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ICH WAGE DIE VORHERSAGE, DASS DER KOMET 1758 ERNEUT AUFTAUCHEN WIRD

DER HALLEY’SCHE KOMET

IM KONTEXT

SCHLÜSSELFIGUR

Edmond Halley (1656–1742)

FRÜHER

um 350 v. Chr. Aristoteles sieht in den Kometen Wetterphänomene der oberen Erdatmosphäre.

1577 Tycho Brahe berechnet, dass der beobachtete Komet weit außerhalb der Erdatmosphäre kreisen muss.

SPÄTER

1758 Der von Halley vorhergesagte Komet kommt 76 Jahre nach seiner letzten Sichtung tatsächlich wieder.

1819 Der deutsche Astronom Johann Encke entdeckt einen weiteren periodischen Kometen, der alle 3,3 Jahre wiederkehrt.

1950 Der niederländische Astronom Jan Oort behauptet, dass das Sonnensystem von einer großen Wolke aus Kometen umgeben ist.

Im 16. und großenteils auch im 17. Jahrhundert wurden Fortschritte gemacht, die zum Verständnis der Planetenbewegungen beitrugen – die Natur der Kometen aber blieb ein Rätsel. Bis mindestens zum 16. Jahrhundert waren Kometen in Europa als »Boten des Schreckens« gefürchtet. Die Astronomen kannten diese Lichtfackeln, deren lange, schöne Schweife für ein paar Wochen oder Monate langsam über den Himmel zogen. Sie ahnten aber nicht, woher sie kamen und wohin sie gingen.

Die Dinge änderten sich 1577, als ein blendend heller Komet für mehrere Monate am Nachthimmel strahlte. Aus Beobachtungen aus verschiedenen Teilen Europas berechnete der Däne Tycho Brahe, dass der Komet mindestens viermal so weit entfernt sein musste wie der Mond, was es ihm erlaubte, Kometen in sein Modell des Universums einzuordnen. Er sah sie als Objekte, die sich wie Planeten in denselben Räumen wie diese frei bewegen konnten. Worüber es zu Brahes Zeit noch keinen Konsens gab, war die Art der Kometenbahnen. Brahes Student Johannes Kepler glaubte, dass sie sich auf geraden Bahnen bewegten. Der polnische Astronom Johannes Hevelius hingegen meinte, dass ein Komet im Jahr 1664 in einer Kurve um die Sonne gereist sei.

Halleys Komet von 1066 auf dem Teppich von Bayeux: Angelsachsen zeigen furchtsam in den Himmel. Das Auftauchen des Kometen diente einigen dazu, Englands Niedergang vorherzusagen.

Newton studiert Kometen

Von etwa 1680 an begann Isaac Newton sich mit Kometenbahnen und speziell mit der des hellen Kometen von 1680 zu beschäftigen, während er seine universelle Gravitationstheorie entwickelte. Mit dieser analysierte und prognostizierte Newton den künftigen Weg dieses Kometen und berechnete dessen Bahn. Dabei kam er zu dem Schluss, dass Kometen (wie Planeten) ellipsenförmige Umlaufbahnen hatten, mit der Sonne in einem der Brennpunkte der Ellipse. Diese Ellipsen waren so weit gedehnt, dass sie sich einer offenen Kurve näherten, die man als Parabel bezeichnet. Hätte Newton damit recht gehabt, würde ein Komet, sobald er das innere Sonnensystem besucht und die Sonne umwandert hatte, entweder (wenn seine Umlaufbahn parabelförmig war) nie zurückkehren oder (wenn seine Umlaufbahn eine extrem lang gezogene Ellipse wäre) viele Tausend Jahre nicht.

1684 erhielt Newton Besuch von einem Bekannten namens Edmond Halley, der an einer Diskussion interessiert war, welche Kraft die Bewegungen von Planeten und anderen Himmelskörpern wie Kometen erklären könnte. Newton erzählte seinem erstaunten Besucher, dass er das Problem bereits gelöst (Lösung: die Schwerkraft), seine Ergebnisse aber noch nicht bekannt gemacht hatte. Dieses Treffen führte schließlich zu der Bearbeitung durch Halley und der Finanzierung von Newtons großem Buch über die Gravitation und die Gesetze der Bewegung im Jahre 1687, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

Historische Aufzeichnung

Halley schlug Newton vor, seine neue Theorie an weiteren Kometenbahnen zu testen, doch Newton hatte sich bereits anderen Themenfeldern zugewandt. So kam es, dass Halley Anfang der 1690er-Jahre eigene ausführliche Studien durchführte. Mehr als zehn Jahre studierte er die Bahnen von 24 Kometen – einige, die er selbst beobachtet hatte, und andere anhand historischer Daten. Er vermutete, dass manche Kometen Parabeln beschrieben (offene Kurven), wie Newton angeregt hatte, andere jedoch elliptischen Umläufen folgten, was wiederum bedeutet, dass sie durch das innere Sonnensystem reisen und so von der Erde aus zu sehen sind – und dies mehrfach im Leben eines Menschen.

Während seines Studiums hatte Halley etwas Merkwürdiges bemerkt: Im Allgemeinen weist die Bahn eines jeden Kometen ein paar Merkmale auf, die sich deutlich von denen anderer Kometen unterscheiden. Doch drei der Kometen, die er studiert hatte – einer von 1682 und andere, die Kepler 1607 und Petrus Apianus 1531 beobachteten –, schienen auffällig ähnliche Orbits zu haben. Er vermutete, dass alle drei Wiedererscheinungen von ein und demselben Kometen waren, der auf einer geschlossenen, elliptischen Umlaufbahn reist und somit etwa alle 75 bis 76 Jahre zu sehen ist. Im Jahr 1705 skizzierte Halley seine Ideen in einem Papier namens Astronomiae cometicae synopsis (Zusammenfassung der Astronomie der Kometen). Er schrieb: »Viele Erwägungen sprechen dafür, von dem von Apianus 1531 beobachteten Kometen anzunehmen, dass er derselbe war wie der von Kepler und Longomontanus im Jahr 1607 beschriebene, und wie der, den ich nochmals beobachtete, als er 1682 zurückkehrte. (…) Weshalb ich es wage, seine Rückkehr für das Jahr 1758 vorherzusagen.«

»Auch in einer Zeit, die für ungewöhnliche Gelehrte bekannt ist, zeichnet sich Halley als ein Mann von außerordentlicher Größe und Weitsicht aus.«

J. Donald Fernie Emeritierter Professor für Astronomie an der Universität von Toronto

Einige Kometen folgen einem parabelförmigen (A) oder einem hyperbelförmigen (B) Pfad, das heißt, dass sie niemals zurückkehren werden. Andere folgen Ellipsen unterschiedlicher Exzentrizität (C). Halley behauptete, dass ein Komet auf einer mäßigen Ellipse (D) alle 50 bis 100 Jahre zurückkehren würde.

Bei seinem letzten Erscheinen im Jahr 1986 zog der Halley’sche Komet im Abstand von 0,42 Astronomischen Einheiten (AE) an der Erde vorbei. Er kam auch schon viel näher – im Jahr 1066 waren es 0,1 AE.

Doch eine Ungewissheit bedrückte Halley immer noch: Die Zeitintervalle zwischen den drei Erscheinungen waren nicht genau die gleichen – sie unterschieden sich um etwa ein Jahr. In Erinnerung an die Untersuchungen, die er einige Jahre zuvor über Jupiter und Saturn gemacht hatte, vermutete Halley, dass die Anziehungskraft dieser beiden Riesenplaneten den Kometen leicht von seinem Kurs abbringen und sein Zeitfenster verändern könnte. Halley bat Newton, über dieses Problem nachzudenken, und Newton erstellte Gravitationsberechnungen, mit denen Halley seine Prognose verfeinern konnte. Seine überarbeitete Vorhersage war, dass der Komet Ende 1758 oder Anfang 1759 wieder auftauchen würde.

Halley lag richtig

Das Interesse an Halleys Vorhersage verbreitete sich in ganz Europa. Als sich das Jahr der vorausgesagten Rückkehr des Kometen näherte, verbrachten drei französische Mathematiker – Alexis Clairaut, Joseph Lalande und Nicole-Reine Lepaute – mehrere lange Monate damit, erneut zu berechnen, wann genau der Komet wieder auftauchen könnte und wo er zuerst am Nachthimmel gesichtet würde. Sowohl Amateur- als auch professionelle Astronomen begannen schon 1757, den Nachthimmel nach dem Kometen abzusuchen. Am 25. Dezember 1758 gelang endlich Johann Palitzsch, einem Bauern und Amateurastronomen aus Deutschland, die erste Sichtung.

»Aristoteles’ Meinung, dass Kometen nichts anderes waren als dem Mond zugewandte Dämpfe, herrscht bis heute vor, sodass dieser Teil der Astronomie lange vernachlässigt wurde.«

Edmond Halley

Der Komet passierte im März 1759 die Sonne, nur wenige Monate später als von Halley vorhergesagt. Halley war seit 17 Jahren tot, aber die Wiederkehr des Kometen brachte ihm posthum viel Ruhm ein. Der Komet wurde von dem französischen Astronomen Nicolas-Louis de Lacaille zu Ehren Halleys als »Halley’scher Komet« bezeichnet.

Dieser Komet war der erste entdeckte Nicht-Planet, der die Sonne umkreist. Er war auch einer der frühesten Beweise dafür, dass Newtons Gravitationstheorie für alle Himmelskörper Geltung hatte. Die Kometen selbst, die einst als Unheil bringende Vorboten gefürchtet waren, wurden jetzt endlich verstanden.

Spätere Forschungen zeigten, dass der Komet bereits in den letzten 2000 Jahren regelmäßig erschienen war. Darunter waren einige besonders helle Erscheinungen 87 v. Chr., 12 v. Chr., 837 n. Chr., 1066, 1301 und 1456. Im Jahr 1986 wurde der Komet von Raumsonden angesteuert, die Daten über die Struktur seines Kerns (also des festen Teils) und über seinen Gasschweif sammelten.

Edmond Halley

Edmond Halley wurde 1656 in London geboren. 1676 segelte er zur Insel St. Helena im Atlantik, wo er die Sterne der Südhemisphäre aufzeichnete, um nach seiner Rückkehr einen Katalog sowie Sternkarten zu publizieren. 1687 half er, Isaac Newton dazu zu überreden, sein Werk Principia zu veröffentlichen, das Details zum Berechnen von Kometenbahnen enthielt.

Halley wurde 1720 zum Königlichen Astronomen ernannt und wohnte bis zu seinem Tod 1742 am Königlichen Observatorium in Greenwich. Neben seinem Wirken als Astronom hatte Halley Anteil an vielen bedeutenden Ergebnissen. Er untersuchte Schwankungen des irdischen Magnetfelds, erfand und testete eine Taucherglocke, entwarf Methoden zur Berechnung von Lebensversicherungsprämien und produzierte Seekarten von höchster Genauigkeit.

Hauptwerke

1679 Catalogus Stellarum Australium

1705 Astronomiae cometicae synopsis

1716 An Account of Several Nebulae