Wednesday, 19. June 2013
12.07.2011
 

Die Ellipse schließt sich – Neptuns »vollendete Laufbahn«

Andreas von Rétyi

Heute feiert der ferne Riesenplanet Neptun beinahe so etwas wie eine Art »Geburtstag«, denn seit seiner Entdeckung im Jahr 1846 hat er nun eine komplette Runde um die Sonne gedreht. Das sind genau 164,79 Erdenjahre. Der unwirtliche Planet fiel erstmals durch Bahnabweichungen des Uranus auf, und auch heute vermuten einige Astronomen aufgrund von Störungen in Kometenbahnen die Existenz einer massiven, noch deutlich ferneren Welt.

Es ist soweit: Neptun befindet sich wieder in jener Position, in der er am 24. September 1846 erstmals bewusst identifiziert und somit offiziell entdeckt wurde. Zugegeben, das war jetzt recht umständlich ausgedrückt, dies allerdings nicht ganz ohne Grund. Denn erstmals gesehen wurde der ferne Planet bereits viel früher: Schon Galileo Galilei erblickte den Planeten durch sein

bescheidenes Selbstbau-Fernrohr und hielt das für ihn sternartige Objekt in seinen Skizzen fest – »Wenn Sie die Notizen vom Januar 1613 betrachten, können Sie dort eine fantastische Zeichnung von Jupiter und seinen Monden sehen«, so schwärmt Dr. Robert Massey von der Royal Astronomical Society, London. »Diese Zeichnung beinhaltet sogar ein Objekt, das hier als ›Fixstern‹ bezeichnet wird, doch handelt es sich um die erste teleskopische Zeichnung des Planeten Neptun«. Der Planet bewegt sich extrem langsam vor seinem jeweiligen Sternenhintergrund, Galilei konnte dies nicht beobachten, weshalb ihm die Planetennatur verborgen blieb. Andere verpassten ihre Chance ebenfalls. Überhaupt ist die Entdeckungsgeschichte jener mächtigen Welt am Rande des Sonnensystems doch sehr bemerkenswert.

Ein kurzer Blick zurück: 1795 entging auch dem berühmten französischen Astronomen Joseph J. de Lalande die Neptunentdeckung, als er die Himmelsgegend um die damalige Position des noch unbekannten Planeten sehr genau studierte. Seine Notizen belegen, dass er das winzige fahle Scheibchen tatsächlich sah. Doch wie Galilei blieb ihm die wahre Natur verborgen. Bald darauf begann die »Astronomie des Unsichtbaren«

1821 schließt Alexis Bouvard, Direktor der Pariser Sternwarte und Entdecker von acht Kometen, seine über Jahrzehnte fortgesetzten genauen Beobachtungen der äußeren Planeten ab und veröffentlicht sie in Form verbesserter Bahntabellen. In den Folgejahren bis 1830 zeigen sich bei Uranus deutliche Abweichungen zwischen der Vorausberechnung und der tatsächlichen Position. Sie erreichten um die 20 Winkelsekunden, das entspricht immerhin dem halben scheinbaren Durchmesser von Jupiter am Himmel! Etliche berühmte Astronomen jener Zeit werden skeptisch. Nein, nicht dass sie den Berechnungen ihres französischen Kollegen misstraut hätten. Sie begannen vielmehr, eine noch unbekannte Masse im Sonnensystem zu vermuten. Irgendetwas da draußen schien am Planeten Uranus zu zerren und seine Bahn auf nicht vorhersehbare Weise zu beeinflussen. Aus der nun erkannten Störung ließ sich mit einigen Annahmen ableiten, wo sich der unbekannte Körper befinden musste. Es sollte jedoch noch eine ganze Weile dauern, bis jemand die gigantische mathematische Aufgabe übernahm, die Position abzuleiten.

Im Sommer 1841 entschloss sich der junge Astronomiestudent John Coach Adams, gleich nach dem Examen damit zu beginnen. Tatsächlich setzte er diesen Plan in die Tat um und begann 1843 ganz konsequent mit den erforderlichen Berechnungen. Im September 1845 lag das Ergebnis vor, das er sofort dem Astronomieprofessor John Challis übergab. Der hätte noch in der gleichen Nacht auf Suche gehen und den Planeten finden können, dessen wahre Position lediglich zwei Grad von Adams genialer Kalkulation abwich! Später wurde Challis große Nachlässigkeit vorgeworfen, immerhin war England dadurch eine enorm wichtige Entdeckung vorenthalten worden. Was nun folgte, war ein schicksalhaftes Szenario mit Irrungen und Wirrungen, welche den großen Fund noch weiter aufschoben. Zwischenzeitlich berechnete der ebenfalls glänzende Mathematiker Urbain J. J. Leverrier die Koordinaten des unbekannten Planeten unabhängig von Adams. Unfassbar: Die von ihm ermittelte Positionsangabe wich nur ein Winkelgrad vom Ergebnis des jungen britischen Kollegen ab! Die Sache wurde immer spannender. In England erfuhr der Astronomer Royal, Sir George Airy, von den Vorgängen in Frankreich und sprach von einer »verzweifelten« Situation. In einem Brief bat er John Challis, die Planetensuche doch mit dem Northumberland-Teleskop in Cambridge zu beginnen. Der aber hatte weiterhin keine Eile und begann erst drei Wochen später eher nebenher mit den erforderlichen Beobachtungen. Jetzt aber begann die Uhr für die Franzosen zu ticken. Leverrier wandte sich an den gleichaltrigen Johann Gottfried Galle in Berlin, mit dem er zuvor bereits wegen Forschungen zu Merkur in Verbindung gestanden hatte und den er hoch schätzte. Galle hatte ihn damals mit Informationen unterstützt, jetzt will sich Leverrier dafür revanchieren. Am 18. September 1846 schreibt er an Galle und teilt ihm darin die berechneten Bahnelemente und Positionen mit. Abschließend betont er: »Ein Auszug meiner Untersuchungen wird in den Astronomischen Nachrichten erscheinen. Ich hätte es also unterlassen können, Ihnen hiervon zu schreiben, wenn ich nicht die Pflicht zu erfüllen gehabt hätte, Ihnen für die interessante Arbeit, welche Sie mir zugesandt haben, zu danken«.

Fünf Tage später traf dieser Brief bei Galle ein, ohne Fax und E-Mail dauerte es eben doch etwas länger. Doch im Gegensatz zu Challis legte Galle sofort los, zumal auch das Wetter mitspielte. So peilte er die Sternregion mit dem großen Fraunhofer-Refraktor der Sternwarte an, und nach nur einer Stunde war der Planet identifiziert! In seiner Antwort an Leverrier schrieb der äußerst bescheidene Galle kurz und bündig: »Monsieur! Der Planet, dessen Position Sie vorausgesagt haben, existiert wirklich!« Wie sich später herausstellte, hatte zwischenzeitlich auch Challis den Neptun gesehen, sogar viermal. Aber ihm war dies nicht bewusst aufgefallen – hierbei war er zwar nicht der Erste, doch er hatte von der Vorausberechnung gewusst!

So ging Galle in Berlin letztlich als teleskopischer Entdecker der neuen fernen Welt in die Astronomiegeschichte ein, während Adams und Leverrier als die genialen Mathematiker berühmt wurden, die Neptuns Position aus Bahnstörungen von Uranus errechnet hatten. Damit war erstmals die exakte Vorhersage gelungen, an welchem Ort sich ein bis dahin nie gesehener Himmelskörper befinden muss.

Heute ist seit dieser Entdeckung, die unser Sonnensystem ganz wesentlich »erweiterte«, genau ein Neptun-Umlauf vergangen. In der Zwischenzeit hat sich in der Astronomie viel getan, Adams, Leverrier, Galle und alle anderen Beteiligten an der Jagd nach dem Unsichtbaren kämen wohl aus dem Staunen nicht heraus, würden sie die Raumsondenbilder jenes planetaren Phantoms zu Gesicht bekommen. Neptun, rund 4,4 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, ist notgedrungen eine unwirtliche Welt. Sie lagert gleichsam im Tiefkühlfach des Sonnensystems, weit abseits lebensspendender Wärme. Der gefrorene Gasriese ist mit beinahe 50.000 Kilometer Durchmesser rund viermal größer als unsere Erde und hüllt sich in ein mystisch blaues Wolkenkostüm, das ähnlich wie bei Jupiter wegen der recht schnellen Rotation lange Bänder ausbildet. Als die Raumsonde 1989 an Neptun vorbeizog – der bisher einzige irdische Besuch dort draußen – entdeckte sie zahlreiche weitere Monde sowie ein schwaches Ringsystem. »Ringbögen« waren bereits zuvor gefunden worden, doch Voyager wies komplett geschlossene Ringe nach. Die Sonde fotografierte auch einen mächtigen Wirbelsturm, den Great Dark Spot, der sich aber mittlerweile wieder aufgelöst hat. Auf späteren Hubble-Aufnahmen war er jedenfalls nicht mehr zu sehen.

Viele Phänomene auf Neptun, dessen blaue Farbe vom atmosphärischen Methananteil herrührt, sind bis heute nicht verstanden. Immer wieder ändert er sein Aussehen und überrascht die Astronomen. Doch von der Erde aus bleibt er ohnehin ein sehr schwieriges Objekt, selbst mit den größten Teleskopen. Budgetprobleme schieben auch Raumsonden-Projekte auf die lange Bank. Trotz der enormen Fortschritte seit 1846 und zahlreicher weiterer Entdeckungen werden viele Rätsel also noch eine gute Weile bestehen bleiben. Wenigstens geht dadurch die Spannung nie verloren. Auch verbliebene Abweichungen in der Bahn des Neptun sorgten lange für angeregte Diskussion. Doch beruhen sie möglicherweise auf Messfehlern. Dennoch könnte noch ein unbekannter größerer Planet jenseits von Neptun und Pluto existieren, ganz abgesehen von den Körpern des äußeren Asteroidengürtels. Er könnte den Kurs von Raumsonden ebenso verändern wie die Bahn von Kometen. Einige Astronomen versuchen, ihm auf die Spur zu kommen – zunächst ebenfalls rechnerisch. So vermuten der britische Wissenschaftler John B. Murray und sein amerikanischer Kollege John Matese nach voneinander unabhängiger Auswertung kometarer Bahnanomalien einen sehr weit entfernten Planeten. Murray geht davon aus, dass dieses Objekt mindestens Jupitermasse besitzt und bereits in interstellarer Distanz um die Sonne kreist. Es könnte sich dabei um eine »heimatlose«, einstmals durchs All streunende Welt handeln, einen Planemo (planetary mass object, Objekt planetarer Masse, nicht: Planetarer Emo!). Dieser Körper wäre dann von der Sonne eingefangen und auf eine allerdings nicht dauerhafte Bahn um sie gezwungen worden. Um ihn zu finden, müssen die Astronomen buchstäblich am Ball bleiben! Derweilen geht Neptun in die nächste Runde, seit er das erste Mal – bewusst – von Menschen wahrgenommen wurde.

 


 

 

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