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Hier ein Rückblick auf die Entdeckungen der letzten 25 Jahre in der Astronomie.(Bildnachweis: Canva, Logo: Hannah Rose Brayshaw-Williams)Sprung zu:

• 1999: Astronomen entdecken ein Planetensystem außerhalb unseres eigenen
• 2001: Erster frei schwebender Planet in der Milchstraße entdeckt
• 2001: Erster Exo-Asteroidengürtel um einen nahen, sonnenähnlichen Stern entdeckt
• 2001: Rätsel um fehlende Neutrinos der Sonne nach 30 Jahren gelöst
• 2001: Der erste Exoplanet mit einer Atmosphäre erweitert die Exoplanetenforschung
• 2007: Schnelle Radiobursts enthüllen die fehlende Masse des Universums
• 2012: Entdeckung des Higgs-Bosons, des „Gottesteilchens“
• 2016: Die Entdeckung von Gravitationswellen bestätigt Einsteins Theorie und eröffnet einen neuen Blick auf das Universum
• 2017: Erster interstellarer Besucher in unserem Sonnensystem gesichtet
• 2019: Astronomen fotografieren ein supermassives schwarzes Loch
• 2020: Die Milchstraße erhält die detaillierteste Karte aller Zeiten
• 2024: Sternlose, „leere“ Galaxien kommen ins Blickfeld
• 2024: Dunkle Energie kann sich entwickeln
• 2024: JWST zeigt, dass Zwerggalaxien das frühe Universum mit seinem ersten Licht überfluteten

In diesem Sommer feiert kosmischeweiten.de sein 25-jähriges Bestehen! Aus diesem Anlass werfen wir einen Blick zurück auf die Entdeckungen der letzten 25 Jahre in der Astronomie. Es sind Erkenntnisse, die für die Exoplanetenforschung, die Kosmologie und die Astrophysik absolut revolutionär waren.

Die Astronomie zielt darauf ab, große und doch grundlegende Fragen über unseren Platz im Universum zu beantworten. Daher ist es vielleicht am passendsten, diese Liste mit einer bahnbrechenden Entdeckung vor 25 Jahren, am 15. April 1999, zu beginnen, als Astronomen das erste Planetensystem außerhalb unseres eigenen entdeckten.

In den letzten 25 Jahren entdeckten die Astronomen außerdem Hunderte von frei schwebenden Welten, die die Definition eines Planeten in Frage stellen, das lange gesuchte „Gottesteilchen“, „Wellen“ im Gefüge der Raumzeit, die fehlenden Neutrinos der Sonne, den ersten echten Hinweis auf die Natur der dunklen Energie und vieles mehr. Hier sind die erstaunlichsten astronomischen Entdeckungen des letzten Vierteljahrhunderts

1999: Astronomen entdecken ein Planetensystem außerhalb unseres eigenen

Eine künstlerische Darstellung des Upsilon Andromedae-Planetensystems, in dem drei Planeten vom Jupiter-Typ den gelb-weißen Stern Upsilon Andromedae A umkreisen: NASA, ESA, und A. Feild (STScI); Wissenschaft: NASA, ESA und B. McArthur (The University of Texas at Austin, McDonald Observatory))

Im April 1999 entdeckten Astronomen ein Trio jupitergroßer Planeten, die den sonnenähnlichen, gelb-weißen Stern Upsilon Andromedae A umkreisen, der etwa 44 Lichtjahre von der Erde entfernt ist – das erste außerplanetarische System, das jemals entdeckt wurde.

Die Entdeckung widerlegte die Vorstellung, dass unser Sonnensystem ein einzigartiges Phänomen im Universum ist, und lieferte den überzeugenden Beweis, dass die Entdeckung anderer Planetensysteme nur eine Frage der Zeit und der Technologie ist. Im Jahr 2010 stellten die Astronomen außerdem fest, dass die jupitergroßen Planeten in diesem extrasolaren System im Gegensatz zu den Planeten in unserem Sonnensystem nicht in derselben Ebene kreisen. Vielmehr sind zwei von ihnen um 30 Grad gegeneinander geneigt – die erste derartige Ausrichtung, die jemals entdeckt wurde -, was den Astronomen hilft, die Theorien über die Entstehung und Entwicklung der Planeten zu verfeinern.

Ab April 2024 haben Astronomen fast 900 Sterne gefunden, die zwei oder mehr Planeten beherbergen.

2001: Erster frei schwebender Planet in der Milchstraße entdeckt, der die traditionelle Definition eines Planeten in Frage stellt

Eine Illustration eines Jupiter-ähnlichen frei schwebenden Planeten. (Bildnachweis: NASA/JPL)

Um die Wende zum 21. Jahrhundert entdeckten Astronomen den ersten frei schwebenden Planeten im nahen Trapeziumhaufen, einer stellaren Kinderstube im Herzen des Orionnebels.

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Allein in unserer Galaxie könnte es bis zu einer Billiarde dieser „Schurkenplaneten“ geben, die aus den sternumkreisenden Gas- und Staubscheiben, in denen sie geboren wurden, herausgeschleudert werden. Es wurden jedoch nur eine Handvoll von ihnen gefunden, die durch unsere Galaxie kreuzen; da sie sehr schwach sind, sind sie schwer zu entdecken. Die verwaisten Planeten sind die leichtesten Produkte der Geburt eines Sterns und wichtige Informationsträger über die Umgebung, in der sie entstanden sind.

2001: Erster Exo-Asteroidengürtel um einen nahen, sonnenähnlichen Stern entdeckt

Eine künstlerische Darstellung des Nachthimmels von einem hypothetischen fremden Planeten in einem Sternensystem mit einem Asteroidengürtel, der 25 Mal so groß ist wie der in unserem Sonnensystem. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Anfang 2001 entdeckte das NASA-Weltraumteleskop Spitzer den ersten Asteroidengürtel außerhalb des Sonnensystems um den nahen, sonnenähnlichen Stern HD 69830 im Sternbild Puppis, der etwa 40 Lichtjahre entfernt ist. Der Gürtel ist schätzungsweise 25-mal massereicher als der Hauptasteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Im Jahr 2005 entdeckten Astronomen drei neptunähnliche Planeten, die diesen Stern umkreisen, wobei der äußerste Planet möglicherweise in der bewohnbaren Zone des Sterns liegt.

Astronomen interessieren sich für die Größe und Lage von Asteroidengürteln in multiplanetaren Systemen, da die Gesteinsbrocken die Koaleszenz von Planeten und sogar die Entstehung von Leben beeinflussen. Eine führende Theorie besagt, dass Asteroiden Wasser und organische Verbindungen auf die frühe Erde brachten, was durch die jüngsten Nachweise von Wassermolekülen in Asteroidenproben, die zur Erde zurückkehrten, sowie in einigen im Weltraum bestätigt wird.

2001: Rätsel um fehlende Neutrinos der Sonne nach 30 Jahren gelöst

Diese Ansicht zeigt die Borexino-Edelstahlkugel. Mit dem Experiment wurden die ersten Messungen der schwer zu erfassenden solaren Neutrinos durchgeführt, die die Sonne antreiben. (Bildnachweis: Borexino Collaboration)

Im Juni 2001 gaben Physiker bekannt, dass sie die fehlenden Neutrinos der Sonne gefunden haben – subatomare Teilchen, die keine Ladung und praktisch keine Masse haben. Die Entdeckung beendete eine drei Jahrzehnte andauernde Suche nach den winzigen Energiepaketen, deutete aber an, dass sie ein wenig Masse haben müssen.

Nukleare Reaktionen im Herzen der Sonne – derselbe Prozess, durch den die Sonne leuchtet – produzieren Milliarden von Neutrinos, von denen schätzungsweise die Hälfte die 93 Millionen Meilen (150 Millionen Kilometer) lange Reise zur Erde schafft. Bei Experimenten in den späten 1960er Jahren wurden jedoch zu wenige dieser geisterhaften Teilchen entdeckt – eine Diskrepanz, die als das solare Neutrinoproblem bekannt wurde.

Im Jahr 2001 zeigten Experimente des Sudbury Neutrino Observatory in Kanada, dass sich die „fehlenden“ Neutrinos auf ihrem Weg zur Erde lediglich in zwei andere Arten von Neutrinos umgewandelt hatten und der Entdeckung entgangen waren. Diese Umwandlung setzt voraus, dass die allgegenwärtigen Neutrinos eine gewisse Masse besitzen, die inzwischen auf das Hunderttausendfache der Masse des nächst leichteren Teilchens, des Elektrons, geschätzt wird.

2001: Der erste Exoplanet mit einer Atmosphäre erweitert die Exoplanetenforschung

Diese künstlerische Darstellung zeigt eine dramatische Nahaufnahme des verbrannten extrasolaren Planeten HD 209458b in seiner Umlaufbahn, die nur 7 Mio. km (4 Mio. Meilen) von seinem gelben, sonnenähnlichen Stern entfernt ist. (Bildnachweis: Europäische Weltraumorganisation, Alfred Vi)

Im November 2001 traten die Astronomen in eine neue Phase der Exoplanetenforschung ein, als Daten des Hubble-Weltraumteleskops zum ersten Mal das Vorhandensein einer Atmosphäre aufzeigten, die eine fremde Welt umgibt. Der Exoplanet, HD 209458b, befindet sich in 150 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Pegasus. Er war der erste von vielen Exoplaneten, von denen inzwischen bekannt ist, dass sie eine Atmosphäre besitzen, die von hauchdünn bis sehr dicht, wie die des Jupiters, reicht.

Die Entdeckung leitete eine neue Ära in der Erforschung von Exoplaneten ein, da die Astronomen damit beginnen konnten, die Atmosphären von Exoplaneten zu vergleichen, einschließlich der Häufigkeit von atmosphärischen Gasen, von denen bekannt ist, dass sie aus dem Leben auf der Erde stammen.

2007: Schnelle Radiobursts enthüllen die fehlende Masse des Universums

Eine Illustration zeigt einen Fast Radio Burst, der aus drei kollidierenden Galaxien entweicht und sich in die Milchstraße bewegt. (Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser)

2007 entdeckten Astronomen am Parkes-Observatorium in Australien einen schnellen Radioburst (FRB) – einen hellen, unglaublich kurzen Ausbruch von Radiowellen – aus einer Galaxie, die Milliarden von Lichtjahren von der Erde entfernt ist. In nur wenigen Millisekunden schoss der extrem helle Impuls mit der Bezeichnung Lorimer Burst FRB 010724 so viel Energie ins All wie die Sonne in 80 Jahren. Seitdem wurden Hunderte solcher intensiv hellen Impulse von weit entfernten, über das Universum verstreuten Galaxien entdeckt, darunter einige, die anscheinend wiederholt und unregelmäßig ausbrechen.

Astronomen haben die intensiven Impulse genutzt, um etwas von der fehlenden Materie des Universums zu finden, die in den Räumen zwischen Galaxien lauert und durch die Untersuchung der Streuung der Radiowellen von FRBs auf ihrem Weg durch interstellares Gas entdeckt wurde.

2012: Entdeckung des Higgs-Bosons, des „Gottesteilchens“

Eine künstlerische Darstellung eines Higgs-Bosons. (Bildnachweis: Crady von Pawlak/Getty Images)

Im Juli 2012 rückte die Teilchenphysik mit der Entdeckung des Higgs-Bosons ins Rampenlicht der Weltöffentlichkeit. Das Higgs-Boson ist ein lange gesuchtes subatomares Teilchen, das das Universum als ein Feld durchdringt, das anderen Elementarteilchen ihre Masse verleiht. Die Existenz des Higgs-Bosons wurde erstmals 1964 von den Physikern Peter Ware Higgs und François Englert unabhängig voneinander vorhergesagt, also fast ein halbes Jahrhundert vor seiner Entdeckung durch zwei Experimente am Large Hadron Collider in der Schweiz, bei denen das „Gottesteilchen“ innerhalb von nur zwei Jahren nach Beginn des Betriebs entdeckt wurde.

Higgs und Englert erhielten 2013 den Nobelpreis für Physik für ihre Theorie, wie Teilchen Masse erhalten.

2016: Die Entdeckung von Gravitationswellen bestätigt Einsteins Theorie und eröffnet einen neuen Blick auf das Universum

Künstlerische Interpretation einer Reihe von Pulsaren, die von Gravitationswellen beeinflusst werden, die von einem supermassereichen schwarzen Doppelloch in einer fernen Galaxie erzeugt werden. (Bildnachweis: Aurore Simonnet für die NANOGrav-Kollaboration)

Im Februar 2016 gaben Wissenschaftler des Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory bekannt, dass sie im September 2015 zum ersten Mal Gravitationswellen – schwache Wellen in der Raumzeit, die von Einstein vor einem Jahrhundert vorhergesagt wurden – entdeckt hatten, die von kollidierenden schwarzen Löchern ausgingen und über die Erde schwappten.

Da diese Wellen unbeschadet durch die brodelnde Materie des frühen Universums wanderten, eröffnete ihre Entdeckung einen neuen Weg zur Erforschung des Universums, der mit elektromagnetischen Wellen nie möglich gewesen wäre. Drei Astrophysiker, die zur Entdeckung der Gravitationswellen beigetragen haben – Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne – erhielten 2017 den Nobelpreis für Physik für ihre Arbeit.

Eine neue Ära in der Gravitationswellenastronomie begann im Juni 2023, als Wissenschaftler des North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) überzeugende Beweise für das Vorhandensein eines schwachen, aber anhaltenden Brummens von Gravitationswellen im Universum erbrachten. Sie vermuten stark, dass das Brummen – das mit einem Milliardstel Hertz einige hundert Mal schwächer ist als die 2015 entdeckten Gravitationswellen – ein kollektives Echo von Paaren supermassereicher Schwarzer Löcher darstellt, die sich gegenseitig auf Bahnen umkreisen, die über Millionen von Jahren schrumpfen.

2017: Erster interstellarer Besucher in unserem Sonnensystem gesichtet

‚Oumuamua, der erste Besucher der Menschheit aus dem interstellaren Raum. (Bildnachweis: dottedhippo/Getty Images)

Im Herbst 2017 entdeckten Astronomen ein seltsames Objekt, das durch unser Sonnensystem raste – der erste bekannte interstellare Besucher. Die Identität des Objekts, das den Namen „Oumuamua“ erhielt, war geheimnisumwittert, da seine Helligkeit stärker schwankte, als man es von einem Asteroiden erwarten würde, und es sich nicht wie ein Komet verhielt.

Als solches löste er Diskussionen aus, wobei einige spekulierten, dass er ein außerirdisches Artefakt sein könnte. Zunächst als Asteroid betrachtet, wurde ‚Oumuamua 2023 in einen Kometen umgewandelt, wobei eine Gruppe von Astronomen vorschlug, dass er wahrscheinlich von einem extrasolaren Planetensystem ausgestoßen und durch winzige Mengen von Wasserstoffgas, das aus dem eisigen Herzen des Objekts austrat, beschleunigt wurde.

Im Jahr 2019 entdeckten Astronomen den zweiten interstellaren Besucher, Borisov, der sich dank seiner verräterischen gasförmigen Koma bald als Komet entpuppte. Das abtrünnige Objekt, das bis zu seinem Besuch bei der Sonne nie in der Nähe eines Sterns vorbeikam, gilt als der ursprünglichste Komet, der je untersucht wurde.

2019: Astronomen fotografieren ein supermassives schwarzes Loch

Das Event Horizon Telescope, ein planetarisches Array aus acht bodengestützten Radioteleskopen, hat dieses Bild des supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 und seines Schattens aufgenommen. (Bildnachweis: EHT Collaboration)

Im Jahr 2019 haben Astronomen zum ersten Mal ein Schwarzes Loch fotografiert. Das Event Horizon Telescope Projekt hat die Konturen des monströsen Schwarzen Lochs im Herzen der Galaxie Messier 87 aufgenommen, die über 50 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das Bild eröffnete einen neuen Weg zur Erforschung schwarzer Löcher und wurde mit den ersten Abbildungen von Insekten und Pflanzen durch ein Mikroskop verglichen.

Im Jahr 2021 enthüllten Astronomen ein neues Bild des Objekts, das Aufschluss darüber gab, wie sich Magnetfelder in der Nähe von Schwarzen Löchern verhalten. Im Jahr 2023 wurde das Bild des Schwarzen Lochs durch eine künstliche Intelligenz überarbeitet, die den „unscharfen orangefarbenen Doughnut“ in einen dünnen Ring verwandelte. Die Astronomen fanden auch heraus, dass sich das Schwarze Loch dreht, obwohl die Geschwindigkeit der Drehung unklar bleibt.

2020: Die Milchstraße erhält die detaillierteste Karte aller Zeiten

Eine Karte der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) aus dem Jahr 2020 zeigt fast 1,8 Milliarden Sterne, die von der Raumsonde Gaia stammen, und bietet die bisher beste Ansicht der Milchstraße und benachbarter Galaxien in Farbe (Bildnachweis: ESA/Gaia/DPAC)

Die detaillierteste Karte der Milchstraße, die jemals erstellt wurde, zeigt in 3D fast 1,8 Milliarden Sterne in noch nie dagewesener Detailtreue, basierend auf Daten der Raumsonde Gaia der Europäischen Weltraumorganisation. So verblüffend diese 1,8 Milliarden Sterne auch sein mögen, sie machen nur etwas mehr als 1 Prozent der Sterne unserer gesamten Galaxie aus. Astronomen sagen, dass die Untersuchung der Bewegungen dieser aufgezeichneten Sterne lang gesuchte Hinweise auf die Natur der dunklen Materie liefern könnte.

2024: Sternlose, „leere“ Galaxien kommen ins Blickfeld

Die „dunkle“ Galaxie J0613+52, wobei die Farben die Gase darstellen, die sich von der Erde weg (rot) und auf sie zu (blau) bewegen. (Bildnachweis: STScI POSS-II mit zusätzlicher Illustration von NSF/GBO/P.Vosteen.)

Im Januar 2024 gaben Astronomen bekannt, dass sie eine primordiale Galaxie entdeckt haben, die so diffus ist, dass sie keine Sterne gebildet hat. Diese Entdeckung stellt führende Theorien über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und sogar die herkömmliche Definition einer Galaxie in Frage. Denn was ist schon eine Galaxie ohne Sterne?

In derselben Woche meldete ein anderes Team die Entdeckung einer weiteren fast leeren Galaxie namens Nube, was auf Spanisch „Wolke“ bedeutet. Im Gegensatz zur zentralen Ausbuchtung unserer Galaxie ist Nube rätselhafterweise gleichförmig und verblüffend isoliert, etwa 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt; ihr nächster großer Nachbar ist mindestens 1,4 Millionen Lichtjahre entfernt.

Solche „dunklen“ Galaxien, von denen man einst annahm, dass sie die Zahl aller sichtbaren Galaxien übertreffen, leuchten Hunderte Male schwächer als die Milchstraße, deren Licht von etwa 100 Milliarden Sternen erzeugt wird. Die Astronomen rätseln immer noch, warum diese „Geistergalaxien“ keine Sterne haben, obwohl sie ursprüngliches sternbildendes Gas enthalten.

2024: Dunkle Energie kann sich entwickeln

Die größte 3D-Karte unseres Universums legt nahe, dass sich die dunkle Energie mit der Zeit entwickelt. (Bildnachweis: Claire Lamman/DESI-Kollaboration; benutzerdefiniertes Colormap-Paket von cmastro)

Physiker haben die dunkle Energie – die mysteriöse Kraft, die die beschleunigte Expansion des Universums antreibt – lange als „kosmologische Konstante“ betrachtet, was bedeutet, dass sie während der gesamten Geschichte des Universums konstant bleibt.

Im April 2024 haben Astronomen, die die größte 3D-Karte des Universums erstellt haben, die Vermutung geäußert, dass sich die dunkle Energie mit der Zeit weiterentwickeln könnte. Die Entdeckung könnte der erste echte Hinweis auf das schwer fassbare Phänomen in den letzten zwei Jahrzehnten sein und wäre „so revolutionär wie die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums selbst, wenn sie durch zukünftige Daten bestätigt wird“, so die Wissenschaftler damals.

2024: JWST zeigt, dass Zwerggalaxien das frühe Universum mit seinem ersten Licht überfluteten

Ein Bild des Sternhaufens der Pandora vom James Webb-Weltraumteleskop der NASA. (Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, Ivo Labbe (Swinburne), Rachel Bezanson (University of Pittsburgh))

Astronomen haben sich lange gefragt, wie das Universum aus dem kosmischen Dunkelzeitalter aufgetaucht ist, als der Kosmos in einen dichten Nebel aus neutralem Wasserstoffgas gehüllt war, um Platz für das erste Sternenlicht zu machen. Anfang 2024 entdeckten Astronomen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) Zwerggalaxien, die in den ersten paar hundert Millionen Jahren existierten und genug Kraft hatten, um das frühe Universum mit seinem ersten Licht zu überfluten. Die Entdeckung ist ein bemerkenswertes Zeugnis für die beispiellosen Infrarotfähigkeiten des Teleskops, die es ihm ermöglichen, Licht von den schwächsten Objekten zu sammeln.

JWSTs erstaunliche Entdeckungen und atemberaubende Ansichten haben die Welt verblüfft, seit das Observatorium 2022 seinen Betrieb aufgenommen hat. So hat das Teleskop beispielsweise die „Säulen der Schöpfung“ eingefangen und dabei sowohl das farbenfrohe Gewebe der Staubwolken als auch die kosmischen Prozesse in dieser Region in atemberaubenden Details sichtbar gemacht. Wie der Astronom Derek Ward-Thompson es ausdrückte, kann das Bild mit der „Röntgenaufnahme eines Menschen“ verglichen werden.

JWST beeindruckt weiterhin Astronomen und die Öffentlichkeit gleichermaßen mit seinen detaillierten Bildern von den entferntesten Galaxien im Universum, weit entfernten supermassiven schwarzen Löchern, Exoplaneten und mehr.