Der Geheimcode der Sterne

Die Spektroskopie zählt heute zu den Hauptanwendungsgebieten in der Astrophysik. Astronom:innen haben ja generell das Problem, ihre Studienobjekte nicht im Labor untersuchen zu können. Sie können dazu nur das Licht, das von den Sternen, Nebeln und Galaxien kommt, detektieren und aus dem gewonnenen Linienspektrum herauslesen, woraus die Sternatmosphäre besteht. Erst daraus gewonnene Modelle können Einblicke in das Innere der Objekte gewähren. Aus vielen dieser Objekte lassen sich dann etwa Entwicklungswege bestimmter Sterntypen ableiten lassen.

Dabei war die Entdeckung des Spektrums durch Josef von Fraunhofer (1787-1826) keineswegs von Anfang an anerkannt, geschweige denn, dass sie in der Astronomie angewendet wurden. Das hat damit zu tun, das sich die meisten Astronomen gedanklich noch in der »klassischen« Astronomie bewegten, die sich auf das Messen von Bewegungen, Helligkeiten, der Himmelsmechanik, der Entfernungsbestimmung einzelner Sterne in der Umgebung der Sonne und vor allem der Objekte des Sonnensystems konzentrierte. Zu Analysieren, woraus Sternhaufen, Sterne und Planeten sowie die geheimnisvollen Nebelflecke bestehen, war ihnen suspekt.  So hatte Fraunhofer zwar 1814 dunkle Linien im Sonnenspektrum entdeckt, doch gab es die Spektralanalyse durch Kirchhoff und Bunsen erst ab 1860 und war auch damals zunächst höchst umstritten. Fraunhofer war in erster Linie Optiker und Physiker, stellte optische Linsen her und untersuchte diese. Dabei fand er heraus, dass sich das Licht wellenförmig ausbreitet.  Fraunhofer studierte aus Autodidakt  - er hatte eine sechsjährige Lehre als Spiegelschleifer absolviert und betrieb zusammen mit Georg von Reichenbach (1772-1826) und Josef von Utzschneider (1763-1840) eine Glasmanufaktur in Benediktbeuren.   Hier entwickelte er eine Methode zur Verbesserung achromatischer Linsen und erfand im Jahr der Entdeckung der Linien im Sonnenspektrum das Spektroskop. Allerdings hatte William Hyde (1766-1828) die Linien schon 1802 bemerkt, aber diese nicht als solche erkannt.

Fraunhofer entwickelte nicht nur den nach ihm benannten Teleskoptyp, er machte sie auch zu einem Geschäftsmodell und so verkaufte er später z.B. ein Linsenfernrohr mit 24,4 cm Öffnung und 4,33 m Brennweite an die Sternwarte Dorpat (heute Tartu in Estland). Außerdem setzte er bis zu seinem überraschend frühen Tod 1826 (TBC) seine spektroskopischen Untersuchungen fort, wobei er in zunehmendem Maße auch Sternspektren aufzeichnete.

Fraunhofers  Forschungen wurden nach seinem Tode von anderen Protagonisten wie Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832) und Johann von Lamont (1805-1879) fortgeführt. Die Frage, welche Aussagen Spektren ermöglichen, beschäftigte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts Astronomen und Astrophysiker. Doch erste durch die Hereinnahme der Chemie konnte es zu einer richtigen Spektralanalyse kommen. Mit dem steigenden Bedarf der Forscher wurden in dieser Zeit immer mehr Sternwarten mit neuartigen Linsenteleskopen ausgestattet, darunter viele der von Fraunhofer konstruierten. Die Entwicklung von Optiken, optischen Elementen, Zusatzgeräten, Spektroskopen, die sich gegenseitig befruchteten, nahm einen rasanten Verlauf und förderten ihrerseits die Astrophysik. Es entstanden in dieser Zeit auch einige neue Forschungsstätten und die Erkenntnisse über die Astronomie nahmen in einem atemberaubenden Tempo zu, besonders nach Erfindung der Spektralanalyse. Dies wirkte über das 19. Jahrhundert hinaus und regte Einstein zu seiner Allgemeinen und der Speziellen Relativitätstheorie an, was wiederum zum Aufbau des Astrophysikalischen Instituts in Potsdam mit seinem berühmten Einsteinturm führte.

Jürgen Teichmann, Professor für Geschichte der Naturwissenschaften an der LMU in München, beleuchtet in diesem Buch diese spannende Zeit mit ihren Irrungen, Wirrungen und epochalen Erkenntnissen. Es ist auch ohne Vorkenntnisse problemlos zu lesen und absolut empfehlenswert!

Titel: Der Geheimcode der Sterne
Autor: Jürgen Teichmann
Verlag: Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co. KG, Stuttgart
ISBN: 978-3-440-16920-9
Jahr: 2021