Im Weltraum ist es nicht anders als auf jedem anderen Schulhof auch: Es wimmelt von unterschiedlichen Typen. Groß und klein, dick und dünn, alt und jung – ihr kennt das ja. Damit ihr im Universum nicht den Überblick verliert, hier eine kleine Erläuterung zu den verschiedenen Himmelskörpern und ihren Eigenschaften.
Sterne: Rote Riesen und Gelbe Zwerge
Sterne sind selbstständig strahlende Himmelskörper – eben die „Stars“ und „Superstars“ des Universums. Sie senden also ihr eigenes Licht aus – im Unterschied etwa zum Mond, der nur deshalb leuchtet, weil er von der Sonne angestrahlt wird.
Die Sonne ist ein ganz normaler Stern. Sie erscheint uns nur deshalb größer als die vielen Punkte am Nachthimmel, weil wir ihr so nah sind: „nur“ rund 150 Millionen Kilometer.
Sterne werden in verschiedene Kategorien eingeteilt: Da gibt es beispielsweise „Rote Riesen“ und „Gelbe Zwerge“ – zu letzteren gehört übrigens auch die Sonne. Weiter finden sich unter den Sternen junge und alte – und auch solche, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, wenn der gesamte „Brennstoff“ in ihrem Inneren verbraucht ist. Dann explodieren sie, um anschließend noch ein wenig zu glühen und danach ganz zu erlöschen. Oder sie verwandeln sich – wenn sie groß genug sind – in gefährliche Schwarze Löcher …
Planeten: Wanderer am Himmel
Planeten sind Himmelskörper, die einen Stern umkreisen. Der Begriff stammt aus dem Griechischen und heißt „Wanderer“ – denn Planeten verändern im Unterschied zu den Sternen von Nacht zu Nacht ihre Position am Himmel. Die Erde und sieben weitere Planeten umrunden auf ihren Bahnen unsere Sonne und bilden – mit anderen Objekten wie Zwerg-Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen – unser Sonnensystem. Planeten sind dabei zugleich dadurch gekennzeichnet, dass sie größer als die Objekte in ihrer näheren Umgebung sind. Planeten, die andere Sterne umkreisen, also nicht zu unserem Sonnensystem gehören, nennt man übrigens Exoplaneten. Man hat bereits rund 400 davon entdeckt.
Zwerg-Planeten: Pluto & Co.
Zwerg-Planeten werden jene Planeten genannt, die wie Pluto zwar auch die Sonne umkreisen, die aber erstens recht klein sind und zweitens von anderen, ähnlich kleinen Himmelskörpern umgeben sind. Einfach nur die Sonne umrunden reicht also nicht, um Planet zu sein: Wenn man nur einer unter vielen ist, die sich in der Nachbarschaft tummeln, bringt man es eben nur zum Zwerg-Planeten. Deshalb wurde Pluto vom Planeten zum Zwerg-Planeten zurückgestuft, als man herausfand, dass es in seiner Nähe viele andere vergleichbar große Himmelskörper gibt.
Monde: die stillen Begleiter
Monde sind so etwas wie die stillen Begleiter der Planeten. Die Erde wird bekanntlich von einem Mond umrundet, andere Planeten wie die Venus sind ganz „mondlos“, wieder andere wie Jupiter und Saturn bringen es gleich auf 60 Monde und mehr.
Die meisten Monde haben keine Atmosphäre – bis auf den Saturn-Mond Titan, den als einzigen Mond des Sonnensystems eine dichte Lufthülle umgibt.
Unter den Monden gibt es auch Grenzfälle: Wenn ein Mond fast so groß wie sein Planet ist, spricht man besser von einem Doppel-Planeten. Der Zwerg-Planet Pluto ist mit seinem recht großen Mond Charon fast schon ein solcher Fall – in anderen Sonnensystemen mag es viele solcher Doppel-Planeten geben. Ganz am Rande bemerkt: Es gibt auch Doppel-Sterne, bei denen zwei Sonnen einen „kosmischen Tanz“ aufführen.
Asteroiden: Felsbrocken im Sonnensystem
Im Sonnensystem gibt es eine Zone, in der sich offenbar nie ein Planet bilden konnte: Zwischen Mars und Jupiter kreisen Millionen von großen und kleinen Felsbrocken, die man Asteroiden nennt. Sie sind meist unförmig, also nicht kugelrund. Und sie stellen zumindest theoretisch eine Gefahr für die Erde dar: Denn es kann passieren, dass ein Asteroid von seiner Bahn abkommt und dann in Richtung Erde „torkelt“. Zurzeit wird untersucht, wie man solche „Killer-Asteroiden“ rechtzeitig erkennen kann, um im Notfall große Regionen zu evakuieren. Außerdem hofft man, in ferner Zukunft in der Lage zu sein, Asteroiden – wie man das von manchen Kinofilmen her kennt – sogar von ihrem Kurs ablenken zu können.
Kometen: schmutzige Schneebälle
Kometen sind Überreste aus der Entstehungszeit des Sonnensystems, das sich vor rund 5 Milliarden Jahren aus einer Gas- und Staubwolke gebildet hat. Sie befinden sich zumeist weit jenseits der Planetenbahnen am Rande des Sonnensystems, wo sie bei sehr niedrigen Temperaturen wie „schmutzige Schneebälle“ aus Eis und Staub ihre Bahnen ziehen.
Manche Kometen sind aber gelegentlich auch in Richtung Sonne unterwegs. Dann entsteht der typische Schweif eines Kometen, der ihn auch für Beobachter auf der Erde gut sichtbar macht. Anders als Sternschnuppen – kleine Staubteilchen, die in Sekundenschnelle in unserer Atmosphäre verglühen – sind Kometen mehrere Kilometer groß und strahlen einige Nächte lang vom Himmel, bevor sie wieder in der Tiefe des Raumes verschwinden.
Neutronensterne: wenn Materie zerquetscht wird …
Wenn Sterne eine gewisse Größe – oder genauer eine bestimmte Masse – überschreiten, sorgen sie gegen Ende ihrer Lebensdauer für eine ziemlich spektakuläre „Show“: Sie verwandeln sich dann in einen Neutronenstern. Die Masse des Sterns verdichtet sich dabei ganz enorm: so stark, als ob man unseren gesamten Mond auf die Größe einer Erbse zusammenpressen würde – mal ganz grob gesagt. Diese extreme Dichte hat zur Folge, dass sich auch in den Atomen, aus denen Sterne wie alle Materie bestehen, einiges verändert. Stark vereinfacht: Selbst die Atome und ihre einzelnen Bausteine werden unter dem gigantischen Druck „zerquetscht“.
Pulsare: „Leuchttürme“ im All
Neutronensterne, die sich sehr schnell drehen, senden permanent Signale aus. Sie „pulsieren“ und werden daher eben „Pulsare“ genannt. Ihre Signale sind – wie bei einem Leuchtturm – sehr regelmäßig. Allerdings funken diese „kosmischen Leuchttürme“ nicht im sichtbaren Wellenlängen-Bereich, sondern sie senden – statt Licht – Radiowellen oder Röntgenstrahlen aus.
Als man den ersten Pulsar entdeckte, dachte man zunächst, dass es sich um Signale einer außerirdischen Zivilisation handeln müsste. Dann aber bemerkte man, dass die Puls-Signale natürlichen Ursprungs sind.
Schwarze Löcher: „kosmische Staubsauger“
Wenn ein Stern viel mehr Masse als unsere Sonne oder auch als ein Neutronenstern hat, geschieht am Ende seiner Lebenszeit etwas ganz Erstaunliches: Er „mutiert“ zu einem Schwarzen Loch. Vereinfacht gesagt passiert dabei Folgendes: Solange ein Stern genug „Brennstoff“ hat, strahlt er. Stell dir das wie eine andauernde Explosion vor. Dabei wirkt der Druck nach außen. Wenn aber der ganze Brennstoff verbraucht ist, bricht der Stern unter seiner eigenen Masse zusammen: Er „kollabiert“. Dabei zieht er sich so stark zusammen, dass sehr viel Masse auf kleinstem Raum konzentriert wird. Die Folge ist eine enorm große Anziehungskraft: Ein Schwarzes Loch „verschlingt“ daher wie ein „kosmischer Staubsauger“ alles, was in seiner Nähe ist. Sogar das Licht kann aus einem Schwarzen Loch nicht mehr entkommen – daher der Name. Aber auch die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs reicht nicht unendlich weit. Je nach seiner Masse gibt es eine Grenze: Was innerhalb dieses sogenannten Ereignishorizonts ist, wird „verschlungen“ – wie das Wasser, das aus einer Badewanne in den Abfluss läuft. Aber sieh da mal genau hin: Über dem Badewannenabfluss dreht sich das Wasser und bildet einen Strudel. So ähnlich ist das auch mit der Materie um ein Schwarzes Loch herum: Sie umkreist es, bevor sie hineinstürzt. Und wenn es dort kosmische Gas- und Staubwolken gibt, werden diese kleinen Teilchen durch die schnell rotierende Materie und die Reibung erhitzt: als ob du deine Hände schnell aneinander reibst und dadurch erwärmst. Die kleinen Partikel erhalten also zusätzliche Energie und beginnen zu strahlen. Genau diese Strahlung ist es, die Schwarze Löcher verrät – auch wenn man sie selbst gar nicht sehen kann!
Geradezu unvorstellbar ist ein ganz besonderer Effekt, für den diese gigantische Massenkonzentration sorgt: Am Rande eines Schwarzen Lochs vergeht die Zeit immer langsamer – und bleibt dann sogar stehen! Das heißt: Nicht die Uhren würden dort kaputt gehen – obwohl das sicher auch der Fall wäre. Sondern die Zeit selbst würde aufhören zu vergehen!
Dazu muss man hinzufügen: Dass die Zeit um so langsamer vergeht, je näher man einer größeren Masse wie etwa der Erde kommt, weiß man, seit der Physiker Albert Einstein dies herausgefunden hat. Im Tal gehen Uhren langsamer als oben auf dem Berg – wenn auch nur um Bruchteile von Bruchteilen einer Sekunde. Auch wenn das alles also längst schon bewiesen wurde, klingt es geradezu unglaublich. Dass aber die Zeit sogar zum Stillstand kommt, ist wohl eine ganz und gar unvorstellbare Besonderheit von Schwarzen Löchern ...
Galaxien: viele Milliarden mal viele Milliarden Sterne
Die Sterne sind im Universum nicht gleichmäßig im Raum verteilt. Vielmehr treten sie in Gruppen und Haufen auf. Diese Ansammlungen von vielen Millionen und Milliarden von Sternen – jeder eine Sonne wie die unsere und oft sogar noch viel größer – nennt man Galaxien. Manche sehen wie große Kugelhaufen aus, andere wie Scheiben oder Spiralen. Unsere Sonne gehört zu einer Spiralgalaxie, die wir Milchstraße nennen. Die verschiedenen Galaxien – es gibt davon wohl viele Milliarden im Universum – bilden auch wieder Gruppen: die Galaxienhaufen.
Übrigens kommt es manchmal vor, dass zwei riesige Galaxien zusammenstoßen. Oder dass eine große Galaxie eine kleinere Galaxie „frisst“. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sprechen dann von Kannibalismus …
Quasare: rätselhafte Objekte am Rande des Universums
Sie gehören zu den rätselhaftesten Objekten im All: Quasare. Erst hielt man sie für Sterne, weil sie ziemlich hell sind. Dann entdeckte man, dass es sich um ganze Galaxien handeln musste – und zwar sehr weit entfernt am Rande des bekannten Universums. Wenn etwas so weit entfernt ist und noch so hell strahlt, muss es wirklich sehr hell sein: Quasare gehören daher zu den energiereichsten Objekten im gesamten Weltall.
Inzwischen vermutet man, dass sich im Inneren eines Quasars immer ein Schwarzes Loch verbergen muss, das ständig wächst und wächst und wächst – als ob es seine gesamte Umgebung mit Sternen und Planeten und allem anderen „auffressen“ würde. Die Materie, die das Schwarze Loch in einer Art „Warteschlange“ umgibt, bevor sie hinein gezogen wird, dreht sich wie in einem gigantischen Strudel und erzeugt so die starke Strahlung.