Astronomie, Astrophysik, Geodäsie (1914)
Für die erfolgreiche Tätigkeit, welche im letzten Vierteljahrhundert auch in Deutschland auf dem Gebiete der Astronomie und Astrophysik, in regem Zusammenwirken mit der Geodäsie, sich entfaltet hat, ist nicht bloß der ganze intellektuelle Aufschwung Deutschlands, sondern offenkundig auch die freudige Anteilnahme sehr förderlich gewesen, welche Kaiser Wilhelm II. der Forschungsarbeit auch auf diesen Gebieten gewidmet hat.
Dem Zweck des vorliegenden Unternehmens entsprechend wird in den nachfolgenden Darlegungen nur sachlich zusammenfassend von den Leistungen einer Reihe von deutschen Astronomen die Rede sein. Ebenso wird von den einzelnen deutschen Warten und Instituten, einschließlich der astronomischen Einrichtungen des geodätischen Institutes auf dem Telegraphenberge bei Potsdam und einschließlich des astronomischen Rechen-Institutes (jetzt in Berlin-Dahlem) auch nur im sachlichen Zusammenhange berichtet werden. Die für das allgemeinere Verständnis dabei unumgänglichen didaktischen Erörterungen werden die Astronomen entschuldigen.
Der Aufschwung der Erdmessung.
Kurz vor dem Beginn unseres Vierteljahrhunderts war die von dem preußischen General Baeyer ein Vierteljahrhundert vorher begründete erste Entwicklungsstufe eines organisierten Zusammenwirkens der geodätischen Landesvermessungen der verschiedenen Staaten, miteinander und mit der Astronomie, emporgewachsen zu der alle Kulturländer jetzt umfassenden Organisation der „internationalen Erdmessung“, deren Forschungs- und Verwaltungsmittelpunkt unter der Führung von Helmert das vorerwähnte geodätische Institut in Potsdam wurde.
Es traf sich nun glücklich, daß auf der Berliner Sternwarte sehr bald nach diesem Fortschritt der gemeinsamen Fürsorge für die Erforschung der Erde eine Messungsreihe am Himmel gelang, welche ebensowohl für die Astronomie als für die Erdmessung eine besondere Bedeutung gewann.
Bei Gelegenheit neuer Betrachtungen und Messungen in betreff der sogenannten Abirrung des Lichtes, richtiger gesagt in betreff der während der nicht momentanen Fortpflanzung der Lichtbewegung, das Fernrohr entlang, entstehenden Abirrung der Richtung des Fernrohrs von der wahren Richtung der bezüglichen Lichtstrahlung des Gestirns, hatte auf der Berliner Sternwarte Küstner unter besonders günstigen Umständen [1261] deutliche Veränderungen der Lage des Himmelspoles gegen den Scheitelpunkt nachgewiesen, und diese Veränderungen hatten die Aufmerksamkeit aller Astronomen und Geodäten wieder besonders lebhaft auf die Fragen der Beständigkeit der Bewegung und Gestaltung der Erde, insbesondere auch auf die Frage der Veränderlichkeit der geographischen Breiten gerichtet.
Schon vor der Mitte des Jahrhunderts waren feinste Messungsreihen an mehreren Sternwarten veranstaltet worden, um das Vorhandensein einer solchen Veränderlichkeit zu prüfen, aber die Ergebnisse waren fast ganz negativ ausgefallen, hauptsächlich infolge einer theoretischen Annahme, die gerade für den Fall einer Veränderlichkeit von Bewegungs- und Gestaltungszuständen der Erde nicht genau zutraf, aber in der Tat damals die nächstliegende Hypothese bildete. Man machte nämlich anfangs die Annahme, daß, wenn die geographischen Breiten sich durch bloße Lagenänderungen der Drehungsachse im Erdkörper änderten, dies in Perioden von nahezu zehn Monaten stattfinden müsse, wogegen der späterhin sich ergebende wahre Sachverhalt wegen der nicht vollkommenen „Starrheit“ des ganzen großen Erdkörpers eine Periode von etwas mehr als vierzehn Monaten statt jener zehn Monate bedingen mußte. Überdies hat sich weiterhin noch ergeben, daß die Amplitude der Lagenveränderungen der Drehungsachse im Erdkörper sich in längeren Perioden nicht unerheblich ändert, so daß bei manchen von den früheren Beobachtungsreihen in der Tat die Breitenänderungen unterhalb der Grenzen damaliger feinster Wahrnehmungen verlaufen waren.
Der Sachverhalt einer deutlichen Veränderlichkeit der geographischen Breite, den die Küstnerschen Beobachtungen nun wirklich erwiesen hatten, wurde dann sehr bald auch von anderen Sternwarten bestätigt, und die Organe der internationalen Erdmessung, ihnen voran natürlich das geodätische Institut und Zentralbureau in Potsdam, halfen alsbald für das ganze Problem der Lagenveränderungen der Drehungsachse experimentell und theoretisch eine umfassende gemeinsame Bearbeitung organisieren. So wurde auch eine Expedition nach Honolulu im Großen Ozean gesandt, durch welche nahezu ein Jahr lang, korrespondierend mit den Beobachtungen in Berlin und Potsdam, die geographische Breite unablässig beobachtet und genau die entgegengesetzte Veränderung von derjenigen, die in Mitteleuropa stattfand, konstatiert wurde, was ja nur durch die Lagenänderung der Erdachse erklärt werden konnte. –
Die Bewachung der Lage der Erdachse.
Unter der Führung von Potsdam ist alsdann eine internationale Organisation großen Stiles zur unablässigen Bewachung der Lage der Erdachse geschaffen worden und bereits vor dem Ende des Jahrhunderts in volle Tätigkeit getreten. Diese Organisation umfaßt jetzt sechs auf einem und demselben Parallelkreise in 39 Grad geographischer Breite liegende Beobachtungsstationen auf der nördlichen Erd-Halbkugel, nämlich drei nordamerikanische, in Kalifornien, Ohio, Pennsylvanien und drei in Europa und Asien gelegene, nämlich in Italien, in Mittelasien und in Japan. Zugleich arbeiten auf der südlichen Halbkugel jetzt drei Stationen in nahezu übereinstimmender geographischer Breite, nämlich in Australien, Süd-Afrika und Süd-Amerika. [1262] Die Einrichtung und die astronomische Leitung aller dieser Stationen, sowie die Berechnung und alljährliche Veröffentlichung der Beobachtungsergebnisse gehört zu den Obliegenheiten des Potsdamer Zentralbureaus, und die Kosten der gesamten Einrichtung werden überwiegend aus dem internationalen Budget bestritten, welches sich aus den Jahresbeiträgen der sämtlichen beteiligten Kulturstaaten zusammensetzt.
Die Veränderlichkeit der geographischen Breiten, wie sie aus den jetzt schon etwas mehr als ein Jahrzehnt umfassenden Ergebnissen dieses astronomischen Breitendienstes hervorgeht, hat bisher nur Ausblicke auf engbegrenzte periodische Lagenänderungen der Drehungsachse der Erde ergeben, aber noch keine merklichen fortschreitenden Bewegungen erkennen lassen. Indessen sind auch einige kleine Schwankungen der geographischen Breiten von anderer Art, welche nicht durch Veränderungen der Lage der Drehungsachse erklärt werden können, hervorgetreten, worauf übrigens zuerst unsere japanischen Mitarbeiter aufmerksam geworden sind. Zugleich aber haben die noch nicht mit Sicherheit erklärbaren feinsten Veränderungen der geographischen Breiten, sowie die von dem ganzen Unternehmen hervorgerufenen tieferen Fragen überhaupt für die theoretische und messende Behandlung aller Probleme der Erdgestaltung und Erdbewegung neue Ausblicke eröffnet.
Die Schwerkraftmessungen und die Gezeiten des festen Erdkörpers.
In Verfolg der Mitteleuropäischen Schwerkraftsmessungen des geodätischen Institutes hat dann das Potsdamer Zentralbureau der internationalen Erdmessung auch Schwerkraftsmessungen auf allen großen Meeresflächen ausgeführt, wobei an Stelle des zur See nicht brauchbaren Pendels eine Vergleichung feinster Messungen des jeweiligen Luftdruckes an dem der Schwerkraft unterworfenen Quecksilberbarometer mit der gleichzeitigen Luftdruckmessung am Siedepunktsthermometer getreten ist.
Diese Schwerkraftsmessungen durch Hecker auf den Meeresflächen haben nahe Übereinstimmungen mit den in den Festländern gemessenen Werten und den bisherigen gesichertsten Annahmen über die Erdgestalt und die Massenverteilung ergeben. In betreff der Massenverteilung über oder unter einem mittleren Verlauf der Erdkruste haben die immer eingehender, besonders in gebirgigen Gegenden, erforschten Abweichungen der Schwerkraftsintensität und ebenso der Lotrichtungen von demjenigen Verlauf, der nach dem augenscheinlichen Sachverhalt erwartet werden durfte, zu gewissen Theorien geführt, deren gemeinsame Prüfung, auch mit Hilfe der Geologie, eine der wichtigsten Aufgaben der internationalen Erdmessung bilden wird.
Eines der neuesten Forschungsgebiete, mit dem sich nun auch vorzugsweise das geodätische Institut beschäftigt, und auf welches auch die oben erwähnten Nebenerscheinungen im Gebiete der Veränderlichkeit der Breiten hingewiesen haben, besteht in den sogenannten Gezeiten des festen Erdkörpers durch die Wirkungen des Mondes und der Sonne. In den letzten Jahren hat man in den unterirdischen Beobachtungsräumen des Potsdamer Telegraphenberges, auf welchem das geodätische Institut, sowie das astrophysische Observatorium und das meteorologisch-magnetische Observatorium domiziliert [1263] sind, den Nachweis erbracht, daß der feste Erdkörper, als Ganzes, unter den Anziehungswirkungen des Mondes und der Sonne Gestaltänderungen erleidet, welche trotz ihrer Kleinheit für sehr feine Messungen mit dem sogenannten Horizontalpendel usw. deutlich erkennbar sind, welche aber darauf schließen lassen, daß der Erdkörper als Ganzes einen Grad sogenannter „Starrheit“ besitzt, welcher merklich größer ist als der Starrheitsgrad des Stahls. Entsprechende Untersuchungen hat das geodätische Institut jetzt auch mit Einrichtungen ähnlicher Art in dem Bergwerk zu Freiberg in Sachsen veranstaltet.
Diese kleinen Gestaltänderungen des Erdkörpers enthalten natürlich auch die mit der Ebbe und Flut der Wasserbedeckungen der festen Oberfläche verbundenen Veränderlichkeiten der Druckwirkungen der Wasserbedeckung und zugleich in den von der Sonne abhängigen Gliedern der Gesamtwirkung auch die Wirkungen der Wärmestrahlung der Sonne.
Die Gesamtergebnisse aller solchen feinen Messungen und ihrer theoretischen Enträtselungen sind natürlich auch für die Astronomie von feinster Bedeutung. Es wird infolge dieser neueren Messungsergebnisse, ebenso wie auf Grund der beobachteten Veränderlichkeit der Lage der Drehungsachse im Erdkörper erforderlich, auch alle diejenigen astronomischen Formeln einer gründlichen Revision und Neuberechnung zu unterziehen, welche die Einwirkungen des Mondes und der Sonne auf die Lage der Drehungsaxe im Raume bei verschwindend kleiner Lagenänderung im Erdkörper zum Gegenstande haben und schon seit Jahrtausenden am Sternenhimmel beobachtet sind, wenngleich sie erst in den letzten beiden Jahrhunderten tiefer erkannt und durch Verbindung der Gravitationslehre mit der Theorie der Erdgestalt, aber unter der Annahme der Starrheit derselben berechenbar gemacht worden sind.
Erdbebenwellen und drahtlose elektrische Wellen.
Für alle diese höchst interessanten Fragen, welche die Veränderungen der Erdgestalt und der Erdbewegung jetzt zum Gegenstand haben, werden diejenigen in Deutschland auch besonders kräftig in die Hand genommenen Beobachtungen, welche die Fortpflanzung der Erdbebenwellen in der Erdkruste und sogar durch das Erdinnere hindurch zu erforschen suchen, von großer Bedeutung sein, und für die feinsten Zeitmessungen, um die es sich dabei handeln wird, kommt auch Hilfe von den drahtlosen elektrischen Wellen, welche die Atmosphäre mit der Geschwindigkeit des Lichtes durcheilen und wohl auch mit Begleiterscheinungen in der Erdkruste und dem Erdinnern verbunden sind und von den Erdströmen und Radiationen in gewissem Grade beeinflußt werden können. Auch auf diesem Gebiete, insbesondere auch in betreff der Geschwindigkeit der Fortpflanzung dieser elektrischen Wellen und ihrer Benutzung für die feinsten Bestimmungen und stetigen Kontrollierungen der geographischen Längenunterschiede hat deutsche Astronomie und Geodäsie bereits eifrig mitgearbeitet.
Die Messungsarbeit im Gebiete der Fixsternwelt.
Die rein astronomische, von der Erforschung der Erde unabhängige und nur durch die Strahlenbrechungswirkungen der Erdatmosphäre beeinflußte, übrigens in [1264] dem vorangegangenen Vierteljahrhundert auch bereits kollegial organisierte Messungsarbeit im Gebiet der Fixsternwelt hat in unserm Vierteljahrhundert ebenfalls eine Epoche zu verzeichnen, bei welcher deutsche Mitarbeit von besonderer Bedeutung gewesen ist. Die von der Internationalen Astronomischen Gesellschaft organisierte Orts- und Helligkeitsbestimmung von nahezu 200 000 Fixsternen bis zu der neunten Größe hat nämlich in dieser Zeit einen, kompetentest geordneten, Abschluß gefunden, und zwar durch die Vollendung, welche der Leiter jenes so wertvollen Beobachtungsunternehmens, von Auwers, – zugleich der Begründer der unter der Ägide der Berliner Akademie der Wissenschaften ins Leben gerufene Arbeitsorganisation zur „Geschichte des Fixsternhimmels“ – seinen großen Arbeiten in dem neuen fundamentalen Sternkatalog des von dem Recheninstitut herausgegebenen Berliner astronomischen Jahrbuches gegeben hat. Auf diese Erforschungen der Fixsternwelt kommt unsere Betrachtung weiterhin zurück.
Die kleinen Planeten. Das Berliner Rechen-Institut. Die „Astronomischen Nachrichten“.
Als ein überwiegend deutsches Arbeitsgebiet kann man sodann in unserm Vierteljahrhundert die sogenannten kleinen Planeten bezeichnen, deren Bahnen den Raum zwischen der Marsbahn und der Jupiterbahn einnehmen, und deren Anzahl jetzt bereits nahezu 750 beträgt. Bei der Auffindung und Verfolgung dieser kleinen Himmelskörper hat gegenwärtig die Sternwarte zu Heidelberg und ihr Direktor Max Wolf die Führung, und die Bahnen der neu aufgefundenen Planeten werden meistens von dem Berliner astronomischen Recheninstitut erstmalig berechnet und weiterhin durch periodische Vorausberechnungen im Berliner Jahrbuch beständig unter Kontrolle gehalten.
Eine noch vollständigere Organisation dieses Gebietes der astronomischen Forschung hinsichtlich der Beobachtung und der Berechnung ist im Werden. Wertvolle theoretische und rechnerische Mitarbeit wird dabei jetzt schon innerhalb der wissenschaftlichen Institutionen in Frankfurt am Main durch Brendel gewährt. Die umfassende und möglichst vollständige Beherrschung dieser Planetenscharen kann schließlich eminente Bedeutung erlangen für die Entwickelung von Theorie und rechnerischer Kunst, sowie für die gründliche Erforschung unsere ganzen Planetensystems und auch der Sternenwelt. Schon jetzt haben uns diese Scharen von Bahnen ein Himmelskörperchen, den Eros, von Witt auf der Berliner Urania-Sternwarte entdeckt, geliefert, der uns so nahe kommen kann, daß er uns für alle Vergleichungen der Messungen auf Erden mit denjenigen in den Himmelsräumen genaueren Anhalt darbietet, als wir bis jetzt besaßen.
Von dem Berliner astronomischen Recheninstitut ist auch die Fortführung des von Wislicenus (Straßburg) mit dem Jahrgang 1899 begründeten „Astronomischen Jahresberichtes“, nach dem Tode des Begründers, übernommen worden, und zwar anfangs durch den Mitarbeiter des Instituts, Berberich, neuerdings aber durch das Institut selbst unter der Führung seines Direktors Fritz Cohn. Dieser Jahresbericht, der die astronomische Tätigkeit und Literatur aller Länder umfaßt, wird seit dem vorigem Jahre von der Seite der unmittelbarer und schleuniger interessierenden Mitteilungen von Beobachtungsergebnissen und Berechnungen ergänzt durch die „Literarische Beilage“, [1265] durch welche der Herausgeber der in Kiel erscheinenden „Astronomischen Nachrichten“, Kobold, die aus allen Ländern und fast in allen Kultursprachen in diesem Zentralorgan zur Mitteilung gelangenden Berichte vervollständigt. In Verbindung mit diesem Organ besteht in Kiel auch eine von Kobold geleitete Zentralstelle für den telegraphischen Nachrichtendienst zwischen fast allen Sternwarten der Erde, unter der Führung einer von der astronomischen Gesellschaft eingesetzten internationalen Kommission.
Heidelberger Sternwarte. − Fortschritte der optischen Technik und der Zeitmessungseinrichtungen.
Bei der Auffindung der kleinen, fixsternartig erscheinenden Planeten, welche als solche nur durch ihre Ortsveränderungen am Sternhimmel erkennbar werden, hat insbesondere die Heidelberger Sternwarte wesentliche Hilfe erlangt durch die in Jena von den Zeißschen Instituten kultivierten stereoskopischen Methoden und Einrichtungen und überhaupt durch die Vervollkommnungen der photographischen Aufnahmen der Himmelsflächen. Die stereoskopische Vergleichung zweier in verschiedenen Zeitpunkten im Fernrohr ausgeführten photographischen Aufnahmen einer und derselben Himmelsfläche läßt fast mit einem Blick alle Veränderungen erkennen, welche in der Zwischenzeit zwischen den beiden Aufnahmen, z. B. innerhalb eines Tages, an der betreffenden Stelle des Himmels erfolgt sind. Hierdurch aber werden solche stereoskopische Vergleichungen der photographischen Aufnahmen einer und derselben Himmelsfläche nicht nur sehr förderliche Hilfsmittel zur Erkennung der Ortsveränderungen von sternartig erscheinenden wandernden Himmelspunkten, also von kleinen Planeten, sondern auch zur Erkennung derjenigen Helligkeitsänderungen von Fixsternen, von welchen weiter unten die Rede sein wird.
Die wissenschaftlich-technischen Leistungen der großen Jenenser Unternehmungen, deren so hochverdienter Begründer Abbe in unserm Vierteljahrhundert zu tiefem Leide der ganzen Kultur dahingeschieden ist, sind in fast allen Gebieten astronomischer und physikalisch-chemischer Präzisionsmessung ein Weltruhm Deutschlands geworden.
Auf dem Gebiete der optischen Messungen für Orts- und Bewegungsbestimmungen am Himmel haben die Leistungen der deutschen teleskopischen Optik auch eine sehr erhebliche Förderung erfahren durch Arbeiten des Potsdamer Astrophysischen Observatoriums, insbesondere auch durch die Hartmannsche Objektivprüfungsmethode, welche die Herstellung erstklassiger Fernrohrobjektive bedeutend erleichtert und gesichert hat.
An die vorstehend hervorgehobenen Fortschritte teleskopischer Messungstechnik schließt sich noch eine deutsche Leistung an, welche von großer Bedeutung ebensowohl für die feinsten Ortsbestimmungen am Himmel, als auch für die Genauigkeit der geographischen Längenbestimmungen und für die schärfsten Zeitbestimmungen geworden ist, nämlich die definitive Gestaltung eines Mikrometers für die Elimination der sogenannten persönlichen Gleichungen durch unsern auch sonst so hochverdienten Hamburger Mechaniker Joh. Repsold.
Auf demselben Gebiete der Ortsbestimmungen am Himmel und auf der Erde sind sodann auch durch immer mehr vervollkommnete Ausnutzung der Drehungsbewegung [1266] der Erde, mittels genauester Zeitbestimmungen, allgemein anerkannte Fortschritte erzielt worden[WS 1] von Clemens Riefler in München, der, theoretisch beraten durch von Seeliger, die Leistungen der Pendeluhren außerordentlich verbessert und gesichert hat, aber zu allgemeinem Leide im letzten Jahre dahingegangen ist. Er hat fast für alle Seiten der Verfeinerung und Sicherung der Pendeluhren, sowohl in betreff der Schwingungseinrichtungen als auch des luftdichten Einschlusses oder der Kompensation gegen Temperatur- und Luftdruckschwankungen, überaus Wertvolles geleistet, wobei ihm insbesondere auch das geodätische Institut in Potsdam durch Wanach’s sorgfältige Prüfungen und Zeitmessungen wesentliche Hilfe gewährt hat. Auch die Sternwarten Hamburg und Berlin haben zu diesen Vervollkommnungen der Zeitmessung und Zeitregelung beigetragen, ebenso auch der Leiter der Uhrmacherschule zu Glashütte, Strasser.
Die Orts-und Helligkeits-Bestimmungen am Sternhimmel.
Zu dem oben erwähnten, durch von Auwers geleiteten internationalen Unternehmen der Ortsbestimmung und Helligkeitsschätzung von nahezu 200 000 Fixsternen bis zur sogenannten neunten Größe durch Fernrohr und Auge ist auf dem Potsdamer Astrophysischen Observatorium im letzten Vierteljahrhundert hinzugekommen die photometrische Bestimmung der Helligkeiten von 14 200 Sternen bis zur Größe 7,5 durch Müller und Kempf in der sogenannten „Potsdamer photometrischen Durchmusterung“.
Alle die verfeinerten und erweiterten Ortsbestimmungen zahlreicher Fixsterne an der Himmelsfläche haben natürlich auch die Fragen gewaltig angeregt nach ihren Entfernungen und nach dem ganzen Bau der uns umgebenden Sternenwelt, sowie nach den Gesetzen der aus allen diesen Messungen und ihren Vergleichungen mit früheren (wenngleich erst viel weniger zahlreichen) Messungen hervorgehenden Orts- und Helligkeitsveränderungen der Sterne.
Die Örter und die wirklichen oder scheinbaren Ortsveränderungen der sogenannten Fixsterne an der Himmelsfläche werden ja zunächst durch zwei sogenannte Fixpunkte bestimmbar. Aber diese beiden Fixpunkte, nämlich erstens der Polpunkt (der scheinbare Drehpunkt des Sternhimmels), in welchem die Verlängerung der Drehungsachse des Erdkörpers die Himmelsfläche trifft, und zweitens derjenige Punkt, in welchem eine zur jeweiligen Lage der Erdbahnebene rechtwinklige Richtung die Himmelsfläche trifft (der sogenannte Pol der Erdbahn), sind selber ebenso wie die Fixsternörter langsam und gesetzmäßig veränderlich. (Es wird gestattet sein, bei dieser kurzen Betrachtung nur ganz beiläufig zu erwähnen, daß zu jedem der beiden Fixpunkte noch je ein zweiter, ihm an der scheinbaren Kugelfläche des Himmels diametral gegenüberliegender gehört.) Die Ortsveränderungen dieser Fixpunkte an der Himmelsfläche werden verursacht durch die gegenseitigen Anziehungswirkungen, welche innerhalb unseres Planetensystems stattfinden, und welche insbesondere auch auf die Lage der Drehungsachse des Erdkörpers durch Mond und Sonne ausgeübt werden, wodurch eine unablässige, sehr erhebliche Veränderung der Richtung dieser Achse im Raume stattfindet, von welcher Veränderung oben bereits die Rede war. Für die Berechnung der hierdurch bewirkten Wanderung des [1267] Himmelspoles am Sternhimmel, durch welche sich natürlich scheinbare Ortsveränderungen aller Sterne, bezogen auf diesen sogenannten Fixpunkt, ergeben, haben wir indessen keine hinreichend genaue Kenntnis der für jene Bewegung der Erdachse maßgebenden Massenverteilung im ganzen Erdkörper und sind daher darauf angewiesen, aus der Gesamtheit der Ortsveränderungen der Sterne gegen die sogenannten Fixpunkte zugleich die genaueste Kenntnis der Ortsveränderungen auch dieser letzteren zu entnehmen. Natürlich kann dies desto sicherer geschehen, je deutlicher und vollständiger wir aus der Gesamtheit der Ortsveränderungen der Sterne an der Himmelsfläche die Wirkungen der Bewegungen der Fixpunkte von denjenigen Ortsveränderungen zu sondern vermögen, welche durch unsere eigenen Ortsveränderungen im Räume und durch die wirklichen Bewegungen der Sterne selber hervorgerufen werden.
Von unsern eigenen Ortsveränderungen kommen dabei, abgesehen von den veränderlichen Strahlenbrechungswirkungen der Atmosphäre, zunächst die jährlichen Bewegungen in Frage, in Gestalt der sogenannten jährlichen Parallaxen, deren gesonderte Ermittlungen aber durch die Kenntnis dieser jährlichen Periode und der Gestalt der Erdbahn in Betracht der sehr geringen Winkelbeträge, unter denen diese Bewegungen infolge der großen Entfernungen der Sterne erscheinen, soweit gesichert sind, daß wir ihre oberen Grenzen mit einiger Wahrscheinlichkeit angeben können, und die wirklichen Werte für einige Zehner von Sternen zweifellos kennen. Diese jährlichen Parallaxen ergeben uns ja die Entfernungen dieser Sterne im Verhältnis zu den Dimensionen der jährlichen Erdbahn. Der gegenwärtige Abstand keines der uns bisher bekannten Fixsterne beträgt weniger als das Hunderttausendfache des Durchmessers dieser unserer Bahn. Nun hatte es sich aber aus den Ortsveränderungen mehrerer Tausend Sterne, von denen seit der Mitte des Jahrhunderts 17 gesicherte Messungen vorlagen, bereits ergeben, daß zweifellos auch unsere Sonne und mit ihr unser ganzes Planetensystem ähnliche fortschreitende Ortsveränderungen im Weltraum erfährt, wie die Sterne, die wir überwiegend als ferne Sonnen betrachten dürfen. Durch diese unsere eigenen fortschreitenden Ortsveränderungen im Weltraume muß nämlich die Erscheinung erzeugt werden, daß in derjenigen Gegend der Himmelsfläche, welcher wir uns nähern, die Sternenwelt sich durch das Auseinandertreten der Sterne zu öffnen scheint, während an der entgegengesetzten Stelle der Himmelsfläche die Sterne zusammenzurücken scheinen. Es ist aber klar, daß diese Wirkungen unserer Bewegung, nämlich die sogenannten säkularen Parallaxen, zwar nicht in ihrer Richtung, aber in ihrer Größe durch die Verschiedenheiten der Lage der Sterne zu unserer säkularen Bahn beeinflußt werden. Zugleich aber werden die wirklichen Ortsveränderungen in der Sternenwelt, und zwar nicht sowohl die, immerhin begrenzten, periodischen, als vielmehr die fortschreitenden, das ganze Erscheinungsgebiet der durch unsere fortschreitende Bewegung verursachten säkularen Parallaxen in erheblichstem Grade komplizieren können, zumal dann, wenn in der Sternenwelt größere Gruppen von gesetzmäßig untereinander verwandten Ortsveränderungen im Gange sind, deren Fernwirkungen für uns das einfache Gesetz der säkularen Wirkungen unserer eigenen fortschreitenden Bewegung verhüllen oder überwallen können.
[1268] Die Aussicht, in diesem ganzen Gebiete von zusammengesetzten Bewegungserscheinungen den wirklichen Sachverhalt zu ergründen, wird offenbar wesentlich erweitert und erhellt durch fortgesetzte Messungen der Ortsveränderungen einer immer größeren Anzahl von Sternen der verschiedensten Helligkeiten und Entfernungen.
In dieser Richtung ist nun im letzten Vierteljahrhundert ein großer Fortschritt geschehen durch eine umfassende Organisation von photographischen Aufnahmen des ganzen Sternhimmels, wodurch die Grundlagen der Ortsbestimmungen und Bewegungsmessungen für viele Millionen von Sternen, im Anschluß an die oben erwähnten fundamentalen, mit Auge, Fernrohr und Pendeluhr ausgeführten Ortsbestimmungen der helleren Sterne, geschaffen werden. Das Hauptverdienst an dieser Organisation hat die Pariser Sternwarte, aber auch das Potsdamer Observatorium hat sich an diesen photographischen Aufnahmen eifrig und wirksam beteiligt.
Die Messung der Geschwindigkeiten der Veränderungen des Abstandes zwischen uns und den Sternen. Die Dauerphotographie.
Von dem Potsdamer Observatorium ist aber am Anfange unseres Vierteljahrhunderts unter Führung und Mitarbeit von Vogel, der nun auch zu unserer tiefen Trauer nach einer so hochverdienstlichen Wirksamkeit dahingeschieden ist, jenes bedeutsame neue Messungsverfahren für die Bewegungen im Himmelsraume zur vollen Wirksamkeit erhoben worden, welches uns auf der Grundlage der feinsten spektralen Zerlegung des Lichtes der Himmelskörper, im Anschluß an die Anregungen von Doppler – eigentlich sogar nach Analogie der ersten Messung der Lichtgeschwindigkeit durch den Dänen Ole Roemer [Paris 1674] mittels der Deutung der Veränderlichkeit der Umlaufsperioden der Jupitermonde – die Möglichkeit eröffnet hat, die Geschwindigkeiten der Veränderungen des Abstandes zwischen dem Beobachter und einem leuchtenden Objekt bis auf Bruchteile des Kilometers pro Sekunde zu bestimmen. Bekanntlich geschieht dies dadurch, daß man die Veränderungen mißt, welche die Perioden der Lichtschwingungen und demgemäß die Lichtwellenlängen durch jene Geschwindigkeiten erfahren.
Die Messungen dieser Geschwindigkeiten (jetzt kurz bezeichnet als Radialgeschwindigkeiten) gewähren uns offenbar eine ganz entscheidende Ergänzung der bisher allein möglich gewesenen Messungen der bloßen Ortsveränderungen der Gestirne an der Himmelsfläche.
Während die Größe dieser letzteren Ortsveränderungen, also der Winkelbewegungen, nicht nur von der Größe der räumlichen Bewegungen, rechtwinklig zu der Gesichtslinie (dem Visier-Radius), sondern auch von der Größe der Entfernung des Objektes abhängig ist und bei sehr großen Entfernungen verschwindend klein wird, dann aber auch durch die Zustände unserer Atmosphäre in ihrer optischen Meßbarkeit noch erheblich eingeschränkt wird, liegt die Sache ganz anders hinsichtlich der Meßbarkeit der Bewegungen im Sinne der Radialgeschwindigkeiten. Hier hat die Größe der Entfernung des Objektes keinen unmittelbaren Einfluß auf die räumliche Größe der bei der Messung in Frage kommenden Erscheinungen, sondern nur mittelbar wird diese Messung erschwert durch die in der größeren Entfernung eintretende Abnahme der Lichtstärke der zu beobachtenden [1269] Erscheinungen, wobei aber der weitergehenden Verschärfung der feinsten Wahrnehmungen durchaus keine so engen Grenzen gesetzt sind, wie bei den Winkelmessungen. Für die Verfeinerung und Sicherung dieser Messungen der Radialbewegungen hat aber zugleich die Photographie, ebenso wie für die Erweiterung und Vervielfältigung der Messungen der Ortsveränderungen der Gestirne an der Himmelsfläche, außerordentlich wirksame Hilfe geleistet, insbesondere auch durch die Kultivierung der Dauerphotographie. Die Frau des englischen Astronomen Huggins war es, die zuerst außerordentliche Verstärkungen feinster photographischer Sternaufnahmen erreicht hatte, indem sie durch ein stetiges Zusammenwirken von Auge und Hand mit einer der Drehung der Erde entgegenwirkenden Uhrwerkbewegung der Fernrohre die Abbildungen von Stellen der Himmelsfläche sowohl im Fernrohr für das Auge, als auch in einem genau mitbewegten Fernrohr auf der photographischen Platte stundenlang an einer und derselben Stelle festhielt und dadurch in der lichtempfindlichen Schicht der Platte jeden einzelnen leuchtenden Punkt sich auf einen minimalen Flächenelement mit schärfster Sonderung und stärkster Summation der einbohrenden Wirkungen abbilden ließ. Hierdurch wurden zunächst die Sichtbarkeitsgrenzen der Gestirne außerordentlich erweitert.
Die Sterne, die für das unbewaffnete Auge am mondlosen, dämmerungs- und dunstfreien Nachthimmel für das unbewaffnete Auge an der Grenze der Sichtbarkeit sind, werden als Sterne 6. Größe bezeichnet, und jeder Stern, dessen Lichtstrahlung 4/10 von derjenigen der Sterne 6. Größe beträgt, wird zur nächsthöheren, also zur 7., um eine Größenklasse schwächeren Sterngröße gerechnet, und so geht es fort von Größenklasse zu Größenklasse. In unsern stärksten Fernrohren können wir mit dem Auge Sterne etwa bis zur Größenklasse 15 eben noch erkennen. In den Himmelsaufnahmen mittels der Dauerphotographie kommen wir aber noch um mehrere Größenklassen weiter, so daß die Grenze sich noch gar nicht abschließend angeben läßt. Wir kommen also, wenn wir in der uns umgebenden Sternenwelt annehmen dürfen, daß im großen und ganzen die lichtschwächeren Sterne die entfernteren sind, durch die dauerphotographischen Aufnahmen der ganzen Himmelsfläche, die jetzt im Werke sind, immer umfassender und weitreichender allmählich zur Kenntnis der Orte und Ortsveränderungen von so weit entfernten Sternen, daß wir dadurch immer mehr Ruhepunkte gewinnen, an denen unsere eigenen Bewegungen nur als unmerklich kleine Winkelbewegungen erscheinen, während zugleich die wirklichen Ortsveränderungen dieser fernsten Sterne für uns ebenso nur unter unmerklich kleinen Winkeln gesehen werden. In den Ortsveränderungen dieser fernsten Sterne gegen die Fixpunkte werden hiernach eigentlich nur noch die Lagenänderungen dieser letzteren zutage treten.
Die spektroskopischen Doppelsterne als sogenannte „Veränderliche Sterne“.
Viel unmittelbarer bedeutsam und förderlich ist aber die Dauerphotographie für die Sicherung der Feinheit und Eindringlichkeit der Messungen der Radialbewegungen der Sterne mittels der spektralen Zerlegung und Wellenlängenmessung ihres Lichtes. Und hierfür sind die obenerwähnten Potsdamer Messungsreihen ein entscheidender [1270] Vorgang geworden. Bald nach 1888 wurden dort für etwa 50 Sterne die Radialgeschwindigkeiten mit einer bis dahin nicht erreichten Genauigkeit bestimmt. Sehr bald erkannte Vogel auch in periodisch veränderlichen Richtungen und Größen dieser Geschwindigkeiten, wie sie sich in einzelnen Spektralerscheinungen bei den mit Hilfe der Dauerphotographie verfeinerten Messungen offenbarten, deutliche Nachweise dafür, daß in gewissen, völlig punktartig leuchtenden Sternen ganze Systeme, z.B. Doppelsternsysteme, enthalten sind, für deren gesonderte Wahrnehmung unsere stärksten teleskopischen Vergrößerungen versagen, während wir aus den spektralen Zerlegungen ihres Lichtes in den Radialgeschwindigkeiten deutlich erkennen, daß dort zwei, mit gleicher oder auch mit verschiedener Helligkeit leuchtende Sterne sich um den gemeinsamen Schwerpunkt bewegen, so daß in periodisch wiederkehrenden Zeiten die Radialgeschwindigkeit des einen Sternes nach uns hin, des anderen zugleich von uns hinweg gerichtet ist.
Diese Wahrnehmungen führten weiterhin zu einer ganzen Reihe von Entdeckungen sogenannter spektroskopischer Doppelsterne. Die Umlaufszeiten in diesen Systemen von zwei einander sehr nahen Sonnen sind vielfach sehr klein. Wir kennen jetzt schon solche Bahnen mit Umlaufszeiten von wenigen Stunden. Vogel aber hatte den glücklichen Gedanken, die Möglichkeit in Betracht zu ziehen, daß bei solchen engen Bahnen großer leuchtender Sonnen sehr leicht periodische Verfinsterungen oder Bedeckungen eintreten können, durch welche die Gesamtwirkung des Lichtes, welches das System nach uns hin sendet, periodisch veränderlich gemacht werden kann, so daß der Sternpunkt, in welchem das ganze System für uns zusammengedrängt erscheint, ein sogenannter „Veränderlicher Stern“ wird. Eine glänzende Bestätigung erfuhr dieser Gedanke dadurch, daß die schon seit mehr als zwei Jahrhunderten beobachtete periodische Helligkeitsänderung des Sternes Algol im Perseus, für deren eigenartigen Verlauf man bis dahin keine sichere und befriedigende Erklärung gefunden hatte, auf einmal völlig verständlich wurde. Vogel wies nämlich nach, daß Algol ein spektroskopischer Doppelstern ist, und daß der periodische Verlauf seines Leuchtens völlig übereinstimmt mit der Periodizität des Verlaufes der im Spektrum gemessenen Radialgeschwindigkeiten innerhalb der Doppelsternbahn, und zwar sowohl in Betreff der Umlaufszeit als in Betreff der Zeitpunkte der verschiedenen Lichtphasen. Die geringste Lichtstärke des Sternpunktes tritt immer ein, so oft die eine der beiden Sonnen des in diesem Punkt enthaltenen Systems die andere teilweise für uns bedeckt, wobei die Geschwindigkeiten beider Sonnen rechtwinkelig verlaufen müssen zu der nach uns gewendeten Richtung, so daß dann die periodischen Werte der Radialgeschwindigkeiten nach uns hin oder von uns hinweg verschwindend klein werden.
Ganz ähnliche Erscheinungen periodischer Lichtveränderungen von Sternen, die sich bei den Messungen ihrer Radialgeschwindigkeiten als spektroskopische Doppelsterne erweisen, sind weiterhin schon in zahlreichen Fällen konstatiert worden.
Das ganze Gebiet dieser Radialgeschwindigkeitsmessungen von Sternen ist in der letzten Zeit in besonders großem Stile von den nordamerikanischen Astronomen, insbesondere von Campbell auf dem Lick-Observatory kultiviert worden. Das Potsdamer Observatorium hatte der weiteren Entwicklung dieses ganzen Messungsgebietes auch [1271] theoretische und experimentelle Förderung dargeboten durch Hartmann’s Dispersionsformel für das prismatische Spektrum und durch seine Erfindung eines Spektrokomparators, mittels dessen die dabei erforderliche Meß- und Rechenarbeit, zumal bei zahlreichen Wiederholungen analoger Messungen, erheblich vermindert wird.
Die Sternsysteme überhaupt.
Im Anschluß an die obige Erwähnung der spektroskopischen Doppelsterne, wäre hier über die Erforschung der engeren Sternsysteme, insbesondere der Doppelsterne, vielleicht etwas näher zu berichten, doch liegen zurzeit besonders hervortretende deutsche Leistungen hier nicht vor. Zur Vervollständigung der Mitteilungen über die Radialgeschwindigkeiten der Sterne ist aber noch zu bemerken, daß aus Campbells Messungen der Radialgeschwindigkeiten von nahezu 1200 Sternen auch für die Bewegung unserer Sonne und unseres ganzen Planetensystems im Sternenraume eine von der Messung der Winkelbewegungen der Sterne unabhängige Bestimmung erlangt worden ist, auf deren Wichtigkeit ich oben bei der Erwähnung des ganzen Problems bereits hingewiesen habe. Nach Campbell ist unsere säkulare, zunächst wohl als gleichförmig anzusehende und wohl in nahezu unveränderlicher Richtung vor sich gehende Bewegung im Sternenraume zurzeit nach einer Region des Himmels gerichtet, welche etwas südlich vom Sternbilde der Leyer liegt, und zwar mit der Geschwindigkeit von nahezu zwanzig Kilometer in der Sekunde. Und dieses Ergebnis aus den Radialgeschwindigkeiten stimmt mit demjenigen, welches bisher aus den bloßen Ortsveränderungen der Sterne an der Himmelsfläche (den Winkelbewegungen) nach den oben erörterten Gesichtspunkten abgeleitet worden war, merkwürdig nahe überein. In Verbindung mit diesen letzteren Untersuchungen hat man aber entdeckt, daß am Sternhimmel doch außer den perspektivischen Wirkungen unserer eigenen säkularen Bewegung noch Gesetzmäßigkeiten der übrigen Sternbewegungen vorhanden sind, für deren Deutung man auf die zukünftige säkulare Verwertung der obenerwähnten Hunderttausende von genaueren Ortsbestimmungen der Sterne und nun gar der Millionen von Sternen hoffen muß, deren Ortsbestimmungen uns die bereits erwähnte photographische Aufnahme der ganzen Himmelsfläche darbieten wird.
Was jene aus den bisherigen Messungen bereits hervorgetretenen Systeme von übereinstimmenden Richtungen der Ortsveränderungen zahlreicher Sterne an der Himmelsfläche betrifft, so scheinen dieselben nach einigen Untersuchungen eine nähere Beziehung zur Milchstraße zu haben. Man hat neuerdings auch immer deutlicher erwiesen, daß in den sogenannten Sternhaufen, in denen Hunderte oder Tausende von Sternen enger gruppiert sind, auch übereinstimmende fortschreitende Bewegungen der einzelnen Sterne gemeinsam mit der ganzen Gruppe stattfinden, ja, es ist sogar erwiesen worden, daß auf gewissen Himmelsflächen, z.B. innerhalb des weiten Flächengebietes des Sternbildes der großen Bärin, übereinstimmende Gesetze der Ortsveränderungen bestehen, nach denen man einen gewissen inneren Zusammenhang von Bewegungsbedingungen in ganz gewaltigen Welträumen annehmen muß. An allen diesen Untersuchungen haben sich die deutschen Astronomen auch in unserm Vierteljahrhundert eindringlich beteiligt, insbesondere auch Kobold, von Seeliger und Schwarzschild, ebenso auch von Seeliger [1272] an der Vertiefung der Untersuchungen über die Zunahme, welche der Reichtum an Sternen der verschiedenen Größenklassen mit der Annäherung an die Milchstraße erfährt. Schönste Leistungen der Heidelberger Sternwarte sind in unserm Vierteljahrhundert auch von M. Wolf auf dem Gebiete der photographischen Aufnahmen von Milchstraßenflächen dargeboten worden.
Als eine besondere Kraft auf dem Gebiete der säkularen Bewegungserscheinungen in der uns umgebenden Fixsternwelt ist aber auch bei vorliegendem Anlaß zu nennen der niederländische Astronom Kapteyn.
Die Lichtveränderungen der Sterne.
An der Messung und Deutung der Lichtveränderungen der Sterne, von deren periodischem Typus vorhin in Verbindung mit den Messungen der Radialgeschwindigkeiten die Rede war, hat sich das Potsdamer Observatorium (siehe auch die oben erwähnte photometrische Durchmusterung der Himmelsfläche durch Müller und Kempf), sowie überhaupt die deutsche Astronomie eifrig beteiligt, nicht bloß photometrisch, sondern auch durch die einst von Argelander und Heis kultivierte und hauptsächlich mit freiem Auge betriebene Schätzungsmethode, für deren Verbreitung und Anwendung auch die deutsche Vereinigung von Freunden der Astronomie und kosmischen Physik, insbesondere durch Plaßmann, gewirkt hat.
Unter der großen Zahl von spektroskopisch entdeckten Sternsystemen, in denen uns die periodischen Veränderungen von Radialgeschwindigkeiten engere Bewegungen von zwei Sonnen um den gemeinsamen Schwerpunkt erweisen, hat sich weiterhin eine nicht geringe Zahl von solchen Systemen enthüllt, in denen die periodischen Lichtveränderungen des Sternpunktes, zu welchem das System für unsern Anblick zusammenfließt, nicht dem Gesetze entsprechen, das bei den veränderlichen Sternen von dem Typus Algol gefunden worden ist, daß nämlich die periodischen Minima des Leuchtens durch gegenseitige Bedeckungserscheinungen der beiden Sonnen verursacht werden. Im Gegenteil findet bei gewissen anders gearteten Lichtveränderungen die kleinste Lichtstärke in einer solchen Phase der Umlaufsbewegung statt, in welcher von gegenseitigen Bedeckungswirkungen der beiden Sonnen für unseren Anblick nicht die Rede sein kann. Auch bei diesen Untersuchungen sind die Potsdamer Astronomen lebhaft beteiligt. Es sieht fast so aus, als ob zur Erklärung der Lichtveränderungen dieser Systeme Abweichungen der Gestalt der einzelnen Sonnen von der Kugelgestalt oder Abweichungen von einer gleichmäßigen Lichtstärke ihrer Oberflächen in Verbindung mit der Umlaufsbewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt die Erklärung bilden können.
Noch unbestimmter sind unsere Erklärungen für die in längeren Perioden sich abspielenden Lichtveränderungen von zahlreichen andern Sternen, deren Gesamtzahl jetzt schon weit mehr als tausend beträgt, unter denen sich auch eine nicht geringe Anzahl von spektroskopischen Doppelsternen befindet. Sehr bedeutsam sind auch einige neuere Messungsergebnisse der Helligkeitsveränderungen von zahlreichen Sternen in gewissen Sternhaufen.
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Die sogenannten „Neuen Sterne“.
Noch rätselhafter waren uns bisher die sogenannten Neuen Sterne, die in wenigen Tagen oder in einigen Fällen auch in wenigen Stunden von verschwindend kleinen Helligkeiten oder von bereits bekannter geringer Lichtstärke zu Helligkeiten von Sternen erster Größe, heller als Sirius, ja sogar in einem Falle heller als Venus aufleuchteten und nachher allmählich zu ihrer früheren geringen Helligkeit oder zu gänzlicher Unsichtbarkeit herabsanken. Da hat uns nun das letzte Vierteljahrhundert die Erscheinung eines neuen Sternes im Perseus gebracht, deren Verlauf durch gewisse Besonderheiten und durch die sehr einleuchtende Deutung, die von Seeliger dafür gegeben hat, diesem ganzen Forschungsgebiete wesentliche Erhellung gespendet hat. Die jetzt möglich gewordene genauere spektroskopische und photographische Aufnahme des Verlaufes dieses plötzlichen Aufflammens bis zur ersten Größe und der Begleiterscheinungen des allmählichen Herabsinkens haben den Gedanken gezeitigt, daß ein erheblicher Anteil sowohl an solchen Lichtkatastrophen, als auch an den periodischen Lichtschwankungen auf einem Ursachengebiete zu suchen ist, auf welchem wir ja schon alte Erfahrungen in dem plötzlichen Aufleuchten der Sternschnuppen und Feuerkugeln besitzen. Wir wissen ja bereits aus Schiaparelli’s Untersuchungen, daß nicht bloß unsere Atmosphäre bei dem Eindringen von kleinen Weltkörpern mit kosmischen Geschwindigkeiten von mehreren Zehnern des Kilometer pro Sekunde ein gewaltiges schnelles Erglühen der Luft und der Eindringlinge selber erkennen läßt, sondern daß auch die Räume unsere ganzen Planetensystems unablässig von mehr oder weniger dichten Scharen solcher kleinen Weltkörper, dem sogenannten kosmischen Staube, erfüllt und durchwandert werden, und daß sicherlich auch ein Teil der Kometenerscheinungen, insbesondere auch der Schweiferscheinungen, durch andauerndes oder vorübergehendes Aufleuchten solcher Staubmassen, z. B. infolge von gewissen elektrischen Sonnenwirkungen, aber möglicherweise auch durch bloße Begegnungen mit festeren oder loseren Anhäufungen kleinster Massen verursacht werden. Nun hat uns der sogenannte neue Stern im Perseus, welcher im Frühjahr 1901 erschien, für den ganzen Verlauf seiner Erscheinung im Anschluß an die neueren Nachweisungen jener Raumerfüllungen eine völlig plausible Deutung durch von Seeliger gebracht, nämlich die Annahme, daß jenes Aufleuchten durch das Eindringen einer vielleicht mit der Geschwindigkeit von mehreren hundert Kilometern in der Sekunde (wie sie auch bei den Sternen schon gemessen worden ist) wandernden Sonne in einen ungewöhnlich dicht mit kosmischem Staub erfüllten Raum hervorgebracht worden ist. Nachdem der Eindringling einen solchen von kleinsten Massen dicht erfüllten Raum mit abnehmender, immerhin noch großer Geschwindigkeit, aber ungeheurer Temperatur- und Lichtentwickelung passiert hatte, ist dann diese Sonne allmählich zu der früheren Helligkeit auf ihrer weiteren Wanderung wieder hinabgesunken. Sehr merkwürdig und von großer Bedeutung für die Wahrscheinlichkeit dieser Erklärung ist aber die durch unsere jetzigen optischen Einrichtungen völlig gesicherte Tatsache, daß in der früher noch nicht besonders erforschten Umgebung dieses ganzen Vorganges Nebelgebilde in verschiedenen Lagen und Gestaltungen wahrgenommen worden sind. Ja, es sind sogar in gewissen Wanderungen nebeligen Aufleuchtens in der Umgebung des Eindringlings Nachwirkungen der gewaltigen Katastrophe durch [1274] Lichtreflexe in ähnlicher Weise zutage getreten, wie z. B. das Wandern des Echos mächtiger Schallwirkungen in gebirgigen Gegenden.
In der Gesamtheit der vorangehenden Darlegungen ist vielleicht den Betrachtungen und Mitteilungen über die Erforschung der Sternenwelt ein etwas zu großer Raum gewährt worden, da doch auch von der Erforschung unserer Sonne, von den Kometen und Planeten und von der Erde selber und ihrem Monde wenigstens insoweit berichtet werden müßte, als die deutsche Astronomie auch in diesen Forschungsgebieten eine erfreuende Wirksamkeit erwiesen hat.
Gerade in unserm Vierteljahrhundert ist aber die Erforschung der Sternenwelt auch der deutschen Astronomie das bevorzugte Übungsfeld für erfolgreiche Anwendung jener neuen Arbeitsmethoden gewesen, welche von allgemeinster Bedeutung für unsere ganze Welterkenntnis sind, während in den anderen, soeben erwähnten Erforschungsaufgaben der Himmelswelt der Verlauf der Arbeiten keine ebenso eigenartige Bedeutung hatte. Die Fixsternwelt hat ja überhaupt den ganz besonderen Wert für das Fortschreiten unseres Welterkennens, daß ihre vereinfachenden großen Fernen und ihre stetig langsamen Entwicklungen uns für die ungeheuren makrokosmischen Probleme und ebenso auch für das mikrokosmische Erkennen, sowohl im Gebiete der Theorie und Berechnung als auch im Gebiete der Messung, geradezu erziehen helfen.
Kometen, Sonne und Planeten.
Der Übergang von der Betrachtung der Sternenwelt auf die uns näher umgebende Himmelswelt erfolgt am natürlichsten durch die Kometen, die ja aus den Sternenräumen kommen und zum Teil auch wieder in unbestimmte Fernen zurückkehren, soweit sie nicht auf ihrem Wege zur Sonne und wieder von der Sonne hinweg durch die Anziehungskräfte der Planeten in engere geschlossene Bahnen um die Sonne eingeordnet werden. Auf diesem Gebiete ist wesentlich Neues in den letzten Zeiten weder beobachtet noch gedacht worden. Am meisten haben neuerdings die nordamerikanischen Astronomen der Lick-Sternwarte, der Yerkes-Sternwarte und der Warte auf dem Mount Wilson die Detailerforschung der Kometenwelt hinsichtlich der spektralen Charaktere ihres Leuchtens und hinsichtlich der Schweiferscheinungen gefördert; aber auch Heidelberg und Potsdam haben hierbei mitgewirkt.
Einen wesentlichen Fortschritt hat die Deutung der Abstoßungswirkungen der Sonne, welche in den Schweiferscheinungen zutage treten, durch die, Schwarzschild zu dankende, tiefere Ergründung des sogenannten Strahlungsdruckes erfahren, welcher mit den Wellenbewegungen der Strahlung der Sonne verbunden ist. Zugleich aber ist die schon im Anfange unseres Vierteljahrhunderts von dem Physiker der Berliner Sternwarte, Eugen Goldstein, demonstrierte Nachbildung der Schweiferscheinungen durch Kathodenstrahlungswirkungen immer mehr zur Anerkennung gelangt, je deutlicher sich überhaupt in den Zuständen und Wirkungen der Sonne elektrische und magnetische Erscheinungen erkennen ließen. Man nähert sich dabei auch immer mehr der von Goldstein begründeten Auffassung, daß in manchen der gewaltigen Schweiferscheinungen nicht sowohl Abstoßungen von Massenteilen, sondern durch begrenzte elektrische Emanation hervorgerufenes [1275] Aufleuchten der im ganzen Weltraume in den verschiedensten Dichtigkeiten vorhandenen und wandernden kosmischen Staubmassen zu erkennen ist.
Was nun die Sonne selber betrifft, so haben in unserem Vierteljahrhundert das Bedeutendste in der spektralen und photometrischen Ergründung, sowie in der photographischen Aufnahme der Sonnenzustände nicht die deutschen Astronomen, sondern wohl Hale im Yerkes-Observatory in Nord-Amerika und Deslandres in Paris (Meudon) beigetragen.
Es ist unzweifelhaft festgestellt worden, daß in den verschiedenen Schichten der Sonnenoberfläche Wirbelbewegungen elektrisch wirksamer Gasmassen und hierdurch magnetische Felder entstehen, und es ist von den norwegischen Forschern Störmer und Birkeland theoretisch und experimentell nachgewiesen worden, daß die irdischen Polarlichterscheinungen sich immer vollständiger erklären lassen durch ein Zusammenwirken des Erdmagnetismus mit Kathodenstrahlungswirkungen, die von der Sonne ausgehen. –
Was sodann die Planeten betrifft, so sind für Merkur, Venus, Mars aus letzter Zeit keine Forschungsergebnisse von erheblicher Novität zu verzeichnen.
Um die Erforschung der Zustände des Planeten Jupiter hat sich besonders auch Fauth in Landstuhl verdient gemacht. Die neuesten Entdeckungen in der Jupiterwelt betreffen aber die Trabanten. Zu den fünf, uns am Anfang unseres Vierteljahrhunderts bekannten Trabanten sind zwei hinzugekommen, die auf dem Lick-Observatory entdeckt wurden, und noch einer, der achte Trabant, der in Greenwich entdeckt wurde und so lichtschwach ist, daß er dem Auge selbst mit den stärksten Fernrohr unsichtbar und nur mit Dauerphotographie wahrzunehmen und in seiner Bewegung zu verfolgen ist. Dieser Trabant bewegt sich auch nicht in der Richtung, wie die übrigen Jupitertrabanten, und seine Bahnebene, ebenso wie diejenige des 6. und 7. Trabanten, ist stark geneigt gegen die Ebene des Jupiteräquators, mit welcher die Bahnebenen der fünf inneren Trabanten nahe zusammenfallen. Es ist danach wahrscheinlich, daß die drei jetzt erst entdeckten Trabanten, die übrigens vom Jupiter auch viel weiter als die fünf bis dahin bekannten abstehen, nicht dieselbe Entstehungsgeschichte haben, wie diese letzteren, sondern sozusagen vom Jupiter „eingefangene“ kleine Planeten sind. Die vorstehende Mitteilung möge eine Ergänzung bilden zu dem früher über die Beteiligung der deutschen Astronomen an der Erforschung der kleinen Planeten Gesagten.
An der Erforschung von Saturn, Uranus und Neptun ist die deutsche Astronomie in unserem Vierteljahrhundert hauptsächlich durch von Seeliger und Hermann Struve beteiligt gewesen. Dem ersteren werden tiefgehende Untersuchungen über die Ringsysteme, dem letzteren über die Trabanten des Saturn verdankt. Zu den bisher bekannten 8 Trabanten des Saturn sind neuerdings noch zwei hinzugekommen, deren Entdeckung den photographischen Aufnahmen des Harvard-Observatory durch W. H. Pickering verdankt wird. Zu von Seeligers Untersuchungen über die Saturnringe sind ergänzend und bestätigend die spektrographischen Messungen von Keeler auf dem Lick-Observatory hinzugekommen, so daß wir jetzt sicher annehmen können, die Ringe seien nichts anderes, als Scharen von kleinsten planetarischen Massen, die sich in gewissen Phasen der Entwickelung des Planeten Saturn und seiner sehr schnellen Rotation [1276] vereinzelt von ihm abgelöst und dann in gewissen Abständen je nach den Anfangsgeschwindigkeiten ihrer Abschleuderung begonnen haben, sich in Scharen von freien Bahnen unter der Anziehungswirkung des Planeten in nahezu unveränderlichen Grenzen dauernd zu ordnen.
Gewisse Analogien hierzu bilden ja die Planetenscharen zwischen der Marsbahn und der Jupiterbahn und vielleicht ringähnliche Bahngruppen von kleinsten planetarischen Massen, welche, nach von Seeligers eingehenden Untersuchungen, der Erdbahn, besonders nach der Seite der Venusbahn hin möglicherweise benachbart sind und dann die Erklärung des Tierkreislichtes bilden könnten.
Über die Erde und den Mond ist aus dem letzten Vierteljahrhundert von deutschen astronomischen Leistungen wesentlich nur das zu berichten, was ich im Eingange meiner ganzen Betrachtung über geonomisch-geodätische und geophysische Forschungsergebnisse betreffend Erdgestalt und Erdbewegung gesagt habe. Gewisse neue Hypothesen über die Zusammensetzung und Schichtung der Erdatmosphäre, die sich an die Entwicklung der Aeronautik anschließen, sind zunächst wohl noch dem Gebiet der fachmäßigen Erörterung vorzubehalten, so wertvolle Anregungen sie auch schon enthalten.
Sei es nur gestattet, zum Abschluß dieser ganzen Betrachtung noch einige Worte zu sagen über die anscheinende „Weltfremdheit“ einer ganzen Reihe von Forschungen, von denen ich doch mit unverhohlener Begeisterung berichtet habe, wie z. B. von den Bewegungen in der fernsten Sternenwelt und von den Katastrophen der „Neuen“ Sterne.
Ich habe dabei alle Ausblicke in die fernsten Fernen und Möglichkeiten der Zukunft und auch der Vergangenheit vermieden und nur die Herrlichkeiten gesetzmäßigen Denkens und Gestaltens vor Augen gehabt, die von den Himmelserscheinungen bestätigt und geweiht werden. Mitten in den gewaltigen Weltvorgängen, die uns umgeben, kann aus diesen Herrlichkeiten, deren treueste Begleiterscheinung in den Menschenseelen die Güte und Großmut ist, einst ein Paradies auch auf Erden hervorblühen, wenn es auch nur vorübergehend wäre.
Anmerkungen (Wikisource)
- ↑ Vorlage: werden