Astronomie einfach erklärt

Sterne und Weltraum: Darum geht es bei der Wissenschaft der Himmelskörper

Die Astronomie ist die Wissenschaft der Sterne und des Weltraums. Die Lehre der Himmelskörper befasst sich mit allerlei Disziplinen rund um Planeten und Sonnen.

Weltall – Bei der Astronomie handelt es sich um eine naturwissenschaftliche Disziplin, die sich mit dem Verständnis des Kosmos und seiner Objekte beschäftigt. Die Entwicklung der Lehre über die Sterne und den Weltraum begann dabei bereits in der Frühzeit mit ersten astronomischen Beobachtungen. Diese wurden jedoch ihrerzeit vor allem astrologisch oder religiös interpretiert.

Erst im Zeitalter der Aufklärung rückte der wissenschaftliche Gedanke vermehrt in den Vordergrund. Mit der Erfindung des Teleskops im 17. Jahrhundert erlebte die Astronomie einen wahren Aufschwung. Vor allem der italienische Gelehrte Galileo Galilei (78, †1642) sorgte bei seinen astronomischen Sichtungen mittels Fernrohrs für enorme Aufmerksamkeit in der damaligen Gelehrtenwelt.

Infolgedessen wurden weltweit Sternwarten zur Himmelsbeobachtung errichtet. Auch in Deutschland sind in den Städten Bamberg, Bonn, Göttingen, Hamburg, Heidelberg, München und Potsdam bis heute Sternwarten in Betrieb. Zudem befindet sich auf dem Observatorium Wendelstein das Alfred-Jensch-Teleskop mit 2-Meter-Durchmesser. Damit gilt es als das größte Fernrohr in Deutschland. Das dortige Observatorium wird vom Fachbereich Astronomie und Astrophysik der Ludwig-Maximilian-Universität in München betreut.

Astrologie und Astronomie: Die (Pseudo-)Wissenschaften der Sterne, Planeten und des Universums

Im Gegensatz zur Astronomie, die sich auf wissenschaftliche Fakten und Erkenntnisse beruft, handelt es sich bei der Astrologie vielmehr um die Deutung von astronomischen Zusammenhängen und deren angenommenem Einfluss auf das menschliche Leben. Der Blick in die Sterne und die religiös-spirituelle Verknüpfung von Himmelsbeobachtungen mit der inneren und äußeren Welt der Menschen spielte in der kulturellen und zivilisatorischen Geschichte immer eine besondere Rolle. Prägend für die Astrologie im heutigen Sinne war der spätantike Astronom und Mathematiker Theon von Alexandria (70, †405).

Weltraumteleskope sind oft an abgeschiedenen Orten aufgestellt, damit die Aufnahmen nicht vom Licht der Städte gestört werden.

Theon unterrichtete dabei in der griechisch-ägyptischen Stadt Alexandria. Zur damaligen Zeit gab es keine Trennung zwischen astronomischem und astrologischem Wissen. Die wirkliche Trennung von Astronomie als reiner Wissenschaft und Astrologie als Deutungstheorie fand erst im Laufe des 17. Jahrhunderts statt.

Astronomie stand fortan für die Erforschung des Weltalls auf mathematischen und physikalischen Grundlagen basierend, wohingegen die Astrologie in Gelehrtenkreisen zunehmend angezweifelt und infrage gestellt wurde. Die Astrologie in der heutigen Form ist pseudowissenschaftlicher Natur und hat reinen Unterhaltungswert, etwa in Horoskopen, astrologischen TV-Sendungen oder astrologischen Zeitschriften.

Sterne und Weltraum: Wofür ist Astronomie wichtig?

Häufig wird gefragt, wozu eine Wissenschaft überhaupt gebraucht wird, die sich mit fernen Galaxien, Planeten und weit entfernten Sternen befasst. Welchen Nutzen haben Erkenntnisse über den Weltraum für die Menschheit? Zudem zählt die Astronomie im Gegensatz zu anderen Wissenschaften zur sogenannten Grundlagenforschung.

Somit wird auf den ersten Blick kein finanziell messbarer Erfolg geboten, da die Astronomie erst einmal keine wirklichen Innovationen hervorbringt. Dennoch ist auch die astronomische Grundlagenforschung enorm von Bedeutung. Eines der besten Beispiele dafür ist der Physiker Max Planck (89, †1947).

Planck beschäftigte sich bereits im Jahre 1900 mit der Strahlung von sogenannten Schwarzen Löchern und wollte so ein Verständnis über die Energieabgabe von Sternen erlangen. Für die Lösung des Problems war es notwendig, Strahlung als solche komplett neu zu beschreiben. Hierzu entwickelte Max Planck die Quantenmechanik. Damals war diese neue Theorie reine Grundlagenforschung, heute allerdings basiert jeder Computer und Laser auf den Erkenntnissen der Quantenmechanik.

Astronomie und Gefahren aus dem Weltraum: Asteroiden, Sonnenstürme und explodierende Sterne

Darüber hinaus ist die Astronomie auch für die Beobachtung von potenziell gefährlichen Asteroiden relevant, die eines Tages unter Umständen in die Erdumlaufbahn eindringen. Sowohl die NASA als auch die ESA führen derzeit eine Liste mit Asteroiden, die der Erde gefährlich nahekommen könnten. Darüber hinaus beobachten Astronomen die Aktivitäten der Sonne und können bei auftretenden Sonnenstürmen für die rechtzeitige Abschaltung von Satelliten oder Stromnetzen sorgen.

Sonnenstürme sind eine erhebliche Gefahr für die modernen Kommunikationssysteme, da infolge eines solchen Sturms gewaltige elektromagnetische Wellen auftreten. Diese können GPS-Systeme, Funk und Stromnetze auf der Erde erheblich stören. Auf der Erde werden solche Ereignisse daher bereits seit über 60 Jahren mit Messinstrumenten erfasst. Auch explodierende Sterne können zur Gefahr werden.

Bekannt sind die Auswirkungen von Sonnenstürmen bereits seit dem 19. Jahrhundert. Die größten Auswirkungen eines solchen Sonnensturms wurden zuletzt im Jahre 1859 mit dem sogenannten „Carrington Ereignis“ wissenschaftlich dokumentiert. Damals ließ ein gewaltiger geomagnetischer Sturm Polarlichter aufleuchten, die in Rom, Havanna und auch auf der Insel Hawaii beobachtet wurden. Derzeit gehen wissenschaftliche Schätzungen davon aus, dass alle 100 bis 200 Jahre solche schweren Sonnenstürme auftreten. Die Erde wird dabei jedoch nicht immer direkt getroffen.

Wie wird man Astronom?

Um Astronom zu werden ist ein Hochschulstudium notwendig. Voraussetzung für ein solches Studium ist die allgemeine Hochschulreife. Um das Studium der Astronomie jedoch erfolgreich bestreiten zu können, sind Ausdauer, Disziplin und ein gutes naturwissenschaftliches Verständnis sehr von Vorteil. Astronomie wird in Deutschland nicht als eigenständiges Studienfach angeboten, sondern ist vielmehr als Studienschwerpunkt in physikalische Studiengänge integriert.

Ein solcher Studiengang beinhaltet zudem Wahlbereiche, die je nach Forschungseinrichtung unterschiedlich bezeichnet werden können. Hierzu zählen unter anderem die Teilbereiche Teilchenphysik, Astrophysik, Umweltphysik und Quantenphysik.

Ein solches Studium dauert je nach Universität zwischen 6 und 8 Semester und wird mit der Erlangung des wissenschaftlichen Grades „Bachelor of Science“ erfolgreich abgeschlossen. Nach Abschluss des Bachelorstudiums können die Kenntnisse in einem Masterstudium nochmals vertieft werden.

Fertigstudierte Astrophysiker haben die Möglichkeit, in Planetarien, Sternwarten oder an Universitäten tätig zu werden. Darüber hinaus werden Astronomen und Astrophysiker natürlich auch in der Luft- und Raumfahrt oder auch der Softwareentwicklung als hochspezialisierte Fachkräfte eingesetzt.

Astronomie für Anfänger

Astronomie wird nicht nur Profis aus der Wissenschaft betrieben, sondern ist auch ein beliebtes Hobby, das weniger technisch angegangen werden kann. Um das weite Feld der Astronomie als Hobby zu betreiben, bietet das Internet zahlreiche Foren, die beim Einstieg wertvolle Informationen über das Fachgebiet der Astronomie bieten. Auch zahlreiche Bücher, Zeitschriften und Blogs bieten für Einsteiger eine gute Grundlage. Darüber hinaus ist Astronomie ein aktives Hobby, das auch vor allem von der Sternenbeobachtung unter freien Himmel lebt. Hierfür ist in jedem Falle ein Teleskop empfehlenswert.

Wer es doch etwas professioneller angehen möchte, hier eine Übersicht über einige der astrophysikalischen Forschungsstandorte in Deutschland:

  • • Bielefeld, Fakultät für Physik
  • • Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie sowie Sternwarte Bochum
  • • Bonn, Fachgruppe Physik/Astronomie der Universität Bonn
  • • Braunschweig, Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik der Uni Braunschweig
  • • Erlangen, Arbeitsgruppe der Astro- und Astroteilchenphysik
  • • Frankfurt am Main, Fachbereich Physik (Astrophysik)
  • • Hannover, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)

Mittels eines Teleskops ist für Jedermann eine umfangreiche visuelle Himmelsbeobachtung einfach möglich. Bei perfekten Bedingungen ohne störende Lichtquellen können die Milchstraße, Planeten sowie der Mond mit einem Teleskop beobachtet werden. Um die Erlebnisse bildlich festhalten zu können, wird das Hobby der Astronomie auch häufig mit der Astrofotografie kombiniert.

Womit beschäftigen sich Astronomen heutzutage im Weltall?

Astronomen erforschen heute mit mathematisch-physikalischen Methoden die Positionen, Bewegungen und Eigenschaften von Himmelskörpern im Universum. Dazu gehören die Planeten des Sonnensystems, Sternhaufen sowie Galaxien und auch die Sonne selbst. Darüber hinaus befassen sich Astronomen mit kosmischer Strahlung und Schwarzen Löchern, von denen momentan gleich drei auf Kollisionskurs stehen. Für die Beobachtung der Himmelskörper und im Weltall auftretenden Phänomene werden auf der Erde Hightech-Teleskope genutzt. Eines der größten dieser Teleskope befindet sich auf dem über 3000 Meter hohen Mount Graham im US-Bundesstaat Arizona.

Die dortigen Beobachtungen wurden bis Ende 2018 in über 370 wissenschaftlich anerkannten Fachzeitschriften veröffentlicht. Das Binocular Telescope nahm unter anderem das erste Bild von Magnetfeldern auf der Oberfläche eines anderen Sterns auf und wurde auch zur ausführlichen Beobachtung des 200 Kilometer großen Lavasees Loki Patera auf dem Jupitermond genutzt.

Um den Sternen im Weltraum noch näherzukommen, werden auch fliegende Teleskope genutzt. Hierzu zählt das Teleskop SOFIA (englisch übersetzt: Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy). Dieses Teleskop ist an Bord einer umgebauten Boeing 747-SP installiert und wird von der NASA gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt betrieben.

Zuletzt war das Flugzeug SOFIA 2019 am Flughafen Stuttgart stationiert, um dort einen Forschungsflug über Europa durchzuführen. Im Jahr 2021 war das fliegende Teleskop SOFIA vom 19. Juli bis 12. September 2021 in Tahiti zu Gast. Von dort aus sollen die Ursachen des Klimawandels sowie Sternentstehungsprozesse weiter erforscht werden. * 24hamburg.de ist ein Angebot von IPPEN.MEDIA.

Rubriklistenbild: © José Francisco Salgado/dpa

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