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Sunday, March 29, 2020

Die 10 interessantesten Sternkataloge

Sternkataloge klingen langweilig, Sternkataloge produzieren lange, sperrige und uneinprägsame Namen wie OGLE-2005-BLG-390L oder PSR b 1620-26 und sind im Grunde genommen sehr lange Listen voller Buchstaben und Zahlen. Zwar klingen die Namen der Sternkataloge nicht so schön wie historische Sternnamen wie Altair, Wega und Aldebaran, doch ein Astronom kann aus Katalogsbezeichnungen zahlreiche Eigenschaften ablesen. Und diese Eigenschaften sind sehr wichtig für jene Dinge, welche die Öffentlichkeit wieder mehr interessieren, etwa die Suche nach Exoplaneten.

Was sind Sternkataloge?

Wie bereits gesagt, vor allem sind Sternkataloge lange Listen aus Buchstaben und Zahlen. Sternkataloge listen Sterne auf, die entweder ähnliche Eigenschfaften haben (besonders helle Sterne, Doppelsterne, weiße Zwerge, etc.) oder die durch ein Suchprogramm entdeckt wurden und gibt die entsprechenden Eigenschaften an. Hier möchte ich die zehn interessantesten Sternkataloge vorstellen – und ja, das mag für viele wie “Die zehn umweltfreundlichsten Dieselmotoren” oder “Die zehn gemäßigsten AfD-Politiker” klingen, doch in Wahrheit sind Sternkataloge wirklich spannend, sie sind das wichtigste Werkzeug der Astrometrie, also der Vermessung des Himmels.

1.Der WD-Katalog

Der Sternkatalog “WD” steht für White Dwarf Catalogue und wurde von der Fakultät für Astrophysik und Planetologie der Villanova University herausgegeben. “White Dwarf Catalogue” ist Englisch für “Katalog der weißen Zwerge” und aus dem Namen kann man bereits ablesen, welche Sterne der WD-Katalog beinhaltet, nämlich sogenannte weiße Zwerge. Das sind die extrem kompakten Überreste von Sternen mit einer Restmasse unterhalb von 1,44 Sonnenmassen, was als Chandrasekhar-Grenze bezeichnet wird, denn massereichere Sterne werden zu Neutronensternen.

Wenn der Kernbrennstoff in solchen Sternen aufgebraucht, seine Energiequelle also versiegt ist, werden die äußeren Hüllen abgestoßen bis nur noch der extrem kompakte Kern übrig bleibt, der etwa so groß ist wie die Erde, das ist dann der weiße Zwerg. Die Sterne sind für uns durchaus interessant, denn dort wurden auch Planeten gefunden. Einige weiße Zwerge zerstören ihr ehemaliges Planetensystem, so etwa WD 1145+017, der durch seine Gravitation den Gesteinsplaneten WD 1445+017 b zerstört. Doch auch bewohnbare Planeten um weiße Zwerge wären denkbar.

Die erste Ausgabe des WD-Katalogs erschien 1987, sie enthielt 1.279 weiße Zwerge. 2019 erschien die siebte Auflage, mehr Beobachtungsprogramme und präzisere Technologien haben die Anzahl der im WD-Katalog katalogisierten weißen Zwerge auf 14.294 ansteigen lassen.

Link zum WD-Sternkatalog

2.Der KIC-Katalog

KIC steht für Kepler Input Catalog. Gemeint ist damit nicht der deutsche Astronom Johannes Kepler, der hat keine Sternkataloge erstellt, sondern das Kepler-Weltraumteleskop, welches von 2009 bis 2018 mit wahnsinnigem Erfolg einen kleinen Teil des Himmels nach Exoplaneten durchsucht hat, dabei fand es zahlreiche skurrile Welten, einige womöglich bewohnbar, aber um die Planeten zu finden, musste es natürlich auch die Sterne katalogisieren und ihre Eigenschaften kennen, nur so lassen sich nämlich Masse und Beschaffenheit der Planeten ermitteln – ein weiterer Grund für die Wichtigkeit von Sternkatalogen.

Die katalogisierten Objekte liegen im Sternbild Schwan, einige wurden jedoch lediglich zur Kalibrierung genutzt und befinden sich daher in ganz anderen Himmelsregionen. Insgesamt enthält der Kepler Input Catalog ganze 13,2 Millionen Einträge, nicht alle wurden jedoch vom Raumfahrzeug beobachtet, der KIC-Katalog ist lediglich eine Art Zielauswahl. Nur etwa 4,5 bis 6,5 Millionen wurden von Keplers Sensoren erfasst. Diejenigen, bei denen Anzeichen auf Exoplaneten gefunden wurden, werden weiter beobachtet und landen im KOI-Katalog, das steht für Kepler Object of Interest. 

Allerdings erhalten nicht alle Sterne des KIC-Katalogs, bei denen Anzeichen auf Planeten oder sogar Planeten gefunden wurden eine Bezeichnung des KOI-Katalogs, denn bei einigen Sternen des KIC-Katalogs wurden die Planeten zwar entdeckt, aber nicht vom Team des Kepler-Weltraumteleskops. Ein sehr bekannter Vertreter des KIC-Katalogs ist übrigens der Gelbe Zwerg KIC 8462852, vermutlich besser bekannt als Tabbys Stern, der im Rahmen von unregelmäßigen starken Helligkeitsschwankungen in letzter Zeit häufig zu Spekulationen anregt.

Link zum Kepler Input Catalog

3.Der Uranometria-Katalog

Der Uranometria-Katalog ist alt, sehr alt, er erschien nämlich im Jahre 1603. Man könnte sogar sagen, er war der erste echte Sternkatalog. Natürlich gab es auch vorher Versuche, die Positionen möglichst vieler Sterne am Himmel zu katalogisieren, doch diese frühen Sternkataloge wie etwa die von Ptolemäus und Brahe waren extrem ungenau. Der Uranometria-Katalog war für die damalige Zeit eine Revolution, auch wenn er nur etwa 2.000 Sterne beinhaltete. Man muss bedenken, dass es 1603 noch kein Teleskop gab, alle Sterne waren also mit bloßem Auge beobachtbar.

Zudem beinhaltete der Uranometria-Katalog erstmals auch Sterne, die nur auf der Südhalbkugel zu sehen sind. Erstellt wurde er vom Astronomen und Juristen Johann Bayer. Das System, das er zur Benennung der im Uranometria-Katalog katalogisierten Sterne einführte, wird noch heute als Bayer-Bezeichnung verwendet. Es besteht aus einem griechischen Buchstaben, der angibt an welcher Stelle der Stern in der Helligkeit in seinem Sternbild steht und dem Lateinischen Genitiv des Sternbildes. “Alpha Orionis” bedeutet also zum Beispiel soviel wie “Der erste Stern des Orions”, damit ist dann der hellste Stern des Sternbilds Orion gemeint. So hat sich der Uranometria-Katalog in der modernen Astronomie verewigt.

Link zum Uranometria-Katalog

4.Der PSR-Katalog

Der PSR-Katalog katalogisiert ebenfalls eine ganz spezielle Sternart und “speziell” ist hier als Euphemismus für eine tödliche radioaktive Strahenschleuder gemeint, die Menschen innerhalb von Sekunden töten könnte. Richtig, ich rede von den Pulsaren. Das sind wie weiße Zwerge die ausgebrannten Reste von Sternen, jedoch die von Sternen mit einer Restmasse von über 1,44 Sonnenmassen.

Dort wird es so dicht, das die negativ geladenen Elektronen in die positiv geladenen Kerne stürzen und so ungeladene Neutronen bilden, aus denen der Pulsar besteht. Pulsare sind unglaublich dicht, die Masse eines ganzen Sterns ist in etwa auf das Volumen einer Stadt komprimiert, die Dichte von Neutronenmaterie beträgt in etwa 10^18 Kilogramm pro Kubikmeter, also eine eins mit 18 Nullen.

Das klingt schon nach viel, doch wirklich vorstellen kann man es sich nicht. Zum besseren Verständnis, ein Teelöffel Neutronenmaterie hat mehr Masse als der Mount Everest. Es fällt zwar schwer zu glauben, doch auch Pulsare werden von Planeten umkreist, eigentlich waren sogar die ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, die man 1992 entdeckte, solche Pulsar-Planeten, sie kreisen um den Millisekundenpulsar PSR 1257+12.

Link zum Pulsar-Katalog

5.Der HR-Katalog

Der HR-Katalog heißt eigentlich Bright-Star-Catalog, er listet also die besonders hellen Sterne am Nachthimmel aus, sein Ziel ist es, sogar alle mit bloßem Auge sichtbaren Sterne aufzulisten, also alle Sterne die heller als 6,5 Magnituden sind. Erstmals erschien er 1930, im Jahr 1982 erschien die vierte Auflage als letzte gedruckte Version, seitdem wird er lediglich online aktualisiert.

Derzeit enthält der Bright-Star-Catalog 9.110 Objekte, 14 von ihnen wurden jedoch in den Katalog aufgenommen, bei denen später herausgefunden wurde, dass es sich gar nicht um Sterne, sondern um Supernovae oder sogar Objekte außerhalb der Milchstraße handelt. Dennoch behielten sie ihre Namen, denn würde man sie ausgliedern, würden alle darauf folgenden Objekte ebenfalls eine andere Nummer erhalten müssen oder es gäbe unbesetzte Zahlen. Sowas würde doch jedem schlaflose Nächte bescheren, entweder denen, die jeden Stern im Katalog jetzt neu benennen oder denen, die ununterbrochen an die Lücken im Katalog denken müssen.

Später wurde der Katalog ausgeweitet, er enthält nun alle Sterne bis zu einer scheinbaren Helligkeit von 7,1 Magnituden, also auch Sterne, die nur mit einem Fernrohr oder Teleskop sichtbar sind. Neben der scheinbaren Helligkeit sind natürlich auch Entfernung und Eigenbewegung der Sterne im HR-Katalog enthalten. Ein Beispiel für einen Stern des HR-Katalogs ist etwa der hellste Stern am Himmel, Sirius, dessen Bezeichnung im HR-Katalog HR 2491 ist. Die Abkürzung “HR” steht übrigens für Harvard Revised, denn bei dem Bright-Star-Katalog handelt es sich um die Fortsetzung des 1908 erschienenen Harvard Revised Photometry Catalogue.

Link zum Bright-Star-Catalog

6.Der WDS-Katalog

WDS-Katalog steht für Washington Double Star Catalog und beinhaltet, wie der Name schon sagt, Mehrfachsternsysteme. Das klingt sehr exotisch, doch tatsächlich gibt es sogar mehr Mehrfachsterne als Einzelgänger wie unsere Sonne. Daher enthält der WDS-Katalog auch sehr viele Sternsysteme, über 150.000. Dazu sind Eigenschaften wie die Anzahl der Sterne, die Eigenbewegung und die Helligkeit datiert. Die meisten Mehrfachsterne bestehen aus zwei Komponenten, doch es gibt auch Dreifachsterne, etwa unser Nachbarsystem Alpha Centauri und es wurde sogar bereits ein Fünffachstern und ein Sechsfachstern entdeckt.

Erstellt wird der WDS-Katalog vom United States Naval Observatory, 1964 wurde beschlossen, den Katalog anzufertigen. Er ist eine Zusammenfassung diverser früherer Kataloge, die ebenfalls Mehrfachsterne auflisteten und erschien anschließend in den Jahren 1984, 1996, 2001 und 2013.

Lange dachte man, es könnten keine Planeten um Mehrfachsterne existieren, da es dort keine langfristig stabilen Umlaufbahnen gäbe. Doch tatsächlich entdeckte man sowohl Planeten in Doppelsternsystemen, die nur einen der Doppelsterne umkreisen, als auch welche, die weit außen beide Sterne gleichzeitig umkreisen. Laut einer Studie aus dem Jahr 2014 sind Planeten um Mehrfachsterne mindestens genauso häufig wie um Einzelsterne.

Link zum Washington Double Star Catalog

7.Der HIP-Katalog

Der HIP-Katalog steht für Hipparcos-Katalog und zeichnet sich durch seine enorme Genauigkeit und Präzision aus. Er basiert auf den Daten des Astrometrie-Satelliten Hipparcos der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA. Dieser wurde nach dem griechischen Astronomen Hipparchos von Nicäa benannt, dem ersten Astronomen, der eine Sternkarte mit über 1.000 Sternen erstellte. Hipparcos war eine echte Revolution für die Astrometrie, er machte das Fachgebiet erst wieder populär. Hipparcos lokalisierte über 2,5 Millionen Sterne mit einer vorher ungeahnten Genauigkeit: Sie entspricht etwa dem scheinbaren Durchmesser eines Golfballs aus 5.000 Kilometern Entfernung.

Die Daten waren so umfangreich, dass bereits im Jahr der Veröffentlichung der Daten hunderte astronomische Arbeiten darüber erschienen. Der Fundamentalkatalog FK5, der die Ausgangsbasis des HIP-Katalogs war, wurde durch Hipparcos etwa 50-mal genauer, vor allem die Entfernungsbestimmung war hinsichtlich der Genauigkeit beispiellos. Derselbe Satellit erforschte übrigens noch weitere Sterne mit einer etwas geringeren Genauigkeit, so stammen etwa auch die Tycho-Kataloge von Hipparcos.

Link zum HIP-Katalog

8.Der Wolf-Rayet-Katalog

Die Benennung ist hier etwas verwirrend, der offizielle Name des Katalogs ist GCVS-Katalog, was für General Catalogue of Variable Stars steht. Einige dort katalogisierte Sterne sind allerdings mit dem Kürzel “WR” versehen, was für Wolf-Rayet-Stern steht.

Wolf-Rayet-Sterne sind nach den französischen Astronomen Charles Wolf und Georges Rayet benannt und es handelt sich dabei um die Kerne ehemaliger extrem massereicher Sterne. Sie entstehen vor allem in Doppelsternsystemen, denn wenn sich einer der beiden Sterne zum Ende seines Lebens ausdehnt, kann er dem anderen Stern so nahe kommen, dass dieser ihm Materie absaugt, bis schließlich nur noch der Kern übrig ist. Über dieses Phänomen habe ich hier schon mal im Rahmen eines anderen Himmelskörpers geschrieben.

Dieser Kern ist zum einen extrem heiß, er stößt aber auch große Mengen Materie in Form des Sonnenwindes ab, wodurch häufig planetarische Nebel ähnlich dem berühmten Katzenaugennebel entstehen. Dabei hat der Sonnenwind eine enorme Geschwindigkeit von bis zu 4.000 km/s, also über ein Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Obwohl der GCVS-Katalog für etwa 40 Sterne das Kürzel “WR” nutzt, sind gerade einmal 0,1% der im GCVS-Katalog verzeichneten Sterne Wolf-Rayet-Sterne, in erster Linie konzentriert sich der Katalog auf sogenannte Veränderliche Sterne, also Sterne mit merklichen kurzfristigen Helligkeitsschwankungen. Erstmals wurde er 1948 von der Sowjetischen Akademie der Wissenschaften und dem Sternberg-Institut für Astronomie veröffentlicht. Derzeit gibt es drei Bände, die 40.215 Sterne enthalten, allerdings wurden seitdem auch neue Sterne nachgetragen, nämlich 11.844.

9.Der GJ-Katalog

GJ-Katalog steht für “Gliese-Katalog” oder “Gliese-Jahreiß-Katalog” und jedem, der sich mit Exoplaneten beschäftigt, müsste “Gliese” ein Begriff sein. Der Katalog wurde nämlich nach den Astronomen Wilhelm Gliese und Hartmut Jahreiß benannt und sein Ziel ist es, alle Sterne im Umkreis von 25 Parsec zur Erde zu katalogisieren, dass entspricht etwa 81,5 Lichtjahren. Bisher wurde der Katalog öfter erweitert, 1969 im Katalog naher Sterne, 1970 in der Erweiterung des Gliese-Katalogs, 1979 in den Daten naher Sterne und 1991 als Vorläufige Version des dritten Katalogs naher Sterne, die bis heute die aktuellste ist.

Und der Gliese-Katalog beinhaltet wahrhaftig einige astronomische Perlen, etwa Gliese 667, der einen womöglich bewohnbaren Planeten hat, über den ich hier geschrieben habe, Titawin, um den einige Gasplaneten in der habitablen Zone kreisen, den womöglich von Planeten umkreisten weißen Zwerg Van Maanens Stern, den Halo-Stern Kapteyns Stern und historische Sterne wie Aldebaran, WegaMizarPollux und Sirius.

Link zum Gliese-Jahreiß-Katalog

10.Die Bonner Durchmusterung

Die Sterne der Bonner Durchmusterung werden mit “BD” abgekürzt. Es handelt sich dabei um eine Sternkarte, die auf optischen Beobachtungen basiert und die von der Nordhalbkugel zu sehenden Sterne katalogisiert. Zwischen 1846 und 1863 wurden etwa 324.198 Sterne datiert, für diese Zeitepoche sehr beeindruckend. Die Beobachtungen fanden an der Bonner Sternwarte unter Leitung des Astronomen Friedrich Wilhelm August Argelander statt. Vor allem konzentrierte man sich auf die Angabe der Position der Sterne.

Was die Bonner Durchmusterung für die Nordhalbkugel machte, holte zwischen 1892 und 1914 die Cordoba-Durchmusterung für die Südhalbkugel nach, die noch mehr Sterne katalogisieren konnte, etwa 578.000. Die Bonner Durchmusterung enthält zum einen längst bekannte historische Sterne wie Betelgeuse, aber auch unbekanntere Sterne wie BD −10° 3166, er wird sogar von einem Exoplaneten umkreist.

Link zur Bonner Durchmusterung

Das waren nun nur zehn Sternkataloge, es gäbe noch viele mehr, über die man ebenso spannende Dinge erzählen könnte. Aber man muss ja auch noch Material für künftige Beiträge offen lassen. Schließlich gibt es wirklich viele Sternkataloge.

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