen von einem Vollmond zum nächsten zu durchlaufen.
Die Meteoritenforscherin Roberta Score vom U.S. Antarctic Program in Denver fand den Marsstein mit der Bezeichnung ALH84001 am 27. Dezember 1984. Seit 1969 haben Wissenschaftler immer wieder Meteoriten in der Antarktis gefunden. Die Analyse von ALH84001 begann im Sommer 1988, und Tests, die seine Herkunft vom Mars bestätigten, wurden im Herbst 1993 abgeschlossen.
Die Hügel nahe des Mawson- und Mackay-Gletschers, auf denen man den Marsstein fand, wurden 1957/58 kartographiert und nach Professor R. S. Allan von der University of Canterbury, Neuseeland, benannt.
Das so genannte Marsgesicht, eine Oberflächenstruktur, die einem menschlichen Gesicht gleicht, war auf den Aufnahmen zu sehen, welche die Viking-Sonde 1976 machte. Mehrere Medien ergingen sich in Spekulationen darüber, dass es sich bei dem Gesicht um ein »Kunstwerk« von Außeridischen handeln könnte, bis spätere Aufnahmen des Mars Global Surveyor die Illusion zerstörten.
Giovanni Schiaparelli entdeckte die canali, wie er die Strukturen nannte, 1877, acht Jahre nach der Fertigstellung des Suezkanals. Schiaparelli, ein gelernter Wasserbauingenieur, hielt die geraden Linien zunächst ebenso wenig für ein künstliches Gebilde wie den Ärmelkanal, doch später änderte er seine Meinung. Als Schiaparellis Sehkraft nachließ, setzte Percival Lowell die Beobachtungen – und Interpretationen – der Kanäle fort.
Johannes Kepler malte sich in seiner Fantasie schon 1610 zwei Marsmonde aus, doch die Monde wurden erst im August 1877 zum ersten Mal gesichtet, als Asaph Hall, der am U.S. Naval Observatory in Washington, D.C., arbeitete, sie so nahe bei dem Planeten erspähte, dass sie fast in dessen grellem Licht verschwanden. Er benannte sie nach zwei Gestalten der griechischen Sagenwelt, Phobos und Deimos, die bei Homer wahlweise die Söhne des Kriegsgottes Ares, dessen Begleiter oder auch die Pferde, die seinen Streitwagen zogen, bezeichnen.
Zwei überlieferte Geburtshoroskope für (und vermutlich auch von) Galilei sind in Band 19 seiner Gesammelten Werke abgedruckt. Als versierter Astrologe hat er Menschen wohl nicht nach ihrem Sonnenzeichen (Sternzeichen) klassifiziert, wie es erst im zwanzigsten Jahrhundert üblich wurde. Definierende Elemente der Astrologie seiner Zeit waren das horoscopus (aufsteigendes Tierkreiszeichen), die Himmelsmitte, das immum coeli (Himmelstiefe, polarer Gegenpunkt zur Himmelsmitte) und das absteigende Zeichen am Westhorizont des Diagramms der Planetenkonstellation.
Meine Deutung des Geburtshoroskops von Galilei basiert auf einer Interpretation der Astrologin Elaine Peterson vom 14. August 2003, ergänzt durch Listen im Complete Astrological Handbook.
Galileis Zitat über das »Schicksal« ist seinem Werk Sidereus nuncius (Sternenbote) entnommen, in dem er seine Beobachtungen mit dem Fernrohr beschreibt. Die an Cosimo gerichteten Bemerkungen stammen aus der Widmung desselben Buches. Galileis Bezeichnung der Monde als »Sterne« entspricht dem Sprachgebrauch seiner Zeit, als man den »Stern Jupiter« als einen der wenigen »Wandelsterne« unter den zahlreichen »Fixsternen« der äußersten Himmelskugel betrachtete.
Nachdem Galilei im Januar 1610 vier Jupitermonde entdeckt hatte, wurde der nächste, Amalthea, erst 1892 von Edward Barnard vom Lick Observatory in Kalifornien erspäht. Weitere zwölf Jupitermonde tauchten im zwanzigsten Jahrhundert auf, vier davon wurden von Voyager 2 aufgespürt. Die Namen dieser und weiterer 43 Satelliten, die in jüngster Zeit von Astronomen der University of Hawaii gesichtet wurden, setzen die Liste der Vertrauten Jupiters fort.
Der Wasserstoff wurde 1766 von Henry Cavendish entdeckt. Metallischer Wasserstoff, der erstmals in den 1930er Jahren vorhergesagt wurde, wurde 1996 am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien erzeugt, indem man einen dünnen Film aus flüssigem Wasserstoff einem Druck von zwei Millionen Atmosphären aussetzte.
Die Sumerer im Zweistromland zeichneten bereits um 1800 v. Chr. ihre Sternbeobachtungen auf. Mehrere der ursprünglich von ihnen geprägten Namen für Sternbilder, etwa Löwe und Stier, sind noch heute gebräuchlich. Der abendländische Tierkreis lag in der Mitte des fünften Jahrhunderts vor Christus vollständig vor.
Obgleich der Jupitersatellit Europa als ein weiterer Kandidat für die Existenz von Lebensformen im Sonnensystem gilt, sind sich die Wissenschaftler sicher, dass es auf dem Planeten Jupiter kein Leben gibt. Die Raumsonde Galileo fand in seiner Atmosphäre keine komplexen organischen Moleküle.
Der Saturn der griechischen Mythologie, Kronos genannt, verschlang seine Kinder aus Furcht, sie würden ihn töten, so wie er seinen Vater, Uranos, umgebracht hatte, um die Herrschaft über den Himmel an sich zu reißen. Der Säugling Zeus (Jupiter), der den Nachstellungen des Vaters entging, stürzte später Kronos.
Die Roche-Grenze gilt für alle Körper, die durch gravitative Wechselwirkung aneinander gebunden sind. Die Raumsonde Cassini kann gefahrlos in die Roche-Zone des Saturns eintauchen, weil ihre Bauteile durch Schrauben, Bolzen und ihre in Kristallgittern fest verschränkten Metallmoleküle zusammengehalten werden.
Bahnresonanzen wie etwa das 2:1-Verhältnis zwischen den Ringpartikeln der Cassini-Teilung und dem Mond Mimas wurden erstmals 1866 von Daniel Kirkwood postuliert, einem amerikanischen Astronomen, der mit dem Resonanzbegriff Lücken in der Bahnverteilung im Asteroidengürtel erklärte.
Die so genannten klassischen Saturnringe – A, B und C – erstrecken sich über eine Entfernung von etwa 135 000 Kilometer vom Saturnzentrum, also über eine Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 270 000 Kilometern. Diese Ringe kann man durch ein kleines Teleskop beobachten, und sie sind auf den vertrauten Bildern des Saturns dargestellt. Der schmale und verdrehte F-Ring, der sich unmittelbar nach außen an den A-Ring anschließt, liegt 3200 Kilometer jenseits des A-Rings, und seine Kernzone ist nur etwa 50 Kilometer breit. Der äußerste, durchscheinende E-Ring, der etwas mehr als 160 000 Kilometer vom Planetenzentrum beginnt, ist fast 320 000 Kilometer breit, so dass sein Ringdurchmesser von etwa 960 000 Kilometer mehr als das Doppelte der Entfernung Erde–Mond beträgt. Innerhalb des E-Rings verläuft die Bahn des Mondes Enceladus, und er besteht aus Eistrümmern, die der leuchtende Satellit unterwegs abstößt.
Die D- und E-Ringe wurden 1966 beziehungsweise 1970 mit Teleskopen von der Erde aus entdeckt. (E wurde eigentlich zuerst entdeckt, doch Astronomen bezweifelten jahrelang seine Existenz, während D auf Anhieb abgesegnet wurde.) Pioneer 11 fand 1979 den verdrehten F-Ring und Voyager I 1980 den G-Ring.
Die Rotationsperioden der Riesenplaneten wurden ursprünglich anhand der Zeitintervalle zwischen dem Verschwinden und dem Wiederauftauchen markanter Sturmstrukturen abgeschätzt. Heute werden sie anhand der Rotationsgeschwindigkeit der Magnetosphäre jedes Planeten ermittelt, wie sie von Voyager 2 gemessen wurde. Da das Magnetfeld eines Planeten tief in seinem Innern entsteht, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass beide mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren.
Das vorangestellte Motto ist einer der Vorlesungen von Maria Mitchell entnommen, die postum von ihrer Schwester Phebe Mitchell Kendall veröffentlicht wurden.
In diesem Kapitel habe ich unterstellt, dass Maria Mitchell der einzigen anderen Frau in der Welt, die einen Kometen entdeckt hatte, Caroline Herschel (1750–1848), ihre Entdeckung von 1847 mitteilte. Beim Abfassen des Antwortschreibens von Herschel habe ich lediglich die Form »fiktionalisiert«, nicht aber die Sachinformationen. Caroline Herschel war die Assistentin ihres Bruders, als dieser den Uranus entdeckte. Zu der Zeit, als Neptun entdeckt wurde, war sie trotz ihrer 96 Jahre noch immer rüstig und geistig interessiert, und der Forschungsreisende Alexander (Baron von) Humboldt unterrichtete sie von der Entdeckung. Ihre Korrespondenz brachte sie in Kontakt mit den bedeutendsten Persönlichkeiten in dieser phänomenalen Epoche der Astronomiegeschichte, und viele von ihnen lernte sie persönlich kennen, unter anderem König Georg III., seine Familie, drei seiner Königlichen Astronomen sowie Giuseppe Piazzi (Entdecker des ersten Asteroiden), Carl Friedrich Gauss und Johann Encke.