Montag, 20. Dezember 2010

Lebensprozesse im Universum


In dem folgenden Artikel verspürt man eine völlig neue Sicht auf das Universum und auf unsere Milchstraße. Immer deutlicher wird, dass wir es mit einem lebendigen Organismus zu tun haben. Zu Lebensprozessen gehört das Entstehen und das Vergehen, das Verdauen und Neugebären. 
Dann weist die Geisteswissenschaft auch immer wieder daraufhin, dass der Erde eine Art Mittelpunktstellung im Universum zukommt. Nun stellt sich langsam heraus, dass das auch für unsere Galaxis, die Milchstraße gilt. Sie sei größer und heller als viele andere, bisher gefundene Galaxien. 

Die bildhafte Sprache des Textes unten ist sehr aufschlussreich. Hier wird von "Opfern" gesprochen und von "Fruchtbarkeit". Dann spielt auch das Eisen hier eine große Rolle. So wie in unserem Blut das Eisen eine lebenswichtige Funktion hat, so wird nun festgestellt, dass es in den lebendigeren Teilen unseres Universums eben mehr Eisen gibt, als in den weniger lebendigen Teilen:
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Schwarzes Loch stiftet fruchtbares Chaos

Von "National-Geographic"-Autor Ken Croswell
Wally Pacholka
Astronomen erkunden das rätselhafte Innere unserer Milchstraße, in deren Zentrum ein gigantisches Schwarzes Loch Sterne schluckt. Echos von Röntgenstrahlen künden von diesen Opfern. Gleichzeitig bietet die Region gute Voraussetzungen für die Entstehung von Leben.

Bescheidenheit zu zeigen könnte uns - den Bewohnern der Milchstraße - schwerfallen, sollten wir einmal mit Außerirdischen aus anderen Sternennebeln ins Gespräch kommen. Denn unsere Galaxis ist heller und gewaltiger als die meisten anderen. Die für das Auge sichtbare Scheibe unserer Milchstraße misst von einem Ende zum anderen 120.000 Lichtjahre. Um sie herum liegt noch eine Hülle aus Wasserstoffgas, die nur mit Radioteleskopen nachweisbar ist. Dutzende kleinerer Galaxien umschwirren unsere Milchstraße wie Monde einen Planeten.

Unsere Sternenheimat hat mindestens einen Planeten mit intelligentem Leben vorzuweisen: die Erde.
Riesengalaxien bringen nämlich große Mengen an Eisen, Sauerstoff, Silizium, Magnesium und anderen Elementen hervor. Diese Stoffe, die von den vielen Sternen der Milchstraße erzeugt werden, sind die notwendigen Bausteine erdähnlicher Planeten. Und unentbehrliche Bestandteile des Lebens (wie wir es kennen): Man denke etwa an den Sauerstoff, den wir atmen, das Kalzium in unseren Knochen, das Eisen in unserem Blut....
Über dessen Gestalt wissen wir übrigens mehr als über die Milchstraße, denn den Andromedanebel sehen wir von weit draußen, während wir unsere eigene Galaxis von innen heraus erkunden müssen. Gerade in den vergangenen zehn Jahren haben Astronomen allerdings viele neue Erkenntnisse über unsere kosmische Heimat gewonnen. Ganz besonders über das große Schwarze Loch in ihrer Mitte.

Alle Sterne der Milchstraße kreisen um dieses Schwarze Loch, dem Astronomen den Namen "Sagittarius A*" gegeben haben (kurz"Sgr A*", ausgesprochen "Sagittarius A-Stern"). Unsere Sonne ist 27.000 Lichtjahre davon entfernt, und sie braucht für einen einzigen Umlauf 230 Millionen Jahre. Doch mehr als 100.000 Sterne schwärmen in einem Umkreis von nur einem Lichtjahr um das Schwarze Loch. Manche von ihnen rasen in weniger als einem Erdenjahr einmal komplett herum. Aus ihren Bahnen kann man errechnen, dass "Sgr A*" vier Millionen Mal massereicher ist als unsere Sonne. Hin und wieder schluckt das Schwarze Loch einen herumirrenden Planeten oder gleich einen ganzen Stern. Dabei wird ein solches Opfer so stark aufgeheizt, dass es einen Schwall von Röntgenstrahlen ausstößt. Diese bringen Gaswolken in der Nähe zum Leuchten. Im Jahr 2004 berichteten Wissenschaftler beispielsweise über ein Röntgenstrahlenecho in einer Gaswolke, die rund 350 Lichtjahre vom Schwarzen Loch entfernt ist. Da sich Röntgenstrahlen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, ist offenbar irgendein Objekt 350 Jahre zuvor in das Schwarze Loch gestürzt - vermutlich ein Himmelskörper von der Masse eines kleinen Planeten. Das lässt sich aus der Intensität der Röntgenstrahlen ableiten.

Aber das Schwarze Loch zieht nicht nur an, es schleudert auch fort. 2005 informierten Astronomen die Öffentlichkeit über einen ungewöhnlich schnellen, rund 200.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxis entfernten Stern. Warren Brown vom Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik hatte den Schnellläufer im Sternbild Hydra entdeckt: Er rast mit 709 Kilometern pro Sekunde (!) - das sind rund 2,5 Millionen Kilometer pro Stunde - aus dem Kern der Milchstraße hinaus. Mit diesem Tempo wird er die Schwerkraft der Galaxis überwinden und irgendwann in den leeren Raum sausen.

Dass es so etwas geben könnte, hatte schon 1988 der Astronom Jack Hills in einem Fachartikel beschrieben: Wenn zwei Sterne, die einander umkreisen - ein sogenannter Doppelstern -,"Sgr A*" zu nahe kommen, könnte einer der beiden auf das Schwarze Loch zustürzen und es auf einer engen Umlaufbahn umkreisen. Dabei würde er sehr viel Energie abgeben. Den geltenden Gesetzen der Physik entsprechend, kann Energie aber nicht verloren gehen. Sie würde vielmehr dem zweiten Stern einen entsprechenden Schub geben, der ihn mit ungeheurer Geschwindigkeit fortschleudert. Browns Entdeckung hat knapp 20 Jahre später Hills Voraussage bestätigt.

Rund um das schwarze Loch herrscht das Inferno - aber ein fruchtbares. Hier rücken die Sterne dicht zusammen, hier gibt es die größte Konzentration von Leben spendenden Elementen. Noch in der Nähe unserer Sonne - auf halbem Weg zwischen Schwarzem Loch und dem Rand der Milchstraße - sind viele junge Sterne von Staub umgeben, aus dem Planeten hervorgehen können. An den Rändern unserer Galaxis sind die Aussichten dafür viel schlechter.

2009 berichtete die Astronomin Chikako Kasui, die am Nationalen Observatorium in Japan arbeitet, über 111 junge Sterne in einem Außenbezirk der Milchstraße. Die neuen Sonnen sind erst eine halbe Million Jahre alt - nach stellaren Zeitmaßstäben noch Säuglinge -, und sie sind arm an schweren Elementen. Die meisten haben ihre Gas- und Staubscheiben, die andere junge Sterne umgeben, bereits verloren. Ohne Staub aber keine Planeten, ohne Planeten kein Leben. "Life is grim on the galactic rim", kommentierte der Experte Ian O'Neill diese Entdeckung ("Das Leben ist hart am galaktischen Rand").

Noch ärmer an Sauerstoff und Eisen sind viele Sterne, die im Halo - dem gaserfüllten äußeren Ring unserer Milchstraße - stehen, oft ober- und unterhalb der Äquatorebene. Sie sind schon sehr alt; daher konnten sie auch nicht von der Produktion schwerer Elemente durch frühere Sternengenerationen profitieren. Ein typischer Stern im Halo hat nur drei Prozent des Eisengehalts unserer Sonne. Diese Sterne liefern Einblicke in die Entstehung der Galaxis selbst.

Schon als Jungwissenschaftlerin suchte Anna Frebel an der Staatlichen Universität von Australien nach isoliert stehenden Sternen im Halo unserer Milchstraße. ...Im Jahr 2005 entdeckte sie schließlich im Sternbild der Waage einen Stern im Halo, dessen Eisengehalt nur ein Tausendstel von dem unserer Sonne beträgt.
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13,2 Milliarden Jahre - das bedeutet, dass die Milchstraße kaum jünger ist als das Universum selbst: rund 13,7 Milliarden Jahre. Unsere Galaxis, deren Sterne die Entstehung der Erde - und des Lebens darauf - ermöglichten, ist also ein Produkt vom Anfang der Zeit.