Meine lieben, heute zu Halloween wird es ein wenig unheimlich. Wir begegnen einer Dame, deren Frisur jeden Friseur in die Flucht schlagen würde, einem jungen Helden mit einem ausgesprochen gefährlichen Auftrag und einem Stern, der am Himmel regelmäßig schwächer wird, als hätte er etwas zu verbergen.
Und inklusiv wird es außerdem.
Keine Sorge: Wir brauchen weder Knoblauch noch einen Holzpflock. Ein bisschen Fantasie, ein paar griechische Sagen und eine Prise Astronomie reichen völlig aus. Und wie so oft, wenn wir den Geheimnissen des Universums auf den Grund gehen, werden wir dabei auch Menschen begegnen, deren Geschichten uns daran erinnern, dass Begabung viele Gesichter hat und Wissenschaft keine Barrieren kennen sollte.
Die Dame, der man besser nicht in die Augen sah
In der griechischen Mythologie gab es drei Gorgonen. Sie waren furchterregende Wesen, und eine von ihnen war besonders berüchtigt: Medusa. Ihr Haar bestand aus lebenden Schlangen, und wer ihr direkt ins Gesicht blickte, erstarrte augenblicklich zu Stein.
Medusa war zudem die einzige sterbliche der drei Schwestern. Das sollte für den Helden Perseus noch eine wichtige Rolle spielen.
Perseus war der Sohn von Danaë und Zeus. Sein Großvater, König Akrisios, hatte einst von einem Orakel erfahren, dass er durch seinen eigenen Enkel sterben werde. Um das Schicksal zu verhindern, sperrte er Danaë ein. Doch gegen die Götter und ihre Absichten kam er nicht an. Perseus wurde geboren, und Mutter und Kind gelangten schließlich in einer Kiste über das Meer auf die Insel Seriphos. Dort wuchs der Junge heran.
Als Perseus erwachsen war, verlangte König Polydektes von ihm eine scheinbar unmögliche Heldentat: Er sollte den Kopf der Medusa beschaffen. Ob der König den jungen Mann einfach loswerden wollte oder ob er sich tatsächlich für unbesiegbar hielt, darüber lässt sich trefflich spekulieren.
Zum Glück stand Perseus nicht allein da. Die Göttin Athene gab ihm einen glänzenden Schild, und Hermes stattete ihn mit einem scharfen Schwert aus. Außerdem musste Perseus zunächst die Graien aufsuchen, drei alte Schwestern, die sich ein Auge und einen Zahn teilten. Man stelle sich das einmal im Alltag vor: „Entschuldigung, ich würde gern etwas sehen.“ – „Moment, meine Schwester hat gerade das Auge.“
Perseus gelang es, die Graien auszutricksen und den Weg zu den Gorgonen zu erfahren. Mit weiteren Hilfsmitteln, darunter geflügelten Sandalen, einem Helm, der unsichtbar machte, und einer Tasche für seine gefährliche Beute, zog er schließlich los.
Als er die Gorgonen fand, schliefen sie. Das war seine Gelegenheit. Aber wie sollte er Medusa enthaupten, ohne ihr ins Gesicht zu sehen? Ganz einfach. Er betrachtete ihr Spiegelbild im glänzenden Schild und führte den Schlag, ohne den verhängnisvollen direkten Blick zu riskieren.
Medusa war besiegt. Aus ihrem Körper beziehungsweise ihrem Blut gingen der Überlieferung nach weitere sagenhafte Gestalten hervor, darunter das geflügelte Pferd Pegasus. Perseus entkam mit dem Kopf der Gorgone. Als er später König Polydektes die schreckliche Beute zeigte, verwandelte dieser sich beim Anblick in Stein.
So viel zum Thema: Man sollte sich seine Gäste sorgfältig aussuchen.
Götter am Himmel
Die alten Griechen beließen es nicht dabei, solche Geschichten am Lagerfeuer zu erzählen. Sie versetzten ihre Helden und Fabelwesen an den Himmel. Dort finden wir bis heute die Sternbilder Perseus, Pegasus, Andromeda und Kassiopeia. Sie sind Teil eines gewaltigen himmlischen Erzählbuchs, in dem sich Abenteuer, Eitelkeit, Mut und göttliche Launen über Jahrtausende erhalten haben.
Perseus wird auf Himmelskarten häufig mit dem abgeschlagenen Kopf der Medusa dargestellt. Und genau dort, im Kopf der Gorgone, sitzt ein Stern mit einem Namen, der zu unserer Geschichte passt, Algol.
Der Name stammt aus dem Arabischen und wird häufig mit „Dämon“ oder „Dämonenkopf“ wiedergegeben. Im Deutschen heißt Algol deshalb auch Teufelsstern. Schon der Name klingt, als müsste man sich beim Blick durchs Teleskop vorsichtshalber bekreuzigen. Astronomisch ist das natürlich nicht nötig. Algol ist kein Dämon, sondern ein Sternsystem – und gerade deshalb mindestens ebenso interessant.
Denn Algol macht etwas Seltsames. Seine Helligkeit verändert sich regelmäßig. Über mehrere Stunden wird er merklich schwächer, ehe er wieder heller wird. Für Menschen, die den Himmel über lange Zeit beobachteten, muss das wie ein unheimliches Blinzeln gewirkt haben. Medusas Auge schien sich zu bewegen.
Heute wissen wir, was dahintersteckt. Algol besteht aus zwei unterschiedlich hellen Sternen, deren Umlauf sich besonders deutlich in der Helligkeit bemerkbar machen. Sie umkreisen einander. Wenn der lichtschwächere Stern vor dem helleren vorbeizieht, verdeckt er einen Teil des Lichts, das uns sonst erreichen würde. Das System erscheint dann für eine Weile dunkler. Anschließend zieht der Begleiter weiter, und Algol wird wieder heller.
Solche Sterne nennen Astronominnen und Astronomen Bedeckungsveränderliche. Der Stern selbst muss also nicht plötzlich weniger Licht produzieren. Manchmal genügt es, dass uns ein anderer Himmelskörper einen Teil des Lichts wegnimmt. Der Teufelsstern hat seinen Schrecken damit weitgehend verloren. Aber seine regelmäßigen Helligkeitswechsel erzählen uns etwas über die Bewegungen und Eigenschaften der Sterne.
Eine Methode, exoplaneten zu finden macht sich genau dieses zu Nutze. Bei der Transit-Methode misst man Veränderungen der Helligkeit eines Sternes, die dadurch entsteht, wenn ein Planet vor ihm vorüber zieht.
Der junge Mann, der dem Teufel widersprach
Dass Algol kein dämonisches Eigenleben führt, sondern sich nach den Gesetzen der Physik verhält, erkannte schon vor mehr als dreihundert Jahren ein junger Astronom, John Goodricke.
Goodricke wurde 1764 geboren und war gehörlos. Im Jahr 1782 begann er, Algols Helligkeitsänderungen systematisch zu untersuchen. Er beobachtete, verglich und rechnete. Dabei erkannte er, dass die Veränderungen in regelmäßigen Abständen wiederkehrten. Seine Erklärung war bemerkenswert. Algol könnte einen lichtschwächeren Begleiter besitzen, der ihn bei seinem Umlauf zeitweise verdeckt.
Damit kam Goodricke der heutigen Erklärung erstaunlich nahe. Die Vorstellung, dass ein Stern von einem Begleiter bedeckt wird, war damals keineswegs selbstverständlich. Die Sterne galten vielen Menschen als kleine, unveränderliche Lichtpunkte am Firmament. Goodricke zeigte, dass genaueres Beobachten aus einem vermeintlichen Himmelsrätsel eine wissenschaftlich untersuchbare Frage machen kann.
Er beschäftigte sich auch mit Delta Cephei, einem anderen veränderlichen Stern, und untersuchte dessen regelmäßige Helligkeitsänderungen. Diese Beobachtungen führten ihn in ein Gebiet, das später für die Vermessung des Universums entscheidend werden sollte
Goodrickes wissenschaftliche Laufbahn war allerdings erschreckend kurz. Er starb 1786, noch vor seinem 22. Geburtstag. Was hätte dieser junge Forscher wohl noch entdecken können, wenn ihm mehr Zeit geblieben wäre?
Seine Geschichte ist für mich auch deshalb bemerkenswert, weil sie zeigt, was wissenschaftliche Neugier vermag. Goodricke war gehörlos, aber seine Beobachtungen und Schlussfolgerungen sprachen eine Sprache, die in der Astronomie überall verstanden wird: die Sprache sorgfältiger Messungen und guter Erklärungen.
Ein Geheimnis, das in den Sternen steckt
Die Geschichte der veränderlichen Sterne endet aber nicht bei Algol. Ein anderer Typ solcher Sterne sollte sich als besonders nützlich erweisen. Und hier kommt Henrietta Swan Leavitt ins Spiel, eine amerikanische Astronomin, die ebenfalls mit einer erheblichen Hörbeeinträchtigung lebte.
Leavitt untersuchte am Harvard College Observatory Tausende Sterne auf fotografischen Platten. Frauen durften dort damals nicht selbst an Teleskopen arbeiten. Stattdessen wertete sie Aufnahmen aus und verglich die Helligkeiten der Sterne. Aus dieser geduldigen Arbeit entstand eine Entdeckung von gewaltiger Bedeutung.
Im Jahr 1912 beschrieb Leavitt einen Zusammenhang zwischen der Periode eines Cepheiden und seiner tatsächlichen Leuchtkraft: Je länger der Stern für einen Helligkeitszyklus benötigt, desto größer ist im Allgemeinen seine intrinsische Leuchtkraft. Das klingt zunächst wie eine astronomische Spezialität für besonders geduldige Menschen. Doch daraus wurde ein Werkzeug, mit dem sich Entfernungen im Weltall bestimmen lassen.
Wenn man weiß, wie hell ein Stern tatsächlich ist, und misst, wie hell er von der Erde aus erscheint, kann man auf seine Entfernung schließen. Cepheiden wurden dadurch zu wichtigen kosmischen Entfernungsmessern. Sie halfen später, die Entfernungen zu anderen Galaxien zu bestimmen und unser Bild vom Universum entscheidend zu erweitern.
Dabei ist es wichtig, Algol und die Cepheiden auseinanderzuhalten. Bei Algol verändert sich die beobachtete Helligkeit vor allem deshalb, weil Sterne einander verdecken. Cepheiden dagegen verändern ihre Helligkeit, weil sie tatsächlich pulsieren: Sie dehnen sich aus und ziehen sich wieder zusammen. Zwei Arten von Sternen, zwei verschiedene Mechanismen . und beide verraten uns etwas über das Universum.
Levitts Methode reicht bis zu einer Entfernungsbestimmung von 20 Millionen Lichtjahren. Bevor Levitt diese Beziehung bemerkte, benutzten Astronomen Parallaxe und Triangulation die bis zu einigen hundert Lichtjahren reichten. Unsere Galaxie, die Milchstraße, ist aber schon 105700 Lichtjahre groß.
Leavitts Leistung war also nicht einfach, dass sie viele Sterne katalogisierte. Sie fand in den Daten eine Beziehung, die anderen Astronominnen und Astronomen eine neue Möglichkeit eröffnete, den Kosmos zu vermessen. Wie so oft in der Wissenschaft entsteht aus genauer Beobachtung eine Idee, deren Tragweite man zunächst kaum abschätzen kann.
Und wenn die Sonne atmet?
Nach Medusas Schlangenhaar, dem blinkenden Teufelsstern und den kosmischen Entfernungsmessern wollen wir zum Schluss noch einmal zu dem Stern zurückkehren, den wir alle kennen und von dem wir leben, unsere Sonne.
Auch sie steht keineswegs völlig still. In ihrem Inneren breiten sich Schwingungen aus, und ihre Oberfläche bewegt sich dadurch ein klein wenig auf und ab. Diese Bewegungen gehen mit winzigen Veränderungen der Helligkeit einher. Astronominnen und Astronomen können solche Schwingungen messen und daraus Rückschlüsse auf das Innere der Sonne ziehen. Die Erforschung dieser Schwingungen nennt man Helioseismologie.
So schwingt unsere Sonne u. A. in einem Rhythmus von etwa fünf Minuten.
Man könnte also poetisch sagen: Unsere Sonne atmet.
Ihre Schwingungen entstehen durch die gewaltigen Vorgänge im heißen Inneren des Sterns.
Und so schließt sich unser kleiner Bogen von der schrecklichen Medusa zur vertrauten Sonne. Am Himmel begegnen uns Dämonensterne, geflügelte Pferde und versteinernde Blicke. Doch hinter den alten Geschichten entdecken wir eine Wirklichkeit, die mindestens ebenso erstaunlich ist.
Vielleicht ist das ja das Schönste an der Astronomie: Wir müssen uns vor dem Himmel nicht fürchten, um über ihn staunen zu können. Und wenn Ihr das nächste Mal in einer klaren Nacht zu den Sternen hinaufblickt, denkt ruhig daran: Da draußen blinkt nicht nur Algol. Da draußen schwingt und klingt auf ihre ganz eigene Weise sogar unsere Sonne.
Und vielleicht hatte Goethe mit seinem dichterischen Gespür ja einen ganz eigenen Zugang zu diesem himmlischen Konzert.
Mit seinen Zeilen aus Faust I, dem Prolog im Himmel, entlasse ich euch in euren grusligen Halloween.
Die Sonne tönt nach alter Weise
In Brudersphären Wettgesang,
Und ihre vorgeschriebne Reise
Vollendet sie mit Donnergang.
Ihr Anblick gibt den Engeln Stärke,
Wenn keiner sie ergründen mag;
Die unbegreiflich hohen Werke
Sind herrlich wie am ersten Tag.