Mit dem Fahrrad zu den Asteroiden (Abschnitt 8): Beim unsichtbaren Licht im Mostviertel

Was bisher geschah

Vor einer Woche habe ich beschlossen mit dem Fahrrad von Jena nach Wien zu fahren um dort die weltgrößte Meteoritenausstellung in Naturhistorischen Museum zu besuchen. Unterwegs will ich nach interessanten Informationen und Geschichten über Asteroiden suchen. Die habe ich jeden Tag in einem eigenen Artikel aufgeschrieben und in der Einleitung unter dem Titel „Was bisher geschah“ probiert, mir jedes mal einen neuen Text auszudenken, mit dem die Geschichten starten können. Allerdings lässt mich nach 8 Tagen auf dem Fahrrad mittlerweile die Fantasie ein wenig im Stich. Also mache ich es heute einfach mal ganz kurz. Asteroiden sind cool! Man kann gar nicht genug über sie erzählen. Und Geschichten gibt es überall zu finden. In Weida, in Plauen, in Weiden, in Regensburg, in Deggendorf, in Vilshofen und in Linz. Heute bin ich in Ybbs – und auch hier gibts Asteroiden!

Die heutige Reise

Bevor es heute weiterging habe ich mir in Linz nochmal schnell das Wohnhaus von Johannes Kepler angesehen (für ein Frühstück beim Leberkas-Pepi nebenan blieb mir leider keine Zeit mehr).

Und dann hab ich mich von Linz verabschiedet. Irgendwann muss ich mal mehr Zeit in dieser Stadt verbringen. Da scheint es sehr viel zu sehen zu geben und mir gefällt es immer gut wenn ich dort bin.

Am Donauradweg ist mir eine Schlange über den Weg gelaufen. Sonst sieht man ja höchstens mal eine Blindschleiche aber selten ne echte Schlange. Ich hab aber keine Ahnung was das für eine ist (Nachtrag: Es ist eine Äskulapnatter):

Heute gab es unterwegs jede Menge kleine Häfen – aber bis ich mir mit meinem Einkommen als Wissenschaftsautor auch mal ein eigenes Boot leisten kann, wird wohl noch ein wenig Zeit vergehen…

Wenn, dann reicht es eher für einen Platz auf einem Flusskreuzfahrtsschiff (obwohl die sicher auch nicht billig sind):

Und dann hab ich die Grenze von Oberösterreich zu Niederösterreich überschritten:

Und ein paar hundert Meter später war ich schon wieder zurück in Oberösterreich. Keine Ahnung warum, vielleicht hat sich Landeshauptmann Erwin Pröll da nur eine kleine Enklave erobert. Oder die Grenzen verlaufen irgendwie komisch…

Schließlich bin ich aber dann doch noch in meinem Geburtsbundesland angekommen:

Die Fahrt ging weiter durch schönen Auwald:

An der Stadt Grein vorbei:

Am Donaustrand hab ich noch ne kurze Pause gemacht:

Bevor ich dann in meinem heutigen Tagesziel, Ybbs an der Donau, angekommen bin:

Wo stecken die Asteroiden

Ybbs an der Donau ist eine nette kleine Gemeinde, aber auf den ersten Blick ist von Asteroiden wenig zu sehen. Aber als ich mir dann, angeregt durch die gestrige Geschichte über Asteroidennamen, ein paar Gedanken über die Herkunft des Namens „Ybbs“ gemacht habe, sind sie ganz schnell aufgetaucht. Der Namen kommt wahrscheinlich vom Fluss Ybbs, was aber auch nicht wirklich hilfreich ist, denn der muss seinen Namen ja auch irgendwo her bekommen haben. In einer Vorlesungsmitschrift der Uni Wien (pdf) findet sich ein Hinweis darauf, dass das von einem indogermanischen Wort für „eilig“ kommen könnte, was als Name für einen Fluss ja nicht unplausibel ist. Die englischsprachige Wikipedia hat aber noch eine interessantere (und vermutlich zweifelhaftere) Alternative anzubieten: Zur Zeit der Römer sollen ägyptische Sklaven in der Stadt einen Tempel für die Göttin Isis gebaut haben, aus der sich dann der Name „Ybbs“ entwickelt hat.

Ich habe leider in Ybbs selbst niemanden gefunden, der das bestätigen oder widerlegen kann (falls hier zufällig jemand mitliest, der Ahnung hat: Sagt Bescheid!). Aber „Isis“ ist nicht nur eine ägyptische Göttin, sondern natürlich auch der Name eines Asteroiden und zwar eines durchaus großen Objekts mit ungefähr 100 Kilometer Durchmesser. Entdeckt wurde Isis am 23. Mai 1856 vom englischen Astronom Norman Robert Pogson und der ist vielleicht nicht so berühmt wie manch einer seiner Kollegen. Er hat aber trotzdem maßgeblich zur astronomischen Forschung beigetragen.

Pogson war ab 1860 Astronom am indischen Madras-Observatorium und beobachtete dort jede Menge Sterne. Aus diesen Beobachtungen stellte er einen Katalog mit 11.015 Sternen zusammen. Der Katalog enthielt natürlich auch ihre Helligkeit und Pogson fiel ein interessanter Zusammenhang auf. Die Messung von Sternhelligkeiten gehört ja zur absoluten Grundlage der Astronomie. Für lange Zeit war die Helligkeit der Sterne neben ihrer Position am Himmel ja auch das einzige, das Astronomen überhaupt messen konnten. Schon im antiken Griechenland hat man Sterne anhand ihrer Helligkeit eingeteilt und Hipparch dachte sich ein System aus, das im wesentlichen auch noch Pogson verwendete: Die hellsten Sterne, die am Himmel mit freiem Auge sichtbar waren, wurden als Sterne der ersten Größenklasse bezeichnet. Die schwächsten gerade noch sichtbaren Sterne gehörten zur sechsten Größenklasse. Und dazwischen probierte man die Sterne durch Vergleiche mit anderen Sternen entsprechend zu klassifizieren.

Pogson bemerkte nun, dass Sterne der ersten Größenklasse ungefähr 100 Mal heller leuchteten als Sterne der sechsten Größenklasse und kam auf die vernünftige Idee, diesen Zusammenhang als Definition festzuschreiben. Ein Stern erster Größenklasse war nach Pogsons Definition also 100^1/5 mal heller als ein Stern zweiter Größenklasse, der wiederum 100^1/5 mal heller als ein Stern dritter Größenklasse war, und so weiter. Die Zahl 100^1/5=2.511886… erscheint ein wenig willkürlich für so eine Definition, hat aber damit zu tun, wie wir Menschen Helligkeiten wahrnehmen. Hipparchs ursprüngliche Klassifikation basierte ja auf der Helligkeit, die man mit freiem Auge wahrnehmen kann und unsere Wahrnehmung funktioniert nicht linear, sondern logarithmisch. Wenn eine Lichtquelle doppelt so viel Licht abstrahlt wie eine andere, dann erscheint sie uns deswegen nicht doppelt so hell: Bei einer Verdoppelung der Stärke des Reizes verdoppelt sich unsere Empfindung des Reizes nicht. Die offizielle Formel lautet:

Die Differenz in der scheinbaren Helligkeit zweier Sterne entspricht dem logarithmischen Verhältnis des Lichtflusses der beiden Sterne. Das System ist mehr als nur ein wenig seltsam: je heller der Stern, desto geringer seine Größenklasse. Aber man hat sich in der Astronomie eben daran gewöhnt und es beibehalten.

Helle Himmelskörper wie Venus oder Jupiter haben sogar eine negative Größenklasse. Bei der Venus kann sie bis zu -4,7 Größenklassen betragen. Bei Asteroiden wie Iris sind es aber typischerweise nur um die 10 Größenklassen oder noch weniger. Das ist mit freiem Auge nicht mehr zu sehen; da schaffen wir unter optimalen Bedingungen nur knapp 6 Größenklassen. Die Messung der exakten Helligkeit von Asteroiden ist aber von großer Bedeutung. Denn auch im Teleskop ist ein Asteroid nicht mehr als ein Lichtpunkt und die Helligkeit ist alles, was wir vorerst messen können.

Aber auch daraus lässt sich viel lernen: Ändert sich die Helligkeit zum Beispiel periodisch, dann liegt das an der Rotation des Asteroiden um seine Achse. Asteroiden sind oft sehr unregelmäßig geformt und nicht rund wie zum Beispiel die größeren Planeten. Ein länglicher Asteroid kann uns während seiner Rotation mal die lange und mal die schmale Seite zeigen und damit ändert sich auch die Fläche, mit der er Licht in unsere Richtung reflektieren kann. Aus den Lichtkurven von Asteroiden kann man also Rückschlüsse auf ihre Form ziehen.

Und dann ist da natürlich die Sache mit der Größe. Solange wir den Asteroid nicht aus der Nähe beobachten können, haben wir auch keine Möglichkeit, seine Größe direkt zu bestimmen, sondern müssen den Umweg über die Helligkeit gehen. Prinzipiell gilt: Je größer ein Asteroid ist, desto heller ist er auch. Aber die Menge an Licht die ein Asteroid reflektieren kann, hängt nicht nur von der Größe ab, sondern auch von dem Material aus dem er besteht. Das bestimmt die Rückstrahlfähigkeit, die sogenannte Albedo. Und die kennt man eben a priori nicht, so lange man den Asteroid nicht aus der Nähe gesehen hat. Vielleicht handelt es sich um einen dunklen Felsbrocken; vielleicht ist er mit Eis bedeckt – so lange wir das nicht wissen kann man aus der Helligkeit die Größe nur mit großen Fehlern bestimmen.

Das ist vor allem dann doof, wenn man wissen will, wie viele noch unentdeckte Asteroiden da draußen sind. Das ist natürlich generell recht schwer zu bestimmen. Wenn man genau wüsste, was man nicht entdeckt hat, dann wäre es ja kaum mehr „unentdeckt“. Aber aus dem was man schon gefunden hat kann man im Vergleich mit dem, was man bei konkreten Suchaktionen findet und unter Berücksichtigung diverser Modelle und Simulationen eine halbwegs brauchbare Statistik erstellen. Wenn man zum Beispiel weiß, dass man mit Instrument X eigentlich mindestens Y Asteroiden einer bestimmten Größe finden müsste, wenn es davon insgesamt Z Stück gibt, dann kann man aus dem Unterschied zwischen Y und der tatsächlich gefundenen Anzahl auf die Zahl der insgesamt vorhandenen Objekte schließen. Wenn man weiß, wie groß die Dinger sind, die man entdeckt hat – und das weiß man eben nicht genau.

Deswegen lohnt es sich, bei der Suche nach Asteroiden nicht nur nach dem sichtbaren Licht zu schauen. Es gibt ja auch noch Licht, das wir nicht sehen können, unsere Teleskope aber schon. Infrarotstrahlung zum Beispiel, die von Asteroiden ebenfalls reflektiert wird. Die Sonne wärmt den Asteroiden auf und der gibt die Wärme wieder ins All ab. Und hier hängt die Menge der ins All zurückgestrahlten Wärme viel direkter von der Größe ab, als es das sichtbare Licht tut. Aus der Infrarothelligkeit eines Asteroiden lässt sich die Größe als viel genauer bestimmen und deswegen setzt man bei den großen Durchmusterungen und Suchaktionen auch verstärkt auf Weltraumteleskope wie WISE, die Infrarotlicht sehen können. WISE hat zwischen 2010 und 2011 den ganzen Himmel vermessen und unsere Schätzung über die gesamte Anzahl an vorhandenen Asteroiden deutlich verbessert. Und wegen des großen Erfolgs wurde die eigentlich schon eingestellte Mission 2013 verlängert, damit WISE weiterhin auf Asteroidensuche gehen kann.

Wie geht es weiter

Ich gehe natürlich auch weiter auf die Suche nach Asteroiden. Morgen radle ich in die schöne Wachau und in die Richtung meiner alten Heimatstadt Krems an der Donau.