Prof. Thomas Reiprich hat seit September 2010 die Heisenberg-Professur für Astrophysik am Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn inne. In seinem Vortrag beschreibt er seine Forschungsschwerpunkte, zu denen u.a. auch supermassive Schwarze Löcher und Gravitationslinsen gehören.

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass unsere Sonne sehr wahrscheinlich in einem großen Sternhaufen mit mehreren 1000 Mitgliedern entstanden ist. Im Gegensatz zu den gut untersuchten nahegelegenen, aber relativ kleinen Sternentstehungsregionen (z.B. Taurus oder Orion) gibt es in großen Sternhaufen auch sehr massereiche Sterne mit mehr als 50 Sonnenmassen. Deren harte UV-Strahlung, starke Sternwinde und schließlich die Supernova-Explosionen haben einen starken Einfluss auf ihre Umgebung. Die beobachtungstechnischen Fortschritte der letzten Jahre erlauben nun erstmals detaillierte Beobachtungen von weit entfernten, sehr massereichen Sternentstehungsregionen.

Im Vortrag wird beschrieben, wie die massereichen Sterne den Sternentstehungsprozess in ihrer Umgebung beeinflussen und welche Konsequenzen dies auf die Entwicklung protoplanetarer Scheiben um junge Sterne sowie die Entstehung von Planetensystemen hat.

Saturn ist vor allem durch sein ausgedehntes Ringsystem bekannt. Auch sein größter Mond Titan, mit einer dichten Atmosphäre reich an organischen Substanzen, fasziniert seit jeher die Planetologen. Seit sich jedoch die Raumsonde Cassini in einem Orbit um Saturn befindet, sind die vorher eher untergeordneten Eismonde in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Diese kleinen Objekte, mit Durchmessern zwischen 400 km und 1500 km, halten so manche Überraschung bereit. Iapetus verblüfft mit einem riesigen äquatorialen Gebirge, von der Entdeckung eines Mini-Ringes um Rhea wurde berichtet, und der kleine Mimas verblüfft nicht nur mit seinem riesigen Krater (der ihm den Spitznamen „Todesstern” einbrachte), sondern mit einem ungewöhnlichen Muster in seiner Oberflächentemperatur.

Der Star unter Saturns Eismonden ist jedoch Enceladus. 2005 entdeckten Cassinis Instrumente riesige Fontänen aus Eispartikeln und Gas. Diese schießen aus seltsamen Gräben (den so genannten Tigerstreifen) hunderte Kilometer in die Höhe. Seit Jahren wird heftig diskutiert, ob sich nicht ein Ozean unter dem −200 °C kalten Eispanzer verbirgt und ob Enceladus' „Cryo-Vulkanismus” von flüssigem Wasser gespeist wird. Nun erlangt dieser Mond, den man vor wenigen Jahren noch für einen durchgefrorenen Eisball hielt, auch große Beachtung unter Astrobiologen.

Der Mensch und alle Objekte, von denen er auf dieser Welt umgeben ist, sind von Natur aus träge. Selbst Körper im fernsten Weltall bewegen sich so, als besäßen sie Trägheit und leisteten Widerstand gegen waltende Kräfte. Warum aber ist das so? Warum gibt es Widerstand gegen innere und äußere Antriebe? Nur durch solche Widerstände manifestieren die Körper der Welt überhaupt erst ihre Realität. Was keinen Widerstand leistet, ist wohl auch nicht vorhanden. Aber wieviel Widerstand muß jeweils geleistet werden? Es stellt sich heraus, daß das Maß der Trägheit schwer quantitativ zu fassen ist. Weder läßt es sich ableiten von Newtons Konzept des „Absoluten Raumes”, noch vom speziell relativistischen Konzept der „Inertialsysteme”, eher schon verspricht das auf Ernst Mach und Dennis Sciama zurückgehende Prinzip der Bezüglichkeit aller Weltobjekte zu allen anderen eine Lösung. Doch bei dem Versuch einer strengen Formulierung des Prinzips gibt es immer wieder Krach mit Mach.

Die alles umgebende Kosmische Hintergrundstrahlung entstand in der Frühzeit des Universums ca. 400.000 Jahre nach dem Urknall. Das Universum war gerade soweit abgekühlt, dass sich aus dem geladenen Plasma neutrale Wasserstoffatome bilden konnten, wodurch sich Licht nun ungehindert ausbreiten konnte. Die Strahlung aus dieser Zeit ist heute noch im Mikrowellenbereich sichtbar und bietet einen detailreichen Schnappschuss mit vielfältigen Informationen über die Zusammensetzung und Entwicklung des Universums.

Ein starkes Magnetfeld schützt die Erde vor der schädlichen Kosmischen Strahlung. Ohne Magnetfelder gäbe es kein höheres Leben, und auch der übrige Kosmos wäre langweilig: keine Sonnenflecken, keine Korona, keine Pulsare, keine Quasare. Die Geburt eines Sterns kommt nicht ohne Hilfe von Magnetfeldern aus. Magnetische Monopole, die Magnetfelder zerstören können, sind zum Glück sehr selten – falls es sie überhaupt gibt. In der Frühzeit des Universums gab es bereits Magnetfelder, die die Bildung von Milchstraßensystemen unterstützten. Ein Teil dieser fossilen Felder wird bis heute in Galaxien beobachtet und durch gigantische „Dynamos” verstärkt. Der Vortrag gibt einen mit aktuellen Aspekten ergänzten Überblick.

Eiszeiten und Warmzeiten hat es auf der Erde immer schon gegeben. Das läßt sich aus Eis- oder Sediment-Bohrkernen oder auch durch geologische und paläontologische Untersuchungen nachweisen. Dabei sind z.B. auch Maximaltemperaturen aufgetreten, die jedem heutigen Klimaforscher nur noch schlaflose Nächte bereiten würden. Die Menschheit trägt zu diesen natürlichen Klimaschwankungen erst seit erdgeschichtlich extrem kurzer Zeit, dafür offenbar aber umso nachhaltiger bei.

Die moderne Kosmologie geht heute davon aus, dass die 1965 entdeckte kosmische Hintergrundstrahlung wie die Bibel des Urknalls gelesen werden kann. Es zeigen sich an dem fernsten Welthorizont, von wo diese Strahlung herstammt, Strukturen, die nicht nur auf den Zustand unserer Welt vor 13 Milliarden Jahren, sondern insbesondere auch auf den Zustand unserer jetzigen Welt deutlich hinweisen.

Alle Galaxien im Universum sind eingebettet in riesige sogenannte galaktische Halos. Dieser annähernd sphärische Bereich ist u.a. gefüllt mit Kugelsternhaufen, sehr alten einzelnen Sternen und Gas geringer Dichte. Um die Geschichte und Entwicklung von Galaxien zu verstehen, ist es unumgänglich, sich die Vorgänge in galaktischen Halos zu vergegenwärtigen und die Wechselwirkungen zwischen Galaxien und Ihrer unmittelbaren Nachbarschaft zu untersuchen.

Ziel des Vortrags ist es, die komplexen Zusammenhänge des Erd- und Klimasystems aufzuzeigen und die Bedeutung, die ein vertieftes Verständnis dieser Zusammenhänge für den Menschen hat, hervorzuheben. Die angeschnittenen Themen orientieren sich an jüngeren Forschungsergebnissen, globalen Beobachtungen und Aussagen der Klimamodellierung.