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Botschaften im Sonnenlicht

Ganz der Untersuchung des Lichtspektrums verschrieben hat sich der Heidelberger Wissenschaftler Dietrich Lemke, um genau zu sein Dr. rer. nat., apl. Professor Dietrich Lemke, der an der Fakultät für Physik und Astronomie an der Universität Heidelberg gelehrt hat und Mitglied des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Astronomie ist. Am 19. September hält Dietrich Lemke einen Gastvortrag im Planetarium Wolfsburg mit dem Titel „Verborgene Botschaften im Sonnenlicht“ (empfohlen ab 12 Jahren, ca. 60 bis 70 Minuten), in dem es um die große Entdeckung geht, die den bayerischen Optiker und Physiker Joseph Fraunhofer in den Olymp der deutschen Naturwissenschaftler gehoben hat, und darum, wie diese die moderne Physik prägte. Denn vor genau 200 Jahren entdeckte Fraunhofer im Kloster Benediktbeuern dunkle Linien im Lichtspektrum der Sonne und anderer Sterne. Es gelang ihm fortan, immer bessere Gläser für seine berühmten, farbfehlerfreien Fernrohre herzustellen. Vierzig Jahre später gelang es den Wissenschaftlern Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff in Heidelberg, die Natur der „Fraunhofer’schen Linien“ zu verstehen: Es sind Fingerabdrücke der chemischen Elemente des Ursprungssterns. Zeitgleich wurde die Rot-Verschiebung der Fraunhofer-Linien durch die Bewegung der kosmischen Quellen von uns weg durch den nach Christian Doppler benannten Effekt entdeckt. Mit diesen Fortschritten begann die astrophysikalische Eroberung des Universums, die zu unserem modernen Weltbild geführt hat. Im Kurzinterview verrät uns Professor Lemke ein wenig mehr über die Geheimnisse des Lichts.

(c) Dietrich Lemke

Dr. rer. nat., apl. Professor Dietrich Lemke (c) SuW (Zeitschrift „Stern und Weltraum“)

Herr Lemke, was sind die wichtigsten Eckpfeiler Ihrer Forscherkarriere?
Ich selbst habe die Spektren von sehr kalten Himmelskörpern im Spektralbereich des Infraroten mit Weltraumteleskopen untersucht. Die Mitwirkung an deren Instrumentierung durch das Max-Planck-Institut für Astronomie habe ich geleitet. Jetzt im Ruhestand befasse ich mich auch mit der Geschichte unserer spannenden Wissenschaft, die voller Triumphe aber auch gelegentlicher Irrtümer war.

Worum wird es in Ihrem Vortrag am Planetarium Wolfsburg schwerpunktmäßig gehen?
Mein Vortrag wird ein Stück Wissenschaftsgeschichte beleuchten, das vor 200 Jahren in Bayern begann. Mit der Entdeckung der vielen dunklen Linien im Spektrum der Sonne hatte sich Fraunhofer ein elegantes Hilfsmittel geschaffen, Gläser aus seiner Bendiktbeuerner Glashütte auf ihre Brechkraft und Farbzerstreuung hin zu charakterisieren. Das war notwendig, um farbfehlerfreie Objektive für seine berühmten Fernrohre zusammenzusetzen.

Joseph von Fraunhofer (1787-1826)

Inwieweit hat Fraunhofer die moderne astrophysische Untersuchung des Lichts der Sonne und anderer Sterne geprägt?
Fraunhofer hat dunkle Linien auch im Spektrum der hellsten Sterne entdeckt, sie waren alle unterschiedlich. Er empfahl den Astronomen diese Untersuchungen fortzusetzen, da er darin wichtige Hinweise auf die Natur der Sterne vermutete. Aber die damaligen Astronomen waren nicht daran interessiert, sie waren mit der Himmelsmechanik befasst.

(c) Deutsches Museum

Schwarze Striche durchziehen das Sonnenlichtspektrum. Eines der beiden von Fraunhofer gefertigten Original-Blätter von 1817 (c) Deutsches Museum

Wie kam es dann zum Durchbruch: Zur Erkenntnis, dass wir aus den Spektrallinien fernen Lichts sichere Hinweise auf die chemischen Begebenheiten am Ursprungsort gewinnen können?
Zwei Nichtastronomen lösten schließlich, 40 Jahre nach der Entdeckung der Fraunhofer’schen Linien, das Rätsel der dunklen Linien: Der Chemiker Robert Bunsen und der Physiker Gustav Kirchhoff in Heidelberg. Die Linien entstehen in einer kühleren Atmosphäre über der heißen Sonne, es sind Fingerabdrücke der darin enthaltenen chemischen Elemente. Damit war zum ersten Mal eine Ferndiagnose der chemischen Zusammensetzung eines weit entfernen Himmelskörpers gelungen, diese Erkenntnis hatten berühmte Philosophen vorher für immer ausgeschlossen. Die Entdeckung von Kirchhoff und Bunsen im Jahr 1859 markiert den Beginn der Astrophysik.

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Christian Doppler 1803-1853 (c) Wikipedia

Welchen Bezug hat das zum Dopplereffekt?
Etwa um diese Zeit machte Christian Doppler die Entdeckung, dass das Licht einer sich entfernenden Quelle längere Wellenlängen aussenden sollte. Obwohl er damals falsche Beispiele zur Veranschaulichung wählte, gibt es die Linienverschiebung durch den Dopplereffekt. Mit seiner Hilfe können wir Bewegungen ferner Himmelskörper von uns weg oder auf uns zu genau messen. Um etwa 1900 waren damit die wichtigsten Grundlagen für die Erforschung des Universums von der Erde aus geschaffen.

Weitere Informationen zum Vortrag „Verborgene Botschaften im Sonnenlicht“ unter www.planetarium-wolfsburg.de.

Benyamin Bahri (SUBWAY Magazin – oeding magazin GmbH) / Fotocredit: NASA

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