Könnte ein vorbeiziehender Stern auf Kollisionskurs mit unserem Sonnensystem und schließlich mit der Erde sein?Es ist schwer zu sagen, ob ein solches Szenario wahrscheinlich ist. Kürzlich haben Forscher herausgefunden, dass die Milchstraße wahrscheinlich nicht in absehbarer Zeit mit ihrer Nachbargalaxie kollidieren wird. Unser blauer Planet wird ohnehin in einigen Milliarden Jahren von unserer Sonne verschluckt werden, nachdem diese sich zu einem roten Riesen entwickelt und aufgebläht ist.

In einer kürzlich in der Fachzeitschrift „Icarus“ veröffentlichten Studie kommen Forscher jedoch zu dem Schluss, dass Tausende von Computersimulationen darauf hindeuten, dass ein vorbeiziehender Feldstern – ein Stern, der in derselben Region des Himmels wie ein anderes untersuchtes Objekt erscheint – mehr Schaden anrichten könnte als bisher angenommen.

„Unsere Simulationen zeigen, dass isolierte Modelle des Sonnensystems das Ausmaß der zukünftigen langfristigen Bahnveränderungen unserer Riesenplaneten um mehr als eine Größenordnung unterschätzen können. Darüber hinaus sind unsere Planeten und Pluto deutlich weniger stabil als bisher angenommen“, schrieben die beiden Astronomen Nathan Kaib und Sean Raymond im Mai. Kaib ist vom Planetary Science Institute in Iowa und Raymond von der Universität Bordeaux in Frankreich.

Die Autoren der Studie sagen, dass vorbeifliegende Sterne der wahrscheinlichste Auslöser für Instabilität im Laufe der nächsten vier Milliarden Jahre sind.

Könnte eines Tages ein vorbeifliegender Stern die Erde treffen? Das ist schwer zu sagen, aber laut Forschern zeigen Simulationen, dass diese Möglichkeit besteht (NASA).

Die Gravitationskräfte könnten selbst völlig stabile Objekte destabilisieren, darunter auch Pluto, den ehemaligen neunten Planeten unseres Sonnensystems. Im Laufe von fünf Milliarden Jahren könnten Sterne Pluto von einem völlig stabilen Objekt in ein Objekt mit chaotischen Gravitationswechselwirkungen verwandeln, die ihn aus seiner Umlaufbahn bringen. Während die Wahrscheinlichkeit, dass solche Veränderungen in diesem Zeitraum bei Pluto eintreten, bei etwa fünf Prozent liegt, ist sie für Merkur exponentiell höher.

Das Risiko einer Instabilität für den ersten Planeten des Sonnensystems würde um etwa 50 bis 80 Prozent steigen.

„Wir schätzen außerdem die Wahrscheinlichkeit, dass Mars durch eine Kollision oder Ausstoßung verloren geht, auf etwa 0,3 Prozent und die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde in eine Planetenkollision verwickelt oder ausgestoßen wird, auf etwa 0,2 Prozent“, schrieben sie.

Kaib hatte zuvor Arbeiten veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass die Erdumlaufbahn vor drei Millionen Jahren durch einen vorbeifliegenden Stern verändert wurde.

„Wir haben uns die typischen, alltäglichen Vorbeiflüge angesehen“, sagte Raymond gegenüber New Scientist. „Das sind Sterne, die kosmisch gesehen wirklich ständig an der Sonne vorbeifliegen.“

Pluto, einst der neunte Planet unseres Sonnensystems, könnte von einem dieser Sterne getroffen werden. Ebenso wie Merkur und Mars (NASA/JHUAPL/SwRI)

Abgesehen von diesen Simulationen erklärte Kaib gegenüber Science News jedoch, dass „keines dieser Ereignisse wahrscheinlich ist“.

Allerdings weist das Magazin darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit der Erde mit 0,2 Prozent deutlich höher ist als in früheren Studien.

„Es ist ein wenig beängstigend, wie anfällig wir für planetarische Katastrophen sein können“, sagte Renu Malhotra, Planetenforscher an der University of Arizona, der nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber Science News.

Tausende Asteroiden und Millionen Galaxien leuchten in den ersten Bildern der größten Kamera, die je gebaut wurde

Dieses Bild zeigt einen kleinen Ausschnitt der Gesamtansicht des Virgo-Galaxienhaufens durch das NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory, darunter zwei Spiralgalaxien (unten rechts) und drei verschmelzende Galaxien (oben rechts). – NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory

Die ersten Testbilder einer bahnbrechenden Sternwarte, die nach der wegweisenden Astronomin Vera Rubin benannt wurde, haben das Licht von Millionen weit entfernter Sterne und Galaxien in einem noch nie dagewesenen Ausmaß eingefangen – und sollen Tausende bisher unbekannter Asteroiden enthüllen.

Während die National Science Foundation bisher nur einige Bilder und einen kurzen Videoclip der ersten Aufnahmen des Vera C. Rubin Observatoriums veröffentlicht hat, werden weitere Bilder und Videos, die mit der größten jemals gebauten Kamera aufgenommen wurden, voraussichtlich am Montag um 11:30 Uhr ET auf dem YouTube-Kanal der Behörde veröffentlicht. Die Einrichtung wird gemeinsam von der National Science Foundation und dem Office of Science des Energieministeriums finanziert.

Die neuen Bilder sind das Ergebnis von etwas mehr als 10 Stunden Testbeobachtungen und bieten einen kurzen Einblick in die jahrzehntelange Mission des Observatoriums, die Geheimnisse des Universums wie nie zuvor zu erforschen.

„Das NSF-DOE Rubin-Observatorium wird mehr Informationen über unser Universum sammeln als alle optischen Teleskope in der Geschichte zusammen“, sagte Brian Stone, Stabschef der National Science Foundation, der derzeit die Aufgaben des NSF-Direktors wahrnimmt (da diese Position derzeit unbesetzt ist).

Ein atemberaubender erster Blick

Zu den ersten Erfolgen des Observatoriums gehörte die Entdeckung von 2.104 Asteroiden, darunter sieben erdnahe Asteroiden, die noch nie zuvor in unserem Sonnensystem gesehen wurden. Laut Wissenschaftlern des Observatoriums stellt keiner der neu entdeckten erdnahen Asteroiden eine Gefahr für unseren Planeten dar. Bilder der Asteroiden sollen noch am Montag veröffentlicht werden.

Während bodengestützte und weltraumgestützte Teleskope jedes Jahr etwa 20.000 Asteroiden entdecken, wird das Rubin-Observatorium laut der National Science Foundation voraussichtlich innerhalb der ersten zwei Jahre Millionen von Weltraumgesteinen aufspüren. Das Teleskop gilt auch als das effektivste Mittel, um interstellare Kometen oder Asteroiden zu entdecken, die unser Sonnensystem durchqueren könnten.

Das Spiegel-Design, die empfindliche Kamera und die Geschwindigkeit des Teleskops sind einzigartig und ermöglichen es Rubin, winzige, lichtschwache Objekte wie Asteroiden zu entdecken. Das Observatorium wird außerdem jede Nacht Tausende von Bildern aufnehmen und Helligkeitsänderungen katalogisieren, um sonst verborgene Weltraumgesteine wie erdnahe Asteroiden zu entdecken, die auf Kollisionskurs mit unserem Planeten sein könnten, so die Stiftung.

Ein am Montag veröffentlichter erster Einblick umfasst ein Video aus über 1.100 Bildern, die von der Sternwarte aufgenommen wurden und mit einer detaillierten Ansicht von zwei Galaxien beginnt. Das Video zoomt dann heraus und zeigt etwa 10 Millionen Galaxien, die von der Weitwinkelkamera erfasst wurden – das sind etwa 0,05 % der 20 Milliarden Galaxien, die Rubin in den nächsten 10 Jahren beobachten wird.

Das Observatoriumsteam veröffentlichte außerdem ein Mosaik der Trifid- und Lagunennebel, sternbildenden Regionen, die Wolken ähneln und sich im Sternbild Schütze befinden. Das Mosaik, das aus 678 einzelnen Bildern besteht, die innerhalb von nur sieben Stunden aufgenommen wurden, zeigt schwache und bisher unsichtbare Details wie Gas- und Staubwolken in den Nebeln, die mehrere tausend Lichtjahre von der Erde entfernt sind.

Dieses zusammengesetzte Bild kombiniert 678 Einzelbilder, um schwache Details wie Gas- und Staubwolken im Trifidnebel (oben rechts) und im Lagunennebel zu zeigen. – NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory

Die ersten Bilder wurden ausgewählt, um das enorme Sichtfeld des Teleskops zu demonstrieren, das detaillierte Einblicke in interagierende Galaxien sowie weite Ausblicke auf Millionen von Galaxien ermöglicht, sagte Dr. Yusra AlSayyad, stellvertretende stellvertretende Direktorin des Datenmanagement-Subsystems des Rubin-Observatoriums.

„Es hat ein so weites Sichtfeld und eine so schnelle Bildfrequenz, dass man wirklich den Eindruck hat, einen Film vom Nachthimmel zu sehen“, sagte Dr. Sandrine Thomas, Teleskop-Projektwissenschaftlerin für das Rubin-Observatorium.

Mehr in Wissenschaft

Das Observatorium, das sich in den Anden auf dem Gipfel des Cerro Pachón in Chile befindet, ist nach etwa zwei Jahrzehnten Bauzeit fast fertiggestellt. Die Anlage soll am 4. Juli mit ihrem 8,4 Meter (27,5 Fuß) großen Simonyi-Survey-Teleskop die „erste Lichtnahme“ durchführen, also die ersten wissenschaftlichen Beobachtungen des Himmels der südlichen Hemisphäre. Die Lage des Teleskops in der südlichen Hemisphäre ermöglicht einen hervorragenden Blick auf das Zentrum der Milchstraße, sagte Edward Ajhar, Programmbeauftragter des Rubin-Observatoriums.

Die Region in Zentralchile beherbergt auch andere bodengestützte Observatorien und ist aufgrund der trockenen Luft und des dunklen Himmels für astronomische Beobachtungen besonders geeignet.

Das Hauptziel des Observatoriums ist die Legacy Survey of Space and Time, eine ultrabreite und ultrahochauflösende Filmaufnahme des Universums, die durch das Scannen des gesamten Himmels alle paar Nächte über einen Zeitraum von 10 Jahren erstellt wird, um eine Zeitraffer-Zusammenstellung von vorbeifliegenden Asteroiden und Kometen, explodierenden Sternen und fernen Galaxien in ihrer Veränderung festzuhalten. Die Vermessung soll vier bis sieben Monate nach der ersten Lichtquelle beginnen.

„(Rubin) wird es uns ermöglichen, Galaxien, Sterne in der Milchstraße, Objekte im Sonnensystem und alles auf eine völlig neue Art und Weise zu erforschen. Da wir so schnell und so oft Bilder vom Nachthimmel aufnehmen, werden buchstäblich jede Nacht Millionen von sich verändernden Objekten entdeckt werden“, sagte Dr. Aaron Roodman, Professor für Teilchenphysik und Astrophysik am SLAC National Accelerator Laboratory der Stanford University in Kalifornien.

Roodman war für die Montage und Erprobung der Kamera des Rubin-Observatoriums verantwortlich.

Das NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory auf einem Berggipfel in Chile wird die Art und Weise revolutionieren, wie Astronomen den Kosmos erforschen. – Aliro Pizarro Díaz/NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory

Kosmische Geheimnisse lüften

Dank seiner Fähigkeit, interessante Phänomene zu erkennen, wird Rubin auch als „Entdeckungsmaschine“ dienen können, die interessante Bereiche für andere Teleskope identifiziert, so Roodman. Das Observatorium könnte auch die Entdeckung bisher unbekannter Arten von Himmelsobjekten ermöglichen.

Die Namensgeberin des Teleskops, die als eine der einflussreichsten Astronomin gilt, lieferte einige der ersten Beweise für die Existenz von dunkler Materie. Zu Ehren von Rubin soll das Teleskop ihre Pionierarbeit fortsetzen.

„Mit dieser bemerkenswerten wissenschaftlichen Einrichtung werden wir viele kosmische Geheimnisse erforschen, darunter die dunkle Materie und die dunkle Energie, die das Universum durchdringen”, sagte Stone.

Dunkle Materie ist eine rätselhafte Substanz, die den Kosmos formt, während dunkle Energie laut NASA eine Kraft ist, die die Expansionsrate des Universums beschleunigt. Obwohl man davon ausgeht, dass sie den größten Teil des Kosmos ausmachen, sind beide nicht direkt zu beobachten, können aber aufgrund ihrer Gravitationswirkungen nachgewiesen werden.

„Rubin hat ein enormes Potenzial, uns dabei zu helfen, zu verstehen, was dunkle Energie wirklich ist und wie sich die Expansion des Universums auch hier beschleunigt“, sagte Roodman. „Die einzigartige Fähigkeit von Rubin, Milliarden von Galaxien zu sehen und sie über einen Zeitraum von 10 Jahren wiederholt abzubilden, wird es uns buchstäblich ermöglichen, das Universum auf eine neue Art und Weise zu sehen.“