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Äußeres Sonnensystem: Jenseits von Neptun

Erstmals treffen Sonden auf Objekte des Kuipergürtels – einer eisigen Region jenseits des Planeten Neptun, in der auch Pluto seine Bahn zieht. Diese Begegnungen ermöglichen einmalige Einblicke in die Entstehungsgeschichte unseres Sonnensystems.
Objekte im Kuipergürtel

Der 20. Januar 2014 war ein aufregender Tag für die Forscher der Rosetta-Mission. Bereits zehn Jahre lang war die drei Tonnen schwere Raumsonde der europäischen Weltraumorganisation ESA unterwegs – auf dem Weg zu einem Rendezvous. Partner des geplanten Treffens: ein Komet, benannt nach seinen ukrainischen Entdeckern 67P/Tschurjumow-Gerasimenko. 31 Monate zuvor, im Juni 2011, mussten die ESA-Ingenieure die Sonde in einen Energie sparenden Ruhezustand versetzen. Nun würde sie aufwachen, um sich auf ihre Begegnung mit dem Kometen vorzubereiten.

Um 11 Uhr mitteleuropäischer Zeit an jenem Tag sollte ein elektronischer Wecker an Bord der Sonde die Systeme automatisch wieder in Betrieb nehmen. Die Wissenschaftler und Techniker in einem Kontrollraum des European Space Operations Centre ESOC in Darmstadt waren zuversichtlich, dass sich das Raumfahrzeug wie geplant melden würde. Dennoch weckte die Situation Erinnerungen an den Mars Observer der US-Raumfahrtbehörde NASA. Zu diesem war 1993 der Funkkontakt abgebrochen, vier Tage bevor er in die Umlaufbahn um den Roten Planeten einschwenken sollte. Er wurde nie wieder hergestellt.

Ein paar Minuten lang machte sich im Kontrollraum die Furcht breit, Rosetta könnte ein ähnliches Schicksal beschieden sein. "Ich sah eine Menge bleicher Gesichter", erinnert sich Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, der für die Hauptkamera der Sonde verantwortlich ist. Eine gefühlte Ewigkeit dauerte es, bis das erlösende "Ping" von jenseits der Jupiterbahn endlich Darmstadt erreichte. "Die Sonde sendete das lang ersehnte Lebenszeichen, und wir alle waren wahnsinnig erleichtert", so Sierks. ...

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Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Dunkle Kometen: Geisterfahrer im Sonnensystem

Eine kleine Gruppe von Himmelsobjekten sorgt für Rätselraten unter Fachleuten: Obwohl die Brocken keinen Schweif aus Gas und Staub aufweisen, bewegen sie sich wie Kometen. Was treibt diese Dunklen Kometen an? Könnten sie sogar Hinweise auf den Ursprung des Wassers auf der Erde liefern? Weitere Themen in dieser Ausgabe: Die Ökologin Katja Tielbörger und der Molekularbiologe Detlef Weigel diskutieren darüber, wie ein Kompromiss zur Neuregelung der Grünen Gentechnik aussehen könnte. Sie sind sich einig: Man muss das gesamte System betrachten. Angesichts des Internationalen Jahres der Quantenphysik gehen wir der Frage nach, warum selbst Physiker die Quantenmechanik nicht verstehen – und was ihre Formeln über die Wirklichkeit aussagen. Außerdem stellen wir Ihnen vor, was Mikrofossilien über die Zeitgenossen der Dinosaurier verraten, und wir präsentieren Ihnen die Farbenpracht des altägyptischen Tempels von Esna. Fünf Jahre arbeiteten Restauratoren an der Rekonstruktion. Das Ergebnis ist spektakulär.

Sterne und Weltraum – Überlebt – Messier 54 – Relikt einer Kollision mit unserer Galaxis

Ein Amateurastronom hat auf der Basis eigener Beobachtungen und wissenschaftlicher Erkenntnisse den Kugelsternhaufen Messier 54 untersucht, der sich optisch in der Nähe des Milchstraßenzentrums befindet. Er entpuppt sich als fernes extragalaktisches Relikt: Der Haufen ist ein Überbleibsel einer Zwerggalaxie, die mehrfach das Zentrum unserer Galaxis umläuft und dabei zerstört wird. Außerdem berichten wir über die vierjährige Marsmission der NASA-Sonde InSight, die dort unter anderem den Wärmefluss im Boden messen sollte. Weiter werfen wir einen Blick auf Forschungsansätze zur Hawking-Strahlung, nach denen unser Universum schneller als gedacht zerfallen könnte und stellen ein Projekt der Südtiroler Schülergruppe »astrocusanus« vor, die mit einem leistungsstarken Teleskop auf die Suche nach lichtschwachen Kleinkörpern geht.

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