Stellaren Besuchern auf der Spur
Astronomen vermessen die Bewegungen unserer Nachbarsterne, um deren Einfluss auf das Sonnensystem zu verstehen. Können uns diese Nachbarn gefährlich werden, wenn sie uns zu nahe kommen?
„Rekordverdächtig” fand der Spiegel die geringe Distanz, auf die sich der Stern W0720 vor 70.000 Jahren unserem Sonnensystem näherte: nur 0,8 Lichtjahre Abstand. Ein internationales Team von Astronomen hatten diesen Wert kürzlich ermittelt. Der Online-Ausgabe des Nachrichtenmagazins war dies eine Schlagzeile wert, andernorts im Internet lautete das Stichwort gar „Kollisionskurs“. Geht von solchen stellaren Begegnungen eine Gefahr für die Erde aus?
Tatsächlich ist das ein geringer Abstand, zumindest kosmisch betrachtet. Anders als damals steht heutzutage der sonnennächste Stern am Südhimmel und heißt Proxima Centauri. Sein Licht braucht bis zur Erde 4,3 Jahre, er ist also immerhin 4,3 Lichtjahre entfernt. Andererseits sind selbst 0,8 Lichtjahre immer noch sehr weit verglichen mit den Größenverhältnissen des Sonnensystems: zwischen dem äußersten Planeten Neptun und der Sonne ist das Licht lediglich 4 Stunden unterwegs. Für Astronomen ist eine „Rekordannäherung“ wie bei W0720 nicht sonderlich überraschend, sie wissen, dass es so etwas immer wieder gibt. Denn sowohl die Sonne als auch ihre Nachbarsterne sind auf dem Weg um das Zentrum der Milchstraße in ständiger Bewegung. Dabei ändern sich auch die gegenseitigen Abstände der Sterne untereinander.
Hipparcos-Stern ist rekordverdächtig
Will man die Rekord-Meldung nüchtern einordnen, so muss man mehr über die Bewegungen und Positionen der Sterne wissen. Um dieses astronomische Teilgebiet, die Astrometrie, kümmert sich Coryn Bailer-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie. Kürzlich wurde seine Studie Close encounters of the stellar kind zur Publikation akzeptiert. Der Heidelberger Forscher stützte sich auf die Daten des ESA-Satelliten Hipparcos, der zwischen 1989 und 1993 rund 120.000 Milchstraßensterne in der Umgebung der Sonne vermessen hat. Hipparcos war das Vorgänger-Projekt zur ESA-Mission Gaia, die seit Mitte 2014, solche Messungen fortsetzt, in jedoch stark erweitertem Umfang. Für die Gaia-Mission leitet Bailer-Jones eine Arbeitsgruppe, die sich mit der automatisierten Auswertungen großer astronomischer Datensätze befasst, im Fachjargon wird das „Maschinenlernen“ genannt.
Seine aktuelle Studie analysiert die Bahnen von über 50.000 Sternen, und zwar sowohl in der Vergangenheit als auch in die Zukunft. Schon diese sehr eingeschränkte Auswahl erbringt 14 Sterne, die unserem Sonnensystem näher als 3,26 Lichtjahre kamen oder noch kommen werden. Auf besondere Tuchfühlung wird demnach der Stern Hip85605 gehen und dabei sogar noch den vermeintlichen Rekordstern W0720 übertreffen: Mit neunzig prozentiger Wahrscheinlichkeit rückt Hip85605 zwischen 0,13 und 0,65 Lichtjahre an die Sonne heran; die Begegnung soll in 240.000 bis 470.000 Jahren stattfinden. Die Unsicherheiten dieser Angaben resultiert teils daraus, dass Hip85605 sehr eng benachbart zu einem anderen Stern steht, was die Güte der Hipparcos-Messungen beeinträchtigt, erläutert Bailer-Jones. Sollte sich die zugrunde liegende astrometrische Messung als unkorrekt herausstellen, könne der Abstand bei der Begegnung auch deutlich größer ausfallen, schreibt er in seiner Publikation. Wirkungsvoller als eine geringe Distanz ist mitunter die Masse des Sterns, ein Beispiel ist Gamma Microscopii, der hellste Stern im südlichen Sternbild Mikroskop. Mit seinen immerhin 2,5 Sonnenmassen kam er geringstenfalls bis auf 1,14 Lichtjahre an die Sonne heran, als er vor rund 3,8 Millionen Jahren vorbeischaute.
Gaia spürt künftige Besucher auf
Für genauere Aussagen sind Auswertungen auf der Basis von Gaia-Messungen nötig. Anders als Hipparcos wird sein astrometrischer Nachfolger rund eine Milliarde Sterne vermessen: der umfangreichste stellare Zensus, den Astronomen jemals unternommen haben. Und die Genauigkeit der Messungen fällt ungleich besser aus: „Unsere hochpräzisen Daten werden auch die Analysen über enge Begegnungen mit Nachbarsternen auf eine neue Grundlage stellen“, sagt der Science Operations Manager der Mission, Uwe Lammers. „Wir haben nach nur einem Jahr Betrieb bereits jetzt die größte zusammenhängende astronomische Datenbank, die je erstellt wurde“, so der Forscher vom ESAC-Wissenschaftszentrum bei Madrid über den laufenden Messbetrieb. Praktisch alle Themenfelder der Astronomie werden von den Daten profitieren, eine Fülle neuer Erkenntnisse sind vorprogrammiert. So meldete das Gaia-Team beispielsweise im vergangenen September seine erste Supernova – ein Vorgeschmack auf die kommenden Entdeckungen.
Zurück zur aktuellen Studie und den Gefahren durch ungebetene stellare Besucher. Es wäre denkbar, dass solche engen Begegnungen die sogenannte Oortsche Wolke stören, wo eishaltige Körper bis weit im interstellaren Raum die Sonne umrunden. Durch die Schwerkraft eines vorbeiziehenden Sterns könnten diese aus ihren angestammten Bahnen gestoßen und Richtung Sonne abgelenkt werden. So stellt man sich jedenfalls die Entstehung der langperiodischen Kometen vor. Muss man also nach solchen Begegnungen mit mehr Kometen, und vor allem mit mehr Kometen-Einschlägen auf der Erde rechnen? Bailer-Jones findet 5 Sterne, die durch die Oortsche Wolke ziehen werden, wenngleich bei manchen die Qualität der zugrunde liegenden Messungen nicht optimal ist. Der Flug durch die „Wolke“ ist meist nur kurz, durchschnittlich 30.000 Jahre. Ob die Oortsche Wolke dabei tatsächlich nennenswert gestört wird, werde momentan noch eingehender untersucht.
Künftig, das ist jetzt schon klar, werden die Gaia-Daten bei der Aufklärung helfen: „Sie werden unsere Kenntnis über das Gravitationsfeld der Milchstraße inklusive ihrer Spiralarme und der großen Molekülwolken verbessern. Dies ist notwendig, um die Bahnen der Sterne, die sich in diesem Feld bewegen, zeitlich vor- und zurück zu berechnen“, so Bailer-Jones. Vor allem wird der ESA-Satellit viel realistischer ermitteln, wieviel Besuch dem Sonnensystem tatsächlich ins Haus steht. „Gaia wird viele weitere Sterne auf Annäherungskurs entdecken, von denen bislang noch niemand ein solches Verhalten erwartet hat.“
