Jörn Müller

Jörn Müller

24.07.2015
Publiziert in News

Erinnern Sie sich noch an die Herren Thales, Anaximenes, Heraklit und Empedokles? In der Zeit von 624 bis 435 v. Chr. haben sie gelebt, und wer sie nach den Elementen fragte, bekam zur Antwort: Feuer, Erde, Wasser, Luft. Eine überschaubare Menge. Ganz anders das heutige Periodensystem der Elemente mit insgesamt 118 bekannten Mitgliedern. Allerdings sind davon nur die ersten 80 stabil, und die Elemente ab Nummer 94 können gar nur künstlich hergestellt werden.

 

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Das einfachste Element ist der Wasserstoff: ein Proton, um das ein einsames Elektron kreist. Na ja, das mit dem Kreisen war einmal, zu Zeiten des Physikers Niels Bohr (Okt. 1885 – Nov. 1962). Heute, im Zeitalter der Quantenphysik, spricht man davon, dass sich das Elektron mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit an unterschiedlichen Orten um den Atomkern aufhält. Doch das Elektron interessiert jetzt nicht, reden wir über das Proton. Obwohl das Proton neben dem Neutron zu den Kernbausteinen zählt, aus denen die Atomkerne aufgebaut sind, ist es kein Elementarteilchen. Elementarteilchen sind, wie der Name schon sagt, elementar und nicht weiter teilbar. Die Elementarteilchen, aus denen sich Protonen und Neutronen zusammensetzen, heißen Quarks. Insgesamt kennt man sechs unterschiedliche Quarks und die entsprechenden Antiteilchen. Von diesen 12 Quarks nutzt die Natur jedoch nur zwei zum Aufbau der Materie, das up- und das down-Quark. Und da das up-Quark mit 2/3 der Elementarladung e = 1,602 × 10-19 Coulomb positiv geladen ist, das down-Quark aber eine negative Ladung von minus 1/3 e trägt, müssen beim Proton zwei up- und ein down-Quark zusammenkommen damit dieser Kernbaustein nach außen die bekannte positive Ladung e zeigt. Somit scheint die Struktur des Protons geklärt (siehe Abbildung).

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Doch wenn Sie jetzt fragen, warum die drei Quarks nicht einheitlich gezeichnet sind, sondern unterschiedliche Farben haben, ja dann wird es etwas kompliziert. Quarks kommen nicht nur in unterschiedlichen „Geschmacksrichtungen“ (Flavour) vor, vielmehr trägt jedes Quark eine „Farbladungen“: Rot, Grün oder Blau. Das heißt jetzt nicht, dass diese Farben beobachtbar sind! Man könnte sie als Quantenzahlen der Quarks bezeichnen, so wie z. B. die Elektronen in einem Atom nach den vier Quantenzahlen n (Hauptquantenzahl), l (Nebenquantenzahl), m (magnetische Quantenzahl) und s (Spin-Quantenzahl) geordnet sind.

Farbladungen können niemals einzeln auftreten. Daraus erklärt sich auch, dass Quarks nicht als singuläre Teilchen beobachtbar sind, sondern nur zu mehreren zusammengeschlossen: zu einem Materieteilchen, einem Hadron, z.B. einem Protonen, Neutronen oder einem Meson. Nach außen tragen diese Teilchen die Farbladung Null, oder anders ausgedrückt, die Materie ist „weiß“. Aus Rot Grün und Blau lässt sich Weiß nur durch eine Überlagerung der drei Farben erzeugen. Folglich müssen in Teilchen, die aus drei Quarks aufgebaut sind, das sind die Baryonen, je ein Quark der Farbe Rot, Grün und Blau zusammenkommen.

 

Bei den Antibaryonen, den Antiteilchen der Baryonen, treten an die Stelle der Quarks Antiquarks und an Stelle der Farben Rot, Grün und Blau natürlich die Antifarben Anti-Rot (Cyan), Anti-Grün (Magenta) und Anti-Blau (Gelb), deren Mischung ebenfalls Weiß ergibt. Aber es gibt auch aus einem Quark und einem Antiquark aufgebaute Teilchen, z.B. die Mesonen. In diesen Teilchen sorgt die Mischung einer Farbe mit ihrer Antifarbe für die Farbladung Null.

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So weit, so gut. Aber das ist noch nicht alles. Was sind das für „Federn“, die im ersten Bild die drei Quarks zu verbinden scheinen? Diese Gebilde symbolisieren die starke Kernkraft, welche die Quarks aneinander bindet. So wie bei der elektromagnetischen Wechselwirkung die als Austauschteilchen fungierenden Photonen die Kraft zwischen zwei elektrisch geladenen Teilchen vermitteln, so wird auch die starke Kernkraft durch Austauschteilchen, die man sinnigerweise Gluonen, also Leim nennt, übertragen. Insgesamt kennt man acht Gluonen, und alle sind Träger einer Farbe und einer Antifarbe. Sechs davon sind farbwechselnde Gluonen, also solche mit einer anderen Farbe als die Antifarbe, z.B. Rot und Anti-Grün, und zwei sind farbneutral, d.h. von gleicher Farbe und Antifarbe, z.B. Blau und Anti-Blau.

Gluonen wirken nur auf Teilchen, die eine Farbladung tragen, und da sie selbst auch Träger einer Farbladung sind, können sie auch mit Ihresgleichen in Wechselwirkung treten und sich dabei ineinander umwandeln. Bei der Wechselwirkung zwischen zwei Quarks kommt es darauf an, ob die Kraft durch ein farbwechselndes oder ein farbneutrales Gluon übertragen wird. Farbwechselnde Gluonen tauschen die Farben der beteiligten Quarks aus, bei farbneutralen bleiben die ursprünglichen Farben erhalten. Bei all diesen Prozessen wird jedoch stets Energie und Impuls von dem einen auf das andere Quark übertragen.

          Nach dieser langen „Einleitung“ nun aber zurück zu unserem Proton und zu den Neuigkeiten, „wie´s da drinnen aussieht“. Am 15. Juni 2015 veröffentlichte das Deutsche Elektronensynchrotron (DESY) die im Rahmen einer 15 Jahre langen Messkampagne gewonnen Erkenntnisse zur inneren Struktur und zum Verhalten des Protons. Zwei Gruppen von Teilchenphysikern haben diese Ergebnisse an Deutschlands größtem Teilchenbeschleuniger HERA in Hamburg erarbeitet.

 

DESY Protonen

 HERA = Hadron-Elektron-Ring-Anlage (Bildcredit: DESY)

 

Geht es nach Joachim Mnich, dem Forschungsdirektor von DESY, so „beinhaltet die Publikation die Kronjuwelen von HERA und wird auf lange Zeit das präziseste Bild des Protons sein“. Bei dem Teilchenbeschleuniger HERA (Hadron-Elektron-Ring-Anlage) handelt es sich um einen 6,3 Kilometer langen Doppelring mit supraleitenden Umlenkmagneten. Im oberen Ring werden Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann mit den in entgegengesetzter Richtung im unteren Ring umlaufenden Elektronen oder deren Antiteilchen, den Positronen, zur Kollision gebracht. Die rund 2000mal leichteren Elektronen/Positronen dringen dabei wie Sonden tief in das Proton ein und werden an den Quarks inelastisch gestreut. Wie die Wissenschaftler erklären, geschieht das entweder über die elektromagnetische oder über die schwache Kern-Kraft, die zusammen mit der starken Kern-Kraft und der Gravitation das Quartett der fundamentalen Kräfte der Natur bilden. Beobachtet und registriert hat man die Kollisionsereignisse mit den Detektoren H1 und ZEUS, zwei hausgroßen Vielzweck-Detektoren am Speicherring.

Proton Quark Gluon Gewimmel

Graphik: DESY

Fasst man die Ergebnisse zusammen, so konnten die Forscher zeigen, dass das Innenleben des Protons wesentlich komplexer ist als ursprünglich angenommen. 

Es besteht nicht nur aus den drei Quarks am oberen, am linken und am rechten Rand des Bildes, die von den als Federn dargestellten Gluonen zusammengehalten werden, vielmehr gleicht es einer brodelnden Teilchensuppe. Zudem erzeugen dort Gluonen fortwährend weitere Gluonen, und es bilden sich Quark-Antiquark-Paare, die sofort wieder zerfallen. Das ganze Geschehen wird umso turbulenter, je höher die Energie der beiden stoßenden Teilchen ist. Man könnte es vergleichen mit der kurz nach dem Urknall vorherrschenden Quark-Gluonen-Suppe.
Schließlich konnten die Wissenschaftler anhand der Detektordaten sogar zeigen, dass sich mit zunehmender Kollisionsenergie die beiden Kräfte – elektromagnetische und schwache Kernkraft – immer ähnlicher werden und sich letztlich völlig gleich verhalten. Die Physiker werten das als deutlichen Hinweis für die Richtigkeit der Theorie, dass bei den sehr hohen Energien des frühen Universums die beiden Kräfte in der elektroschwachen Kraft vereinheitlicht waren.

 

Jörn Müller (24. Juli 2015)

 

 

19.07.2015
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Wie kommt eine Galaxie zu ihrem Namen? Zum Beispiel indem der französische Astronom Charles Messier sie als 87stes Nebelobjekt in seinen in den Jahren 1764 bis 1782 erstellten Katalog aufnimmt. Nebel deswegen, weil mit den damaligen Teleskopen M 87 nur als diffuser, strukturloser, heller Fleck zu erkennen war. Heute weiß man mehr über M 87. So zählt die im Zentrum des Galaxienhaufens Virgo gelegene, 54 Millionen Lichtjahre entfernte elliptische Galaxie zu den größten in unserer kosmischen Nachbarschaft. Am Himmel überspannt sie eine Fläche von 8,3 mal 6,6 Bogenminuten, entsprechend einem mittleren Durchmesser von 120.000 Lichtjahren. Doch selbst 500.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt findet man noch zu M 87 gehörende Sterne. Da elliptische Galaxien im Vergleich mit Spiralgalaxien ein vielfach größeres Volumen haben, ist auch die Masse von M 87 entsprechend groß: rund 1,5 Billionen Sonnenmassen innerhalb eines Radius von 60.000 Lichtjahren! Die Menge an Dunkler Materie im Halo von M 87 ist da noch gar nicht mitgerechnet.

Ellipt. Galaxie M 87

 Credit: Chris Mihos (Case Western Reserve University)/ESO

 

Beeindruckend ist auch die Anzahl an Kugelsternhaufen, diese kugelförmigen Ansammlungen einiger 10.000 bis ein paar Millionen durch die Gravitationskraft aneinander gebundener Sterne. Während sich im Halo der Milchstraße etwa 200 tummeln, sind es bei M 87 rund 12.000. Die meisten der auf dem Bild um den zentralen Kern zu sehenden hellen Punkte sind daher Kugelsternhaufen. Und um dem Ganzen die Krone aufzusetzen, lauert im Zentrum der Galaxie auch noch ein supermassives Schwarzes Loch von 6,6 Milliarden Sonnenmassen. Der von dem Loch ausgehende, eng gebündelte Materie-Jet bohrt sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit 5000 Lichtjahre weit hinaus in das interstellare Medium.

 

Materie Jet von M 87Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

 

Vor kurzem hat nun eine Gruppe von Astronomen am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München M 87 des Kannibalismus überführt. Die Wissenschaftler kamen zu dem Ergebnis, dass M 87 im Zeitraum der letzten Jahrmilliarde eine ganze Galaxie zerrissen und sich schließlich komplett einverleibt hat. Dass Galaxien wachsen, indem sie mit kleineren Exemplaren verschmelzen, darüber sind sich die Astronomen einig. Den Nachweis zu führen ist jedoch nicht einfach. Denn die Sterne des „Opfers“ vermischen sich, wie die Forscher bildhaft beschreiben, mit den Sternen der größeren Galaxie wie das Wasser, das aus einem Glas in einen Teich gegossen wird. Es mischt sich mit dem Teichwasser, ohne eine Spur zu hinterlassen. Der Versuch, von der verschluckten Galaxie stammende Sterne ausfindig zu machen, ist daher wenig sinnvoll. Konzentriert man sich jedoch auf Planetare Nebel (PN), sieht die Sache besser aus. Planetare Nebel, Relikte ausgebrannter Sterne mit einer Anfangsmasse kleiner als acht Sonnenmassen, entstehen, wenn die vom Stern am Ende seines Lebens in den Raum geblasene Gashülle von der Strahlung eines Weißen Zwerges zu intensivem Leuchten angeregt wird. Im Gewusel der Sterne sind diese „Leuchtfeuer“ klar zu erkennen.

Im Halo von M 87, im Bereich jenseits von 50.000 Lichtjahren vom Zentrum, konnten die Forscher 254 PN ausmachen und deren Radialgeschwindigkeiten messen. (Unter Radialgeschwindigkeit versteht man die Geschwindigkeit eines Objekts längs der Sichtlinie Beobachter – Objekt). Das Ergebnis war verblüffend: Unter den 254 PN fanden sich 54, die zwei streifenförmige Gruppen bilden, die ihrerseits ein Zick-Zack-Muster formen. Die PN der einen Gruppe haben eine größere, die der anderen eine kleinere Radialgeschwindigkeit als die gesamte Galaxie. Relativ zur Bewegung von M 87 kommt also die eine PN-Gruppe auf uns zu, die andere entfernt sich von uns. Die Forscher führen dieses Muster auf eine noch

 

 PN sich annähern bzw. entfernen       Credit: A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)/C. Mihos (Case Western Reserve University)/ESO

 

unvollständige Vermischung der PN einer verschluckten Galaxie zurück. Anhand der Verteilung und der Radialgeschwindigkeiten der PN in den beiden Gruppen konnten die Forscher sogar erkennen an welcher Seite der elliptischen Galaxie die Verschmelzung mit der „Beutegalaxie“ einsetzte und welchen Weg deren Bestandteile innerhalb der Struktur von M 87 nahmen.

Dafür, dass sich M 87 tatsächlich eine ganze Galaxie einverleibt hat, stehen noch zwei weitere Beobachtungen. Zum einen konnten die Wissenschaftler eine kleine Inhomogenität der Elliptizität von M 87 nachweisen, die immer dann zu erwarten ist, wenn zusätzliche Materie aufgenommen wird. Zum anderen zeichnete sich in einem gewissen Bereich im Halo von M 87 ein deutlicher Helligkeitsüberschuss relativ zur Grundhelligkeit ab. Auch das ein Indiz für zusätzliche junge, helle Sterne in diesem Areal.

          In der Zusammenschau der Ergebnisse kommen die Forscher zu dem Schluss, dass M 87 im Zeitraum der letzten Jahrmilliarde eine ganze Galaxie, vielleicht sogar einer Spiralgalaxie verschluckt hat. Die Daten erlauben es sogar, die Masse der Galaxie anzugeben: sechs Milliarden Sonnenmassen, was etwa sechs Prozent der Masse unserer Milchstraße entspricht. - Insgesamt ist diese Arbeit eine schöne Bestätigung der Theorie, wie Galaxien wachsen.

 

Hintergrundinformation zum Autor: Jörn Müller

Jörn Müller ist Physiker und hat am Deutschen Elektronensynchrotron "DESY" auf dem Gebiet Festkörperphysik promoviert. Er arbeitete in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen im Bereich Optik und Elektrofotografie und an der Entwicklung von Hochenergielasern. Nach seinem Studium der Astronomie hat er eine Reihe von Sachbüchern veröffentlicht im Bereich Astronomie und Kosmologie.
30.06.2015
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Sagt Ihnen der Name „Steinige Tunguska“ was? – So heißt ein Fluss im sibirischen Gouvernement Jenisseik. Am 30 Juni 1908 explodierte dort ein 30 bis 80 Meter großer Asteroid in einigen Kilometern Höhe in der Atmosphäre. Die Sprengkraft von geschätzten 4 bis 5 Megatonnen TNT (Tri-Nitro-Toluol) war so gewaltig, dass auf einer Fläche von 2000 Quadratkilometern circa 60 Millionen Bäume flach gelegt wurden. Es war der größte „Asteroideneinschlag“ der jüngeren Zeitgeschichte.

Heuer hat sich dieses Ereignis zum 107ten Mal gejährt. Für Brian May, Astrophysiker und Gitarrist der Rock-Band Queen, war das Grund genug den 30.06.2015 zum internationalen Asteroiden-Tag zu erklären und die Öffentlichkeit auf die Gefahr eines Asteroideneinschlages hinzuweisen. Gleichzeitig erging ein Aufruf an Wissenschaftler, Nobelpreisträgen, Ingenieure, Techniker und Künstler, sich verstärkt für die Suche nach kosmischen Objekten, die auf Kollisionskurs mit unserem Planeten geraten könnten, einzusetzen.

Ist das jetzt reine Panikmache? Ein Blick in die Listen der NASA belehrt uns schnell eines Besseren. Danach kennt man heute, Stand 13. Mai 2015, 684.425 Asteroiden, die im Sonnensystem herumgeistern und jedes Jahr kommen etwa Eintausend neu hinzu. Rund 12.000 der Asteroiden sind als erdnahe Objekte eingestuft, als sogenannte NEOs (Near Earth Objects) und 1594 – Stand 5. Juli 2015 - zählen zur Gruppe der „potentially hazardous asteroids“, kurz PHAs genannt. Als PHAs gelten Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 150 Metern, die auf Bahnen umlaufen, die von der Erdbahn weniger als 0,05 Astronomische Einheiten – das sind rund 7,5 Millionen Kilometer – entfernt sind. Es sind also die Bahnen der Objekte, hier die Erde und der Asteroid, auf die sich die Entfernungsangabe bezieht, und nicht der unmittelbare Abstand zwischen den beiden Körpern. Außerdem besagt das „potentially“ in dem Kürzel PHA nicht, dass die beiden Objekte zwangsläufig zusammenstoßen, vielmehr ist damit angedeutet, dass die Bahnparameter des Asteroiden nicht hinreichend genau bestimmt sind um eine Kollision mit Sicherheit auszuschließen. Nach Möglichkeit sollten daher die Bahnen der PHAs über einen längeren Zeitraum immer wieder neu vermessen werden, um die Prognose Crash oder Nicht-Crash zu erhärten.

Doch wie wahrscheinlich ist der Einschlag eines Asteroiden? Ein Tunguska ähnlicher Brocken trifft im zeitlichen Mittel etwa alle 1000 Jahre die Erde. Generell gilt: Kleine kosmische Vagabunden treffen den Planeten häufiger als große „Teile“. Das wird verständlich, wenn man sich vergegenwärtigt, dass es im Sonnensystem ungleich mehr kleines Gebrösel als große massereiche Objekte gibt. In der letzten Spalte der Tabelle sind in Abhängigkeit von der Objektgröße - Spalte zwei – die Zeitintervalle zwischen zwei Einschlägen von Objekten vergleichbarer Größe aufgelistet. Interessant ist insbesondere das Zerstörungspotential der Einschläge in Einheiten von einer Million Tonnen TNT (dritte Spalte). Übrigens, die Daten in der letzten Zeile der Tabelle dürften vermutlich auch für den Asteroid zutreffen, dem wir sehr wahrscheinlich die Auslöschung der Dinos zu verdanken haben.

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In diesem Zusammenhang ist noch die Web-Seite http://www.spaceweather.com/ interessant, die aktuell über NEOs informiert, die demnächst in geringer Entfernung an der Erde vorbei fliegen werden: Also Rendezvous ja, aber Treffen nein. Leider hat diese Liste manchmal verhängnisvolle Lücken. Wie der Asteroideneinschlag bei Tscheljabinsk am 15. Februar 2013 gezeigt hat, gibt es immer wieder Objekte, die sich unerkannt unter dem Radar der Beobachtungsstationen anpirschen.

Doch was tun, wenn alle Anzeichen darauf hindeuten, dass sich ein Asteroid auf Kollisionskurs mit der Erde befindet, dass ein Einschlag unvermeidlich scheint? Wäre es möglich die Gefahr abzuwenden? Mittlerweile gibt es einige Vorschläge, wie man einen Asteroiden abwehren könnte. Da ist zunächst die in dem Kinohit „Armageddon – Das jüngste Gericht“ praktizierte „Bruce Willis-Methode“: Man fliegt hin zu dem Asteroiden, versenkt dort eine Atombombe in einem zuvor gebohrten Loch und sprengt den Asteroiden in Stücke. Im Film funktioniert das wunderbar, in der Praxis würde man sich damit anstelle des einen Asteroiden eine Unmenge kleiner, auf nicht mehr berechenbaren Bahnen anfliegender Minibomben einhandeln. Weit besser wäre es, die Bombe in einiger Entfernung zu zünden und darauf zu hoffen, dass der Explosionsdruck den Asteroiden aus der Bahn wirft. Ein anderer Vorschlag orientiert sich am Segelsport. So könnte der Strahlungsdruck der Sonne auf ein auf dem Asteroiden gehisstes Segel dessen Bahn ändern. Vielleicht könnte man auch, wie bei einem Abschleppunternehmer, den Asteroiden an den Haken nehmen und ihn aus seiner Bahn zerren. Als Abschleppseil würde die Gravitation dienen, die zwischen einem neben dem Asteroiden einher fliegenden Raumschiff und dem Asteroiden wirkt. Bei einem rotierenden Asteroid, der zudem noch weit von der Erde entfernt ist, könnte sogar bloßes Zuwarten genügen. Da die von der Sonne sich gerade wegdrehende Seite des Asteroiden wärmer ist als die, die sich auf die Sonne zudreht, haben die von beiden Seiten abgestrahlten Photonen unterschiedliche Energie. Aufgrund dieser Differenz erfährt der Asteroid eine Kraft, die ihn zur Seite schiebt. Unter Astronomen ist das als Yarkovsky-Effekt bekannt. Nachteil dieser Methode: Sollte sich zeigen, dass die Auslenkung nicht groß genug ausfällt, dann könnte es für weitere Manöver zu spät sein.

Ohne Zweifel ist diese Auswahl möglicher Abwehrmaßnahmen technisch anspruchsvoll und ohne Garantie auf Erfolg. Aber es gibt noch ein Verfahren, das einfacher durchzuführen wäre und das in Teilen auch schon erprobt ist. Man könnte es die Rambo-, oder auch Rugby-Methode nennen: Dazu steuert man ein möglichst massereiches Raumschiff auf Kollisionskurs mit dem Asteroiden und rammt ihn mit möglichst großer Geschwindigkeit. Der Impuls, der dabei übertragen würde, sollte den Asteroiden aus seiner Bahn lenken. Erprobt an diesem Verfahren ist der punktgenaue Anflug eines Asteroiden, so wie es die Sonde Rosetta erst vor kurzem wieder mit dem Flug zum rund 405 Millionen Kilometer entfernten Kometen 67P/Churyumow-Gerasimenko demonstriert hat. Auch einen Kometen mit einem massiven Körper zu bombardieren ist seit Juli 2005 „Stand der Technik“. Damals ließ die NASA-Sonde Deep Impact einen Klotz von rund 400 Kilogramm auf den Kometen Tempel 1 donnern, mit dem Ziel möglichst viel Staub aufzuwirbeln. Die Analyse des Staubes sollte Auskunft geben über die Zusammensetzung des Kometen. Ob der Komet dabei von seiner Bahn abkommt hat jedoch niemanden interessiert.

Das will man nun nachholen. In einer gemeinsamen Mission mit dem schönen Namen AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment) wollen ESA und NASA

2022 die „Rambo-Technik“ an dem zu diesem Zeitpunkt 10,9 Millionen Kilometer entfernten Asteroiden Didymos erproben. Der 800 Meter große Asteroid gehört zur Gruppe der Apollo-Asteroiden, die auf exzentrischen Bahnen die Sonne umlaufen und dabei die Erdbahn kreuzen können. Abgesehen haben es die Wissenschaftler jedoch auf den kleinen, etwa 150 Meter großen Satelliten von Didymos, den Didymoon, der im Abstand von 1,1 Kilometern Didymos in 11,9 Stunden umrundet.

Beginnen soll die Mission mit dem Start der ESA-Sonde „AIM“ (Asteroid Impact Mission), die Didymos im August 2022 erreichen und dann in etwa 100 Kilometern Entfernung umkreisen wird. Mit ihrer optischen Ausrüstung soll die Sonde die Struktur des Asteroiden untersuchen und vor allem die Bahn des Mondes vor und nach der Mission vermessen. Im Oktober 2022 soll dann die NASA-Sonde „DART“ (Double Asteroid Redirection Test) bei Didymos eintreffen und den Didymoon mit einer Geschwindigkeit von sechs Kilometer pro Sekunde, entsprechend 21.600 Kilometer pro Stunde, rammen. Nach den Berechnungen der Wissenschaftler soll sich dadurch die Umlaufgeschwindigkeit des kleinen Mondes um 0,5 Millimeter pro Sekunde verlängern, was gleichbedeutend ist mit einer Verschiebung des Mondes auf eine Bahn mit geringfügig größerem Radius. Geling das, dann wäre der Beweis erbracht, mit einem geeigneten Verfahren einen Asteroiden aus seiner Bahn boxen zu können.

 

Didymos Zuschnitt

 

          Bedenkenträger könnten jetzt anmerken, die AIDA-Mission sei ein Spiel mit dem Feuer. Was, wenn die Ablenkung zu groß und so ungünstig ausfällt, dass der sowieso schon sehr nahe Asteroid auf Kollisionskurs mit unserem Planeten gerät? Befürchtungen dieser Art sind gegenstandslos. Denn der deutlich massereichere Primärkörper Didymos neutralisiert gewissermaßen die Auslenkung seines Trabanten. Der Massenschwerpunkt des Gesamtsystems wird durch den größeren Bahnradius des Mondes nur marginal verschoben, sodass sich die Bahn des Doppel-Asteroiden praktisch nicht ändert. Neben der geringen Entfernung des Asteroiden zur Erde, war dieser Aspekt Ausschlag gebend für seine Auswahl als „Versuchsobjekt“.

          In sieben Jahren werden wir wissen, wie das Experiment ausgegangen ist. Hoffen wir, dass die Mission nicht noch im letzten Augenblick aufgrund drohender Budget-Kürzungen bei der ESA oder NASA abgesagt werden muss.

(Jörn Müller, 9. Juli 2015)

 

Hintergrundinformation zum Autor: Jörn Müller

Jörn Müller ist Physiker und hat am Deutschen Elektronensynchrotron "DESY" auf dem Gebiet Festkörperphysik promoviert. Er arbeitete in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen im Bereich Optik und Elektrofotografie und an der Entwicklung von Hochenergielasern. Nach seinem Studium der Astronomie hat er eine Reihe von Sachbüchern veröffentlicht im Bereich Astronomie und Kosmologie.