Volkszählung in der Milchstraße

Der Sternenhimmel im Mai.

In einer klaren Nacht fernab einer Großstadt zieht die Milchstraße als blass schimmerndes Band über das Firmament. Das schwache Glimmen rührt von scheinbar unzähligen Sternen her, die in der Scheibenebene unserer Galaxis versammelt sind. Sie misst 100 000 bis 120000 Lichtjahre im Durchmesser, ist aber im Schnitt nur 3000 Lichtjahre dick; in ihrer Mitte dehnt sich der Bulge über 16000 Lichtjahren aus, in dem die Sterne sehr viel dichter stehen.

Doch immer noch wissen wir über die Sterne unserer Heimatgalaxie erstaunlich wenig. Bisher waren beispielsweise nur die Positionen von 120000 Sternen hinreichend genau bekannt; gemessen hatte sie der Vorgängersatellit des Gaia-Projekts Hipparcos in den 1990er Jahren. Die mit dieser Mission ebenfalls ermittelten Entfernungen bargen teilweise noch große Ungenauigkeiten.

Dabei ist es essenziell, gerade die Entfernung eines Sterns zu kennen. Denn erst damit lässt sich bestimmten, wie hell der Stern wirklich ist und somit auch, wie viel Energie er abstrahlt - eine wichtige Größe bei der Klassifikation von Sternen. Die Gaia-Mission legt hier nun in mehrfacher Hinsicht nach.

Der 2013 gestartete Satellit der ESA umkreist den Lagrange-Punkt 2, und damit gemeinsam mit der Erde die Sonne. Lagrange-Punkte sind jene Orte im weiteren Umfeld der Erde, in denen sich Schwerkraft von Erde und Sonne aufheben und das Gravitationsfeld praktisch null ist. Der Lagrange-Punkt 2 befindet sich in einem Abstand von 1,5 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde. Das Doppelteleskop, dessen Komponenten in einem Winkel von 106,5 Grad zueinander ausgerichtet sind, ist außerdem stets im gleichen Winkel zur Sonne orientiert, so dass es im Jahreslauf alle Sterne mehrfach abscannt.

Seit 2014 hat Gaia so Helligkeit und Position von 1,7 Milliarden Sternen bestimmt, also von rund einem Prozent des Gesamtinventars unserer Galaxis. Bei dieser galaktischen Volkszählung hat der Satellit sämtliche Sterne bis zur Größenklassen von 21 erfasst. Das ist eine Million mal schwächer als die lichtschwächsten Sterne, die der Mensch mit bloßem Auge wahrnehmen kann. Die Position der Sterne hat er 20 Mal genauer gemessen als Hipparcos; bis Missionsende voraussichtlich 2020 soll sich die Genauigkeit noch einmal verbessern. Von 1,3 Milliarden Sternen konnte Gaia zudem Entfernung, Eigenbewegung und Farbe ermitteln.

Der ESA-Satellit Gaia scannt seit 2014 die Milchstraße ab. Diese Karte unserer Heimatgalaxie enthält 1,7 Milliarden Sterne, deren Helligkeit und Position Gaia zwischen Juli 2014 und Mai 2016 vermessen hat.

Um die Entfernung zu messen, bedient sich Gaia eines einfachen Prinzips: Der Parallaxenbewegung der Sterne im Jahreslauf. - Peilt man bei ausgestrecktem Arm erst mit dem linken, dann mit dem rechten Auge den Daumen an, so erscheint dieser bezüglich einer Landschaft im Hintergrund vom einen zum anderen Mal versetzt. Statt des Abstands zwischen linkem und rechtem Auge verwenden Astronomen bei ihren Beobachtungen den Durchmesser der Erdbahn um die Sonne. Und kennt man erst einmal die Parallaxenbewegung eines Sterns am Firmament ausreichend gut, lässt sich auch die Eigenbewegung der Sterne erschließen, die durch die zwischen den verschiedenen Objekten wirkenden Kräfte zustande kommt.

All diese Messungen stehen seit dem 25. April nun jedermann zur Verfügung. Doch was sich in diesem Datenschatz an spannender neuer Physik über die Sterne genauso wie über die Entstehung und weitere Entwicklung unserer Galaxis verbirgt, werden wir erst im Lauf der nächsten Jahre erfahren. Denn anders als bei den meisten Beobachtungsmissionen haben die Wissenschaftler der Gaia-Kollaboration kein Vorrecht an den Daten. Bis zum 25.4. durften sie diese auch selbst nicht für wissenschaftliche Zwecke nutzen. Nun aber können sich sogar Hobbyastronomen an dem Datenschatz bedienen!

Der Sternenhimmel Anfang Mai gegen 22:30 Uhr MESZ über Frankfurt am Main.
stellarium/F. Mokler

Position der Sternbilder

Der Monat Mai begrüßt uns mit den typischen Frühlingskonstellationen. Im Nordwesten steht zu Beginn der Nacht der Fuhrmann bereits tief am Horizont. Weiter im Westen verabschieden sich langsam die Zwillinge. Der Ekliptik in Richtung Osten folgend treffen wir zunächst auf das unscheinbare Sternbild Krebs, schließlich auf den Löwen mit seinem hellsten Stern Regulus und auf die Jungfrau mit der strahlenden Spica. Höher am Himmel finden wir in südöstlicher Richtung den Bärenhüter Bootes mit Arktur als Hauptstern. An diesen drei auffälligen Sternen können wir uns zu dieser Jahreszeit gut orientieren. Sie bilden das Frühlingsdreieck. Noch weiter im Osten steht Herkules; hinter ihm ziehen bereits die Sommersternbilder Leier und Schwan mit Vega beziehungsweise Deneb aus dem Nordosten herauf. Hoch im Zenit befindet sich derzeit der Große Bär, dessen Teil der Große Wagen ist.

Lauf des Mondes

Am 8. Mai steht der abnehmende Halbmond im Sternbild Steinbock. Zu Neumond am 15. des Monats hält sich der Erdtrabant im Stier auf. Der wieder zunehmende Halbmond wandert am 22. Mai unterhalb des Löwen entlang, und am 29. Mai befindet sich der Vollmond zwischen Skorpion und Schlangenträger.

Lauf der Planeten

Unser Nachbarplanet Venus gibt in diesem Monat weiterhin als heller „Abendstern“ am Westhorizont sein Stelldichein. Unser anderer Nachbar, der rötliche Mars geht in der zweiten Nachthälfte im Osten auf und wandert dann bis in die frühen Morgenstunden gen Süden. Der Gasriese Jupiter lässt sich die ganze Nacht über beobachten. Der Ringplanet Saturn betritt zur späten Nacht die Himmelsbühne, ist allerdings zurzeit deutlich leuchtschwächer als die vorgenannten Planeten. Neptun im Wassermann lässt sich in den frühen Morgenstunden mit einem Teleskop auffinden.


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