Unsere kosmische Nachbarschaft


Wenn die Erde eine Stadt wäre, dann wäre der Mond so etwas wie ein kleines Dorf in der Nähe. Und die anderen Planeten wären weiter entfernt gelegene andere Städte. Einige davon könnte man vielleicht noch am Horizont sehen, andere lägen außer Sichtweite hinter Hügeln oder Wäldern. Natürlich wären wir als Bewohner der „Stadt Erde“ neugierig: Wie sieht es in dem Dorf gleich um die Ecke aus? Und wir würden sicher auch mal in die anderen Städte fahren wollen, um sie nicht nur durchs Fernrohr, sondern auch aus der Nähe zu betrachten. Ihr merkt schon, worauf das alles hinausläuft: Ungefähr so wie in diesem kleinen Beispiel geht es auch bei der Erforschung des Sonnensystems zu. Es geht darum, unsere kosmische Nachbarschaft zu erkunden. Zu wissen, was hinter dem Horizont liegt. Kurz: Es geht um aufregende Entdeckungsreisen ins Unbekannte …

Manchmal ist es gut, wirklich am Anfang anzufangen. Spulen wir also die Zeit einmal zurück zum Beginn unseres Sonnensystems. Unsere kleine Zeitreise beginnt vor knapp 5 Milliarden Jahren: mit einer Wolke aus Staub und Gas. Es handelt sich um die Überreste einer gewaltigen Explosion: Ein Stern ist da regelrecht in Stücke geflogen und hat diese Materie-Wolke hinterlassen. Als er noch leuchtete, brannte in seinem Inneren ein enorm heißes Feuer. Wie in einem gigantischen Ofen wurde dabei die Materie geradezu „gebacken“. Dabei entstanden chemische Elemente – auch solche, die es vorher noch gar nicht gab. Das wird später eine entscheidende Rolle spielen – aber dazu kommen wir noch ...

Ein Sonnensystem entsteht


Zunächst schweben all diese Materie-Teilchen wie in einem großen Nebel durch den Raum. Allmählich ziehen sie sich dabei gegenseitig an. Sie üben zwar nur eine ganz geringe Anziehungskraft aus – aber das genügt: Innerhalb von vielen Millionen Jahren verdichtet sich der Nebel. Es bilden sich Klumpen, die wiederum immer mehr Staubkörner an sich binden und so nach und nach größer werden. Und je mehr sie wachsen, desto mehr wächst auch ihre Anziehungskraft – und die ganze Sache beschleunigt sich so immer weiter.

So kann man sich die Entstehung des Sonnensystems vorstellen: In einer Wolke aus Staub und Gas bilden sich die Sonne und die Planeten. Bild: NASA, JPL, Caltech
So kann man sich die Entstehung des Sonnensystems vorstellen: In einer Wolke aus Staub und Gas bilden sich die Sonne und die Planeten. Bild: NASA, JPL, Caltech

Im Zentrum dieser „XXL-Wolke“ ballt sich die Materie zu einer gigantischen Kugel zusammen, die sich unter dem hohen Druck ihrer eigenen Masse aufheizt und schließlich zu glühen beginnt: Ein neuer Stern entsteht. Die Sonne. In großem Abstand zu ihr formen sich die Planeten und dann auch Monde und andere kleinere Himmelskörper: Kometen und Asteroiden, Trümmerteile, die durchs All schießen, teils die junge Sonne umrunden, teils auf sie und die Planeten und Monde stürzen. Ein wahres Bombardement. Die Spuren davon seht ihr übrigens heute noch, wenn ihr nachts den Mond betrachtet: Unzählige Krater überziehen seine Oberfläche. Es sind die Narben dieser Einschläge. Der Mond ist daher so etwas wie das Geschichtsbuch unseres Sonnensystems. Ein „kosmisches Archiv“.

Der dritte Planet


Der dritte Planet – von der Sonne aus gesehen – braucht noch ein oder zwei Milliarden Jahre, bis er abgekühlt ist und sich in eine bewohnbare Welt verwandelt: die Erde. Erste Lebewesen bevölkern den Planeten: zunächst nur Einzeller, einfache Bakterien und später Pflanzen. Dann kriecht das Leben aus dem Wasser ans Land, vermehrt sich, entwickelt sich zu verschiedenen Arten. Viele sterben wieder aus, neue bilden sich.

Stellt man sich die Geschichte des ganzen Universums – das mit knapp 14 Milliarden Jahren noch viel älter als unser Sonnensystem ist – wie im Zeitraffer als ein einziges Jahr vor, dann betritt der Mensch erst am letzten Tag die Bühne: eben mal vier Stunden vor Mitternacht.

Kompakt & wissenswert
  • Pommes Frites aus dem Sternen-Ofen
    Im Universum kamen zunächst nur Wasserstoff und Helium vor. Erst im Inneren von Sternen entstanden daraus durch hohen Druck und hohe Temperaturen weitere chemische Elemente. Wenn dann ein Stern all seinen Brennstoff verbraucht hatte, explodierte er und setzte diese Moleküle in einer Wolke aus Staub und Gas frei. Nach Milliarden von Jahren formten sich daraus neue Sterne – mit demselben Schicksal. Erst nach mehreren dieser „Sternen-Generationen“ haben sich so die Bausteine des Lebens gebildet. Unser Körper und nahezu alles um uns herum war also früher einmal im Inneren eines Sterns. Selbst Pommes Frites mit Ketchup oder Majo …

Dass das alles geschehen konnte, dass sich also hier auf der Erde überhaupt Leben entwickelt hat, hängt mit vielem zusammen. Unter anderem mit Wasser, ohne dass es Leben, wie wir es kennen, nicht geben kann. Vor allem aber damit: Die Bausteine des Lebens – das sind jene Elemente, die der Vorgänger unserer Sonne bei seiner Explosion freigesetzt hatte. So unglaublich es klingt: Die Atome, aus denen unser Körper besteht, stammen aus dem Inneren einer Sonne.

Mars-Männchen und Venusianer(innen)


Wie und warum hat sich unser Planet so entwickelt? Was geschah auf den anderen Welten, die damals zugleich mit der Erde entstanden sind? Was können wir aus ihrer Entwicklung über unsere eigene Vergangenheit lernen? Ist auch auf anderen Himmelskörpern zumindest einfaches Leben möglich? Vielleicht sogar entstanden? Existiert es noch heute? Irgendwo unter der Oberfläche unseres geheimnisvollen Nachbar-Planeten Mars? Oder weiter draußen auf einem der Jupiter-Monde, wo es Ozeane aus flüssigem Wasser zu geben scheint?

Die ersten Fotos, die Sonden vom Mars zur Erde funkten, zeigten: Dort gibt es tiefe Täler und Gräben – aber keine künstlich angelegten Kanäle, wie man früher dachte. Bild: NASA, JPL, USGS
Die ersten Fotos, die Sonden vom Mars zur Erde funkten, zeigten: Dort gibt es tiefe Täler und Gräben – aber keine künstlich angelegten Kanäle, wie man früher dachte. Bild: NASA, JPL, USGS

Das sind nur einige der Fragen, mit denen sich die Planetenforschung beschäftigt. Sie bedient sich dabei ganz unterschiedlicher Methoden. Zunächst war das der Blick durchs Fernrohr: Sah man da nicht große Meere auf dem Mond? Diese dunklen Gebiete? Auf dem Mars glaubte man gar Kanäle zu erkennen. Und wer oder was verbarg sich unter der dicken Wolkendecke, die die Venus verhüllt? Heute wissen wir: Die „Mare“ auf dem Mond sind keine Meere – auch wenn man den lateinischen Namen beibehalten hat und diese dunklen Ebenen noch heute so nennt. Die Kanäle auf dem Mars – das sind natürliche Schluchten und Gräben wie der Grand Canyon auf der Erde – nur viel tiefer. Jedenfalls keine Bauwerke von Mars-Männchen. Und auch auf der Venus: Fehlanzeige. Keine Venusianer weit und breit – auch keine Venusianerinnen. Nur kochend heiße Landschaften unter einer giftigen Hochdruck-Atmosphäre.

Die Erkundung des Sonnensystems

Bei dieser künstlerischen Darstellung des Sonnensystems entsprechen die Größenverhältnisse der Himmelskörper ungefähr den wirklichen Proportionen. Nur die Abstände sind in der Realität natürlich viel größer: Millionen und Milliarden von Kilometern liegen zwischen den Planeten. Bild: NASA, JPL, Caltech, T. Pyle (SSC)
Bei dieser künstlerischen Darstellung des Sonnensystems entsprechen die Größenverhältnisse der Himmelskörper ungefähr den wirklichen Proportionen. Nur die Abstände sind in der Realität natürlich viel größer: Millionen und Milliarden von Kilometern liegen zwischen den Planeten. Bild: NASA, JPL, Caltech, T. Pyle (SSC)

Woher wir das wissen? Vor allem durch Sonden, die inzwischen zu diesen Planeten geflogen sind. Mit Kameras und anderen Instrumenten ausgestattet haben sie uns Bilder und Daten von unseren „kosmischen Nachbarn“ zur Erde gefunkt.

Beispiel Mars: Viele Raumsonden haben den Planeten mittlerweile aus der Nähe untersucht. Sogar kleine Fahrzeuge – sogenannte Rover – erkunden ihn. Sie sind mit Bohrern ausgerüstet, analysieren Sand und Steine und Felsen. Kameras, die den Mars an Bord von Sonden in großer Höhe umkreisen, liefern Fotos, die viele Einzelheiten zeigen: auch ausgetrocknete Flussläufe. Wasser – die Voraussetzung für Leben – muss es dort also einmal gegeben haben. Eis gibt es dort heute noch. Das hat man auch auf anderen Himmelskörpern gefunden. Etwa auf Europa – einem Mond des Riesen-Planeten Jupiter. Und man vermutet, dass sich unter der Eiskruste ein Ozean befinden könnte.

Nach und nach wurden so viele Planeten und ihre Monde erkundet. Auch die kleinen Asteroiden – Felsbrocken, die theoretisch auch eine Gefahr für die Erde darstellen können. Und auch zu Kometen, die wie „schmutzige Schneebälle“ beschaffen sind, hat man Sonden geschickt.

Unser Mond. An der von Kratern übersäten Oberfläche kann man regelrecht „ablesen“: Hier hat es früher viele Einschläge gegeben. Die dunklen Flächen hielt man zuerst für Meere. Es handelt sich jedoch um Tiefebenen, die mit erkalteter Lava gefüllt sind. Sie sind jünger und haben daher weniger Krater. Bild: NASA
Unser Mond. An der von Kratern übersäten Oberfläche kann man regelrecht „ablesen“: Hier hat es früher viele Einschläge gegeben. Die dunklen Flächen hielt man zuerst für Meere. Es handelt sich jedoch um Tiefebenen, die mit erkalteter Lava gefüllt sind. Sie sind jünger und haben daher weniger Krater. Bild: NASA

Doch nur auf einen anderen Himmelskörper hat der Mensch selbst seinen Fuß gesetzt: auf unseren Mond. Er ist „nur“ 400.000 Kilometer entfernt, während die anderen Welten Millionen und Milliarden Kilometer weit weg sind.

Wir haben uns also inzwischen das Dorf um die Ecke angeschaut. Von den anderen Städten in der Umgebung kennen wir aber nur Ansichtskarten mit Fotos und einigen anderen Informationen. Ob wir Menschen eines Tages selbst auch dorthin aufbrechen werden, steht noch in den Sternen. Die Pläne dazu werden jedenfalls heute schon entwickelt. Und vielleicht stimmt es ja, dass der erste Mensch, der eines Tages den Mars betreten wird, schon geboren wurde. Vielleicht geht er oder sie ja heute noch zur Schule – oder liest gerade diese Zeilen …