Kosmische Feuer - Killer aus dem All: Asteroiden - Kometen - Gammablitze

Lange Zeit galten Einschläge von Körpern aus dem All auf die Erde als unwesentliche Randerscheinung. Erst die Raumfahrt öffnete diesbezüglich die Augen, welchen immensen Einfluß solche Ereignisse auf die Entwicklung unseres Planeten haben. Kometen, Asteroiden und Meteoriten sind dabei die häufigsten Verursacher von Katastrophen, die ihren Anfang in den tiefen Regionen des Sonnensystems nahmen. Es gibt darüber hinaus aber Gefahren aus den Weiten des Kosmos, die das Schicksal und die weitere Existenz der Menschheit binnen Sekunden entscheiden können.

Durch die geologische Aktivität auf der Erde wurden die meisten der im Verlauf der Erdgeschichte entstandenen Einschlagskrater ausgelöscht. Allerdings zeigt uns unser direkter Nachbar und Trabant, der Mond, wie häufig es zu Einschlägen nicht nur in der Frühphase der Planetenentwicklung, sondern auch heute noch kommt. Unbeeinflusst von geologischen Vorgängen und einer wesentlichen Atmosphäre zeichnet der Mond die heute vorherrschenden Weltraumbedingungen auf, denen auch die Erde auf ihrem Weg durch das All ausgesetzt ist.

Die Erde wird von Objekten aller Größenordnungen getroffen: Tag ein Tag aus sammelt unser Heimatplanet rund 100 Tonnen feinkörnigen Staub aus dem Weltraum ein. Millimeter- bis zentimetergroße Teilchen verglühen beim Eintritt in die Erdatmosphäre. Wenn wir solch einen Treffer bei klarer Nacht erkennen, betrachten wir ihn als Glücksbringer, als „Sternschnuppe“. Aber auch größere Gesteinbrocken fallen auf die Erde. Diese nennt man dann Meteorite.

Kometen und Asteroiden: Gefahr aus dem All

Kometen sind ware Unglücksbringer wenn man bedenkt, daß sie bei einem Aufschlag unglaubliche Explosionsenergien freisetzen können. Einige Kometen kommen der Erde gefährlich nahe. Das Problem dabei ist auch, daß sich durch äußerliche Einwirkungen im Sonnensystem und Einflüsse der inneren Planeten auf einen Kometen während seines Umlaufs um die Sonne seine Bahn durchaus verändern kann. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist der Komet Swift-Tuttle, dessen Umlaufbahn ihn alle 120 bis 125 Jahre an die Erde heranführt. 1983 „verspätete“ er sich um mehrere Jahre und gab sich erst 1992 ein Stelldichein. Im Jahre 2126 wird Swift-Tuttle der Erde wieder näher kommen und sie bei einigen wenigen Bahnabweichungen im Jahre 3044 womöglich sogar treffen. Man sollte annehmen, daß sich die Menschheit bis dahin gegen eine solche Bedrohung entsprechend gewappnet haben sollte.

Durch die Kollision des Kometen Shoemaker-Levy 9 mit dem Jupiter im Juli 1994 wurde klar, daß die Gefahr eines Einschlags von größerer Dimension durchaus im Bereich des Wahrscheinlichen liegt, und dabei spielt es wohl kaum eine Rolle, ob es sich dabei um einen Kometen oder Asteroiden handelt. Die NASA und die amerikanische National Science Foundation (NSF) kamen zu dem Schluß, daß „in moderner Zeit kein einziger Todesfall eines Meteoritenfalls“ bekannt geworden sei. Allerdings sind in der vorindustriellen Zeit einige Fälle dokumentiert. Nach Recherchen am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena (Kalifornien) erschlug am 5. September 1907 ein „himmlischer Steinschlag“ in Hsin-p´ai Wie/Wenig-li (China) die Familie Wang Ten-kuei. Am 30. Juni 1874 tötete ein Steinmeteorit in Chin-kuei Shan/Ming-tung Li ein Kind. Die Liste der Meteoritenopfer lässt sich sogar bis zum 14. Januar 616 zurückverfolgen, wo ein Meteoritenregen in das Camp des Rebellen Lu Mingyueh fiel, den Turm am Schutzwall zerstörte und mehr als 10 seiner Kameraden tötete.

Rein statistisch müsste im weltweiten Durchschnitt alle dreieinhalb Jahre der Tod eines Menschen durch einen Meteoritentreffer zu erwarten sein. Nach Recherchen vom Ames Research Center in Moffet Field (Kalifornien) liegt die Wahrscheinlichtkeit, in den USA durch einen Asteroiden ums Leben zu kommen, bei 1 : 3000. Sogar bei einem Flugzeugunglück zu sterben, liegt die Wahrscheinlichkeit „nur“ bei 1 : 20 000. In diesem Jahrhundert dokumentierte, große Ereignisse gibt es ebenfalls: 1947 drang ein 3 m großer Körper über Sibirien in die Atmosphäe ein und zerbrach noch im Flug. 1972 flog ein 10 m großer Meteor über Nordamerika durch die Atmosphäre, wurde jedoch durch die Reibung zurück in den Weltraum geschleudert. 1908 zerbarst über Tunguska/ Sibirien wahrscheinlich ein etwa 20 m großer Körper in großer Höhe – durch die Explosion wurden damals über 2000 km² Wald zerstört. Solche Objekte aus dem Weltraum treffen meist mit einer Geschwindigkeit von 54 000 bis 80 000 km/h auf die Erde. Erreichen sie die Erdoberfläche, wird die gesamte Bewegungsenergie in einer gewaltigen Explosion freigesetzt. Dank der Atmosphäe dringen Objekte bis zu einer Größe von weniger als 30 m kaum bis zur Oberfläche vor, sondern zerplatzen eher in der Luft. Bei einem Aufschlag eines 30 m großen Objektes auf die Erde dagegen entsteht ein Krater von 1 km Durchmesser. Die dabei freigesetzte Energie entspricht der Sprengkraft von 11 Millionen Tonnen ( 11 Megatonnen) herkömmlichen Sprengstoffs (TNT). Das ist in etwa elfmal soviel wie eine „normale“ Wasserstoffbombe oder das 550fache der Atombombe von Hiroshima. Statistisch gesehen kommt es zu solch einem Ereignis alle 1600 Jahre. Eine Druckwelle von solch einem Aufschlag würde mehrere tausend Quadratkilometer der direkten Umgebung verwüsten.

Auf der Erde kennen wir ca. 150 gesicherte Einschlagskrater mit Durchmessern von 1 km bis knapp 300 km. In Deutschland kennen wir mit dem Steinheimer Becken und dem Nördlinger Ries gleich zwei Exemplare, die vor rund 15 Millionen Jahren entstanden. Das Ries hat einen Durchmesser von 24 km und wurde von einem kilometergroßen Körper erzeugt. Die damals freigesetzte Energie enspricht etwa 80 000 Megatonnen Sprengstoff, was über viermal soviel war, als beim größten Vulkanausbruch in historischer Zeit freigesetzt wurde. Solch ein Einschlag erfolgt durchschnittlich etwa alle 550 000 Jahre.

Das große Artensterben vor etwa 65 Millionen Jahren, wo mehr als 70 % der Tier- und Planzenarten ausstarben und unter anderem das Regiment der Dinosaurier vorzeitig beendet wurde, ist ein Paradebeispiel für die Wirkung von solchen Killern aus dem All. Auf der Halbinsel Yucatan in Mexiko wurde mit Fernerkundungsmethoden und durch Bohrungen ein unter Sedimenten verborgener, etwa 200 km großer Einschlagskrater entdeckt, der in dieser einschneidenden Epoche entstand. Verursacher war ein etwa 10 km großer Körper (Asteroid oder Komet), dessen Sprengkraft rund 1000-mal größer war als beim Nördlinger Ries. Solch ein Einschlag könnte rein rechnerisch alle 50 – 100 Millinonen Jahre erfolgen. Den Weg für die Säugetiere freigemacht haben dann wahrscheinlich die sekundären Ereignisse, als enorme Mengen an Staub, die in die Stratosphäre geschleudert wurden, für viele Jahrzehnte die Sonne verdunkelten und dramatische Veränderungen im Klima hervorriefen, womit das Schicksal der Dinosaurier besiegelt wurde.

Solch ein kosmisches Drama ist keine Seltenheit, ja sogar in nicht allzu ferner Vergangenheit mehrmals geschehen, wenn man den Ausführungen von Forschern wie Immanuel Velikovsky glaubt. In seinem Standardwerk „Welten im Zusammenstoß“ hat der Autor beispielsweise anschaulich Katastophen, Einschläge von Kometen, Asteroiden und anderen Umwälzungen im Sonnensystem dokumentiert. Dabei gab es in der Menschheitsgeschichte recht genaue Beschreibungen solcher Ereignisse, wie die Erde stöhnte und wochenlang hindurch der Untergrund aus dem Gefüge gebracht wurde, die Erdbahn gar verändert wurde, sich die Himmelsrichtungen verschoben und die Ozeane über die Kontinente hereinbrachen. In solchen Epochen des totalen Chaos wurden Meere zu Wüsten, Berge emporgehoben, Inseln überflutet, Welten überströmt von Lava und speienden Vulkanen, wurde die Erde von Meteoriten erschüttert, die Welt eingehüllt in eine von Dampf und Rauch erfüllte Atmosphäre.

NEAs: Erdnahe Asteroiden

Bis zum heutigen Tag sind in etwa 180 Objekte unter den erdbahnkreuzenden Asteroiden bekannt, die der Erde sehr nahe kommen. Die Dunkelziffer liegt wahrscheinlich sehr viel höher. Über 70 von ihnen sind größer als 1 km, was der Untergrenze für eine globale Katastrophe entspricht. Noch geht von den bisher bekannten Objekten keine Gefahr aus, auch wenn es immer wieder zu „Nahbegegnungen“ kam, so beispielsweise das „Vorbeischrammen“ eines Objektes im Jahre 2004 bei einer minimalen Entfernung von nur rund 40 000 km oder wenn der Asteroid 1999 AN im Jahr 2027 in halber Mondentfernung an der Erde vorbeifliegen wird.

Gefährliche Kandidaten gibt es indes schon. Da wäre zum einen der Asteroid 2003 QQ47. Dieser Asteroid hat einen Durchmesser von 1,2 Kilometern und eine Masse von 2,6 Billionen Kilogramm. Es gibt bislang nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit (1:909.000), das dieser Brocken am 21. März 2014 mit der Erde kollidiert. Entdeckt wurde dieser Asteroid am 24. August 2003 vom Lincoln Near Earth Asteroid Research Program (LINEAR).

Ein weiteres Objekt, das eventuell mal die Erde treffen könnte, ist das Objekt 2000 SG344. Es sorgte im Jahr 2000 für Aufsehen, da man erst von einer Kollisionswahrscheinlichkeit von 1:500 ausging und das Objekt auf die Skala gefährlicher Objekte aufgenommen worden ist. Doch weitere Bahnberechnungen zeigten, dass eine Kollision im Jahr 2030 unwahrscheinlich ist, dennoch ist nicht ausgeschlossen, dass dies zu einem späteren Zeitpunkt passieren kann.

Erst seit wenigen Jahren laufen systematische Durchmusterungen des Himmels auf der Suche nach solchen Objekten. Die Anzahl potenziell gefährlicher Asteroiden steigt dabei weiter sprunghaft an. Die erdbahnkreuzenden Asteroiden gehören zu der Gruppe der erdnahen Asteroiden (NEAs: Near Earth Asteroids) und bisher sind etwa 600 NEAs entdeckt worden. Über 200 davon haben einen Durchmesser von mehr als 1 km.

Neben der Gewissheit, dass NEAs auf unseren Planeten einschlagen können und für die Zukunft unserer Zivilisation ein gewisses Risiko darstellen, stellt sich immer noch die Frage nach ihrer Herkunft und die Rolle, die diese „Nahgänger“ bei der Entwicklung von Planetenoberflächen spielen. Die meisten NEAs sind mit angrenzender Wahrscheinlichkeit Bruchstücke, die durch Zusammenstöße zwischen größeren Asteroiden im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter entstanden sind. Durch den gravitativen Einfluß von Jupiter gelangten diese Objekte schließlich in das innere Sonnensystem. Sicher sind einige auch Überreste oder Fragmente von Kometen. Unter den NEAs gibt es wohl auch Objekte, die seit der Entstehung des Sonnensystems kaum modifiziert wurden und somit wichtige Hinweise auf die Entstehungsprozesse von Planeten geben könnten.

Die Nahgänger sind interessante Ziele für Raumfahrtmissionen. Einige dieser Objekte stellen mit ihren Hauptbestandteilen Eisen und Nickel mögliche Rohstoffquellen für spätere Generationen dar, die bei der Erforschung des Sonnensystems von großer wirtschaftlicher Bedeutung sein können. Solche Missionen zu den NEAs sind leichter durchfürhbar als solche zum Erdmond. Die amerikanische NEAR-Mission lieferte im Dezember 1998 erste Bilder vom Kleinplaneten Eros. Solche NEAs haben meist eine andere Oberflächenstrukutr als die Objekte im Hauptgürtel und darüber hinaus führen nicht wenige davon Monde mit sich, so beispielsweise der erdbahnkreuzende Asteroid Dionysus oder der Kleinplanet Ida mit seinem Mond Dactyl. Asteroiden-Monde wurden schon lange vermutet, als sich bei Sternbedeckungen durch Asteroiden Anzeichen für das Vorhandensein von Monden zeigten oder Doppelkrater auf dem Mond, der Erde und anderen planetaren Oberflächen auf die Existenz von Doppel-Asteroiden hinwiesen. Bei dem Asteroiden Dionysus besteht ein wenn auch geringes aber nicht zu vernachlässigendes Risiko einer Kollision mit der Erde. Alle 13 Jahre nähert er sich unserem Planeten. Zuletzt am 6. Juli 1997 mit einem Abstand von „nur“ 17 Millionen Kilometern.

Durch die weiteren Suchprogramme und Untersuchungen der physikalischen Eigenschaften von NEAs können die Risiken und Folgen eines Einschlages genauer vorhergesagt werden. Daher sind die künftigen Forschungen auf diesem Gebiet unumgänglich, insbesondere für die Entwicklung geeigneter Abwehrmaßnahmen, damit uns Menschen nicht das selbe Schicksal erleidet wie den Dinosauriern.

Gammablitze

Es geschah plötzlich und unerwartet – wie am 23. Januar 1999. Da erhellte ein greller Blitz den Gammahimmel. Schon 22 Sekunden später richtete sich ein Roboterteleskop auf die von dem Satelliten „Beppo SAX“ identifizierte Stelle am Firmament. Die Kamera registrierte einen neuen Stern, dessen Helligkeit innerhalb von Sekunden immens anstieg, um nach einigen Minuten wieder zu sinken. Mit Hilfe großer Teleskop-Anlagen bestimmten die Astronomen später die Entfernung der Quelle, die rund acht Milliarden Lichtjahre betrug.

Die Explosion fand offenabr in einem Sternsystem statt und leuchtete für wenige Augenblicke so hell wie hundert Billiarden Sonnen! Dieses kosmsiche Feuerwerk vom 23. Janaur 1999 ist kein Einzelfall, durchschnittlich zündet es zweimal pro Tag. Allein der Satellit „Compton“ hat seit 1991 mehr als 2000 „Gamma-Ray-Bursts“ beobachtet. Die Kaskaden dieser Gamma-Strahlen-Blitze dauern wenige Zehntel Sekunden bis zu einigen Minuten und sind gleichmäßig über das Firmament verteilt. Was aber steckt dahinter? Sind wir etwa Zeugen von einem „Krieg der Sterne“? Detonieren Bomben von hochentwickelten Zivilisationen?

Die Astronomen haben bislang über 150 Theorien aufgestellt, um das Phänomen zu erklären. Wenn Die Blitze tatsächlich aus mehrere Milliarden Lichtjahre entfernten Milchstraßen-Systemen stammen, gilt es einen Mechanismus zu finden, der die ungeheure Energiemenge erklärt, die bei solch einem Gammablitz entsteht. Lange Zeit dachten die Forscher, hinter den Gammablitzen stünde die Kollision von zwei Neutronensternen. In diesen ausgebrannten, nur rund 20 Kilometer großen, schnell rotierenden Himmelskörpern ist die Materie extrem dicht gepackt - ein Teelöffel davon würde auf der Erde Millionen Tonnen wiegen. Kämen sich zwei Neutronensterne zu nahe, würden sie in einem Feuerball miteinander verschmelzen und dabei Gammastrahlen aussenden.

In jüngerer Zeit denken die Astrophysiker über ein weiteres Erklärungsmodell nach: die Hypernova. Das ist eine Sonne, die am Ende ihres Lebens in eine Energiekrise gerät, explodiert und dabei zu einem Schwarzen Loch schrumpft. Niemand kann eine solch derartige Schwerkraftfalle sehen, gleichwohl gilt deren Existenz aufgrund von indirekten Beobachtungen als bewiesen. Explodierende Sterne gibt es zuhauf, beispielsweise ist der Crab-Nebel im Sternbild Stier der Überrest einer kosmischen Katastrophe aus dem Jahr 1054. Dahinter steckte allerdings eine gewöhnliche Supernova.

Eine Hypernova wäre von einem ungleich größerem Kaliber und hätte mindestens die zwanzigfache Masse unserer Sonne. Ein Kandidat für solch einen ungestümen Giganten könnte der etwa 8 000 Lichtjahre entfernte Stern Eta Carinae sein. Er bringt es ungefähr auf hundert Sonnenmassen. Wenn er als Hypernova explodieren sollte,  würde sein Gammablitz wohl alles Leben auf unserer Erde auslöschen. Gegen solche kosmischen Feuer wäre die menschliche Zivilisation mehr als machtlos.

Artikel von Roland Roth

Links

Internetseite roth-Verlag