Der erste entdeckte Planet außerhalb des Sonnensystems, 51 Pegasi b, wie ihn sich der Zeichner vorstellt.
Foto: M. Kornmesser/Nick Risinger/ESO

Stockholm„Ihre Entdeckungen haben unsere Vorstellungen von der Welt für immer verändert“, hieß es in der Begründung des Nobelkomitees bei der Verkündung am Dienstag in Stockholm. Die Hälfte der mit neun Millionen schwedischen Kronen – umgerechnet ungefähr 830.000 Euro – dotierten Auszeichnung geht an den in den USA forschenden Kanadier James Peebles für seine grundlegenden Beiträge zur Kosmologie. Die zweite Hälfte teilen sich die Schweizer Michel Mayor und Didier Queloz für die Entdeckung von Exoplaneten. Die Nobelpreise werden am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel, in Stockholm verliehen.

Reststrahlung des Urknalls

Die Arbeiten von James Peebles hätten die Grundlage für die Transformation der Kosmologie in den vergangenen fünfzig Jahren gelegt – von der Spekulation zur Wissenschaft, heißt es in der Begründung. „Sein theoretischer Rahmen, der seit Mitte der 1960er-Jahre entwickelt wurde, ist die Grundlage unserer zeitgenössischen Vorstellungen vom Universum“, so die Nobel-Juroren. Dieses entstand vor etwa 13,8 Milliarden Jahren und war zunächst extrem heiß und dicht, wie es in der Darstellung heißt. Knapp 400.000 Jahre nach dem Urknall wurde es transparent, Lichtstrahlen konnten durch den Raum wandern.

James Peebles: Der gebürtige Kanadier wurde 1935 in Winnipeg geboren. Seit 1962 arbeitete er an der Princeton University in den USA, wo er heute emeritierter Professor ist. 
Foto: phy.princeton.edu

James Peebles sagte 1964 zusammen mit anderen voraus, dass der Urknall, wenn es ihn wirklich gegeben habe, eine kosmische Reststrahlung hinterlassen haben müsse, die der Strahlung eines schwarzen Körpers mit einer Temperatur von etwa drei Kelvin entspreche. Die Bestätigung folgte prompt. Diese sogenannte kosmische Hintergrundstrahlung wurde zufällig von zwei anderen Forschern entdeckt, als diese eine neue empfindliche Antenne testeten. Die beiden, Arno Penzias und Robert Woodrow Wilson, erhielten dafür schon 1978 den Nobelpreis.

Das Meiste ist unsichtbar

Peebles hat mit seinen Beiträgen also die Urknall-These bestätigt. Er erforschte auch die Strukturbildung im frühen Universum – die Verteilung von Galaxien und Galaxienhaufen, die von den 70er-Jahren an mit Computern genauer bestimmt werden konnte. Und er befasste sich mit dunkler Materie und dunkler Energie, also dem, was man nicht sieht, aber den größten Teil des Universums ausmacht. Schon Ende der 70er-Jahre wies Peebles in kosmologischen Modellen große Mengen an dunkler Materie in den Halos der Galaxien nach. Halos sind annähernd kugelförmige Bereiche rund um die Galaxien.

Didier Queloz: Der Schweizer Astronom wurde 1966 geboren. Er entdeckte als Doktorand mit Michel Mayor den ersten Exoplaneten. Seit 2013 ist er Professor für Physik in Cambridge und Genf. 
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Die Ergebnisse der Arbeiten von Peebles zeigten laut Darstellung der Nobel-Juroren „ein Universum, in dem nur fünf Prozent seines Inhalts bekannt sind“, und zwar die sichtbare Materie. Zu dieser gehörten die „Sterne, Planeten, Bäume – und wir“. Die restlichen 95 Prozent bestünden aus unbekannter dunkler Materie und dunkler Energie. „Dies ist ein Rätsel und eine Herausforderung für die moderne Physik.“

Planet zieht an seinem Stern

Auf andere Weise haben die Schweizer Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz unsere Weltsicht erweitert. Beide forschten am Departement für Astronomie der Universität Genf, als ihnen die Entdeckung des ersten Exoplaneten gelang. Damit sind Planeten außerhalb unseres Sonnensystems gemeint, die zu fernen Sternen gehören.

Michel Mayor: Der Astronom, 1942 in der Schweiz geboren, ist seit 1984 Professor an der Universität Genf, seit seiner Emertierung 2007 Honorarprofessor. Didier Queloz war sein Doktorand. 
Foto: dpa

Didier Queloz erzählte einmal, wie die Entdeckung vor sich ging. Als junger Doktorand in Genf suchte er eigentlich nach sogenannten Braunen Zwergen – kleinen, weniger heißen und weniger leuchtenden Verwandten der Sterne. Er entwickelte dafür eine Software für einen Spektrografen. Bei seinen Messungen stieß er aber bei einem Himmelsobjekt im Sternbild Pegasus auf Dinge, die die gängige Theorie nicht erklären konnte. „Was ich sah, war komplett verrückt“, sagte er 2015 der Neuen Zürcher Zeitung.

Queloz vermutete, dass er einen neuen Planeten außerhalb des Sonnensystems gefunden habe. Er zog seinen Doktorvater Michel Mayor ins Vertrauen. Beide verkündeten am 6. Oktober 1995 auf einer Tagung in Florenz, dass sie den ersten Exoplaneten, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist, nachgewiesen hätten.

Der hochauflösende Spektograf hatte leichte regelmäßige Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit des 50 Lichtjahre von der Erde entfernten Sterns 51 Pegasi erkennen lassen. Später wurde der Stern Helvetios genannt. Die Abweichungen deuteten darauf hin, dass ein naher, schwerer Himmelskörper den Stern umkreist. Die erfassten Daten ergaben, dass es sich um einen riesigen Planeten handelt, der den Stern in etwa vier Tagen umrundet. Er wurde 51 Pegasi b benannt und erhielt später den Namen Dimidium, was „die Hälfte“ bedeutet und darauf hinweist, dass er die halbe Masse des Jupiters besitzt.

Das wundervolle Universum

Seit der Entdeckung dieses ersten „Heißen Jupiters“, wie Exemplare dieser Art genannt werden, wurden mehr als 4 000 weitere Exoplaneten in der Milchstraße gefunden. Sie zeigen eine fantastische Vielfalt an Welten und lassen das Bild vom Universum fremdartiger und wundervoller erscheinen, als wir es uns je vorstellen konnten, wie ein Nobel-Laudator sagte.

Gerade wurde Didier Queloz gemeinsam mit Michel Mayor in einem Comic verewigt, mit dem Schweizer Schüler an die Astrophysik herangeführt werden sollen. Darin ist er neben einem kleinen rundlichen Mayor als langer Lulatsch zu sehen. Barfuß sitzen die beiden auf einer Wiese und stoßen auf ihre Entdeckung an. (mit dpa)