AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie

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Der Anfang vom Anfang war gemacht: Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatten Wissenschaftler herausgefunden, dass unser Universum nicht ewig und unveränderlich in all seiner Pracht existiert, sondern dass es in ferner Vergangenheit zunächst entstanden ist. Dieses Ereignis bezeichnen wir heute als Urknall – aber was ist dann passiert?

In dieser Folge erzählt Franzi die Geschichte eines Physikers namens Ralph Alpher, der herausgefunden hat, wie das Weltall und alles in ihm entstanden ist: wie die Materie in unser Universum kam, allen voran die beiden häufigsten chemischen Elemente Wasserstoff und Helium. Diese Urknall-Nukleosynthese ist bis heute eine der stärksten Hinweise darauf, dass das Universum in einem unvorstellbar heißen und dichten Zustand angefangen hat – und sie verrät uns außerdem, wie lange dieser Anfang vom Allem gedauert hat.

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In dieser Episode geht es wieder um euer Feedback zu den Geschichten: Das AstroGeoPlänkel ist eine regelmäßige Sonderfolge, in der es um eure Fragen, Kommentare, Anmerkungen und Wünsche geht.

Dieses Mal sprechen wir ausgiebig über den Sound des Urknalls, der auch etwas mit Rockmusik und der Band Motörhead zu tun hat – und der Frage, ob es Bands gibt, die sogar lauter als der Urknall sind. Außerdem geht es um die Entstehung des Lebens, besonders den ersten gemeinsamen Vorfahren allen Lebens auf der Erde,  LUCA. Denn vielleicht könnte der viel früher gelebt haben, als noch vor ein paar Jahren angenommen. Zuletzt kehren wir auch zur Debatte über den ersten interstellaren Besucher Oumuamua zurück – was waren eure Reaktionen zur Alien-Kontroverse um diesen mysteriösen Brocken aus dem All?

Episodenbild: Galaxie: ESA/Robert Gendler; Tiefseevulkan: CC-BY Ifremer; Komet: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

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Am 25. Oktober 2017 finden Forschende in den Daten von vier Teleskopen auf Hawaii ein merkwürdiges Objekt: Es ist ein Lichtpunkt, dessen Umlaufbahn um die Sonne irgendwie seltsam ist. Schnell ist klar: Man hatte den ersten interstellaren Besucher entdeckt. Ein Komet, so vermuten die Astronomen, der aus einem anderen Sternensystem stammt.

Karl erzählt in dieser Folge die Geschichte des Objekts 1I/Oumuamua. Obwohl er nach wenigen Wochen bereits aus dem Sichtfeld der meisten Teleskope verschwunden war, konnten einige Daten über ihn gesammelt werden. Diese Daten scheinen aber bis heute nicht gut zusammenzupassen: Zwar beschleunigte Oumuamua nach seinem Vorbeiflug an der Sonne wie ein Komet, der einen Schweif bildet. Aber Teleskope fanden keinen Hinweis auf empor geschleuderten Staub oder austretendes Gas. Auch seine eigenartige Form gibt Rätsel auf, denn die ähnelt entweder einem flachen Pfannkuchen oder einer Zigarre.

Die Studienlage ist vielfältig und die Zahl der Hypothesen über den Ursprung und die Entstehung von Oumuamua ist groß. Bekannt wurde der erste interstellare Besucher allerdings durch eine Hypothese des Harvard-Physikers Avi Loeb: Er hält es bis heute für möglich, dass Oumuamua von Außerirdischen gebaut worden ist. Doch seine Herangehensweise, mit der wir uns am Ende dieser Geschichte beschäftigen, schadet der Wissenschaft vielleicht mehr, als dass sie nutzt.

Oumuamua hat möglicherweise die Form einer langgestreckten Zigarre, wie hier künstlerisch dargestellt. Als wahrscheinlicher gilt mittlerweile die eines oblaten Spheroids, also eines flachen Eierpfannkuchens. Anders als im Bild dargestellt, konnten weder Staub noch Gas eines Kometenschweifs nachgewiesen werden. Doch es könnte nicht nachweisbare Gase wie Wasser, Stickstoff oder Wasserstoff gegeben haben oder groben Staub, der ebenfalls für die genutzten Teleskope unsichtbar gewesen wäre. Deshalb haben wir uns für dieses Episodenbild entschieden.

Bildquelle: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

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Es ist keine ganz einfache Frage, wohl aber eine der größten in den Naturwissenschaften: Woher stammt das Leben auf der Erde? Um uns einer Antwort zu nähern, müssen wir in flachen Tümpeln dümpeln und in die Tiefsee tauchen. Viele große Forscherïnnen haben dazu etwas beigetragen, darunter Charles Darwin, Stanley Miller oder Deborah Kelly.

Franzi und Karl nehmen in dieser Folge die Chemikerin Martina Preiner an Bord: Sie war Wissenschaftsjournalistin und Podcast-Host und wurde quasi während eines Interviews mit einem Forscher, das sie führte, zurück in die Wissenschaft geholt. Sie forschte dann in Düsseldorf sowie Utrecht und machte eine Forschungsreise zu vulkanischen Tiefseequellen. Seit 2023 entwickelt sie eigene Experimente, die den möglichen Stoffwechsel der ersten Arten nachstellen, gemeinsam mit ihren Kollegïnnen am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg.

Martina taucht mit uns tief ein in die Forschungsgeschichte zu jener großen Frage, woher das Leben stammt: Von der Spontanzeugung im 19. Jahrhundert und die Idee der flachen Tümpel über das berühmte Miller-Urey-Experiment im 20. Jahrhundert geht es bis zu Martinas eigenem Forschungsgebiet: Wie die ersten wichtigen Stoffwechsel-Prozesse des Lebens vielleicht ohne komplexe Biomoleküle stattfanden.

Episodenbild: CC-BY Ifremer

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Unser schönes Universum, so majestätisch, so… ewig und unveränderlich? Als Albert Einstein zu Beginn des 20. Jahrhunderts seine Allgemeine Relativitätstheorie auf das gesamte Universum anwendete, gefiel ihm das Ergebnis ganz und gar nicht: Denn seine Theorie sagte ihm, dass das Universum entweder expandiert oder kollabiert, kurzum, dass es dynamisch sei. Das passte Einstein ganz und gar nicht – denn er lebte zu einer Zeit, als das Universum nur aus einer einzigen Galaxie, nämlich unserer Milchstraße, bestand und dazu noch statisch war. Das heißt: Das Universum verändert sich nicht. Es wird weder größer noch kleiner, es hat es schon immer gegeben und es wird es immer geben.

Wie ist unser Universum entstanden? Albert Einsteins Antwort darauf lautete zunächst: gar nicht.

In dieser Folge von AstroGeo erzählt Franzi die Geschichte vom Anfang des Anfangs: Ein belgischer Priester und Physiker namens Georges Lemaître fand als Erster heraus, dass sich das Universum ausdehnt – und ist von dieser Expansion des Universums zu seinem Anfang gelangt, den wir heute Urknall nennen.

Episodenbild: ESA/Robert Gendler

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Dieses Mal sprechen wir nochmal über die überwiegend männliche Sehschwäche beim Menschen, wie verschiedene Sterne sterben können und darüber, warum Karl die spannendsten Studien zu Io erst dann findet, wenn die Folge längst aufgenommen ist. Zuletzt geht es um unsere Sprache im Podcast und was wir daran ändern können und wollen.

Episodenbild: NASA/JPL/DLR; ESO/L. Calçada/M.Kornmesser

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Am 9. März 1979 blickte die Astronomin Linda Morabito-Kelly auf eine Aufnahme der Raumsonde Voyager 1 und traute ihren Augen nicht. Erst vier Tage zuvor war die NASA-Mission auf ihrer großen Tour durchs Planetensystem am Jupiter und seinen Monden vorbeigeflogen und hatte dabei nicht nur den Gasriesen, sondern auch seine Monde fotografiert. Als Voyager ein paar letzte Bilder aus der Ferne machte, erschien nun über dem Mond Io eine gewaltige schirmförmige Wolke.

Der Vulkanausbruch auf Io gilt bis heute als eine der überraschendsten Entdeckungen der Raumfahrtgeschichte. Sie hat gezeigt, dass der jupiternächste Mond keine lange erkaltete und verkraterte Welt ist, wie etwa der Mond der Erde. Io ist stattdessen eine Vulkan-Wunderwelt: Auf seiner Oberfläche brodeln über 250 Vulkane. Es gibt mehrere Lavaseen, von denen der größe 180 Kilometer misst. Und Aschewolken können schon mal ein Drittel seines Durchmesser überspannen.

Karl erzählt in dieser Podcastfolge, was seit 1979 über Io in Erfahrung gebracht wurde – und warum das für Planetenforscherinnen und -forscher heute immer interessanter wird: Denn die vulkanische Aktivität auf Io kann auch etwas über ferne Exoplaneten verraten und genauso über die frühe und vulkanisch aktive Geschichte der Erde und anderer unserer planetaren Nachbarn.

Episodenbild: NASA/JPL/DLR

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Im Februar 1946 verpasst der Amateurastronom Leslie Peltier die Gelegenheit seines Lebens: Im Sternbild Nördliche Krone ereignet sich ein regelmäßiges, aber seltenes astronomisches Ereignis, auf das er bereits Jahrzehnte gewartet hatte: Es erscheint für wenige Stunden ein neuer Stern – ein Lichtpunkt, der mit bloßem Auge sichtbar ist und der vorher nicht da zu sein schien.

Franzi erzählt in dieser Folge vom Phänomen solcher Stellae Novae, kurz Novae. Anders als der Name vermuten lässt, handelt es sich aber gar nicht um neue Sterne, sondern lediglich um das kurzzeitige Aufleuchten eines alten Weißen Zwergs in einer gewaltigen Wasserstoffexplosion. Obwohl Astronominnen und Astronomen den Prozess heute grob verstanden haben, sind noch viele Fragen um die Nova offen. Da passt es ganz gut, dass derzeit der fragliche Stern im Sternbild Nördliche Krone kurz vor dem nächsten Ausbruch steht.

Episodenbild: ESO/L. Calçada/M.Kornmesser

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Im AstroGeo-Podcast erzählen Karl Urban und Franzi Konitzer abwechselnd eine Geschichte, die ihnen die Steine des kosmischen Vorgartens eingeflüstert oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. 

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Episodenbild: Illustration: NASA, CSA, ESA, J. Olmsted (STScI), Science: N. Madhusudhan (Cambridge University); CC-BY 4.0 Agustín G. Martinelli, Marina Bento Soares, Cibele Schwanke

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Im Jahr 1824 beschreibt der britische Geologe William Buckland den ersten Knochen eines Dinosaurier und begründet damit die wissenschaftliche Arbeit und den öffentlichen Hype um die riesigen Echsen. Viel weniger Beachtung findet, dass Buckland noch ein zweites und viel kleineres Fossil erwähnt: Es ist der Kieferknochen eines Säugetieres aus der Jurazeit vor über 145 Millionen Jahren.

Seit dieser ersten Beschreibung hat die Erforschung unserer lange ausgestorbenen Vorfahren große Fortschritte gemacht. Und doch stehlen Dinosaurier ihnen öffentlich nicht nur weiter die Show, es halten sich auch einige Mythen über die Evolution der Säugetiere.

Von einer äußerst unscheinbaren Entwicklung in der Karbonzeit vor 300 Millionen Jahren, über die überraschend großen Synapsiden im Perm bis zur Entwicklung der Merkmale, die heutige Säugetiere ausmachen: Karl räumt in dieser Folge von AstroGeo mit den Mythen über frühe Säugetier-Vorfahren auf und wagt dabei einen Ritt durch die Erdgeschichte.

Episodenbild: CC-BY 4.0 Agustín G. Martinelli, Marina Bento Soares, Cibele Schwanke