Geschichte der Astronomie

Entdeckung der Monde des Jupiter

Die Jupitermonde wurden nicht nur von Galileo Galilei entdeckt, sondern auch von dem Franken Simon Marius. Seine Beobachtungen waren viel exakter.

Was sah Galilei wirklich mit seinem Teleskop:

Mit den damaligen Teleskopen sah man nicht sehr viel. Von den Bändern des Jupiter war nichts zu erkennen. Der Saturn erschien wie ein Stern mit zwei Nebensternen, da das Fernrohr seine Ringe nicht auflösen konnte. Auf dem Mond befand sich auf Zeichnungen am Terminator ein Krater, den es eigentlich gar nicht gibt. Die Mare habe nicht die Form, wie wir sie mit den heutigen Fernrohren sehen. 

 Galileo Galilei beschäftige sich mit Ebbe und Flut
Zuerst kam Galileo nicht auf die Idee, dass der Mond etwas damit zu tun haben könnte. Er dachte die Wellenberge und Täler entstünden, weil die Sonne auf der sonnenzugewandten Seite und der sonnenabgewandten Seite der Erde unterschiedlich stark an den Meeren mit ihrer Gravitation zieht.

Deimos und Phobos die Monde des Mars

Deimos und Phobos heissen die einzigen Monde des roten Planeten Mars. Sie wurden im Jahre 1877 amerikanischen Astronomen Asaph Hall entdeckt. Sie sind  mit den meisten Teleskopen nicht zu sehen. Phobos umkreist den Planeten in einem Abstand von 6000 Kilometern. Deimos ist 5,9 Marsradien entfernt, unser Mond 60 Erdradien.

Das Chandra-Röntgenteleskop

Das Chandra-Röntgenteleskop sucht nach den vielfältigen Röntgenquellen im All. Dazu gehören Supernovaüberreste, Doppelsterne und Schwarze Löcher. Die hochenergetischen Röntgenstrahlen werden leicht absorbiert. Der Wasserdampf in der Atmosphäre schirmt die Röntgenstrahlen aus dem All ab. Die Sonne sendet Röntgenstrahlen aus.

Am 20. Juli 1969 betraten die ersten Menschen den Mond.

Vor 50 Jahren betraten die ersten Menschen den Mond. Dies war die Apollo-11-Mission. Am 20. Juli 1969 betraten Neil Armstrong und Edwin Aldrin den Mond. Sie brachten 21 Kilogramm Mondgestein zurück zur Erde. Apollo 11 landete am 20. Juli 1969 am Rande des Mare Serenitatis. Drei kleine Krater in der Nähe der Landestelle siind nach den Astronauten benannt. Apollo 15 landete im bekannten Apeninnengebirge, Apollo 14 mit der Fähre Antares im Imbrium-Becken des Mare Imbrium.

Entdeckung der Quasare und die Doctorandin Joyce Bell Burnell

Ende der fünfziger Jahre fanden Astrophysiker Radioquellen ohne sichtbare Objekte. Schließlich wurde ein schwacher Lichtpunkt gefunden, der als Quasar identifiziert wurde. Quasare sind schnell rotierende Neutronensterne, die Impulse oft im Millisekundenbereich aussenden. Später entdeckte man Quasare auch in Galaxien, aktive Kerne in Galaxien, in denen ein Schwarzes Loch die Sterne verschluckt.  Doch zuerst dachte man bei der Entdeckung dieser Signale an außeridische Zivilisationen.  1967 war die Doctorantin Joyce Bell Burnell daran beteiligt, die Signale der Quasare auszuwerten. Leider musste der Glauben an grüne Männchen aufgegeben werden.

Sterne über Treptow

Die Berliner Archenhold-Sternwarte ist die älteste Sternwarte Deutschlands. Vor 125 Jahren wurden dort Nebelflecken und das Zodiakallicht fotografiert. Friedrich Simon Archenhold (1861-1939) war Anfang der 1880er Jahre nach Berlin gekommen. Die Münchener Optikerwerkstatt Steinheil fertigte 1895 ein Fernrohr mit einem kleinen Öffnungsverhältnis von 1:30. Mit einem Objektivdurchmesser von 68 cm und einer Brennweite von 21 Metern war es das längste Fernrohr der Welt. Damit war das Fernrohr für die Beobachtung von Planeten, Sternhaufen und Mehrfachsystemen verwendbar, aber nicht mehr für die Beobachtung von Nebeln.

Aufzeichnung der Mondbewegung

Der englische Astronom John Flammsteed (1646-1719) wurde 1675 zum ersten Astronomer Royal ernannt des Greenwich Observatorium ernannt. Der begann den Mond zu beobachten, um seine genaue Umlaufbahn zu bestimmen. Er war ein ausgzeichneter und sorgfältiger Beobachter. Doch er entdeckte schon bald, dass die englische Mondmethode problematisch war. Dabbei bestand die Schwierigkeit nicht in der Beobachtung, sondern in der komplizierten Bewegung des Mondes. Die Bahn des Mondes wird nicht nur von der Erde, sondern auch von der  Sonne beeinflusst. In den 1660iger Jahren behaupteten zahlreiche Wissenschaftler, Methoden zur Berechnung des Mondes entwickelt zu haben. Für am genialsten hielt Flamsteed die Methode des Astronomen Jeremiah Horroks (1618-1841). Auch Newton (1642-1727) befasste sich mit der Mondbewegung. Doch auch er scheiterte daran. Denn seine Theorie berücksichtigte nur zwei Körper.

Nebulartheorie zur Entstehung der  Planeten

Im 18. und 19. Jahrhundert entstand die Nebulartheorie zu Entstehung der Planeten. Nach Siemon-Pierre Laplace sollen sich aus Gestein bestehende Teilchen um die Sonne laufen und sich zusammenballen. Im 20. Jahrhunderte arbeitete Viktor Sarfranov in Moskau an der Theorie wie sich aus einem Nebel Planeten bilden könnten. Die kleinen Teilchen ballen sich zu Planetesimalen zusammen aus denen später die Planeten werden.

Entdeckung der Planeten Uranus und Neptun

Der Planet Uranus wurde im Teleskop per Zufall gefunden. Es blieben aber immer noch Bahnabweichungen des Planeten Uranus. Die Astronomen vermuteten, dass weiter draußen noch ein Planet sein müsste. Unabhängig voneinander berechneten dies John Couch Adams (1819-1892) und Urbain Jean Joseph LeVerrier (1811-1877).  Berlin fanden Johann Gottfried Galle (1812-1910) und sein Assistent Heinrich D’Arrest den Planeten an der berechneten Position im Sternbild Wassermann. Er wurde nach langem Streit auf den Namen Neptun getauft.

Neptun läuft in 165 Jahren einmal um die Sonne. Seine Bahn ist fast kreisförmig. Im selben Jahr seiner Entdeckung, nämlich, 1846, wurde der größte Mond des Neptun, Triton, gefunden.

Zwergplanet Pluto 1930 durch Tomboug entdeckt

Pluto wurde im Jahr 1930 wurde am 18. Februar von Clyde William Tombough (1906-1997) zufällig auf einer Aufnahme des Lowell-Observatoiums (Flagstaff, Arizona) entdeckt. Pluto wurde zwischenzeitlich zum Zwergplaneten herabgestuft. Im Kuiper-Gürtel wurden in den letzten Jahren etliche Planetoiden entdeckt. 2006 wurde von der IAU (Internationale Astronomische Union)  2006 in Prag der Begriff des Zwergplaneten eingeführt. Der Zwergplanet kreist um die Sonne.  Zwergplaneten und Kleinplaneten gehören zu den Planetoiden.  

Entdeckung der Planetoiden - Neujahrsnacht 1800 auf 1801

In der Neujahrsnacht 1800 auf 1801 entdeckte Guiseppe Piazzi (1746-1826) in Palermo einen Himmelskörper. Von dem Mathematiker Car-Friedrich Gauss (1777-1855) wurde eine kreisähnliche Bahn von 2,78 AE bestimmt. Er erhielt den Namen Ceres. Somit wurde die Lücke zwischen Mars und Jupiter geschlossen. Mit der Zeit fand man weitere Kleinkörper, Planetoiden, Asteroiden, die in dieser Lücke zwischen Mars und Jupiter die Sonne umrunden.

100 Jahre Lichtablenkung

Am 29. Mai wurde die Sonnenfinsternis an verschiedenen Orten von Astronomen unter der Leitung von Arthur Eddington beobachtet. Dies waren die Insel Principe im Golf von Guinea vor der afrikanischen Küste und in Sobral in Brasilien. Durch die Auswertung der fotografischen Platten konnte bestätigt werden, dass Albert Einstein Recht hatte. Das Licht wird von der Sonne durch Gravitation abgelenkt.

Schwarze Löcher - Einstein glaubte nicht daran

Endlich konnte man nach langer Suche die Existenz von Schwarzen Löchern nachweisen. Doch Einstein glaubte nicht an sie. Da diese Ansammlung von Materie aufgrund ihrer zu großen Gravitation von Lichtstrahlen nicht verlassen werden kann, erscheint sie als schwarzes Loch.

Entdeckung des Elementes Helium durch Sonnenbeobachtung

Bei der Sonnenfinsternis am 18. Juli 1868 wurde die Sonnenkorona spektroskopiert. Man entdeckte eine gelbe Linie, die zuerst als die bekannte gelbe Natriumlinie angesehen wurde. Bei genauerem Hinsehen wurde eine zweite entdeckt. Norman Lockyer schoss daraus, es sei ein auf der Erde unbekanntes Element und nannte es Helium. Erst 1985 wurde es auf der Erde von W.H. Ramsay auf der Erde gefunden.

Beobachtung der Protuberanzen

Protuberanzen entstehen durch starke Turbulenzen in der Sonnenatmosphäre. Sie senden ihr Licht nur in einer  ganz bestimmten Wellenlängen aus, während das Licht der Sonne über das gesamt Spektrum geht.

Die Jeans-Masse

Der englische Astronom James Jeans (1877-1946) entdeckt, dass eine Gaswolke sich durch ihre eigene Schwerkraft zusammenzieht und daraus ein neuer Stern entsteht.

Die ersten Fotografien in der Astronomie

Der Englänger John Draper (1811-1882) nahm 1840 die ersten Bilder vom Mond auf. Deutlich waren Krater und die dunklen Mare zu erkennen. Sein Sohn Henry (1837-1882) fotografierte den ersten Nebel. Es war der Orionnebel. 1885 wurden die ersten Bilder des Mondes veröffentlicht. Die Fotografie von Sternen hingegen war enttäuschend. Doch die Fotografie eignete sich gut, die Parallaxe der Sterne zu bestimmen.

Der Kometenentdecker Edmond Halley

1705 kann Edmond Halley zeigen, dass die Kometen aus den Jahren 1682, 1531 und 1607 eigentlich ein und derselbe Komet ist. Daraufhin wird der Komet  Halley'scher Komet genannt.

Sternkataloge von Ptolemäus bis zur Gegenwart

Der erste bekannte Sternkatalog wurde von Ptolemäus im 2. Jahrhundert erstellt. Dieser Katalog geht später in den unter dem Namen Almagest bekannten Sternatlas ein. Der Katalog umfasst 1025 Einträge, die auf Hipparchos zurückgehen. Hipparchos lebte 250 Jahre früher. Dieser Katalog wurde bis in das 17. Jahrhundert verwendet. Von dem deutschen Astronomen Johannes Bayer wurde eine Sternkarte angefertigt, so wie wir die Sterne am Himmel sehen, wenn wir nach oben schauen. Durch die Jahrhunderte hinweg wurden die Sternkonstellationen auf Himmelsgloben gezeichnet. Die Sternbilder wurden mit den Figuren der Mythologie ausgeschmückt.

Der Sternkatalog von Johannes Bayer

Die Uranometria von Johannes Bayer bezeichnete die Stern mit griechischen Buchstaben, wobei der hellster Stern im Sternbild mit  den Buchstaben α und der lateinischen Bezeichnung des Sternbildes bezeichnet wurde.

Bonner Durchmusterung

Diese Art der Darstellung der Sternbilder wurde zum Ersten Mal von Argelander in der Uranometria Nova 1843 durchbrochen. Seine gezeichnete Karte ging von diesem Stil weg. In seinem nächsten Projekt, der Bonner Durchmusterung, wurde diese Entwicklung ins Extreme getrieben. Diese Sternenkarten erhalten nur noch Sterne und Koordinatenlinien. Die 88 Sternbilder des gesamten Himmels, der nördlichen und der südlichen Hemisphäre, erhielten von der IAU, der Internationalen Astronomischen Union, auf einer Sitzung im Jahre 1928 festgelegte Grenzen. Die Karten legen damit genau fest, welcher Stern noch zu dem einen oder anderen Sternbild gehört.

Friedrich Wilhelm August Argelander (1799-1875) vermaß die Sterne sehr genau. Dieser neuzeitliche Katalog wurde von den Astronomen genutzt und ist, wie im vorigen Absatz kurz erwähnt, unter dem Namen Bonner Durchmusterung bekannt geworden. Dieser Katalog basiert auf visuellen Messungen. Die Bonner Durchmusterung wurde unter der Leitung von Argelander zwischen 1846 und 1863 mit Unterstützung von Adalbert Krüger und Eduard Schönfeld erstellt. Die Astronomen kartierten Sterne bis zu 9,5 ten Größe im Deklinationsbereich von 89 ° bis - 2°, ihre Helligkeiten wurden geschätzt. Für die Erfassung von 320.000 Sternpositionen wurde ein Refraktor von Fraunhofer mit 7,7 cm Öffnung verwendet, mit einer Brennweite von 65 Zentimetern. Diese Durchmusterungen und damit Erstellung der Generalkataloge dienten der möglichst genauen Erfassung vieler Sterne.

Generalkatalog der Deutschen Astronomischen Gesellschaft

So wurde im Jahre 1870 ein Generalkatalog der Deutschen Astronomischen Gesellschaft begonnen (AGK). An der Arbeit, Sterne visuell zu erfassen waren 12 Observatorien in aller Welt beteiligt. Diese umfangreichen Arbeiten konnten erst Ende des Jahrhunderts abgeschlossen werden.   Diese visuell erstellten Generalkataloge wurden zum Ende des 19. Jahrhunderts abgelöst durch Kataloge, die mithilfe der neu aufgekommenen Fotografie erstellt werden konnten. Die fotografischen Platten erfassten eine Mehrzahl von Sternen, deren Positionen und Helligkeiten für einem neuen Katalog in kürzerer Zeit erfasst werden konnten.

Erstellung der Carte du Ciel

Die nächste wissenschaftliche Arbeit in diesem Jahrhundert war die Erstellung der Carte du Ciel, an der 18 Observatorien arbeiteten. Zuerst wurden die Positionen der Sterne durch ein Gitternetzt auf der Fotoplatte vermessen. Mit diesem Gitternetz konnte die Position der Sterne dann ganz genau in Rektaszension und Deklination umgewandelt werden.

Fundamentalkataloge und Referenzsterne

Dieser recht genau Katalog wird heute noch in der Amateurastronomie für Fernrohre mit Goto-Steuerungen verwendet. Des Weiteren sind Sternkataloge mit sehr genau vermessenen Referenzsternen in Umlauf. Die Koordinaten dieser genauer vermessenen Referenzsterne wurden in den sogenannten Fundamentalkatalogen erfasst. Der erste, als Neuer Fundamentalkatalog bekannte Sternenkatalog, FK1, wurde im ausgehenden Neunzehnten Jahrhundert im Jahre 1879 von der Deutschen Astronomischen Gesellschaft erstellt und enthielt die genauen Position von 500 Referenzsternen. Ihm folgten weitere bis zum sechsten Fundamentalkatalog, denn diese Fundamentalkataloge wurden alle paar Jahrzehnte erneuert. Der fünfte Fundamentalkatalog, FK5, wurde 1984 veröffentlicht. Ein anderer weit verbreiteter Katalog ist der SAO, ein Katalog des Smithsonian Astrophysical Observatory aus dem Jahre 1960. Dieser Katalog gibt nicht nur Auskunft über die exakten Positionen der Sterne und ihren Helligkeiten, wie seine Vorgänger. Der SAO-Kataloge beinhaltet erweiterte Angaben über die Spektralklasse und Eigenbewegung von 258.997 Sternen heller als Magnitude 9,5.

Proper Positions and Motions Katalog

In den Neunziger Jahren kam der PPM (Proper Positions and Motions) Katalog heraus. Dieser löste den AGK und den SAO Katalog ab.  Im PPM-Katalog waren Sterne ab der 7,5ten Größe, aber alle Sterne bis zur 8,5ten Größe verzeichnet. Alles in allem waren in 4 Katalogen 378.910 Sterne erfasst. Der PPM-Katalog wurde effektiv durch den Tycho Katalog ersetzt, der Messungen des Hipparchos Satelliten verwendete. Der Satellit Hipparchos was der erste Astrometriesatellit. Hipparchos lieferte die sagenhafte Anzahl von 118.000 Sternen, die durch visuelle und fotografische Messung gewonnen wurde. Die Koordinaten weisen eine Genauigkeit von ein paar Millisekunden auf. Der nicht mit so exakt vermessenen Daten versehene Teil des Tycho Katalogs umfasst eine Million Sterne.

Hipparchos vermisst den Himmel

Hipparchos wurde 1989 von der ESA in sein Orbit gebracht. Fast 10 Jahre später, in den Jahren 1999 und 2000, konnte der Fundamentalkatalog FK6 veröffentlicht werden. Dieser neueste Fundamentalkatalog enthält 4150 genau vermessene Referenzsterne. Er vereinigt die Daten von Hipparchos und FK5. Der mittlere Meßfehler der Eigenbewegung der im Katalog aufgenommenen Sterne beträgt 0,35 Millibogensekungen pro Jahr. Durch die Weiterentwicklung des Internets wurden zu Beginn des Milleniums die gedruckten Versionen der Sternkarten nicht so kontinuierlich weitergeführt wie bisher. Doch wurden diese neuen Sternkarten auf CDs aufgespielt und verbreitet, oder die Himmelkarten sind gleich ins Netz gewandert.  Mit der Einführung der neuen Medien explodierte der Umfang der Sternenkataloge förmlich. Während der erste Hubble Guide Star Kataloge noch 18 Millionen Sterne umfasste, waren es 2001 schon 500 Millionen Sterne. Der vom US-Naval Observatory herausgegebene USNO-B1.0 Katalog enthielt 1.024.618.261 Sterne und Galaxien, der aus verschiedenen fotografischen und anschließend digitalisierten Himmelsüberwachungen zusammengefasst wurde. Der Katalog enthält wieder die vorher erwähnten Information wie Rektaszension, Deklination, Eigenbewegung und Helligkeit der verzeichneten Objekte. Das nächste Ziel ist, eine Genauigkeit der Messungen von 0,01 Tausendstel Bogensekunden zu erreichen mit dem 2014 gestarteten Astrometriesatelliten Gaia.  

Das expandierende Universum

Mit dem expandierenden Universum hatte sich in den 20iger Jahren des letzten Jahrhunderts nicht nur Hubble in Amerika beschäftigt, sondern auch LeMaitre. LeMaitre arbeitete zu dieser Zeit in Amerika an verschiedenen Institutionen. Dadurch bekam er Kenntnis der Messungen der Geschwindigkeiten der sich von der Milchstrasse entfernenden Galaxien durch Vesto Sliper. Slipher arbeitete am Lowell Observatorium. Hubble publizierte zu dieser Zeit über die Entfernungen der Andromedagalaxie und der Rotverschiebungen und damit der Ausdehnung des Weltalls. Die Veröffentlichungen LeMaitres wurden in der Wissenschaft nicht so bekannt, wie die von Hubble.

Lichtablenkung zum ersten Mal bei einer Sonnenfinsternis gemessen

Das Sternenlicht wird von Körpern wie der Sonne abgelenkt. Das konnte man zum Ersten Mal bei einer totalen Sonnenfinsternis 1919 beweisen. Die Sterne, die man am Himmel fotografiert hatte, waren am Tag der Sonnenfinsternis nicht genau an  der gleichen Stelle neben der Sonne. Genauso funktioniert das mit den Gravitationslinsen, die die Galaxien, die dahinter liegen verzerren. Das heißt, vor ihnen muss eine große Masse sein.