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Astronomie+Physik

Warum die Nacht dunkel ist

Der Nachthimmel ist nicht hell – beileibe keine neue Erkenntnis! Doch damit konnten amerikanische Astronomen jetzt gleich mehrere Rückschlüsse auf den Aufbau und die Entstehung unseres Sonnensystems ziehen, wie das Institute of Physics berichtet.

Gegenwärtige Theorien über die Kometen und Asteroiden im Kuiper-Gürtel außerhalb der Neptunbahn besagen, dass deren Anzahl mit abnehmendem Durchmesser überproportional zunimmt. Wenn das stimmt, dann müsste der Nachthimmel hell erleuchtet sein. Denn es würde von den kleinen Objekten – von einem Kilometer bis hinab zu einem Tausendstel Millimeter Durchmesser – so viele geben, dass sie trotz der riesigen Entfernung von der Sonne noch genügend Licht reflektieren, um den Nachthimmel auszuleuchten. Das haben Scott Kenyon vom Smithsonian Astrophysical Observatory und Roger Windhorst von der Arizona State University ausgerechnet.

Aufgrund dieses Ergebnisses schlagen sie eine neue Formel für die Größenverteilung der Objekte im Kuiper-Gürtel vor, die insbesondere die Anzahl der Objekte unterhalb von einem Kilometer Durchmesser herabsetzt. Dabei berücksichtigten sie auch die derzeit über den Kuiper-Gürtel verfügbaren Beobachtungsdaten.

Die Rechnung der beiden Astronomen unterstützt neuere Theorien zur Entstehung des Sonnensystems. Demnach sind zwei Objekte, die größer als einen Kilometer sind, miteinander verschmolzen, wenn sie kollidierten. Dagegen zerbrachen kleinere Objekte wegen ihrer höheren Geschwindigkeit bei Kollisionen in eine Vielzahl von noch kleineren Fragmenten. Schließlich werden Teilchen, die kleiner als einen Millimeter sind, früher oder später durch den Strahlungsdruck des Sonnenlichts weggeblasen. Die sich daraus ergebende Größenverteilung deckt sich mit Kenyons und Windhorsts Formel.

Einen weiteren Schluss können die beiden aus ihren Berechnungen ziehen: Neptun kann nicht früher entstanden sein als der Kuiper-Gürtel. Denn sonst hätte seine Schwerkraft die Bildung der großen Objekte im Kuiper-Gürtel verhindert.

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Die Idee zu ihrer Rechnung entlehnten die beiden Astronomen dem 400 Jahre alten Olbersschen Paradoxon. Demnach müsste in einem unendlich großen Universum mit unendlich vielen Sternen der Nachthimmel sonnenhell sein.

Axel Tillemans

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