Welteninseln

IN JEDES HAUS GEHÖRT DIESES WERK das ist das überzeugende Urteil von Presse und Rundfunk über d i e g r o ß e , spannend geschriebene Weltgeschichte „ B i l d der Jahrh u n d e r t e " des Münchner Historikers O t t o Zierer. Von ungeheurer Dramatik sind d i e Bände dieses n e u a r t i g e n , erregenden Geschichtswerkes erfüllt. Hier sind nicht, wie in Lehrbüchern alter A r t , d i e historischen Ereignisse mit trockener Sachlichkeit a n e i n a n d e r g e r e i h t : d i e Vergangenheit w i r d vor dem A u g e des Lesers in kulturgeschichtlichen Bildern zu neuem Leben erweckt. Menschen w i e Du und ich schreiten über d i e wechselnde Bühne der Geschichte und lassen den A b l a u f der Jahrhunderte, das Schauspiel vom Schicksal der Menschheit, ergriffen m i t e r l e b e n . Zierers „ B i l d der Jahrhunderte" ist ein W e r k für d i e Menschen unserer Zeit, für die Erwachsenen w i e für die Jugend. DER

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ROBERT

HENSELING

WELTENINSELN Blick in die Tiefen des Weltenraumes

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SEBASTIAN

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M U R N A U • M Ü N C H E N • I N N S B R U C K • ÖLTEN

Das Bild der Milchstrarje: Welteninseln Welteninseln! Seit zwei bis drei Jahrzehnten begegnet man diesem bildhaften Ausdruck in den Büchern, die sich mit den großen Fragen des Weltbaus beschäftigen. Das Wort entspricht ganz der Vorstellung vom All, die wir während des letzten Menschenalters gewonnen haben. Jede dieser „Inseln" ist eine Welt für sich, jede aus Hunderttausenden, Millionen oder Milliarden sonnenhafter Sterne aufgebaut — und doch nur eine Insel im Meer des Sternenraumes, eine unter Millionen Inseln innerhalb der Blickweite, die unsere Fernrohrriesen meistern. Von den Millionen Welteninseln, um deren Dasein der Astronom weiß, kann das unbewaffnete Auge nur einige wenige sehen. Sie gehören zu denen, die „unserer" Welteninsel am nächsten liegen. Doch braucht das Licht Tausende und Hunderttausende von Jahren, um die Entfernung zwischen ihnen und uns zu überbrücken. Die nächstbenach- 1 harten Welteninseln erscheinen an unserem Himmel als „Wolken" der Milchstraße, und mit ihrer Erforschung fand auch das Rätsel der Milchstraße selber seine Lösung, an das lange schon das Nachdenken über die größten, allgemeinsten Fragen des Weltbaus anknüpfte. Die hellsten Milchstraßenwolken, die in unseren Breiten sichtbar sind, sehen wir am besten in den Nächten der Sommermonate und in zeitigen Abendstunden des Frühherbstes. Wer dann zum südlichen oder süd- J westlichen Himmel blickt, sieht die Milchstraße steil vom Horizont emporsteigen: einen kräftigeren Lichtstrom und, weiter rechts, einen matten; in der Himmelshöhe vereinigen sich beide im Sternbild Schwan, und von diesem aus zieht das leuchtende Band über Kassiopeia, Perseus und Fuhrmann zum nördlichen Horizont hinab. Abb. oben: Andromedanebel (M31), in den Kreisen Gasnebel (vgl. Abb. S. 19)

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Der Glanz der Milchstraße bleibt auch dort, wo er sich auffällig zu Lichtwolken ballt, traumhaft zart, und in diesem Lichtring, der unseren Standort im All umschließt, gleicht kein Stück dem anderen. Der silberne Hauch ist satt von erfinderischer Gestaltung und angefüllt mit Geheimnissen. Der Milchstraßenschimmer ist verdichtetes Sternengewimmel, das vereinte Leuchten zahlloser, sehr schwach erscheinender, für das bloße

„Schildwolke" der Milchstraße (vgl. Abb. S. 5) - Aufn. v. E. Barnard

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Auge nicht einzeln erkennbarer Sterne. Das entdeckten schon Galilei und seine Zeitgenossen mit den ersten Fernrohren. Welche ungeheure Fülle von Sternen verschiedenster Leuchtkraft selbst dort zusammengedrängt ist, wo die Milchstraße nur schwach schimmert, das konnte aber erst aus modernen Himmelsphotographien erkannt werden, die man durch mehrstündige Einwirkung des Milchstraßenlichtes auf die photographische Platte gewinnt. Man kann eine beliebig gute Milchstraßenaufnahme hundertmal zur Hand nehmen, nie wird das betrachtende Auge den Reichtum ausschöpfen, den sie enthält. Der erste Eindruck ist der einer wahllos ausgebreiteten verschwenderischen Fülle (Abbildung Seite 3, 6, 7). Die Sterne erscheinen wie leuchtender Sand, der hier in großen und kleinen Batzen hingeworfen, Zeichnung d e r n ö r d l . Milchstraße (von F. Goos) nach Aufnahmen von M . W o l f , H e i d e l b e r g . Im K r e i s : der Polarstern

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dort in losen Schwaden ausgestreut ist. Aus der Masse mittlerer und kleinerer Sternpunkte heben sich die größten wie mächtige Diamanten ab ; wie Staub bedecken die feinsten das ganze Feld. Auf den Negativplatten selbst aber sieht man, daß auch der scheinbar sternleere Hintergrund nicht reines Dunkel zeigt, sondern daß hier die Sternmassen in einen Lichthauch eingebettet sind, der wie äußerst feiner Nebeldunst aussieht. Dieser „unaufgelöste" Milchstraßendunst ist für das Auge der astronomischen Kamera dasselbe, wie die Gesamtmilchstraße für das unbewaffnete Auge; in diesem Dunst vereint sich der Schein all jener Sterne, die von uns aus gesehen zu lichtschwach erscheinen, um von der Platte als selbständige Punkte abgebildet werden zu können. Daß jeder Stern am Himmel (abgesehen von Im kleinen Kreise: Stern Delta C e p h e i ; gestrichelte L i n i e n : Sternbild Cepheus, im Viereck befindet sich d i e „ S c h i l d w o l k e " , d i e auf S. 3 vergrößert wiedergegeben ist

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den der Erde verwandten Planeten, den Wandelsternen) eine „Sonne" ist, ähnlich beschaffen wie unsere Sonne und ebenso majestätisch selb- , 1 ständig wie sie, das ergab sich zwar aus der kopernikanischen Wendung der Weltbetrachtung schon vor Jahrhunderten. Doch ist es verständlich, daß man angesichts von Himmelsaufnahmen, und besonders von Milchstraßenphotographien, auch heute noch die erstaunte und zweifelnde Frage hören kann: „Jeder dieser Punkte soll eine Sonne sein?/" Daß es sich wirklich um Sonnen handelt, ist allerdings eine Grundtatsache der Himmelskunde, mit der man sich vollkommen vertraut gemacht haben muß, will man mit Verständnis in den Photographien des Sternhimmels lesen. Wir erleben täglich noch alle die Augentäuschung, als drehe sich alles Außerirdische um die kleine, sicher ruhende „Kugel", die der j Mensch bewohnt. Aber die Erde ruht ja keineswegs. Sie bewegt sich

Sternwolke der Milchstraße im Schützen, von Dunkelnebeln durchsetzt und begleitet

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Milchstraßenfeld im Südlichen Kreuz mit Dunkelwolken („Kohlensäcke")

zweifach: im täglichen Umschwung um ihre Achse und im jährlichen Lauf um die Sonne (die auch ihrerseits nicht im Weltraum „stillsteht", sondern gemeinsam mit den sie umkreisenden Planeten ihren Flug im Sternenraum vollführt). Machen wir einmal von den Gestirnen ein Modell bescheidensten Maßstabes, 1 : 100 Milliarden. Dann wird die Erdkugel ein Stäubchen, das man nur mit Mühe noch zwischen den Fingerspitzen fühlen kann, und die Sonne wird so groß wie eine Kirsche. Während die Jahresbahn der Erde um die Sonne in Wirklichkeit eine kreisähnliche Ellipse von dreihundert Millionen Kilometer Durchmesser ist, wird sie in unserem Modell zu einem Kreis von nur drei Meter: in 1 l/t Meter Abstand läuft das Erdenstäubchen um die kirschgroße Modellsonne. Pluto, der neunte, sonnenfernste bekannte Planet, hat bei seinem 7

zweieinhalb Jahrhunderte dauernden Umlauf etwa 30- bis 50mal so viel Abstand von der Sonne wie die Erde. Die Plutobahn würde in unserem Modell demnach in 45—75 Meter Abstand um die Kirsche, unsere Modellsonne, verlaufen. Trotz der Winzigkeit des Maßstabes bekommen wir also ein recht unhandliches Modell von der Sonne und ihrem Planetenreich, aber es ist noch überschaubar. Sobald wir aber weiterbauen und auch nur die nächstbenachbarten Sonnen des Weltalls in unser kleines Abbild 1 : 100 Milliarden aufnehmen wollen, müssen wir schon einen Modellraum von der Größe des europäischen Kontinents in Anspruch nehmen und in jede der großen Hauptstädte, Berlin, Rom und London je eine Kirsche = Sonne setzen (Abb. oben). Welch eine majestätische, wahrhaft überwältigende Schau beglückt daher den Kundigen vor den photographischen Bildern der Milchstraße, wo noch gewaltigere Maßstäbe gültig sind! Auf der Fläche des Photopapiers breiten sich Myriaden von Sternen aus, Punkt an Punkt, jeder Stern eine Sonne, ein Glutgasball von millionenfacher Erdkugelgröße (dem Rauminhalt nach). Liegen irgendwo zwei der Punkte im Bild unmittelbar nebeneinander, so bedeutet das: es sind zwei Sonnen, die von uns aus gesehen in derselben Ramnesrichtung stehen; wahrscheinlich ist

die eine Sonne aber viel weiter entfernt als die andere; aber selbst wenn die beiden Sonnen in Wahrheit Nachbarn im Weltenraum sind, so liegt doch von der einen zur anderen ein Weg, den ein Geschoß erst in Millionen von Jahren überwinden könnte. Durchschnittlich sind die Fixsternsonnen in der Milchstraße wie in jeder Weltinsel in Abständen von fünf bis zehn „Lichtjahren" voneinander im Raum verteilt. Das heißt: Das Licht, das in einer Sekunde eine Strecke gleich dem 7V2fachen des Erdumfangs zurücklegt, reist fünf bis zehn Jahre von Stern zu Stern . . . und aus der Papierfläche einer Milchstraßenaufnahme blicken uns weitere ungeheure Raumestiefen entgegen. Um Tausende und aber Tausende von Lichtjahren ist das lebende Leuchten, das wir da schauen, in die Abgründe der Welt hinaus geschichtet. Begreift unser Auge diese Unermeßlichkeit der Tiefe aber erst einmal in dem Bilde, das da vor der Grenzenlosigkeit des Raumes schwebt, so haben wir den Anfang gewonnen; wir werden verstehen, was „Welteninseln" sind.

Eine Kirsche, aus 45 oder 75 Meter Weite gesehen, erscheint dem unbewaffneten Auge des Menschen als winziger Punkt. So ist auch die Sonne für einen Beobachter auf dem entlegensten Planeten Pluto nicht mehr die mächtige Scheibe, als die der Mensch sie von der Erde aus erblickt, sondern nur ein Stern, freilich ein ungeheuerlich strahlender, der Pluto mit Dämmerungshelle erfüllt. Eine Kirsche, die in Rom läge, würde für das Auge eines Beobachters in Berlin gar nicht mehr zu sehen sein; mit einem Riesenfernrohr anvisiert, würde sie aber doch als Punkt erscheinen —, und zwar nur dann, wenn aus ihrer Oberfläche eine so intensive Strahlung austräte wie aus den Fixsternkugeln; auch dürften die Luftverhältnisse nicht ungünstiger sein als bei der Beobachtung der Sterne selbst — und es dürfte selbstverständlich keine Erdkrümmung geben. Auf den Himmelsphotographien sieht man die Sterne oftmals als Scheibchen; das ist namentlich bei den hellen Sternen der Fall, wenn ihr Licht lange auf die Photoplatte einwirkt. Diese Scheibchenbilder kommen dadurch zustande, daß in der Umgebung eines Stern-Bildpunktes die Belichtung der Photoplatte allmählich um sich greift, um so mehr, je kräftiger der Stern strahlt und je länger die Platte seinem Licht ausgesetzt wird. Infolge ihrer großen Entfernung erscheinen die Sterne iedoch in den mächtigsten Fernrohren und bei den allerstärksten Vergrößerungen immer nur als Punkte, und zwar um so schärfer und kleiner, je besser die optischen Teile des Fernrohres sind und je weniger die irdische Atmosphäre den Strahlengang stört.

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Wären alle Sterne in ein und derselben Entfernung von uns, so könnte man aus der Größe ihrer Scheibchen- oder Punktabbilder in den Photographien auf die Leuchtkraftverhältnisse schließen, etwa so, wie wenn neben den Scheinwerfer eines Leuchtturmes eine brennende Fahrradlampe gestellt würde. Die Sterne stehen jedoch in sehr verschiedenen Entfernungen von uns. Ein uns mächtig vorkommender Stern kann in Wirklichkeit weniger leuchtkräftig sein als ein schwach erscheinender, wenn dieser Stern weiter entfernt ist. Eine Taschenlampe dicht vor uns strahlt heller als ein Leuchtturm weit am Horizont des Meeres. Nun beruht aber unser Wissen um die Welteninseln wesentlich darauf, ob wir die wahre, absolute Leuchtkraft der Sterne ermitteln können. Erst als durch geometrische Berechnungen gesicherte Kenntnisse von einigen Fixsternentfernungen gewonnen waren, also seit wenigen Menschaltern, konnte man mit Versuchen beginnen, die wahre („absolute") Leuchtkraft von Fixsternen zu ermessen, indem man sie mit der Leuchtkraft der Sonne verglich. Es zeigte sich bald: Zwar gibt es viele Fixsterne, deren absolute Leuchtkraft geringer ist als die der Sonne, und überhaupt sind in unserer „Weltraumprovinz" die Armen an Leuchtkraft zahlreicher als die Reichen; aber es gibt doch eine gewaltige Zahl von Fixsternen, die die Sonne weit an Leuchtkraft übertreffen. Die Sterne des Großen Bären, des Himmelswagens, zum Beispiel, sind einige dutzendmal so hell wie die Sonne, und das Sternchen, das sich im Siebengestirn am deutlichsten abhebt (Alkyone) würde, in die Mitte der Jahresbahn der Erde versetzt, den Erdball fünfhundertfach so hell anstrahlen als die Sonne. Bei den weiteren Untersuchungen über die „absoluten" Leuchtkräfte der Sterne hilft die Spektralanalyse, jene Helferin des Astronomen, die seit kaum 100 Jahren der uralten Sternwissenschaft ein völlig neues, junges Gesicht gibt. Zwar ist jede der Sternsonnen ein Weltkörper von eigener Art; aber im ganzen gesehen haben doch alle die Sterne, die in ihrem Spektrum die gleichen Strahlungseigenschaften, das gleiche Linienbild erkennen lassen — man nennt sie deshalb „Spektraltypen" — die gleiche absolute Leuchtkraft. Zu erklären, auf welche Weise man zu dieser Erkenntnis gekommen ist, würde hier zu weit fuhren. Faßt man also einen schwach leuchtend erscheinenden Stern ins Fernrohr, und erkennt man in ihm einen „Spektraltyp", so ist seine Leuchtkraft, verglichen mit der Sonne, die gleiche wie bei allen anderen Spektraltypen dieser Klasse. Wir brauchen jetzt nur in Gedanken der Sonne die Strahlungskrart des Sterns zu verleihen und sie dann so 10

Eine besonders wichtige Art von Sternen mit hoher absoluter Leuchtkraft sind die veränderlichen Sterne vom Typus Delta Cephei, deren Helligkeitswechsel dauernd in der hier dargestellten Weise (Periode) vor sich geht (m = Helligkeit)

weit in die Weltraumtiefe versetzt zu denken, daß sie als Sternpunkt gleich jenem Spektraltyp-Stern erscheinen würde, und wir können die Entfernung dieses Sternes berechnen; denn die Entfernung der Sonne ist bekannt (im Mittel 149,5 Millionen km), außerdem weiß man, daß eine Lichtquelle mit dem Quadrat der Entfernung schwächer wird, wenn ihr Abstand von uns sich vergrößert. Eines der leistungsfähigsten aller Mittel bei dieser „Auslotung" von Weltraumfernen ist das Aufsuchen von sogenannten roten Riesen, Fixsternen mit ausgesprochen rötlicher Strahlung, die sich bei der Zerlegung und Untersuchung ihrer Strahlung als Spektraltypus erwiesen haben. Die roten Riesen übertreffen die Sonne an Leuchtkraft bis zu mehr als dem Zehntausendfachen. Rote Riesen sind daher für den Astronomen noch aus Weltraumfernen erkennbar, die hundertfach so groß sind wie diejenige Entfernung, in der die Sonne selbst für die größten Fernrohre nicht einmal mehr als feinstes Sternchen feststellbar wäre. In grundsätzlich ähnlicher Weise haben schon vor den roten Riesen andere Spektraltypen zur Ergründung des räumlichen Aufbaus der Sternenwelt beigetragen, insbesondere die veränderlichen Sterne vom Typus des Sterns Delta im Cepheus (Delta-Cephei) (Abb. Seite 5) und eine bestimmte Klasse heller weißer Sterne. Bei den „Delta-CepheiSternen" schwankt die Leuchtkraft von der größten Helligkeit bis zürn kleinsten Licht (Abb. oben). Dieser Wechsel beruht auf dem abwechselnden Sich-Aufblähen und Wieder-Zusammensinken dieser Sterne und erfolgt regelmäßig mit Perioden von wenigen Stunden bis zu 50 Tagen. Es ergab sich, daß Delta-Cephei-Sterne eine um so höhere absolute Helligkeit haben, je länger die Periode ihres Lichtwechsels ist. Kennt man diese Periode, so vermag man also die Leuchtkraft des betreffenden Sternes im Verhältnis zur Sonne anzugeben und damit seine Entfernung. Die Leistungsfähigkeit dieses Meßverfahrens für Entfernungsmessungen im All erwies sich bei Untersuchungen der „Magellanschen Wolken", die zuerst der Weltumsegler Magellan beschrieben hat. Es sind zwei Lichtballen am Himmel südlicher Breiten, die nicht nur im Aussehen, il

Das Siebengestirn (die Plejaden) mit den Nebelschleiern seiner hellsten Sterne

sondern auch durch ihre Nebelmassen, offenen Sternhaufen und Kugelhaufen den Milchstraßenwolken ähneln; sie stehen aber ziemlich weit außerhalb des Milchstraßenbandes und sind auch kleiner und nicht spiralig (Abb. Seite 18). Wegen ihrer großen Entfernung macht es bei Sternen innerhalb der Magellanschen Wolken für die Helligkeit, in der sie uns erscheinen, nichts Wesentliches aus, ob sie von uns aus gesehen „vorn" oder „hinten" in der Wolke stehen; dadurch wurde es leicht, die auch in den Magellanschen Wolken vorkommenden DeltaCephei-Sterne als leistungsfähige „Entfernungsweiser" im Weltall zu erkennen.

Milchsfrafyen-Wolken Die einzelnen Wolken der Milchstraße erscheinen heller und wesentlich größer als die Magellanschen Wolken. Sie sind uns näher als diese, und bei ihnen ist die Tiefenausdehnung nicht belanglos im Vergleich zu ihrer Entfernung von uns. Untersucht man in den Milch12

Straßenwolken Sterne von bekannter, großer, absoluter Helligkeit, wie z. B. rote Riesen oder DeltaCephei-Sterne, dann wird man bei jedem einzelnen untersuchten Stern seinen Abstand von uns feststellen können; diese Abstände werden ungleich ausfallen, und man gewinnt einen Anhalt zur Beurteilung nicht nur der allgemeinen Entfernung (und damit der wahren Ausdehnung), sondern auch der Tiefenerstreckung der fraglichen Milchstraßenwolke. Natürlich braucht man sich bei

Der

Große Orionnebel

solchen Untersuchungen nicht auf die beiden eben genannten Fixsterntypen zu beschränken, sondern kann Sterne aller Spektraltypen heranziehen. Ein wichtiges Ergebnis solcher Untersuchungen an Milchstraßenwolken war: Die einzelnen Wolken sind zwar nicht durchaus gleich zusammengesetzt, aber die Abweichungen in der Zusammensetzung der einzelnen Wolken sind nicht sehr erheblich; im großen ganzen gruppieren sich in den Wolken die Spektraltypen-Sterne überall in ähnlicher Weise; je mehr man in den Gruppen von heißen Riesen zu kühlen Zwergen fortschreitet, desto reicher an Mitgliedern werden die Gruppen. Die Lichtgiganten aller Spektraltypen sind vergleichsweise sehr selten vertreten. Und das Verhältnis der absoluten Leuchtkräfte der einzelnen Spektraltypen kommt überall gleich heraus. Auch in den Ausmaßen ähneln die verschiedenen Wolken der Milchstraße einander, soweit sie bisher näher untersucht werden konnten. Die Durchmesser betragen in der Regel mehrere tausend Lichtjahre. Was bedeutet nun die Tatsache, daß wir das gesamte Milchstraßengewölk als einen mäßig breiten Gürtel den ganzen Himmel umspannen sehen? Es kann nichts anderes bedeuten, als daß sämtliche Wolken 13

sich in ein und derselben Ebene im Raum anordnen und eine verhältnismäßig flache Schicht bilden, eine Art flacher Wolkenbank, zu der auch „unsere eigene" Welteninsel mit dem Sonnensystem als Teilwolke gehört. Vergleicht man die einzelnen Milchstraßenteile längs des Gesamtbandes, so findet man: In der Gegend jener Sternbilder, die unser Winterabendhimmel zeigt, in der Richtung zum Einhorn, ist der Milchstraßenschimmer am schwächsten; gerade gegenüber, in der Gegend des Sternbildes Schütze (Abb. Seite 6), ist er am intensivsten; und so wechselreidi auch der ganze Verlauf ist, es findet doch vom Einhorn her in beiden Halbbögen des kreisförmig geschlossenen Bandes eine stete Helligkeitszunahme bis zum Schützen hin statt. Eben deshalb kommt man unmittelbar zu folgendem Schluß: In Richtung des Sternbildes Schütze haben wir die Mittelregion der ganzen Wolkenbank zu suchen; „unsere eigene" Teilwolke mit der Sonne und Erde liegt, von der Mitte her gesehen, im Außenbezirk, und zwar in der Richtung, die dem Menschen durch das Sternbild des Einhorns an seinem Sternhimmel gekennzeichnet wird (Abb. Seite 27). Wir nennen diese „unsere" Milchstraßenwolke „das lokale Sternsystem". War bis vor nicht allzulanger. Zeit sogar sein Vorhandensein recht fragwürdig, so wissen wir auch heute noch nichts Sicheres über Größe und Form des lokalen Sternsystems. Die große Schwierigkeit der Frage liegt eben darin, daß es sich um „unser" Sternsystem handelt, das wir nicht aus großer Entfernung von außen als Ganzes betrachten können, sondern in das wir selbst eingebettet sind.

Die dunklen und hellen Nebel der Milchstraße Auf Milchstraßenphotographien sieht man an sehr vielen Stellen auffallende dunkle oder auch helle Felder von verschiedener Gestalt und Größe (siehe Abb. Seite 3). Die dunklen Gebiete sehen aus, als fehlten dort die Sterne fast völlig, als handle es sich um sternleere Gegenden. Die hellen Stellen sind fast ausnahmslos unmittelbar mitdunklen Nebeln verbunden, oft rings von dunklem Gebiet umgeben oder am Ende eines solchen angeordnet. Schon dem bloßen Auge ist eines dieser hellen Felder, der „Große Orionnebel", als blasses Leuchten inmitten der südlichen Hälfte des Sternbildes Orion erkennbar (Abb. Seite 13). Sehr ausgedehnte Dunkelfelder sehen wir dagegen zwischen den Schwanwolken beginnen und in langem Zuge südwärts sich erstrecken; 14

Kugelförmiger Sternhaufen (im Herkules, M 13). A u f n . m . l ' / 2 - m - S p i e g e l (Mt. W i l son). Belichtungszeit 11 Stunden. Der Sternhaufen umfaßt r d . 300 000 Fixsterne

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die auffallendsten solcher „Sternleeren" sind die sogenannten Kohlensäcke in der Nachbarschaft des Südlichen Kreuzes (Abb. Seite 7). Diese dunklen und hellen unregelmäßigen Nebel sind riesige, für menschliche Vorstellung fast unvorstellbar dünn verteilte Gas- und vor allem Staubmassen: Urstoff der Sterne. Die Durchmesser der Staubteilchen (wohl vorwiegend Eisen) scheinen im allgemeinen nicht über ein tausendstel Millimeter hinauszugehen. Die in einer „Wolke" vorhandene Gesamtmasse mag in manchen Fällen nur zur Bildung von einem Fixstern oder einigen wenigen Fixsternen nach Art der Sonne, in anderen zu Dutzenden oder einigen Hundert ausreichen. Die näheren dieser dunklen und hellen unregelmäßigen „Nebel" der Milchstraße sind mehrere hundert, die fernsten einige tausend Lichtjahre von unserem Ort im Raum entfernt. Zusammenfassend ist zu sagen, daß „unsere" Milchstraße, das „lokale Sternsystem", im wesentlichen aus Fixsternen aufgebaut ist. Es enthält aber auch systemfremde „Feldsterne" (Einwanderer), selbständige, bewegte Sterngruppen und Sternschwärme, bei denen man nicht ohne weiteres entscheiden kann, welche von ihnen als ursprüngliche Mitglieder des Systems anzusehen sind und welche nicht. Und es enthält an vielen Stellen, anscheinend meistens an solchen, wo die Fixsterne dichter stehen als im Durchschnitt, Staub- und Gasschwaden.

Die kugelförmigen Sternhaufen Wenn man mit bloßem Auge den Sternhimmel mustert, erscheinen nicht nur die Sternwolken der Milchstraße wie helle „Nebel", sondern auch eng beieinander stehende Gruppen von Sternen („lockere Sternhaufen") wie z. B. die Plejaden (Siebengestirn, Abb. Seite 12), deren Aufbau aus Sternen schon ein kleines Fernrohr zeigt, da sie unserer kosmischen Nachbarschaft angehören. Wir kennen im Bereich der Milchstraße an 100 „offene" Sternhaufen nach Art der Plejaden, mit je einigen Dutzend bis zu Hunderten von Mitgliedern. Fixsterngemeinschaften von ganz anderer Größenordnung sind die kugelförmigen Sternhaufen, deren regelmäßige Gestaltung durch ihren Namen gekennzeichnet wird. Auch ihre Zahl im weiteren Milchstraßenbereich beträgt annähernd 100; die Anzahl der Fixsterne in ihnen geht weit in die Zehntausende (bei dem auf Seite 15 abgebildeten: rund 300 000). Die Anordnung der kugelförmigen Sternhaufen im Raum kann man sich durch ein Modell klarmachen, welches die Verteilung der „Kugelhaufen" im Umkreis der Milchstraße erläutert: Der vom SternL6

System der Milchstraße eingenommene Raum werde durch zwei Suppenteller, die mit den Rändern aufeinandergelegt sind, veranschaulicht, die kugelförmigen Sternhaufen durch einen Schwärm von Mücken, der den von den Tellern eingeschlossenen Raum umschwebt und nach einer Richtung, parallel den Tellerflächen, eine Ausdehnung von etwa drei bis vier Tellerdurchmessern hat, senkrecht dazu von etwa zwei. In Zahlen: Die nächstbenachbarten „Kugelhaufen" sind 20 000 Lichtjahre, die fernsten mehr als 150 000 Lichtjahre entfernt. Dabei erscheinen die der Milchstraße näheren Kugelhaufen in ihrem Gefüge mehr aufgelockert als die anderen. Vielleicht sind in den lockeren Sternhaufen die Sterne von geringerer Masse der Anziehung erlegen, die von den Sternheeren der Milchstraße ausgeübt wird, und in den Sternenstrudel von Milchstraßenwolken hineingeraten (Abb. Seite 27).

Der Grorje Anclromedanebel und seinesgleichen Von den mit bloßem Auge erkennbaren Welteninseln haben wir nun alle wesentlichen kennengelernt, bis auf eine: den „Großen Andromedanebel" (Seite 2 und 19). Man sieht ihn im Oktober um Mitternacht, dann von Monat zu Monat um je zwei Stunden früher hoch am südlichen Himmel; im Hochsommer und Herbst ist er am südöstlichen Abendhimmel zu finden; während der ersten Monate des Jahres aber absteigend im Westen. Der „Andromedanebel" hat, im Gegensatz zur Milchstraße, in den älteren Zeiten nie das Denken der Menschen über den Weltbau beschäftigt; er ist überhaupt nur vereinzelt wissenschaftlich beobachtet worden. In den letzten Jahrzehnten aber hat er ganz besonders zur Sicherung und Klärung unserer Anschauungen vom Weltgefüge beigetragen; denn die Fernrohre zeigten mit immer weiter fortschreitender Vergrößerung und Vervollkommnung und zunehmender Leistungsfähigkeit der Himmelsphotographie in rasch wachsender Zahl in der Weltraumtiefe Nebelflecke von ähnlich regelmäßiger Form: elliptische wie den Andromedanebel,-noch flachere (spindelförmige, z.B. Abb. Seite 25) und auch kreisähnlich runde, die manchmal den kugelförmigen Sternhaufen im Anblick ähneln, manchmal aber nicht nur eine Verdichtung nach der Mitte hin aufweisen, sondern auch eigenartig gestaltet sind (Abb. Seite 20 und Umschlagbild). So haben viele dieser Gebilde die Form einer Spirale; dem Großen Andromedanebel sieht man diese Spiralform nicht ebenso leicht an wie vielen anderen dieser regelmäßig gestalteten Nebel; denn 17

Die kleine Magellansche W o l k e (Abstand rund 80 000 Lichtjahre)

beim Andromedanebel schauen wir schräg auf die Hauptebene des flachen Gebildes, so daß er wie eine Ellipse erscheint und die den Kern umlagernden spiraligen Lichtarme sich nicht so klar abheben wie in den Fällen, wo wir senkrecht auf die Hauptebene des Nebels schauen. Vor den herrlichen Lichtwirbeln der Spiralen kann man unmöglich verkennen, daß wir kreisende Massen vor uns haben. Über die Art der Massen und über die Größenordnung der Gebilde besagt der Anblick jedoch nichts. Erst die Untersuchung des Lichtes dieser kosmischen Großgebilde, die Zerlegung ihrer Gesamtstrahlung mit Hilfe von Prismen oder Gittern, lieferte die Gewißheit, daß die Spiralnebel im wesentlichen aus Fixsternen aufgebaut sind. In den letzten Jahrzehnten (seit 1925) konnte diese Tatsache durch photographische Aufnahmen im Gesamtlicht der Nebel unmittelbar bestätigt werden. Es gelang, in einzelnen der dem Milchstraßensystem benachbarten Spiralnebel die „Auflösung" so weit zu steigern, daß die Sterne von besonders großer absoluter Helligkeit einzeln erkennbar wurden (Abb. Seite 21), beim Großen Andromedanebel und einigen anderen Spiralnebeln neuerdings sogar im mittleren, dichtesten Teile des Nebels. Durch die Messung der Helligkeit und den Vergleidi vieler Hunderter von Aufnahmen ergab sich folgendes: Ein wesentlicher Teil der Sterne dieser Nebel macht einen Lichtwechsel durch, wie die Delta-Cephei-Sterne des Milchstraßensystems, die absoluten Hellig18

Der Große Andromedan e b e l . Er ist rund 900 000 Lichtjahre entfernt

keiten hängen dabei in der gleichen Weise von der Periode des Lichtwechsels ab, wie im Milchstraßensystem: ein großartiges Beispiel dafür, daß die Naturvorgänge in allen der Forschung bisher zugänglich gewordenen Weiten der Welt nach ein und denselben Gesetzen verlaufen. Aus dem Vergleich der scheinbaren Helligkeiten der Delta-Cephei-Sterne des Andromedanebels mit ihrer aus den Lichtwechselperioden erkannten absoluten Leuchtkraft konnte die Entfernung des Andromedanebels zu 900 000 Lichtjahren berechnet werden. Bei dem Spiralnebel im Dreieck (Triangulumnebel, M 33, Abb. Seite 20) ergaben sich 860 000 Lichtjahre. (M33 ist die Nummer 33 in dem grundlegenden ersten Katalog von Nebeln, den der französische Astronom Alessier 1777 herausgab.) Diese beiden für den Anblick von uns aus größten Spiralen gehören zu unseren nächsten Nachbarn im Weltraum. Für den Andromedanebel. ergibt sich ein Durchmesser von 42 000

Spektrum des A n d r o medanebels (S. A b b . oben)

Spiralnebel M33, im Dreieck (vgl. Abb. S.21)

Lichtjahren; er ist ein Riese unter seinesgleichen. Seine Gesamtmasse wird auf das Zwei- bis Dreimilliardenfache der Sonnenmasse geschätzt. Schon die meisten Nebel, die teilweise „aufgelöst" werden konnten, erscheinen an unserem Himmel recht klein. Die weiter entfernten sind ganz winzig, die fernsten, die noch eben sichtbar sind, können auf den

Spiralnebel NGC 6946 (im Cepheus)

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In dieser Aufnahme obere Spiralarm des über abgebildeten M 33 teilweise in aufgelöst

ist der gegenNebels Sterne

photographischen Platten nur noch schwer von bloßen Einzelsternen unterschieden werden (Abb. Seite 28). Leider kann man aus den Durchmessern und den scheinbaren Helligkeiten nicht, wie das z. B. bei den kugelförmigen Sternhaufen möglich ist, auf die Entfernungen schließen; dazu sind, wie sich gezeigt hat, die Spiralnebel nach räumlicher Größe und absoluter Helligkeit allzu verschieden. Sie sind dies auch der Gestalt nach, in der wir sie sehen. Selten ist sie unregelmäßig, oft sind die Nebel, wenn sie von der Kante gesehen werden, spindelförmig, zuweilen auch der Länge nach durch eine dunkle Zone gespalten (Abb. Seite 25); diese dunkle Zone wird von Dunkelwolken erzeugt, die das Nebelgebilde in seiner Hauptebene umlagern; zuweilen sind die Nebel auch kugelähnlich. Seit 1912 sind die Spiralnebel auf ihre „Radialbewegung", ihre Bewegung in Blickrichtung, untersucht worden, und es wurde festgestellt, daß sich ihr Abstand von uns vermindert oder vergrößert. Diese gegenseitige Bewegung der Welteninseln übertrifft die der Fixsterne in unserer Umwelt bei weitem; es kommen Abstandsvergrößerungen bis zu Tausenden von Kilometern in der Sekunde vor. In der übergroßen Mehrzahl sind es „Fluchtbewegungen", Bewegungen von uns weg, als ob all die fernen Welteninseln den Bereich des Weltalls, in dem der Mensch beheimatet ist, zu meiden wünschten. Man suchte die Fluchtbewegung oder Annäherung aus Linienverlagerungen im Spektrum der Spiralnebel zu ermitteln. Verlagerung der Spektrallinien in Richtung zum Blau deute auf Minderung des Abstandes, Ver21

lagerung nach Rot zu auf Vergrößerung des Abstandes. Es verhält sich aber doch nicht in Wahrheit so, daß all die fernen Welteninseln von uns fortstrebten; vielmehr folgt aus der Auffassung, die die neuere Physik von Strahlung, Energie und Materie entwickelt hat, daß die Strahlung sehr weit entfernter massereicher Lichtsender immer auch eine gewisse „Rotverschiebung" aufweisen muß, rein auf Grund von Masse und Entfernung. Vielfach ist es geglückt, nachzuweisen, daß die Nebel rotieren, kreisende Bewegungen ausführen, etwa.wie ein Windrad. Bei einem von der Kante her gesehenen Spiralnebel (Spindelnebel, z. B. Seite 25) wird die eine Hälfte des Nebels beim Umdrehen auf uns zukommen, die andere wird sich von uns fortbewegen, wie bei einem Karussell, vor dem wir stehen. Dadurch geraten die Spektrallinien in eine schiefe Stellung, so daß aus dem Unterschied zum normalen Nebelspektrum auf die Rotation des Ganzen geschlossen und aus seinem Betrage die Geschwindigkeit des Umlaufes der äußeren Teile des „Nebels" festgestellt werden konnte. So ergab sich z. B. für den auf Seite 25 abgebildeten Spindelnebel bei einer scheinbaren Fluchtbewegung von 1100 Kilometern in der Sekunde eine Umdrehungsgeschwindigkeit der Außenteile von 400 Kilometern in der Sekunde.

Schwärme von Welteninseln Die Zahl der kugelförmigen Sternhaufen, die unsere Welteninsel, die Milchstraße, umgeben (vgl. Seite 27), beträgt rund hundert: ein Schwärm von Welteninseln in dem grenzenlosen Raumesmeer, das wir „die Welt" nennen. Ähnlich wie die Milchstraße werden auch der Große Andromedanebel und auch die Große Magellansche Wolke von Kugelhaufen umschwebt, jene von etwa 140, diese von rund 30 dieser riesigen Sternversammlungen. Milchstraßenwelt, Magellansche Wolken und Andromedanebel sind einander Nachbarn in der Weltraumweite. Ihnen gesellen sich der Spiralnebel im Dreieck (Abb. Seite 20) und noch neun weitere „Nebel" gleichen Ranges zu. Der Astronom nennt diesen Schwärm von 13 Welteninseln „die lokale Nebelgruppe", weil der Raum, in dem sich die Mitglieder dieser Gruppe befinden, „unsere" nähere Umgebung im Universum darstellt. Der Name „lokale Nebelgruppe" deutet an, daß die Gruppenbildung bei Welteninseln nichts Ungewöhnliches ist. Im ganzen

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Weitraum gibt es solche Schwärme von Nebelgruppen. Meist sind zwei oder drei zu einer Gruppe vereinigt, zuweilen geht die Zahl der Haufenmitglieder in die Hunderte. Die Milchstraße, das größte Mitglied der Gruppe, befindet sich in deren mittlerem Gebiet. Die Masse von M 33 kann (gemäß den Umdrehungsbewegungen in dem Nebel) auf das Milliardenfache der Sonnenmasse geschätzt werden, die des Andromedanebels als 30fach, die der Milchstraße als lOOfach so groß wie die des Spiralnebels M 33. Wer ein Kartonblatt mit einer Stopfnadel durchsticht, kann sich, indem er das Blatt in deutlicher Sehweite (etwa 25 cm Abstand) vor das Auge hält, aus dem lichten Himmel ein winziges Blickfeld herausblenden. Einem solchen kleinen Blickfeld entspricht der weiß eingezeichnete Kreis in unserer Abbildung auf Seite 31. Der Stern am unteren Rande ist am Sternhimmel leicht aufzufinden. Es ist das hellste der schwachen Sternchen, die im „Viereck" des Himmelswagens mit bloßem Auge zu erkennen sind, und steht in der linken unteren Ecke dieses Vierecks. Innerhalb des Kreises auf unserer Abbildung erkennt man eine große Zahl winziger verwaschener Lichtflecke. Jeder ist eine „Welteninsel", und in der Originalaufnahme sind ihrer rund 300 erkennbar. W. Baade, der dieses Nebelfeld schon 1928 mit dem Spiegelteleskop der Hamburger Sternwarte entdeckte, hat die auf Seite 31 wiedergegebene Aufnahme mit dem zweitgrößten Fernrohr der Erde, dem „Hookerspiegel" auf Mt. Wilson in Kalifornien (Durchmesser des Spiegels 2V2 Meter; Abb. Seite 30), gewonnen. Um die Abbildung recht zu verstehen, muß man wissen: Die feinsten in der Platte erkennbaren Sterne sind in der üblichen Helligkeitsbezeichnung nach Größenklassen achtzehnter bis neunzehnter Größe (Sterne erster Größe sind die hellsten, Sterne fünfter bis sechster Größe die schwächsten mit bloßem Auge erkennbaren Sterne). Die Nebel erscheinen uns so schwach, daß man das Licht von mehr als zwei Millionen vereinigen müßte, um die Helligkeit zu erreichen, in der wir den Polarstern sehen . . . Baade hat nach Methoden, die namentlich von Harlow Shapley und Edwin Hubble ausgebildet worden sind, die Nebelchen dieses kleinen, kaum stecknadelkopfgroßen Nebelfeldes an unserem Himmel untersucht. Sein Ergebnis war: Im Bereich dieses winzigen Blickfeldes liegt der sehr dichte Hauptteil eines Schwarmes von etwa 300 spiraligen, kugelförmigen und anderen Nebeln. Der Abstand des Schwarmes muß auf annähernd 100 Millionen Lichtjahre geschätzt werden. Die größeren kugelförmigen Nebel des Schwarmes haben 6000 bis 7000 Lichtjahre 23

Durchmesser. Bei den anderen Nebeln schwankt die Größe zwischen etwa 12 000 und 25 000 Lichtjahren. Der durchschnittliche gegenseitige Abstand der hier „gehäuften" Welteninseln errechnet sich zu 180 000 Lichtjahren, während im allgemeinen, außerhalb derartiger Häufungen, ein Abstand von l*/a bis 2 Millionen Lichtjahren Welteninsel von Welteninsel trennt. Der Durchmesser des gesamten Haufens von rund 300 Nebeln beträgt 1 200 000 Lichtjahre. Für den Durchmesser der „lokalen Nebelgruppe" (Milchstraße, Andromedanebel, Spiralnebel im Dreieck — Triangulumnebel —, Magellansche Wolken und neun weitere Systeme) ergibt die Abschätzung etwa 1,5 bis 2 Millionen Lichtjahre. Im allgemeinen beschränkt sich eine solche Vergesellschaftung von Welteninseln — wir sagten es schon — auf zwei oder drei Mitglieder. Im Gegensatz zu diesen bescheidenen Nebelgemeinschaften sind nach unserer bisherigen Erfahrung die reichen „Nebelhaufen" selten. Eine besonders große Häufung war schon unter den ersten überhaupt entdeckten Welteninseln; sie liegt von uns aus gesehen in Richtung der Sternbilder Jungfrau und Haar der Berenike, enthält etwa 500 Mitglieder und hat eine Gesamtmasse von schätzungsweise hundert Billionen (100 000 000 000 000) Sonnenmassen, so daß im Durchschnitt auf jedes Mitglied des Haufens etwa 200 Milliarden Sonnenmassen entfallen.

Das Auge des Welteninselforschers Unser Bild auf Seite 30 vermittelt einen Eindruck von den Ausmaßen desjenigen Instrumentes, dem wir bisher die bedeutsamsten Leistungen in der Welteninselforschung verdanken. Es ist der „Hookerspiegel" auf dem Mount Wilson bei Pasadena in Kalifornen. Der Durchmesser seines parabolisch geschliffenen Spiegels beträgt 2lh Meter. War schon

Schiefstellung der A b sorptionslinien eines spindelförmigen Nebels ( N G C 5866) zeigt seine Rotation und ihren Richtungssinn a n . Rechts am Rande d i e p h o t o g r a phische Aufnahme des Nebels

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Einen Anblick dieser A r t w ü r d e das Sternsystem „unserer" Milchstraße, seitlich vom W e l t raum her gesehen, d a r b i e t e n : ein von der Kante gesehener S p i r a l n e b e l , umgeben von kug e l f ö r m i g e n Sternhaufen (die als Punkte erscheinen)

dieses Instrument eine ganz außerordentliche wissenschaftlich-technische (und finanzielle) Leistung, so gilt das in noch wesentlich höherem Vlaße von dem längst zur Vollendung und praktischen Anwendung gelangten Spiegelfernrohr auf dem Mount Palomar. Das Palomar-Instrument ist ein Spiegel fernrohr, bei dem der Beobachter nicht am Instrument sitzt, sondern auf ihm oder in ihm, wenn er sich seiner bedienen will. In diesem Rohre würde das größte Ungetüm von Lokomotive samt Tender völlig verschwinden; das Gerüst des Rohres hat sieben Meter Durchmesser und ist zwanzig Meter lang. Die bei der „Handhabung" des Instruments zu bewegende Gesamtlast beträgt rund 300 000 Kilogramm. Aber der Koloß folgt der stetigen Auf- und Untergangsbewegung der Sterne mit einer Geschmeidigkeit und Genauigkeit, die am besten durch ein Gleichnis deutlich zu machen ist: Ein Maschinen-

Ein von der Kante gesehener (spindelförmiger) Spiralnebel

gewehr ziele — eine entsprechende Schußweite vorausgesetzt — auf einen 30 Kilometer entfernten Ring von 4 cm Durchmeser, den ein Läufer emporhält und quer zur Schußrichtung bewegt. Stundenlang schickt das Maschinengewehr aus sechs Wegstunden Entfernung Kugel auf Kugel durch den Ring, und keine Kugel irrt ab. Das Gleichnis verdeutlicht, mit welchem Genauigkeitsgrad die optische Achse des Instruments während langer Belichtung von Himmelsaufnahmen die Richtung zum Gestirn einhalten muß und auch wirklich einhalten wird. Und die wesentlichen Teile des optischen Systems im Rohr dürfen sich bei den Lageänderungen der „Millionenpfundmaschine" um nicht mehr als höchstens einen halben Millimeter gegeneinander verschieben. Sonst wäre der ganze, auch für amerikanische Maßstäbe ungeheure Aufwand, mit dem das Instrument geschaffen wurde, so gut wie nutzlos vertan. Der hauptsächliche optische Teil des Instruments ist ein Fernrohrspiegel von fünf Meter Durchmesser und zehn Zentimeter Mächtigkeit. Beim Hohlschliff der optischen Hauptflächen wurde die mathematisch richtige Form des Spiegels Punkt für Punkt auf ein vierzigtausendstel Millimeter genau eingehalten, im Bereich einer Fläche von 18 Quadratmeter! Man darf sagen, daß alle namhaften Astronomen, die bedeutendsten Ingenieure und Physiker, die leistungsfähigsten technischen und industriellen Werke und die geldkräftigsten Organisationen der Vereinigten Staaten mehr als anderthalb Jahrzehnte zusammengewirkt und ihr bestes getan haben, um der Idee dieser wissenschaftlichen Welteroberungsmaschine zur Verwirklichung zu helfen. Hauptträger waren die Carnegie-Institution und die Rockefeller-Foundation, zusammen mit dem California Institute of Technology. Um die Leistungskraft des neuen Instruments wirksam werden zu lassen, mußte ein möglichst günstiger Aufstellungsort gewählt werden. Nach ausgedehnten meteorologischen Untersuchungen in verschiedenen Gegenden entschied man sich für den 150 Kilometer von Pasadena entfernten, mehr als 2000 Meter hohen Mount Palomar; er hatte sich wegen der großen Zahl klarer Nächte und der vorteilhaften klimatischen Voraussetzungen als am günstigsten erwiesen. Das wissenschaftliche Hauptinstitut befindet sich in der Stadt Pasadena. Von den fünf Stockwerken des Hauptbaues sind drei unterirdisch; für spektroskopische Untersuchungen, die möglichst vollkommen gleichbleibende Temperatur erfordern, sind so die besten Voraussetzungen gegeben. Dem Institut ist ein für die Beobachtung der Sonne bestimmtes Turmteleskop eingebaut, das sich durch sämtliche fünf Stockwerke erstreckt und unter dem sich ein noch um 20 Meter tiefer geführter Schacht befindet. 26

Querschnitt durch das Milchstraßen' System (schemafisch). Die offenen Kreise sind kugelförmige Sternhaufen, die Punkte Sterne von hoher absoluter Leuchtkraft. Der Punkt in dem schraffierten Gebiet bezeichnet den Ort der Sonne

Blick von Norden auf die Fläche des Milchstraßensystems unter der Annahme, es sei ein Spiralnebel. Die Sonne befindet sich in dem Gebiet zwischen zwei Spiralwindungen. Die Bewegung der Materie in den Spiralen hat man sich als nach außen gerichtet vorzustellen. (Abb. G. Zimmermann)

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Als man den Entschluß zum Bau des neuen Fernrohrriesen faßte, stand zunächst nicht fest, welches Material für den gewaltigen Spiegel am geeignetsten sein würde. Die Leistung des Instrumentes hängt ent' scheidend davon ab, daß die optische Fläche des Spiegels aufs genaueste ihre Form beibehält, also weder durch Temperaturänderungen, noch durch mechanische Einwirkungen, z. B. innere Verspannungen infolge von Lageveränderungen des 15 Tonnen schweren Spiegels, störend beeinflußt wird. Nach Versuchen in anderer Richtung fand man in einem neuen Spezialglas (Superpyrexglas) das geeignetste Material. Es unterliegt so geringen Ausdehnungsänderungen infolge äußerer Einflüsse, daß 40 Grad Temperatursteigerung nur eine Ausdehnung um ein Zehntausendstel bewirken.

Mit dem Auge des Riesen gesehen: Der Fleck vor der Pfeilspitze ist eine 2,5 Millionen Lichtjahre entfernte Welteninsel von der Größe der Milchstraße

Die spiegelnde Fläche hat durch maschinellen Schliff zunächst Kugelkrümmung erhalten und ist dann parabolisch ausgeschliffen und mit einer feinen Aluminiumschicht belegt worden. Zur Erzielung fehlerfreier Abbildungen kam es auf die äußerste Genauigkeit in der Herstellung der mathematisch richtigen parabolischen Form der Spiegelfläche an. Während man bei dem 21/2-Meter-Hooker-Reflektor auf dem benachbarten Mount Wilson die verbleibende Ungenauigkeit von Schliff und Politur unter den viertausendsten Teil des Millimeters hinabdrücken konnte, glaubt man diesmal sogar auf ein vierzigtausendstel Millimeter gekommen zu sein, das heißt etwa ein Zwanzigtausendstel der Lichtwellenlänge. Angesichts solcher Exaktheit begreift man die Notwendigkeit, in Hinsicht auf das Material und die mechanische Einrichtung das Äußerste zu tun, um Formveränderungen vorzubeugen. Um den Spiegel bei ausreichender Festigkeit in möglichst geringem Gewicht zu halten, zugleich um möglichst rasche und gleichförmige 28

Übertragung von Temperatureinflüssen durch die gesamte Spiegelmasse zu gewährleisten, dabei aber innere Verspannungen bei Lageänderungen der 15 Tonnen schweren Glasscheibe auszuschließen, hat man folgende neuartige Ausführung gewählt: Die Spiegelscheibe ist nur in 10 Zentimeter Dicke kompakt; - die Rückseite ist wabenartig ausgebildet, das heißt: sie besteht aus einem Netz von Glasrippen, die 53 Zentimeter hoch und 10 Zentimeter breit sind. Auf diese Weise ist kein Punkt innerhalb des Glases weiter als höchstens 7 bis 8 Zentimeter von der umgebenden Luft entfernt. In dem Rippenwerk sind 36 Vertiefungen ausgespart, die die Trageeinrichtung halten. Die Hauptaufgabe, um derentwillen das neue Riesenfernrohr geplant und gewagt wurde, ist, das Problem der „Rotverschiebung" im Lichte sehr ferner Welteninseln lösen zu helfen. Es hat damit folgende Bewandtnis: Der bisher erforschbare Weltraum ist, im großen gesehen, überall in gleichartiger Weise mit Welteninseln besetzt. Man ist geneigt, daraus die wichtige Folgerung abzuleiten, dieser unserer Forschung bisher zugängliche Teil des Weltraums sei „typisch", er sage also Zutreffendes über das gesamte, auch das noch nicht erforschte Weltall aus. Unterstützt wird diese Schlußfolgerung durch eine merkwürdige Erscheinung an den Spektren weit entfernter Spiralnebel, die als „Rotverschiebung" der Spektrallinien bekannt ist (vgl. Seite 21). Eine derartige Linienverlagerung deuten viele Astrophysiker als Anzeichen dafür, daß der Abstand zwischen dem lichtaussendenden Gebilde und uns größer wird. Der Betrag der „Rotverschiebung" sei dabei ein verläßliches Maß für die Geschwindigkeit der Abstandsvergrößerung. Bei den Spiralnebeln zeige sich nun: ]e weiter sie von uns entfernt sind, desto rascher sei ihre Fliehbewegung. Es sei so, als strebe im Weltall alles auseinander, mit anderen Worten: als dehne sich das Weltall aus. Es ist klar, daß ein solcher Befund von der größten Bedeutung für all unsere Betrachtungen über Bau und „Leben" des Weltalls, zugleich über Vergangenheit und Zukunft unseres eigenen Sternsystems wäre — wenn man nur wüßte, ob es sich mit der Rotverschiebung wirklich so verhält, und vor allem, ob der schon durchforschte Weltraumteil wirklich „typisch" ist. Bei den entferntesten bisher wahrnehmbaren Welteninseln beträgt die Fliehgeschwindigkeit Zehntausende von Kilometern in der Sekunde, rückt also schon der Größenordnung nach in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit (300 000 Kilometer in der Sekunde). So entsteht die Frage: Deuten wir die Rotverschiebung richtig? Wenn nicht, wie kommt sie in Wahrheit zustande? Astronomen und Physiker hoffen, durch Aus29

Beobachtender Astronom am zweitgrößten Fernrohr der Erde (Hookerspiegel auf Mt. Wilson in Kalifornien, Spiegeldurchmesser T/2 m)

30

Im Kreis: Nebelhaufen im Großen Bären, Himmelswagen; rund 300 Sternsysteme, deren jedes Hunderte Millionen sonnenhafte Sterne enthalten mag. Entfernung etwa 100 Millionen Lichtjahre. (Nach W. Baade), Aufnahme mit dem Hookerspiegel (Abb. gegenüber)

Weitung des bisher der Forschung zugänglichen Weltraumteiles einer Antwort auf diese Frage näherzukommen, und es wird eine Hauptaufgabe des neuen Riesenfernrohres sein, zur Lösung dieser in Wahrheit „allumfassenden" Aufgabe beizutragen. Umschlaggestaltung: Karlheinz Dobsky

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