Galilei und die Doppelsterne Als Galilei und sein ehemaliger Schüler Benedetto Castelli den Himmel mit Fernrohren durchmusterten, stießen sie immer wieder auf Lichtpünktchen, die sich im Teleskop verdoppelten. Anscheinend standen hier zwei Sternchen fast in der selben Blickrichtung. Gamma Leonis im Teleskop   Damals hielt man alle Sterne für gleich leuchtkräftig: Ein hell anmutender Stern sollte der Erde entsprechend näher stehen als ein schwacher. Die Doppelsterne waren demnach bloß perspektivische Phänomene. Galilei und Castelli wollten das nutzen, um die gerade vom Vatikan per Dekret verbotene Lehre des Kopernikus zu beweisen - ein für allemal. Während die Erde um die Sonne läuft, verändert sich ihr Standort - und damit auch der des irdischen Beobachter. Ein naher Stern muss in Widerspiegelung der jährlichen Erdbewegung deshalb eine kleine Ellipse ans Firmament zeichnen. Diese Verschiebung, die sogenannte Fixsternparallaxe, wäre ein unumstößlicher Beweis für die bewegte Erde und damit für das kopernikanische System gewesen! Um die winzige Ellipse erkennen zu können, bedurfte es aber ruhender Eichmarken am Himmel. Eine solche sollte die schwächere, vermeintlich weiter entfernte Sonne eines Doppelsterns abgeben, während die hellere, mutmaßlich nähere, ihre jährliche, perspektivische Ellipse zog. Selbst Wilhelm Herschel gibg anfangs noch von dieser falschen Prämisse aus. Zwar brauchte er die Erdbewegung 1782 nicht mehr beweisen. Doch die Weite der Ellipse wäre auch ein Maß für die Sterndistanz gewesen - je näher der Stern, desto größer die Parallaxe. Also suchte er den Himmel nach engen Sternpaaren ab. Dabei stieß er auf einen neuen Planeten, den Uranus. Der sensationelle Fund machte ihn berühmt. Er wurde englischer Hofastronom. Später sah Herschel: Viele Doppelsterne sind in Wahrheit physisch aneinander gebunden. Sie umkreisen den gemeinsamen Schwerpunkt ihres Systems. Bei Pi Herculi oder Eta in der Nördlichen Krone dauert der Tanz weniger als 35 bzw. 42 Jahre. In Mannheim hatte Christian Mayer schon 1777 ähnliches zumindest vermutet. Grafik links: Die beiden Partner eines Doppelsternsystems ziehen in der selben Zeit um den gemeinsamen Schwerpunkt. Der massenärmere, meist kühlere Partner muss dabei den größeren Weg zurücklegen. Doppelsterne selbst beobachten Ob und wie leicht ein Sternenpaar im Teleskop zu trennen ist, hängt von mehreren Faktoren ab: von der Fernrohröffnung, dem Grad der Luftunruhe, dem gegenseitigen Winkelabstand der beiden Komponenten und ihrem Helligkeitsunterschied ab. Der Einsatz hoher Vergrößerungen empfiehlt sich. In der Regel setzt man die maximal sinnvolle Vergrößerung eines Fernrohrs bei jenem Wert an, welcher der freien Öffnung des Objektivs in Millimetern entspricht. Bei einem 60 mm weiten Teleskop geht man also nicht über die 60-fache Vergrößerung hinaus. Ist die Luft außergewöhnlich ruhig, versucht man es bei Doppelsternen auch mit mehr; beim doppelten Wert (in unserem Beispiel also 120-fach) ist aber in jedem Fall Schluss. Beta im Skorpion ist recht leicht zu trennen Ist eine Komponente um vieles heller als die andere, überstrahlt sie ihre Partnersonne rasch. Besonders krass ist das beim Sirius, dessen Hauptstern 9000 mal mehr Licht aussendet als sein Partner; der wurde daher auch erst 1862 nachgewiesen. Da beide Komponenten eines Doppelsterns in der selben Erddistanz weilen, erkennt man sofort ihre unterschiedlichen Leuchtkräfte. So ist der lichtschwache Begleiter des Sirius bloß ein Weißer Zwergstern, in dem keine Kernfusion mehr stattfindet. Von den Farben der Doppelsterne inspiriert, wollte der Salzburger Physiker Christian Doppler damit den von ihm postulierten Effekt beweisen: Die jeweils bläulichere Komponente sollte sich auf uns zu, die rötliche von uns wegbewegen (siehe Artikel). Den Doppler-Effekt gibt es wirklich, die Farben der Doppelsterne haben damit aber nichts zu tun. Sie sind vielmehr eine Folge unterschiedlicher Oberflächentemperaturen. Sterne, die kühler sind als unsere Sonne, strahlen in einem warmen weiß, in gelblichen oder orangefarbigen Pastelltönen. Jene, die heißer sind, zeigen einen zarten Hauch von Blau in ihrem Weiß. Besitzen die beiden Partner unterschiedliche Tönungen, erkennen wir also sofort ein Paar mit differierenden Temperaturen: Deutlich ist das etwa bei Gamma Andromedae, Beta Cygni und Alpha Herculi, Sternfreunden auch unter den aus dem Arabischen stammenden Namen "Alamak", "Albireo" und "Ras Algethi" bekannt. Pi im Bootes Delta in der Schlange Bei Doppelsternen ist der Farbkontrast oft besonders deutlich - das Auge gaukelt uns hier nämlich intensivere Tönungen vor. Bei ungleich hellen Paaren nimmt der schwächere Stern mitunter scheinbar sogar die Komplementärfarbe des kräftigeren an; man spricht vom "Simultankontrast". Deshalb können rötliche Sterne ihren blassen Begleitern auch schon einmal ein zartes Grün ins Gesicht hauchen. So ist es z.B. dem extrem schwer auszumachenden Begleiter des Antares widerfahren. Die meisten Doppelsterne sind so eng, dass sie selbst das beste Teleskop nicht trennen mag. Sie verraten sich aber oft durch ein gegengleiches Hin- und Herrücken ihrer Spektrallinien, gegen Rot bzw. gegen Blau. Bei den Linien - nicht bei den Farben - funktioniert der Doppler-Effekt also. Damit machte man jüngst auch den Rekorhalter unter den spektroskopischen Doppelsternen aus. Die beiden Komponenten des HM Cancri sind Weiße Zwerge, zwischen denen die Erdkugel höchstens dreimal Platz hätte. Das intime Paar wirbelt alle 5,4 Minuten umeinander herum. Aufgrund ihrer Bewegung weiten sich manche der teleskopischen Doppelsterne mit der Zeit. Castor ist mittlerweile leicht im Liebhaberfernrohr zu trennen. Gamma Virginis (Foto links) wird in den kommenden Jahren immer einfacher. Und selbst der Begleiter des Sirius mag in einem Jahrzehnt von Amateuren gesehen werden. Etliche Sterne entpuppen sich im Teleskop sogar als Drei-, Vier- oder gar Fünffachsysteme. Zu solchen Mehrfachsternen zählen etwa Beta im Einhorn, Zeta im Krebs oder Theta im Orion - das berühmte Trapez im Orionnebel (Grafik links). Doppelsterne kann auch am lichtverpesteten Himmel Wiens beobachten. Im "dtv-Atlas Astronomie", in "Double Stars for Small Telescopes" von Sissy Haas oder in Ronald Stoyans genialem "Deep Sky Reiseführer" (3. Auflage) werden lohnende Objekte Sternbild für Sternbild aufgelistet.   Einige aktuelle Empfehlungen   Sigma Orionis (SAO 132 406): vier Sterne unterschiedlicher Helligkeit. Im gleichen Bildfeld sieht man Struve 761 (SAO 132 401): drei Sterne, zwei davon eng und in gleicher Helligkeit, werden noch von einem vierten, schwachen Sternchen begleitet. Zeta Orionis, der linke Gürtelstern, ist ebenso wie Delta Orionis, der rechte, doppelt.     Mitten im Orionnebel prangt der Vierfachstern Theta Orionis; zwei Sternchen besitzen sehr ähnliche Helligkeit, eines ist kräftiger, eines schwächer. Keid, 40 Eridani (SAO 131 063): Der Hauptstern ist gelblich-rötlich (K1). In relativ großem Abstand folgt ein Weißer Zwerg, ein ausgebrannter Sternenkern. Er wird von einem noch lichtschwächeren Roten Zwerg umkreist.    Beta Monocerotis (SAO 133 316) im Einhorn ist äußerst reizvoll: Neben dem Hauptstern prangt ein enges Paar; alle sind weiß. Gamma Leporis (SAO 170 759) mutet mir gelblich und orange-rötlich an. h3945 (SAO 173 349) im Großen Hund: Der Hauptstern ist orangefarben, der schwächere Begleiter wirkt auf mich bläulich-türkis; sehr empfehlenswert. Sirius ist bei 20 cm Teleskopöffnung ein gleißender Lichtbatzen, dem ich einfach nicht Herr werde. Erspäht jemand seinen engen Begleiter, einen schwach leuchtenden Weißen Zwerg?     Folgenreiche Erkenntnisse Mein Buch Helden des Himmels geht sehr ausführlich auf die philosophischen und religiösen Implikationen der Galileischen Beobachtungen ein. Auch ausführliche Geschichten über Wilhelm Herschel und Christian Doppler finden sich darin. Ich lege es Ihnen ganz besonders ans Herz.