SG_LogoDas ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video.

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Sternengeschichten Folge 312: Mizar

Mizar ist ein Stern. Das ist zwar falsch, wie wir noch hören werden, aber fürs erste belassen wir es erst einmal dabei. Wer Mizar sehen will, muss am Himmel den Großen Wagen suchen. Diese markante Konstellation von Sternen werden die meisten kennen. Dabei handelt es sich übrigens nicht um ein Sternbild sondern um einen Asterismus, wie ich in Folge 190 schon erklärt habe. Der Große Wagen ist Teil des Sternbilds Großer Bär – aber heute soll es ja nicht um Sternbilder gehen, sondern um Mizar.

Am hinteren Ende des Großen Wagens kann man den hellen Stern Mizar sehen. Das geht auch mit freiem Auge sehr gut. Und direkt neben Mizar liegt ein anderer Stern – Alkor, ebenfalls sehr hell und gut mit freiem Auge sichtbar. Sofern man halbwegs gute Augen hat. Denn die beiden Sterne liegen sehr dicht nebeneinander und man muss einen scharfen Blick haben, um beide getrennt voneinander wahrnehmen zu können. Deswegen war Mizar schon in der Antike als “Augenprüfer” bekannt, also als Stern an dem man sein Sehvermögen testen konnte.

Die Sterne des Großen Wagens (einer fehlt), gesehen von der ISS aus. Mizar ist der Stern oben rechts (Bild: Public Domain)

Die Sterne des Großen Wagens (einer fehlt), gesehen von der ISS aus. Mizar ist der Stern oben rechts (Bild: Public Domain)

Die Nähe der Sterne hat sich in den entsprechenden Überlieferungen niedergeschlagen. Bei den arabischen Astronomen waren Mizar und Alkor als “Pferd” und “Reiter” bekannt; in Nordamerika sah man Mizar als Frau, die ein Kind auf dem Rücken trägt. Oder, bei den kanadischen Ureinwohnern, als Jäger Chickadee und seinen Kochtopf.

Mizar und Alkor stehen allerdings nicht nur dicht nebeneinander am Himmel sie sind auch beide ungefähr 83 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es wird aber noch ein wenig komplizierter. Denn zu Beginn des 17. Jahrhunderts begannen die Astronomen das erste Mal damit, Fernrohre zu benutzen um den Himmel zu beobachten. Und als der italienische Naturwissenschaftler Benedetto Castelli sein Instrument auf Mizar richtete, sah er auf einmal nicht mehr nur einen Lichtpunkt, sondern zwei. Das berichtete er seinem Lehrer Galileo Galilei, der die Beobachtung bestätigen konnte.

Dass es sowas wie echte Doppelsterne geben kann, also zwei Sterne die einander umkreisen, wusste man damals noch nicht. Aber Mizar, der eben nicht nur ein Stern ist sondern zwei, war wohl der erste Doppelstern, den man mit einem Teleskop entdeckt hatte. Und es gab in dieser Region am Himmel noch weitere Entdeckungen zu machen. Der Thüringer Mathematiker und Astronom Johann Georg Liebknecht beobachtet im Dezember 1722 mit seinem Teleskop einen schwachen Lichtpunkt zwischen Mizar und Alkor. Er glaubte ebenfalls zu sehen, wie dieser Lichtpunkt sich bewegte. Er war daher überzeugt, dass es sich um einen noch unbekannten Planeten des Sonnensystems handeln musste, den er “Sidus Ludoviciana” nannte, also “Ludwigs Stern”, nach dem Landgrafen Ludwig V. von Hessen-Darmstadt der die damalige Ludwigs-Universität in Gießen gegründet hatte, an der Liebknecht arbeitet. Der Versuch, sich bei seinem Chef einzuschmeicheln war aber nicht erfolgreich. Denn Liebknecht hatte übersehen, dass der “Planet” schon 1616 von Benedetto Castelli entdeckt worden war; genau da, wo er fast 100 Jahre später immer noch am Himmel stand. Er konnte sich nicht bewegt haben; war also kein Planet sondern einfach nur ein Stern.

Mizar selbst, beziehungsweise um ab jetzt genau zu sein: Die beiden Sterne die den Doppelstern Mizar bilden, wurde aber natürlich weiter erforscht. Im 19. Jahrhundert war er der erste Doppelstern, der mit der damals neuen Technik der astronomischen Fotografie abgebildet wurde. Und wirklich interessant wurde es dann 1889. Die amerikanische Astromomin Antonia Maury war damals damit beschäftigt die Spektren von Sternen zu analysieren und kategorisieren. Ein Spektrum kriegt man, wenn man das Licht eines Sterns in seine Bestandteile aufspaltet, also in die unterschiedlichen Farben aus denen es besteht. In diesem Regenbogen der Farben des Sternlichts findet man aber auch jede Menge dunkle Linien. Die werden von den chemischen Elementen erzeugt, aus denen der Stern besteht und die jeweils einen ganz charakteristischen Teil des Lichts blockieren.

Die Position dieser Linien lässt sich dabei sehr gut theoretisch vorhersagen. Wenn der Stern sich aber bewegt, verschieben sich auch die Linien. Und wenn der Stern periodisch hin und her wackelt, dann wackeln auch die Linien hin und her. Das Wackeln der Linien kann man – auf jeden Fall damals – sehr viel besser und genauer beobachten als das Wackeln des Sterns selbst. Als nun Antonia Maury den helleren Stern des Mizar-Doppelsterns – der offiziell Mizar A – genannt wird, beobachtete und sein Spektrum untersuchte, fand sie dort genau so ein Wackeln. Das wurde nicht durch die Bewegung von Mizar A um seinen Partner Mizar B verursacht; das hatte Maury schon berücksichtigt. Sondern Mizar A musste selbst wieder ein Doppelstern sein; dessen beide Komponenten so eng beieinander stehen, dass man sie nur durch die Spektralanalyse entdecken konnte. Antonia Maury war die erste, die das entdeckt hatte, was wir heute einen “spektroskopischen Doppelstern” nennen.

Alkor und Mizar auf einem Bild aus dem Jahr 1882 (Bild: Public Domain)

Alkor und Mizar auf einem Bild aus dem Jahr 1882 (Bild: Public Domain)

Wir haben nun also Mizar und Alkor, dicht nebeneinander. Mizar selbst besteht aber eigentlich aus den Sternen Mizar A und Mizar B. Und auch Mizar A ist ein Doppelstern, dessen Komponenten Mizar Aa und Mizar Ab genannt werden. Aber das war noch lange nicht das Ende der Geschichte. 1908 fanden die Astronomen Hans Ludendorff und Edwin Frost dass auch Mizar B ein spektroskopischer Doppelstern ist.

Mizar ist also kein Stern, wie ich anfangs gesagt habe. Es handelt sich um ein Vierfachsternsystem, das wir uns jetzt ein wenig genauer ansehen. Sowohl Mizar Aa als auch Mizar Ab sind heiße, große Sterne vom Typ A mit einer Oberflächentemperatur von etwa 9000 Grad (also fast doppelt so heiß wie die Sonne). Sie sind beide mehr als 2,5 so groß wie die Sonne und leuchten mehr als 30 Mal heller als unser Stern. Auch die Massen sind fast identisch: Jeweils ein wenig mehr als die doppelte Sonnenmasse. Der Abstand zwischen ihnen schwankt zwischen 0,12 und 0,39 Astronomische Einheiten. Damit sind sie einander immer näher als es in unserem Sonnensystem die Sonne und der Merkur sind – es handelt sich also tatsächlich um ein sehr enges Doppelsternsystem.

Was Mizar B angeht, wissen wir leider noch nicht ganz so viel. Wir wissen, dass die beiden Sterne Mizar Ba und Mizar Bb einander nicht so ähnlich sind wie die Komponenten von Mizar A. Ihre Massen und Leuchtkräfte müssen unterschiedlich sein; vermutlich ist Mizar Ba ungefähr doppelt so schwer die Sonne währen Mizar Bb deutlich leichter ist. Sie brauchen circa 175 Tage um einander zu umkreisen, wie groß der Abstand zwischen ihnen ist, ist ebenfalls unbekannt.

Wie lange die beiden Sternpaare von Mizar A und Mizar B brauchen, um einander zu umkreisen, wissen wir ebenfalls noch nicht exakt. Dafür haben wir sie noch nicht lange genug beobachtet. Sie werden aber auf jeden Fall ein paar tausend Jahre benötigen. Es ist ebenfalls noch nicht ganz klar, ob die vier Sterne von Mizar vielleicht auch noch zusammen mit Alkor ein Mehrfachsternsystem bilden ob sie einander nur zufällig nahe sind. Nach den genauesten Messungen die wir bis jetzt haben, beträgt der Abstand zwischen Alkor und Mizar circa 0,28 Lichtjahre. Das ist ziemlich wenig, wenn es sich um eine rein zufällige Begegnung handeln sollten.

Andererseits sind Alkor und Mizar Teil des Ursa-Major-Sternhaufens. In so einem Haufen können Sterne einander immer wieder nahe kommen beziehungsweise kann die ganze gravitative Interaktion zwischen all den Sternen die Bildung von Doppelsternen zwischen denen ein großer Abstand liegt, auch verhindern. So lange wir nicht mehr und bessere Beobachtungsdaten über die Bewegung der Sterne haben, können wir schwer entscheiden, ob die beiden wirklich zusammengehören oder nicht.

Aber wenn, dann können wir unserem Sternenensemble noch ein weiteres Mitglied hinzufügen. Denn auch Alkor ist kein Einzelstern sondern besteht aus zwei Komponenten. Dann hätten wir es hier also mit einem Vierfachsternsystem zu tun, das zusammen mit einem Doppelsternsystem ein Sechsfachsternsystem bildet. Und damit wäre das Ende vielleicht immer noch nicht erreicht. Beobachtungen aus dem Jahr 2016 legen nahe, dass Mizar Aa und Mizar Ab eventuell noch von einem weiteren, sehr leuchtschwachen Stern umkreist werden. Einem Stern, der selbst wiederum ein Doppelsternsystem ist. Dann wäre wir insgesamt schon bei acht Sternen, die dort im Großen Wagen einander umkreisen.

Es lohnt sich also den kleinen Lichtpunkt im Großen Wagen weiterhin im Auge zu behalten! Es würde mich nicht überraschen, wenn ein genauerer Blick dort noch mehr Himmelskörper sichtbar macht…

Kommentare (24)

  1. #1 Stephan
    16. November 2018

    “Am hinteren Ende des Großen Wagens kann man den hellen Stern Mizar sehen.”
    Hochinteressante Aussage, wohl direkt aus der Quantenmechanik-Küche: wenn man wegsieht (oder nicht daran denkt), ist es/er weg. 🙂

  2. #2 René
    16. November 2018

    Just WOW! Ich werde demnächst (im Winter geht das durch die geringere Wolkenwahrscheinlichkeit ja gleich noch besser) mal meine Augen testen, ob ich Alkor und Mizar voneinander getrennt sehe.

  3. #3 Stephan
    16. November 2018

    In meiner Kindheit waren sie sehr oft sehr gut zu erkennen, da war der Himmel tatsächlich oft noch klar. Jetzt, trotz 1a-Brille und 120% Sehfähigkeit, geht’s im Prinzip nicht mehr, hab beide schon ein paar Jahre nicht mehr gesehen, nur noch einen.

  4. #4 Stephan
    16. November 2018

    Welche Erfahrungen haben andere gemacht?

  5. #5 Aginor
    16. November 2018

    Sehr netter Artikel, danke!

    Ein paar naive Fragen:

    1. Ich dachte bis vor kurzem, ein Sechsfachsystem sei das größte das bisher entdeckt wurde, aber jetzt habe ich durch Zufall gelesen, dass AR Cas und Nu Sco tatsächlich siebenfach Systeme sind, was auch meines jetzt aktualisierten Wissens nach den bisherigen Rekord darstellt.
    Ein Achtfachsystem wäre erstaunlich.

    Gibt es davon Simulationen oder von mir aus auch künstlerische Interpretationen, anhand deren man abschätzen könnte wie so etwas in Realität aussieht?
    Fände ich mal spannend.

    2. Darüber hinausgehend:
    Man hat ja zumindest in Doppelsternsystemen auch schon Exoplaneten entdeckt IIRC, und da frage ich mich natürlich: Bei den gigantisch großen bzw erstaunlich keinen Abständen der Sterne in manchen Systemen, wäre es da tatsächlich möglich dass sich Planeten um mehrere der Mehrfachstern-Komponenten bilden? Oder würden die anderen Komponenten des Mehrfachsystems die Staubscheibe zumindest so stark stören dass eine Planetenbildung sehr unwahrscheinlich wird?

    3. Und mal abgesehen von dämlichen “Nemesis”-Theorien und dergleichen: Woran würde man es eigentlich merken, wenn die Sonne ein Doppelstern wäre? Also wäre es z.B. vorstellbar, dass ein Stern von der Größe der Sonne mit ihrem nächsten Stern ein Pärchen bildet, und man das nur schwer bemerkt weil die Partner weit auseinander sind (z.B. 0,1 Lichtjahre, sorry ich weiss nicht was da das beobachtete Maximum ist)?

    4. Und ab wann gilt ein System eigentlich als Mehrfachsystem? Gerade in Sternhaufen oder etwas näher an galaktischen Zentren müssten ja die Sterne so nah beieinander sein, dass sie sich dauernd irgendwie gravitativ aufeinander auswirken, oder?
    Wie merkt man da den Unterschied zwischen gebunden und ungebunden?

    Gruß
    Aginor

  6. #6 Aginor
    16. November 2018

    Oh, und jetzt fällt mir gerade erst auf:

    “Am hinteren Ende des Großen Wagens kann man den hellen Stern Mizar sehen.”
    Öhmm… ist das nicht die Deichsel des Wagens? Das ist vorne. Beim Bär ist es hinten (der Schwanz).

    Gruß
    Aginor

  7. #7 Florian Freistetter
    16. November 2018

    Übrigens: Ich würd mich freuen wenn ihr mir sagen könnt, wie das mit der Erreichbarkeit des Podcasts funktioniert. Ich hab immer noch keinen Überblick wie weit die Sache mittlerweile wieder läuft…

  8. #8 Dampier
    16. November 2018

    Hier kann ich die MP3 wieder normal aufrufen.

  9. #9 Kyllyeti
    16. November 2018

    Ein paar Versuche haben bei mir ergeben, dass die letzen beiden Folgen abrufbar sind, aber die Nr. 290 bis 310 nicht. Bei den noch älteren scheint’s wiederum zu klappen.

  10. #10 Dampier
    16. November 2018

    Alles was auf sternengeschichten-podspot-de liegt, läuft nicht.
    Auf files-feedplace-de geht’s.

    Der Link in Zeile 1, auf “MP3-Download“, zeigt auf erstere URL, landet dann aber bei zweiterer. Hä?

  11. #11 Florian Freistetter
    16. November 2018

    Mich hat eher die Erreichbarkeit per App interessiert. Ich hab heute mein komplettes Backup manuell beim Hoster eingespielt, nachdem der dort alles zerschossen und das Backup verloren hatte. Aber ich weiß nicht, wie das mit Feed und Speicher ist und wo jetzt was weitergeleitet wird usw.

    (Ich arbeite parallel sowieso an ner komplett neuen Lösung, aber das dauert noch ein wenig)

  12. #12 Shoogar
    16. November 2018

    Diese, und die letzten (drei oder vier), die mit “Antennapod” nicht erreichbar waren, konnte ich gerade eben problemlos herunterladen.

    Das war übrigens wieder eine außerordentlich schöne Sternengeschichte.

  13. #13 dirk
    17. November 2018

    Hmm, die wichtigste Info im Text fehlt: Wo in dem System ist der Planet mit dem H-Gebäude? Oder liege ich völlig daneben?

    Ansonsten sehr interessant…

  14. #14 pane
    17. November 2018

    Bei den ganzen ungeklärten Fragen um Mizar und Alkor, könnte da nicht Gaia weiterhelfen?

  15. #15 Alderamin
    17. November 2018

    @pane

    Mizar ist zu hell für Gaia. Sterne heller als 3m werden nicht gemessen. Mizar hat 2,0m. Alkor wäre mit 3,99m im Messbereich. Ein Paper zu Alkor mit Gaia-Referenz habe ich nicht gefunden. Der ist wohl zu weit von Mizar entfernt und umkreist diesen zu langsam, als dass man eine Orbit-Bewegung nachweisen könnte.

  16. #16 Alderamin
    18. November 2018

    @pane

    Vielleicht sollte ich ein „noch“ nachtragen, denn es folgen ja mindestens noch 2 weitere Gaia-Datenreleases, so dass die Beobachtungszeit der möglichen Bahn von Alkor noch deutlich länger und die Positionsgenauigkeit der Messungen noch größer wird. Vor ein paar Tagen las ich, dass die Mission bis 2022 verlängert wurde. Vielleicht wird ja doch noch geklärt, ob Alkor Mizar umkreist, und wie lange er dafür braucht.

    Im Falle von Albireo (β Cygni) hat Gaia herausgefunden, dass dieses „klassische“ Beispiel eines zweifarbigen Doppelsterns, der auf keiner sommerlichen Sternenführung fehlen darf, gar keiner ist, die Sterne sind räumich ziemlich weit voneinander entfernt und stehen nur zufällig in der gleichen Richtung.

  17. #17 Bullet
    19. November 2018

    @Stephan (#4):
    ich hab in meinem allererstesten Astronomiebuch im Kapitel “Großer Wagen” schon den “Augenprüfer” draufgebraten bekommen und hab mich immer gewundert, was man da prüfen soll. Die beiden Sterne stehen mordsweit auseinander und sind so hell, daß ich selbst unter einer Straßenlaterne beide Komponenten auseinanderhalten kann. Ging als Kind, geht noch heute – und ich könnt schon Opa sein. Ich mußte erstmal vor ein paar Jahren lernen, daß eine solche Erkennbarkeit nur dann geht, wenn man wirklich keine Fernsichtbrille braucht. Wenn ich die Brille meiner Freundin aufsetze, ist Essig – dann seh ich kaum noch was am Himmel.

  18. #18 Aginor
    19. November 2018

    Hallo Leute!
    Bin ein wenig traurig, dass niemand auf meine Fragen (Kommentar #5) eingehen will. Waren die so absurd?
    Falls nicht:
    Hat mir bitte jemand ein paar gute weiterführende Links, damit ich selbst ein wenig recherchieren kann?
    Wikipedia finde ich in diesem Fall etwas karg, und Google verweist zu großen Teilen auf irgendwelche Nemesis-Spinner. Vielleicht liegt es aber auch an unpassenden Suchbegriffen meinerseits, bin nicht sicher.

    Gruß
    Aginor

  19. #19 pederm
    19. November 2018

    In meiner Jugend diente das Augenprüferlein als Entscheidungshilfe, ob man noch das Fahrrad nehmen konnte oder lieber zu Fuß heim sollte. Beides, Sichtbarkeit und Fahrtüchtigkeit nüchtern selbstverständlich vorausgesetzt.

  20. #20 Bullet
    20. November 2018

    Ich kann nur zu 3. was sagen.
    0,1 Lichtjahr ~= 1600 AU. Ein gleichgroßer Stern wie die Sonne hat in der Entfernung eine um den Faktor 2,5 Millionen geringere Helligkeit. (1600²=2.560.000)
    In Magnituden ausgedrückt: 1/100 Helligkeit = +5 mag, daher
    1/10.000 =+10 mag, /1.000.000 = +15 mag, /2.500.000 = +16 mag.
    Helligkeit Sonne aus 1 AU: -26,7 mag.
    +16 mag = -10,7 mag.
    Ein gleichgroßer Stern wie die Sonne wäre also aus einem Zehntel Lichtjahr Entfernung noch so hell wie ein Sichelmond – aber eben nur ein Punkt. ein Punkt, der so hell ist, daß er am Boden in der Nacht einen Schatten wie ein Sichelmond wirft oder im nachtdunklen Zimmer einen hellen Lichtstreifen wie einer. Das ist sehr hell.
    Jetzt gibt es Sterne wie Proxima Centauri, die im Visuellen nur 0,0056% = 1/20.000 der Helligkeit unserer Sonne haben (Quelle: Wikipedia). Gehen wir also großzügig noch einmal 11 Magnituden hoch, wenn wir annehmen, daß der Begleiter unserer Sonne ein Roter Zwerg wäre. Dann sind wir bei +0,3 mag und hätten damit einen der hellsten (=äuffälligsten) 10 Sterne am Himmel, der dann aber zusätzlich aufgrund seiner Nähe extrem schnell zu wandern scheint.

    Ich glaube, das wäre inzwischen aufgefallen.

  21. #21 Bullet
    20. November 2018

    Ups. 0,1 LJ = 6500 AU. Der Stern erscheint also nur 1/16 so hell wie in der Rechnung. 🙁

  22. #22 Aginor
    20. November 2018

    Danke Dir, Bullet!

    Mein Gefühl (auf das ich mich natürlich nicht verlassen will) sagt mir auch dass man das vermutlich relativ schnell merken würde, also zumindest nach der Erfindung des Teleskops.
    Wobei das natürlich wiederum die Frage aufwirft ob das überhaupt so klappen würde. Ich meine: Wenn zwei 0,1Lj voneinander entfernte Sterne sich noch gegenseitig umkreisen wollen, dann müssen die wahrscheinlich ziemlich schwer sein. Einfach damit die Gravitation reicht.
    …andererseits: Bei Proxima Centauri zu Alpha Centauri sind es laut Wiki 0,2 Lichtjahre Abstand, aber ich habe kein Gefühl dafür ob das weit ist oder nicht, und Alpha Centauri A und B zusammen sind auch ganz schön schwer, also sowohl im Vergleich zur Sonne als auch zu Proxima.

    Gruß
    Aginor

  23. #24 Aginor
    20. November 2018

    Danke Florian!
    Und jetzt wo ich sie sehe erinnere ich mich, zwei der drei hatte ich tatsächlich schon mal gelesen, bin ja öfters hier. Waren nur scheinbar nicht so gut hängen geblieben.

    Und in der Tat beantworten sie einen Teil meiner Fragen sehr gut, vor allem Deine Antworten in den Kommentaren.

    Finde es sehr gut dass Du da auch immer mitdiskutierst und Fragen beantwortest, dafür an dieser Stelle nochmal ein dickes Lob!

    Gruß
    Aginor