Die Erde steuert auf neues kosmisches Terrain zu. Was passiert, wenn wir ankommen?

Wir erleben es nicht mehr selbst, aber es dauert nicht lange – kosmisch gesehen. In ein paar tausend Jahren werden Erde, Sonne und alle anderen Planeten des Sonnensystems einen vorsichtigen Schritt über die Grenze zu ihren Nachbarn machen. Wir tauschen dann endgültig die „lokale interstellare Wolke“, wie Astronomen es nennen, gegen die „G-Wolke“, die Struktur eine kosmische Tür weiter.

Dieser Übergang ist auf der Erde zu spüren, wenn die Dinge nicht gut laufen. Und wenn es dann nicht passiert, wird es fünf bis zehn Millionen Jahre später passieren, wenn wir das nächste kosmische Kap umrunden und in eine viel dichtere Molekülwolke eintauchen. „Der sternenklare Nachthimmel wird sich dann um den Faktor zehn bis hundert verdunkeln“, sagt der Astronom Xander Tilens von der Universität Leiden. Darüber hinaus wird unsere Atmosphäre von einer gewaltigen Menge kosmischer Strahlung bombardiert, die möglicherweise stark genug ist, um das Klima zu verändern und Mutationen in der DNA zu verursachen.

Ein Crashkurs über das gähnende Vakuum, das zunächst buchstäblich nichts zu sein scheint, in Wirklichkeit aber das Leben selbst bestimmt: das interstellare Medium.

Eine kosmische Kuriosität

Der Weltraum ist noch lange nicht leer. Selbst wenn man alle Sterne, Planeten, Monde und andere Himmelskörper zusammenzählt, hat man nur etwa 4 Prozent aller regulären Materie im Universum. Der Rest befindet sich im Zwischenraum, einem Ort voller wandernder Atome und Moleküle, durchtränkt von starken Magnetfeldern und starker Strahlung.

Das ist für den Menschen schwer vorstellbar. Schließlich hat sich unser Gehirn zu einer extremen kosmischen Kuriosität entwickelt: der Erde mit ihrer dichten Atmosphäre, randvoll mit Atomen und Molekülen. In einem Kubikzentimeter befinden sich Billionen von Partikeln. Wie anders ist das ein paar Kilometer höher. Im Weltall um die Erde gibt es plötzlich nur noch etwa fünf dieser Billionen Atome pro Kubikzentimeter. Und das ist immer noch viel. Etwas weiter, jenseits der Grenzen der Milchstraße, muss man sehr viel Glück haben, um auch nur ein Teilchen in einem solchen Volumen zu finden.

Wenn Menschen an den Inhalt des Universums denken, denken sie normalerweise an die großartigen Dinge, die darin sind. Die Erde, oder noch eine Stufe größer: das Sonnensystem mit unserem Mutterstern und allen Planeten von Merkur bis Neptun. Zoomen Sie noch weiter heraus und entdecken Sie die Milchstraße, die Galaxie, in der sich unsere Sonne und weitere hundert Milliarden andere Sterne bewegen. Es gibt etwa 100 bis 200 Milliarden solcher Galaxien im sichtbaren Universum.

Aber zwischen und in all diesen Objekten herrscht leerer Raum. Dazu gehört der interstellare Raum, der sich in der Milchstraße und zwischen ihren Sternen befindet. Es ist der kosmische Teich, auf dem unser Sonnensystem durch das Universum schwimmt.

Graphit, Sand und Diamant

In diesem interstellaren Raum finden Sie vor allem die Überreste toter Sterne. Wo beim Urknall Wasserstoff und Helium entstanden sind, erzeugen Sterne durch Kernfusion schwerere Elemente in ihrem Inneren, die sich nach ihrem Tod im Kosmos verteilen.

Tilens und Kollegen können diese Komponenten im Labor immer noch im Inneren von Meteoriten finden, kosmischen Fragmenten, die auf die Erde gefallen sind und in denen Flocken von Urmaterial, älter als das Sonnensystem, eingeschlossen sind. „Wir finden dann Graphitstücke, Sand und sogar Diamanten“, sagt Tielens. Er kann genau sagen, von was für einem Stern sie stammen. „Jedes Korn scheint ausnahmslos von einem anderen Stern zu stammen“, sagt er. Tilens schätzt, dass etwa 100 Millionen Sterne, von denen etwa eine Million bei mächtigen Supernova-Explosionen starben, zu der Materie beigetragen haben, die wir jetzt im Sonnensystem und in unseren Körpern finden.

Im interstellaren Raum wirbeln solche Körner frei, aber dieser Raum sieht nicht überall gleich aus. Es ist eine Ansammlung von kälteren Klumpen aus gepacktem Material und heißeren Blasen geringerer Dichte. „All diese Unterschiede werden durch Turbulenzen verursacht. Denken Sie daran, wie sich der Rauch einer Zigarette kräuselt. Gleiches gilt für das Material der Milchstraße“, sagt Andreas Burkert, Astronom an der Ludwig-Maximilians-Universität München.

Die Turbulenzen sind unter anderem darauf zurückzuführen, dass sich alles um das Zentrum der Milchstraße dreht. Dadurch entsteht eine Art Schwappeffekt, fachsprachlich „Scherströmung“. Vielleicht noch wichtiger ist, dass in einer Galaxie wie der Milchstraße ständig neue Sterne geboren werden und alte Sterne sterben. Letzteres passiert bei massereicheren Sternen mit einer Supernova-Explosion. Die Materie des Sterns wird dann mit einem lauten Knall ins All geblasen und setzt das bereits vorhandene Gas und den Staub in Bewegung.

Lokaler Dunst

Unser Sonnensystem befindet sich in dem, was Astronomen die lokale interstellare Wolke nennen, eine Struktur mit einem Durchmesser von etwa zehn Lichtjahren, wie sie entdeckt wurde. in den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts. Obwohl Tilens das eigentlich für einen verwirrenden Namen hält. „Sie ist sehr dünn, sie verdient den Namen Wolke nicht. Ich nenne es lieber den „lokalen Flaum“, sagt er. Frei übersetzt: der lokale Dunst.

In unserer Nähe hängt eine weitere Wolke, oder besser gesagt Dunst: die G-Wolke. Beide Wolken sind Überbleibsel alter Supernova-Explosionen, die durch die Turbulenzen an ihre jetzigen Orte gebracht wurden. Die G-Wolke wird in einigen tausend Jahren das nächste kosmische Ziel für die Erde und den Rest des Sonnensystems darstellen. „Sie ist so dünn wie die lokale interstellare Wolke. Der Einfluss solcher Ansammlungen auf der Erde ist sehr gering“, sagt Burkert. Dennoch gibt es noch vieles, was wir nicht wissen. Beispielsweise könnte es zwischen den beiden Wolken einen Grenzbereich geben, in dem die Dichte höher ist, meinen einige Experten. Und wenn ja, kann es sich als ungünstig für das Leben auf der Erde herausstellen.

Die Sonne schirmt derzeit die Erde vor Strahlung aus dem interstellaren Raum ab. Weil die Sonne geladene Teilchen in die Umgebung pumpt – den Sonnenwind – bläst sie auch die lokale Umgebung sauber. Der von der Sonne geschaffene Hohlraum wird auch Heliosphäre genannt. In diesem Hohlraum sind wir vor der Strahlung von außen sicher.

Die Voyager-Sonden sind bisher die einzigen von Menschenhand geschaffenen Objekte, die die Heliosphäre verlassen haben. Im Jahr 2012 traf Voyager 1 als erstes auf eine Region weit hinter Neptun, wo der Sonnenwind merklich nachließ und die Menge der kosmischen Strahlung plötzlich zu steigen begann. Diese Region wird Heliopause genannt und markiert die Grenze zwischen dem Sonnensystem und dem interstellaren Raum dahinter.

„Wir sind gewissermaßen ein Küken, das sicher unter den Flügeln der Mutterhenne lebt“, sagt Burkert. „Auf unserer Seite der Heliopause befinden wir uns in einer ruhigen Gegend mit geringer Strahlung. Aber die Befürchtung ist, dass wir irgendwann in einen Bereich mit deutlich höherer Dichte vordringen, der die Heliosphäre so stark unter Druck setzt, dass sie schrumpft.“

„Einfluss auf die Lebensqualität“

So etwas ist nur eine Frage der Zeit. Wenn nicht, wenn wir die Grenze zur G-Wolke überschreiten, dann später. Die lokale interstellare Wolke und die G-Wolke befinden sich in dem, was Astronomen die lokale Blase nennen. Das ist ein großer Hohlraum mit einem Durchmesser von fast tausend Lichtjahren. Wir haben uns vor etwa 5 Millionen Jahren darauf eingelassen und befinden uns jetzt irgendwie in der Mitte. Und in weiteren 5 bis 10 Millionen Jahren werden wir diese Blase wieder verlassen.

„Die Milchstraße, eigentlich jede Galaxie, ist eine Art Schaum. Es ist voller Blasen, Hohlräume, die von Supernova-Explosionen leergefegt wurden“, sagt Tielens. Mit all diesen weitreichenden Aktionen wurde die vorhandene Materie langsam aber sicher in die Grenzbereiche gedrängt, wo die Dichte plötzlich stark ansteigt, wie Forscher letztes Jahr beschrieben haben. im Magazin Natur. Es sind jene Grenzregionen, in denen sich die Molekülwolken befinden, dichtere Staub- und Gaspackungen, in denen neue Sterne geboren werden. Und diese höhere Dichte führt zwangsläufig zu Problemen.

„Ich gehe davon aus, dass es einen direkten Einfluss auf die Lebensqualität auf der Erde haben wird“, sagte beispielsweise der Astronom Merav Opher Anfang dieses Jahres. an die britische populärwissenschaftliche Wochenzeitung Neuer Wissenschaftler. Die höhere Dichte im Grenzbereich drückt dann die Heliopause nach innen, über die Erdumlaufbahn hinaus. Unser Planet befindet sich dann im interstellaren Raum. Die damit verbundene höhere Dosis energiereicher Teilchen könnte beispielsweise zu mehr Wolken in der Erdatmosphäre führen, sodass sich das Klima abkühlt. Diese Strahlung kann auch Mutationen in der DNA von Lebewesen auf der Erde verursachen.

Interstellare Sonde

Das genaue Ausmaß des Effekts kann nur bestimmt werden, wenn man mehr über den interstellaren Raum und unsere schützende Sonnenblase erfährt. Während bisher nur Voyager-Missionen die Grenzen des Sonnensystems verlassen haben, hoffen andere, bald neue interstellare Missionen starten zu können. Die NASA denkt zum Beispiel noch über die sogenannte „interstellare Sonde“ nach, eine Mission in das interstellare Medium. Ob dafür Gelder freigegeben werden, wird nächstes Jahr bekannt gegeben. Wenn es weitergeht, werden sie die Sonde in den 1930er Jahren starten. Fünfzehn Jahre später muss er dann die Grenze zum interstellaren Medium erreichen. China hat auch Pläne für eine interstellare Sonde, die Ende dieses Jahrzehnts starten soll.

Hoffentlich werden wir dann herausfinden, ob wir den kosmischen Teich, auf dem wir treiben, als Lebensspender feiern oder ihn auch als potenziellen Todesboten fürchten sollten.