Caroline Herschel: Mitentdeckerin des Universums
Caroline Herschel ist berühmt dafür, dass sie eine der ersten Frauen war, die bedeutende Beiträge zur Astronomie leistete. Sie entdeckte acht Kometen und viele Nebel und Sternhaufen, sowohl allein als auch in Zusammenarbeit mit ihrem Bruder William Herschel.
Aus diesem Grund ist sie zu einem Vorbild für viele Frauen in der Wissenschaft geworden. Mit ihren Aufnahmen von Nebeln, von denen sich viele als Galaxien entpuppten, spielte sie zusammen mit ihrem Bruder eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der modernen Sichtweise des Kosmos.
Caroline Herschels frühes Leben
Caroline Herschel wurde als Karoline Lucretia Herschel am 16. März 1750 in Hannover im heutigen Deutschland geboren. Zu dieser Zeit stand Hannover unter der Kontrolle des britischen Königs, was sie trotz ihrer Muttersprache Deutsch zu einer britischen Untertanin machte. Sie war eines von 10 Kindern.
Obwohl Carolines Eltern wohlhabend waren, hätte ihre Kindheit besser sein können. Im Alter von etwa 10 Jahren erkrankte sie an Typhus, was ihr Wachstum hemmte. Sie wurde nicht größer als 1,3 Meter. Außerdem erkrankte sie im Alter von drei Jahren an den Pocken, die sie entstellt zurückließen.
Ihre Eltern glaubten nicht, dass sie es zu etwas bringen würde. Sie interessierte sich schon früh für Astronomie, aber ihre Mutter verweigerte ihr die Ausbildung und bildete sie für die Hausarbeit aus.
Der Beginn der astronomischen Karriere von Caroline Herschel
Im Jahr 1772, als Caroline 22 Jahre alt war, lud ihr Bruder William Herschel sie ein, mit ihm in Bath, England, zu leben, wo er eine Stelle als Musiklehrer gefunden hatte. William, der 1738 geboren wurde, war schon immer musikalisch begabt gewesen und hatte mehrere Symphonien geschrieben. In Bath, England, erhielt auch Caroline Musik- und Gesangsunterricht.
Während ihres Aufenthalts in der Stadt gaben sie und William schließlich gemeinsam mehrere Konzerte. William interessierte sich auch sehr für Astronomie, was dazu beitrug, seine jüngere Schwester Caroline mit einem lebenslangen Interesse für den Himmel zu begeistern.
In der Zwischenzeit wuchs Williams Interesse an der Astronomie. Er hatte sich ein eigenes Teleskop gebaut, mit dem er von seinem Haus in Bath aus den Himmel beobachtete. Als Caroline bei ihm einzog, machte er sie zu seiner Assistentin. Sie polierte und schleifte die Spiegel und zeichnete Beobachtungen auf, die er in langen Nächten durch das Teleskop betrachtete.
William und Caroline Herschel polieren einen Teleskopspiegel. (GreenMeansGo / CC BY-SA 2.0)
Im Jahr 1781 entdeckte William Herschel den Planeten Uranus und war damit der erste Mensch in der westlichen Welt, der seit der Antike offiziell einen neuen Planeten entdeckte. Dies machte ihn sofort berühmt, und König George III. lud ihn 1782 ein, als Hofastronom zu dienen. Für diese Position erhielt Herschel ein großzügiges Gehalt von 200 Pfund pro Jahr, das er zur Finanzierung seiner astronomischen Forschungen verwenden konnte.
Caroline Herschel macht sich Notizen, während ihr Bruder William am 13. März 1781 den Uranus entdeckt. (H.Seldon / Public Domain)
William und seine Schwester konnten dieses Angebot nicht ausschlagen und zogen aus der Stadt Bath in ein Dorf im ländlichen England in der Nähe von Windsor. Dort begannen Caroline und William ernsthaft mit der gemeinsamen Beobachtung von Nebeln, Sternhaufen und schließlich Kometen. Caroline half ihm weiterhin bei seinen Beobachtungen.
Caroline scheint das Landleben jedoch nicht gefallen zu haben. Um sie aufzumuntern und zu beschäftigen, baute William ihr mehrere Teleskope, darunter einen Newton-Reflektor, damit sie ihre eigenen Beobachtungen machen konnte. Erst danach begann sie ernsthaft mit ihren Forschungen.
Ein Teleskop, das William für Caroline Herschel gebaut hat. (Geni / CC BY-SA 4.0)
In den nächsten Jahrzehnten entdeckte sie sowohl allein als auch in Zusammenarbeit mit William acht Kometen und zeichnete zahlreiche Nebel auf. Ab 1787 erhielt sie sogar ein Gehalt von 50 Pfund pro Jahr für ihre Arbeit als Assistentin von William und war damit die erste Frau, die ein Gehalt als Wissenschaftlerin erhielt. Obwohl sie offiziell William Herschels Assistentin war, zumindest bis zu seinem Tod im Jahr 1822, machte sie auch viele eigene Beobachtungen und wurde zunehmend unabhängig.
Die Kometenentdeckungen von Caroline Herschel
Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts hielt Caroline Herschel den Rekord als die Frau, die die meisten Kometen entdeckt hat. Der erste Komet, den sie offiziell entdeckte, war einer, den sie 1786 bei einer Himmelsbeobachtung fand.
Dieser Komet trägt heute ihren Namen: C/1786 P1 (Herschel). Sie identifizierte den Kometen zum ersten Mal am 1. August 1786, obwohl sie noch nicht wusste, was er war. In der darauffolgenden Nacht bestätigte sie ihn durch weitere Teleskopbeobachtungen. Einige Wochen später, am 17. August, beobachtete sie den Kometen mit bloßem Auge.
Der zweite Komet, den sie entdeckte, ist ebenfalls berühmt: 35P/Herschel-Rigollet. Sie entdeckte ihn am 21. Dezember 1788 und verglich ihre Aufzeichnungen mit denen ihres Bruders. Er hatte eine Helligkeit von etwa 7,5 Magnituden. Sie verfolgten den Kometen bis zum 5. Februar 1789.
Dieser Komet sollte noch einmal in die Geschichte eingehen. Über 150 Jahre später, im Juli 1939, identifizierte der Franzose Roger Rigollet einen Kometen, der bis Januar 1940 verfolgt wurde, als er zum letzten Mal vom Lick-Observatorium beobachtet wurde. Der Astronom L. E. Cunningham berechnete die Umlaufbahn des Kometen und kam zu dem Schluss, dass es sich um denselben Kometen handeln musste, der 1788 von Caroline Herschel beobachtet worden war.
Ein weiterer berühmter Komet, den sie entdeckte, war der Komet 2P/Encke. Der Komet Encke wurde erstmals am 17. Januar 1786 von Pierre Mechain, einem bekannten Kometenjäger, beobachtet.
Das Objekt wurde erst fast 10 Jahre später, am 7. November 1795, von Herschel erneut beobachtet. Nach der Beobachtung von Caroline Herschel wurde er 1805 erneut gesichtet, obwohl die Astronomen zu diesem Zeitpunkt nicht wussten, dass es sich um denselben Kometen handelte.
Caroline Herschel beobachtete den Kometen 2P/Encke. (AstroFloyd / CC BY-SA 3.0)
1818 wurde ein weiterer Komet entdeckt, und der deutsche Astronom und spätere Direktor der Berliner Sternwarte, Johann Encke, berechnete die Umlaufbahn und stellte fest, dass es sich um denselben Kometen handeln musste, der bereits 1786, 1795 und 1805 erschienen war, auch wenn er nicht der erste war, der dies vermutete.
Er sagte auch die Wiederkehr des Kometen im Jahr 1822 voraus. Aus diesem Grund wurde der Komet nach Encke benannt, da er die Rückkehr des Kometen vorhersagte, so wie der Halleysche Komet nach Edmund Halley benannt wurde, als dieser seine Rückkehr vorhersagte.
Die Geschichte von 2P/Encke setzt sich bis ins Weltraumzeitalter fort. Im Jahr 2013 wurde er sowohl von der Raumsonde MESSENGER als auch von der Raumsonde STEREO aus nächster Nähe beobachtet. Der Komet hat einen Durchmesser von etwa 4,8 Kilometern und eine Umlaufzeit von 3,3 Jahren, was im Vergleich zu anderen bekannten Kometen im Sonnensystem eine sehr kurze Umlaufzeit ist.
Der letzte Komet, den Herschel entdeckte, war C/1797 P1 (Bouvard-Herschel), den sie und ein anderer Astronom, Eugene Bouvard, unabhängig voneinander in derselben Nacht des 14. August 1797 entdeckten. Dieser Komet kam der Erde sehr nahe und erreichte am 16. August nur 0,0879 AE (Astronomische Einheit, Abstand zwischen Erde und Sonne).
Caroline Herschel und der New General Catalogue
C/1797 P1 (Bouvard Herschel) war der letzte Komet, dessen Entdeckung Herschel zugeschrieben wird. Sie entdeckte auch mehrere wichtige Nebel und erweiterte damit den New General Catalogue (NGC). Der New General Catalogue ist ein Katalog von Nebeln, Galaxien, Sternhaufen und anderen Objekten in den Tiefen des Weltraums, den Caroline und William Herschel in den 1780er Jahren zu erfassen begannen.
Zu Beginn des 19. Jahrhunderts hatten William und Caroline Herschel bereits über 2 500 Objekte erfasst. Diese Arbeit wurde von Caroline Herschels Neffen John Herschel fortgesetzt, der von seinem Observatorium in Südafrika aus Tausende weiterer Objekte aufzeichnete. Der NGC-Katalog ist einer der umfangreichsten, die in der modernen Astronomie verwendet werden.
Vier verschiedene planetarische Nebel aus dem NGC-Katalog. (Jcpag2012 / Public Domain)
Unter den Nebeln, an deren Aufzeichnung Caroline Herschel beteiligt war, sind zwei, für die sie berühmt ist, NGC 2360 und NGC 205. NGC 2360 ist ein Sternhaufen, den Caroline Herschel am 26. Februar 1783 entdeckte. Er ist das erste Deep-Sky-Objekt, das sie selbst entdeckt hat.
Heute weiß man, dass NGC 2360 ein offener Sternhaufen ist, der etwa 6.150 Lichtjahre von der Erde entfernt ist und eine Helligkeit von 7,2 hat. Aus der Perspektive unseres Sonnensystems befindet er sich im Sternbild Canis Major.
Offene Sternhaufen bestehen aus Sternen, die durch gegenseitige Anziehungskraft lose aneinander gebunden sind. Man geht davon aus, dass sie meist aus Wolken aus interstellarem Gas und Staub in den Armen von Spiralgalaxien entstehen.
Offene Sternhaufen sind die wichtigsten Sternentstehungsgebiete, und es wird angenommen, dass alle Sterne in unserer Galaxie und in anderen Galaxien ihren Ursprung in einem offenen Sternhaufen haben. Die Entdeckung von Caroline Herschel trug schließlich dazu bei, zu verstehen, wie sich die Sternpopulation in Galaxien im Laufe der Zeit entwickelt.
Ein weiteres Objekt, für dessen Entdeckung Herschel berühmt ist, ist NGC 205. NGC 205 wurde erstmals am 10. August 1773 von Charles Messier beobachtet, aber Messier versäumte es - aus welchen Gründen auch immer -, es in seinen Katalog aufzunehmen. Am 27. August 1783 wurde es von Caroline Herschel erneut entdeckt, und William Herschel nahm es am 5. Oktober 1784 in seinen Katalog auf. Schließlich wurde es 1966 von Kenneth Glyn Jones als Messier 110 oder M110 in den Messier-Katalog aufgenommen.
Caroline Herschel beobachtete Messier 110 im Jahre 1783. (Donald Pelletier / CC BY-Sa 4.0)
NGC 205 ist eine bedeutende Satellitengalaxie der Andromedagalaxie, die der Milchstraße am nächsten ist. NGC 205 ist demnach etwa gleich weit von der Milchstraße entfernt, nämlich 2,9 Millionen Lichtjahre. Heute weiß man, dass es sich um eine elliptische oder sphäroidale Zwerggalaxie handelt.
Als sphäroidale Galaxie besteht sie aus alten Sternen und relativ wenig Gas und Staub. Diese Galaxien eignen sich offenbar sehr gut für die Röntgenastronomie, da die Sternkörper weit voneinander entfernt sind und es relativ wenig Gas und Staub gibt, die die Röntgenstrahlen absorbieren und bei längeren Wellenlängen wieder emittieren.
Die Rolle von Caroline Herschel bei der Entdeckung des Universums
Caroline Herschel und ihr Bruder beobachteten viele Objekte, die sie als Nebel bezeichneten und die sich später als sehr bedeutende kosmische Objekte herausstellten. Im späten 18. Jahrhundert war noch nicht viel über die Struktur des Universums bekannt. Die Astronomen hatten erst einige Jahrhunderte zuvor entdeckt, dass die Erde nicht der Mittelpunkt des Universums ist.
Die Entdeckungen, die Caroline Herschel und ihr Bruder William Herschel machten, ebneten den Weg zu einem modernen Verständnis des Universums. Später fanden Astronomen heraus, dass es sich bei vielen der von den Geschwistern Herschel entdeckten Nebel um Galaxien handelte.
Bis zum frühen 20. Jahrhundert glaubten Astronomen und Kosmologen, dass unsere Galaxie die einzige Galaxie sei und dass sich diese Nebelstrukturen innerhalb unserer Galaxie befänden. Der Astronom Edwin Hubble zeigte, dass zumindest die Spiralnebel andere Galaxien sein müssen und dass unsere Galaxie nur eine unter vielen anderen Galaxien ist.
Die Spiralgalaxie NGC 3982 zeigt zahlreiche Spiralarme mit hellen Sternen, blauen Sternhaufen und dunklen Staubbahnen. (BevinKacon / Public Domain)
Sobald die Astronomen wussten, dass es sich bei diesen mysteriösen kosmischen Objekten um andere Galaxien handelte, stellten sie auch fest, dass die meisten Galaxien rotverschoben waren, d. h. ihr Licht war zum roten Ende des elektromagnetischen Spektrums verschoben. Edwin Hubble spielte auch eine wichtige Rolle bei der Erkenntnis, dass sich die „rotverschobenen“ Galaxien tatsächlich von uns wegbewegten, was die Idee der Expansion des Universums stützte.
Das Universum ist nicht statisch, sondern verändert sich und entwickelt sich weiter. Heute wissen wir, dass sich auch die Galaxien selbst über Milliarden von Jahren hinweg entwickeln und verändern, wenn in ihnen Sterne geboren werden, leben und sterben. Diese Revolution in der modernen Kosmologie begann weitgehend mit den bescheidenen Beobachtungen von Nebeln, die Caroline Herschel und ihr Bruder machten.
William Herschel starb im Jahr 1822. Nach seinem Tod beschloss Caroline Herschel, England zu verlassen und nach Hannover zurückzukehren. In Hannover setzte sie ihre Aufzeichnungen von Nebeln und Sternhaufen fort. In ihren letzten Lebensjahren genoss sie Ruhm als Wissenschaftlerin.
Zu dieser Zeit war es sehr ungewöhnlich, dass eine Frau große Leistungen in der Wissenschaft erbrachte, geschweige denn ein Gehalt als Wissenschaftlerin erhielt. Infolgedessen war sie so etwas wie eine Berühmtheit. Ihre Leistungen wurden auch anerkannt.
So erhielt sie 1828 eine Medaille der Astronomischen Gesellschaft für ihre wissenschaftliche Arbeit. Zum Zeitpunkt ihres Todes im Jahr 1848 war sie in der wissenschaftlichen Gemeinschaft sehr geachtet. Ihre wissenschaftlichen Errungenschaften haben die moderne Astronomie und Kosmologie mitgeprägt.
Caroline Herschel im Alter von 78 Jahren, ein Jahr nach dem Gewinn der Goldmedaille der Königlichen Astronomischen Gesellschaft im Jahr 1828. (Bernd Schwabe in Hannover / Public Domain)
Ihre Rolle als Wissenschaftlerin trug auch dazu bei, Frauen zu stärken, weshalb sie heute eine feministische Ikone ist. Seitdem ist sie eine Inspiration für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in aller Welt.
Bild oben: Caroline Herschels Interesse an der Astronomie führte dazu, dass sie zur Mitentdeckerin des Universums wurde. Quelle: Raisondtre / Adobe Stock.
Von Caleb Strom
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