AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie

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Eingepackt in eine dicke Atmosphäre aus Wasserstoff fristet K2-18b seit einigen Jahrmilliarden eine eigentlich unbescholtene Existenz als Exoplanet um einen roten Zwergstern. Er kreist irgendwo in Richtung des Sternbilds Löwe, rund 120 Lichtjahre von uns entfernt. Doch nachdem Forschende ihn 2015 entdeckt hatten, gerieten zumindest sie in Aufregung:  Denn K2-18b ist zwar größer als die Erde und gleichzeitig weniger dicht – er besitzt also vermutlich keine feste Oberfläche aus Gestein – aber er umkreist seinen Stern in der sogenannten habitablen Zone: der Region um einen Stern, in der es flüssiges Wasser geben könnte. Außerdem ist der Planet mit einer dicken Atmosphäre gesegnet, die sich indirekt mit unseren Weltraumteleskopen beobachten lässt. Somit ist K2-18b ein perfektes Ziel für Forscherinnen und Forscher, die mehr über die für uns so fremde Welt erfahren wollen.

In dieser Podcastfolge erzählt Franzi die Geschichte des Exoplaneten K2-18b: was wir derzeit wirklich über diesen Planeten wissen können und was nicht – und woher die Gerüchte kommen, dass auf diesem so unscheinbaren Exoplaneten gar eine Biosignatur entdeckt worden sein soll.

Dieser Beitrag ist eingereicht für den Wettbewerb Fast Forward Science 2025.

Episodenbild: Illustration: NASA, CSA, ESA, J. Olmsted (STScI), Science: N. Madhusudhan (Cambridge University)

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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. 

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

Episodenbild: Keith Williamson (flickr.com), CC BY 2.0 DEED; CC-BY 4.0 Joschua Knüpper

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Vor etwa 66 Millionen Jahren näherte sich ein zehn Kilometer großer Brocken aus dem All, durchquerte die Erdatmosphäre und schlug in einem Gebiet ein, das heute im östlichen Mexiko liegt. Das Ereignis markiert das berühmte Massensterben am Ende der Kreidezeit, bei dem 75 Prozent aller Arten und auch die meisten Dinosaurier verschwanden. Unter ihnen überlebten nur die Vorfahren der heutigen Vögel.

Die Debatte über die Ursachen von Massenaussterben war im 19. Jahrhundert von Unsicherheiten und christlichen Einflüssen geprägt. Erst 1980 erfolgte der wissenschaftliche Durchbruch, als weltweit eine dünne Schicht Iridium gefunden wurde – ein seltenes Metall, das vor allem auf manchen Asteroiden und Kometen vorkommt. Zehn Jahre später wurde auch der Krater gefunden, den der Brocken auf der Erde hinterlassen hat.

Karl erzählt in der neuen Folge nicht vom größten oder gefährlichsten, wohl aber vom berühmtesten Massensterben der Erdgeschichte. Neue Erkenntnisse vermitteln uns heute ein äußerst detailliertes Bild: vom Ausbruch gigantischer Lavamengen in der Kreidezeit bis zur genauen Jahreszeit des Einschlags.

Episodenbild: CC-BY 4.0 Joschua Knüpper

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Wir Menschen sind nichts Besonderes: Wir leben auf keinem besonderen Planeten, wir befinden uns in einer ganz und gar gewöhnlichen Galaxie. Ist dann wenigstens  unser Universum etwas ganz Besonderes, das es so  nur einmal gibt?

Normalerweise machen die harten Naturgesetze der Physik spannenden Ideen aus der Science Fiction eher einen Strich durch die Rechnung: Beamen? Geht nicht, gibt’s nicht. Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit? Kann man sich abschminken, ist rein physikalisch unmöglich. Und was ist mit dem bösen Doppelgänger, der im Paralleluniversum nebenan nur darauf lauert, die Herrschaft übers Multiversum an sich zu reißen?

In dieser Folge des AstroGeo-Podcast erzählt Franzi die Geschichte der Parallelwelten, Paralleluniversum, den Vielen Welten und dem Multiversum: Tatsächlich kennt die Physik nicht nur eine Art von Parallelwelt – sondern gleich mehrere! Leben wir tatsächlich in einem vor lauter Universen nur so blubbernden Multiversum? Gibt’s irgendwo da draußen vielleicht wirklich einen bösen – oder, noch viel schlimmer: einen guten! – Doppelgänger von uns allen? Vielleicht besteht das Paralleluniversum nebenan aus einem gigantischen Schwarzen Loch und sonst nichts? Und gibt es sie überhaupt?

Episodenbild: Keith Williamson (flickr.com), CC BY 2.0 DEED

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Im AstroGeo-Podcast erzählen Karl Urban und Franzi Konitzer in jeder Folge eine Geschichte, die ihnen die Steine des kosmischen Vorgartens eingeflüstert oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Und eure Fragen, Kommentare, Anmerkungen, Wünsche, Feedback zu diesen Geschichten? Das findet ein Zuhause im AstroGeoPlänkel: eine Extrafolge von AstroGeo, die nach jeweils zwei Geschichten erscheint.

Dieses Mal mit Feedback zu den Folgen 75 – Schwarzes Loch im Zentrum, 82 – das hellste Licht und zu Folge 83 – das Dolomitproblem.

Episodenbild: Gary A. Glatzmaier / UCSC; CERN

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Dolomit ist ein weit verbreitetes Gestein. Es gehört wie der Kalkstein zur Gruppe der Karbonate – ein Drittel aller Karbonate bestehen aus Dolomit. Doch obwohl das Gestein derart präsent ist und sogar einem Teil der Alpen seinen Namen verleiht, war bisher unklar, wie es überhaupt entstehen kann: Wie kriegt die Natur das hin? Dieses Dolomitproblem ist nicht gerade klein: Trotz zahlreicher Versuche im Labor konnte über Jahrzehnte kein schlüssiges Verfahren gefunden werden, um Dolomit bei gewöhnlichen Temperaturen der Erdoberfläche herzustellen. Ein Forscher der University of Texas führte sogar ein 32-jähriges Experiment durch, bei dem trotz aller Bemühungen kein Dolomit entstand.

Karl erzählt in dieser Folge von einem der größten Rätsel der Geowissenschaften. Denn Dolomit ist nicht nur weit verbreitet, sondern auch wichtig: Es ist bei Bergsteigern beliebt, speichert große Mengen Grundwasser und Erdöl und hat auch industrielle Bedeutung. Eine neue Forschungsarbeit bringt jetzt endlich Licht ins Dunkel des Dolomitproblems.

Episodenbild: CC-BY-SA 2.0 Christian Schirner

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Eigentlich wollten die USA nur überprüfen, ob sich auch alle Beteiligten an den Partiellen Teststopp-Vertrag halten, der bestimmte Atomwaffentests und andere Kernexplosionen verbot: Dafür wurden in den 1960er-Jahren die Vela-Satelliten in hohe Erdumlaufbahnen geschickt. Doch zunächst fanden diese Satelliten keine Anzeichen auf geheime Kernwaffen-Tests, sondern auf mysteriöse helle Lichter aus dem All: Diese Gammablitze leuchteten im hochenergetischen Gammastrahlenbereich sekundenlang auf, bevor sie wieder verblassten. Sie schienen von überall her aus dem All zu kommen – was steckte dahinter?

Heute wissen wir: Gammablitze kommen von sehr weit weg, zum Glück, möchte man sagen: Denn würde ein Gammablitz von nebenan auf die Erdatmosphäre treffen, hätte das drastische Auswirkungen auf die Erde und auf das Leben auf ihrer Oberfläche. Ein solcher Gammablitz könnte ein Massenaussterben auslösen – und vielleicht ist das in der Vergangenheit schon einmal passiert.

In dieser Folge des AstroGeo-Podcasts erzählt Franzi die Geschichte der Gammablitze und was wir über sie bereits wissen. Und sie erzählt vom 9. Oktober 2022, als der bislang hellste jemals gemessene Gammablitz namens GRB 221009A auf die Erdatmosphäre traf, Spitzname: BOAT – brightest of all time.

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Im AstroGeo-Podcast erzählen Karl Urban und Franzi Konitzer in jeder Folge eine Geschichte, die ihnen die Steine des kosmischen Vorgartens eingeflüstert oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Und eure Fragen, Kommentare, Anmerkungen, Wünsche, Feedback zu diesen Geschichten? Das findet ein Zuhause im AstroGeoPlänkel: eine Extrafolge von AstroGeo, die immer nach zwei Geschichten erscheint.

Dieses Mal mit Feedback zu den Folgen 79 – Fehlende Neutrinos: Als die Sonne kaputt war und 80 – Rätselhaftes Erdmagnetfeld: vom Kompass zum Supercomputer, sowie einer Antwort auf eine etwas knifflige Frage zu Schwarzen Löchern: Warum genau kann denen zwar kein Licht entwischen, die Gravitation aber schon?

Episodenbild: NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester); CC-BY-SA 2.0 Christian Schirner

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Es schützt uns vor gefährlichen Ausbrüchen der Sonne und zaubert Polarlichter an den Himmel: Heute wissen wir, dass wir dem Magnetfeld der Erde eine Menge verdanken. Tatsächlich aber dauerte es 2500 Jahre, um zu verstehen, wie es entsteht.

Karl erzählt in dieser Folge des Podcasts, wie das Erdmagnetfeld über die Jahrhunderte immer genauer untersucht wurde, ohne dass Forscherinnen und Forscher ihm wirklich auf die Schliche kommen konnten. Beginnend vom ersten Kompass im alten China, über erste Versuche mit runden Magneten bis zur Entdeckung des Elektromagnetismus im 19. Jahrhundert: Der Geodynamo tief im Erdinnern weigerte sich, seine wahre Natur zu zeigen.

Am Ende brauchte es tief gehende Erkenntnisse aus der Geologie und Supercomputer, um dem Erdmagnetfeld mit seinen verwirrenden Schwankungen und Umpolungen auf die Schliche zu kommen.

Episodenbild: Gary A. Glatzmaier / UCSC

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Warum scheint unsere Sonne? Antwort: Kernfusion! Tief in ihrem Innern verschmelzen also unter anderem Atomkerne des Wasserstoffs- zu Helium. Doch Forschende wollten sich in den 1960er Jahren nicht nur mit schönen Erklärungen begnügen, sondern eine so schlüssige Erklärung auch experimentell überprüfen: zum Beispiel mit einem unterirdischen Tank in der Homestake-Mine in South Dakota, der, gefüllt mit chemischem Reinigungsmittel, darauf wartete, dass ab und zu ein Neutrino von der Sonne vorbeikäme.

Denn unsere Sonne erzeugt bei der Kernfusion auch Neutrinos – und diese wollten Forscherinnen und Forscher finden und zählen. Das gelang ihnen auch. Doch leider kamen in den irdischen Neutrinodetektoren nur rund ein Drittel der erwarteten Neutrinos an. War gar die Sonne kaputt? Hatte man doch nicht verstanden, warum die Sonne scheint? Oder war das Problem ganz woanders zu verorten – vielleicht waren die Neutrinos selbst schuld?

Franzi erzählt Karl in dieser Ausgabe des AstroGeo Podcasts vom Rätsel der fehlenden Sonnen-Neutrinos – und zur Beruhigung: Nein, unsere Sonne war wohl doch nicht kaputt.

Episodenbild: CERN