Oben: ʻOumuamua: Der erste interstellare Besucher – und das größte Rätsel der modernen Astronomie (KI-Abbildung von Gemini, Fotos gibt es nicht)

Stell dir vor, du sitzt am Kontrollpult eines Teleskops auf dem Gipfel eines hawaiianischen Vulkans. Es ist eine Nacht wie jede andere. Der Computer sortiert automatisch die Bilder des Himmels, vergleicht sie mit der Nacht zuvor, sucht nach allem, was sich bewegt hat.

Eine Routine, die seit Jahren läuft. Und dann, am Morgen des 19. Oktober 2017, blinkt eine Markierung auf. Ein Lichtpunkt. Einer von Millionen. Aber dieser hier bewegt sich falsch.

Nicht wie ein Asteroid, der seine Bahn um die Sonne zieht. Nicht wie ein Komet, der aus den Tiefen des äußeren Sonnensystems kommt und wieder zurückkehrt. Dieser Punkt rast. Er kommt von oben, aus einer Richtung, aus der nichts kommen sollte. Und er ist viel zu schnell, um jemals zurückzukehren.

In den folgenden Stunden wird den Astronomen auf Hawaii klar, dass sie etwas Beispielloses vor sich haben: den ersten bekannten Besucher von außerhalb unseres Sonnensystems. Ein Objekt, das durch die unvorstellbare Leere zwischen den Sternen gereist ist – möglicherweise seit Millionen von Jahren – um zufällig, ohne Absicht, ohne Ziel, durch unsere kosmische Nachbarschaft zu rasen.

Sie nennen ihn ʻOumuamua – hawaiianisch für »der Kundschafter«, »der Bote aus der Ferne«. Und dieser Bote wird sich als das seltsamste Objekt erweisen, das die Astronomie je gesehen hat. Die offizielle Katalogbezeichnung lautet 1I/ʻOumuamua. Das „i“ steht für interstellbar, als zwischen den Sternen.

Das Zeichen am Anfang von ʻOumuamua ist ein ʻOkina. Es handelt sich dabei nicht um einen Apostroph, sondern um einen eigenständigen Buchstaben des hawaiischen Alphabets. Der ʻokina steht für einen Glottisschlag, also eine kurze Sprechpause, und ist bedeutungsentscheidend. Wird er weggelassen oder durch ein normales Apostroph ersetzt, ist das Wort sprachlich falsch. Bei ʻOumuamua gehört der ʻokina zwingend zur korrekten Schreibweise und Aussprache, da er Teil des Wortes und kein dekoratives oder typografisches Sonderzeichen ist.

Eine Bahn, die es nicht geben sollte

Die erste Erkenntnis war mathematisch – und sie war eindeutig. Als die Astronomen die Positionsdaten von ʻOumuamua in ihre Computer eingaben und die Bahn zurückrechneten, erhielten sie eine Zahl, die alles veränderte: eine Exzentrizität von 1,20.

Um zu verstehen, was das bedeutet, muss man sich kurz mit Himmelsmechanik beschäftigen. Jedes Objekt, das gravitativ an die Sonne gebunden ist, bewegt sich auf einer Ellipse. Kreisförmige Bahnen haben eine Exzentrizität von 0, stark gestreckte Ellipsen nähern sich der 1 an. Kometen wie Halley haben etwa 0,97. Erreicht die Zahl genau 1, spricht man von einer Parabel – das Objekt hat gerade genug Energie, um der Sonne zu entkommen, aber nicht mehr. Liegt der Wert darüber, handelt es sich um eine Hyperbel: Das Objekt kommt von außen, fliegt vorbei und verschwindet für immer.

ʻOumuamuas 1,20 war die höchste jemals bei einem Objekt im Sonnensystem gemessene Exzentrizität. Der bisherige Rekordhalter, ein Komet namens C/1980 E1, hatte durch eine Begegnung mit Jupiter gerade einmal 1,057 erreicht. Aber selbst extreme Gravitationsschleudermanöver mit Planeten können einen Wert von 1,20 nicht erklären. Das Objekt musste von außerhalb kommen. Es gab keine andere Möglichkeit.

Die Bahn verriet noch mehr. ʻOumuamua war aus der Richtung des Sternbilds Leier gekommen, von einer Position nahe dem Stern Wega. Das klingt zunächst aufregend – Wega ist einer der hellsten Sterne am Himmel und nur 25 Lichtjahre entfernt. Doch rechnet man die Eigenbewegung des Sterns mit ein, zeigt sich: Vor 300.000 Jahren, als ʻOumuamua diese Position passierte, war Wega noch gar nicht dort. Die Herkunftsrichtung liegt stattdessen nahe dem sogenannten Solarapex, dem Punkt am Himmel, auf den sich unsere Sonne in ihrer Bewegung durch die Galaxie zubewegt. Das ist kein Zufall, sondern Statistik: Interstellare Vagabunden, die seit Äonen durch die Milchstraße treiben, sammeln sich relativ zu uns in dieser Richtung an.

Am 9. September 2017 – fünf Wochen vor seiner Entdeckung – hatte ʻOumuamua bereits seinen sonnennächsten Punkt erreicht. Er war bis auf 0,255 Astronomische Einheiten an unseren Stern herangekommen, knapp innerhalb der Merkurbahn. Die Sonne hatte ihn auf 87,7 Kilometer pro Sekunde beschleunigt. Dann schoss er weiter, durchstieß am 14. Oktober die Erdbahn und war bereits auf dem Weg nach draußen, als die Teleskope ihn endlich fanden.

Ein Wettlauf gegen das Licht

»Wir mussten schnell handeln«, erinnerte sich später eine der beteiligten Astronominnen. »ʻOumuamua war bereits dabei, uns zu entkommen.« Die Situation war beispiellos. Normalerweise haben Wissenschaftler Monate oder Jahre, um einen neu entdeckten Kometen oder Asteroiden zu studieren. Hier blieben ihnen Wochen.

Weltweit richteten Observatorien ihre größten Teleskope auf den Besucher. Das Very Large Telescope der ESO in Chile, das Hubble-Weltraumteleskop, das Spitzer-Infrarot-Observatorium, das kanadische CFHT, Gemini South – eine internationale Armada der Astronomie fokussierte sich auf einen einzigen, winzigen Lichtpunkt, der mit jedem Tag schwächer wurde.

Was sie sahen, war zunächst enttäuschend normal und dann zunehmend verwirrend. ʻOumuamua erschien als rötlicher Punkt, ähnlich gefärbt wie transneptunische Objekte am Rand unseres Sonnensystems. Seine Oberfläche reflektierte etwa sechs bis zehn Prozent des einfallenden Lichts – etwas heller als typische Kometen, aber nicht außergewöhnlich. Das Spektrum deutete auf organische Verbindungen oder kosmische Strahlungsschäden hin, wie man sie bei Objekten erwartet, die seit Milliarden Jahren durch die galaktische Leere driften.

Dann kam die erste Überraschung. Die Helligkeit von ʻOumuamua schwankte. Nicht ein bisschen, nicht um den Faktor zwei – um den Faktor zehn. Alle sieben bis acht Stunden durchlief das Objekt einen kompletten Zyklus von hell zu dunkel und zurück. Das konnte nur eines bedeuten: ʻOumuamua hatte eine extrem ungewöhnliche Form.

Die unmögliche Form

Kein Teleskop der Erde konnte ʻOumuamua direkt auflösen. Selbst in den größten Instrumenten blieb er ein Punkt. Aber Punkte können sprechen, wenn man ihre Sprache versteht. Die rhythmische Helligkeitsschwankung verriet, dass sich das Objekt drehte und dabei abwechselnd seine größte und kleinste Oberfläche zur Erde zeigte.

Ein Faktor von zehn in der Helligkeit bedeutet ein Achsenverhältnis von etwa 10:1. Das Objekt war zehnmal so lang wie breit – oder zehnmal so breit wie dick, je nachdem, ob man sich eine Zigarre oder eine Pfannkuchen vorstellt. Keine der beiden Formen ist für Himmelskörper üblich. Asteroiden in unserem Sonnensystem haben typischerweise Achsenverhältnisse von 2:1 oder 3:1. Etwas wie ʻOumuamua hatte noch niemand gesehen.

Die konservativsten Schätzungen aus den kombinierten Daten ergaben ein Objekt von 100 bis 200 Metern in der kürzesten und mehreren hundert Metern in der längsten Ausdehnung. Das Spitzer-Weltraumteleskop konnte trotz 30 Stunden Beobachtungszeit keine Wärmestrahlung nachweisen – was bedeutete, dass ʻOumuamua entweder sehr klein oder überraschend hell war. Die Obergrenze für den Durchmesser lag bei etwa 440 Metern für ein dunkles Objekt, bei nur 100 Metern für ein helles.

Hinzu kam eine weitere Anomalie: ʻOumuamua rotierte nicht gleichmäßig um eine Achse. Er taumelte. Die Lichtkurve war nicht die saubere Sinuskurve, die man bei stabiler Rotation erwarten würde, sondern ein komplexes Muster, das auf eine chaotische Bewegung hindeutete. Irgendwann in seiner Vergangenheit – vielleicht vor Millionen Jahren, vielleicht erst kürzlich – hatte etwas das Objekt aus seinem Gleichgewicht geworfen.

Und dann war da das, was fehlte.

Der Komet ohne Schweif

ʻOumuamua war bis auf 38 Millionen Kilometer an die Sonne herangekommen – näher als Merkur. Bei dieser Distanz hätte jeder gewöhnliche Komet spektakulär ausgasen müssen. Das Eis in seinem Inneren wäre verdampft, hätte Staubpartikel mitgerissen und eine leuchtende Koma um den Kern gebildet. Ein langer Schweif hätte sich entwickelt, vielleicht Millionen Kilometer lang, sichtbar selbst für kleine Teleskope.

ʻOumuamua zeigte nichts davon. Keine Koma. Kein Schweif. Keine Anzeichen von Gas oder Staub in seiner Umgebung, egal wie genau die Spektroskope hinsahen. Das Objekt war nackt. Es sah aus wie ein Asteroid, nicht wie ein Komet.

Die Internationale Astronomische Union hatte zunächst unsicher hin- und herklassifiziert. Erst als Komet C/2017 U1 bezeichnet, dann als Asteroid A/2017 U1 umgetauft, bekam das Objekt schließlich seine eigene Kategorie: 1I/ʻOumuamua – das »I« für »interstellar«, die »1« für das erste seiner Art.

Dann, im Juni 2018, kam die Wendung. Ein Team um Marco Micheli vom Koordinationszentrum für erdnahe Objekte der ESA hatte monatelang die präzisesten Positionsdaten von ʻOumuamua gesammelt – darunter Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops vom Januar 2018, als das Objekt bereits sehr lichtschwach war. Die Auswertung ergab etwas Unerwartetes: ʻOumuamua war schneller unterwegs, als er sein sollte.

Nicht viel schneller. Nur etwa 17 Meter pro Sekunde zusätzlich zu der Geschwindigkeit, die die Gravitation der Sonne erklären konnte. Aber diese winzige Abweichung war real, statistisch signifikant – und völlig rätselhaft.

Der unsichtbare Antrieb

Bei Kometen ist eine solche nicht-gravitative Beschleunigung nichts Ungewöhnliches. Wenn Gas und Staub von der Oberfläche entweichen, erzeugen sie einen winzigen Rückstoß – den Raketeneffekt. Er ist messbar, vorhersagbar, gut verstanden. Aber ʻOumuamua hatte keine sichtbare Ausgasung. Woher kam der Schub?

Die Astronomen prüften andere Erklärungen. Der Jarkowski-Effekt, bei dem thermische Strahlung von einer ungleichmäßig erwärmten Oberfläche einen Schub erzeugt, war zu schwach. Reibung mit interplanetarem Staub kam nicht infrage. Magnetfelder schieden aus. Nichts im Standardrepertoire der Himmelsmechanik konnte die Anomalie erklären – außer Ausgasung.

Also musste ʻOumuamua doch Gas freisetzen. Aber welches Gas konnte so effizient sein, dass es einen messbaren Schub erzeugte, ohne sichtbare Spuren zu hinterlassen?

Hier begannen die Spekulationen – und mit ihnen eine der faszinierendsten wissenschaftlichen Kontroversen des 21. Jahrhunderts.

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Die Hypothesen – Vom Eisberg bis zum Sonnensegel

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Der Wasserstoff-Eisberg

2020 schlugen Forscher eine elegante Idee vor: ʻOumuamua könnte ein Klumpen aus gefrorenem Wasserstoff sein. Molekularer Wasserstoff ist durchsichtig und mit den verfügbaren Instrumenten praktisch nicht nachweisbar. Wenn er sublimiert, entsteht kein sichtbarer Schweif – aber genügend Schub, um die beobachtete Beschleunigung zu erklären.

Das Problem: Reiner Wasserstoff gefriert erst bei drei Kelvin, knapp über dem absoluten Nullpunkt. Und selbst wenn er gefriert, würde die kosmische Strahlung ihn im interstellaren Raum binnen Millionen Jahren wieder verdampfen lassen. Ein Wasserstoff-Eisberg könnte die lange Reise von einem fernen Sternsystem zur Sonne nicht überleben. Die Hypothese wurde bald verworfen.

Das Fragment eines Exo-Pluto

2021 präsentierten Steven Desch und Alan Jackson von der Arizona State University eine Lösung, die viele Puzzlestücke zusammenbrachte. Ihre These: ʻOumuamua ist ein Stück gefrorenen Stickstoffs, abgesprengt von der Oberfläche eines Pluto-ähnlichen Körpers in einem fremden Sonnensystem.

Stickstoff-Eis hat eine hohe Reflektivität, was die beobachtete Albedo erklären würde. Sublimierender Stickstoff ist ebenso unsichtbar wie Wasserstoff, kann aber die Reise durch den interstellaren Raum überdauern. Und hier kommt der Clou: Ein Stickstoff-Eisberg würde bei der Annäherung an die Sonne dramatisch schrumpfen.

Die Forscher berechneten, dass ein ursprünglich etwa 50 Meter großes Stück Stickstoff-Eis beim Vorbeiflug an der Sonne mehr als 95 Prozent seiner Masse verlieren würde. Was übrig bliebe, wäre kein kugelförmiger Körper, sondern eine dünne Scheibe – »wie ein Stück Seife, das man immer wieder benutzt hat«, wie einer der Autoren es ausdrückte. Das Abflachen durch ungleichmäßige Verdampfung würde die bizarre Form erklären.

Die Hypothese passt zu allem, was wir über ʻOumuamua wissen. Kollisionen in jungen Planetensystemen könnten solche Stickstoff-Fragmente freisetzen. ʻOumuamua wäre dann vor etwa 500 Millionen Jahren aus seiner Heimat geschleudert worden – ein Splitter einer fernen, Pluto-ähnlichen Welt, der durch kosmischen Zufall unsere Sonne kreuzte.

Der kosmische Staubball

Eine weitere Möglichkeit wurde 2019 diskutiert: ʻOumuamua könnte ein extrem poröses Aggregat aus Staub sein – ein kosmischer »Fusselball« mit einer Dichte von nur 0,01 Kilogramm pro Kubikmeter, etwa ein Hunderttausendstel der Dichte von Wasser. Ein solches Objekt wäre so leicht, dass der Strahlungsdruck des Sonnenlichts allein genügen würde, um es messbar zu beschleunigen – wie ein natürliches Sonnensegel.

Die Idee ist faszinierend, aber schwer zu verifizieren. Kein vergleichbares Objekt wurde je beobachtet. Ob ein derart fragiler Körper die Reise durch den interstellaren Raum und die Gezeitenkräfte bei der Sonnenannäherung überstehen würde, bleibt umstritten.

Die Alien-Hypothese

Und dann war da Avi Loeb. Der Harvard-Professor für Astronomie argumentierte öffentlich und hartnäckig, dass ʻOumuamua ein Artefakt außerirdischer Technologie sein könnte – ein Sonnensegel, eine ausrangierte Sonde, Weltraumschrott einer fernen Zivilisation. Die extreme Form, die fehlende Koma, die unerklärliche Beschleunigung – all das, so Loeb, sei konsistent mit einem künstlich hergestellten Objekt.

Die wissenschaftliche Gemeinschaft reagierte überwiegend skeptisch. Die Beschleunigung war kontinuierlich und gleichmäßig – kein Muster, das zu steuerbaren Triebwerken passt. Das chaotische Taumeln wäre für ein funktionierendes Raumschiff höchst ungewöhnlich. Und als das SETI-Projekt Breakthrough Listen im Dezember 2017 mit dem Green-Bank-Radioteleskop nach künstlichen Funksignalen von ʻOumuamua suchte, fand es nichts. Die Obergrenze für eventuelle Sendeleistungen lag bei 0,08 Watt – weniger als ein Handywecker.

Loeb blieb bei seiner Position. Die Möglichkeit, so argumentierte er, solle offen in Betracht gezogen werden, bis alle natürlichen Erklärungen zweifelsfrei ausgeräumt seien. Die Debatte zeigt, wie schwierig es ist, außergewöhnliche Hypothesen wissenschaftlich zu behandeln – und wie wichtig es ist, sie dennoch zu diskutieren.

Die elegante Lösung

2023 gelang Jennifer Bergner von der UC Berkeley und Darryl Seligman von der Cornell University möglicherweise der Durchbruch. Ihre Erklärung ist so einfach, dass sie fast enttäuschend wirkt – und gerade deshalb so überzeugend.

Die Idee: ʻOumuamua besteht aus ganz gewöhnlichem Wassereis. Aber dieses Eis ist seit Millionen Jahren durch den interstellaren Raum gereist und dabei der kosmischen Strahlung ausgesetzt gewesen. Hochenergetische Teilchen haben einen Teil des gefrorenen Wassers aufgespalten – in Sauerstoff und Wasserstoff. Der Wasserstoff blieb als Gas in der Eismatrix gefangen, eingeschlossen in mikroskopischen Hohlräumen.

Als ʻOumuamua sich der Sonne näherte und aufgewärmt wurde, begann dieser eingefangene Wasserstoff zu entweichen. Nicht als Staub, nicht als sichtbares Gas – sondern als durchsichtiger Strom von H₂-Molekülen, der genau die richtige Menge Schub erzeugte, um die beobachtete Beschleunigung zu erklären.

»Was an Jennys Idee so schön ist«, sagte Seligman, »ist, dass sie genau das darstellt, was man bei einem interstellaren Kometen erwarten würde.« Keine exotischen Materialien, keine unbekannten Prozesse – nur die natürliche Konsequenz einer langen, einsamen Reise durch die Galaxie.

Die Hypothese vereint alle Beobachtungen: das fehlende sichtbare Ausgasen, den messbaren Schub, die Konsistenz mit einem Kometenkern. Wenn sie stimmt, ist ʻOumuamua nichts anderes als ein uralter Schneeball – nur eben einer, der von einem anderen Stern kam.

Der zweite Besucher – und die Zukunft

Im August 2019, weniger als zwei Jahre nach ʻOumuamua, wurde das zweite interstellare Objekt entdeckt. Der Komet 2I/Borisov, benannt nach dem ukrainischen Amateurastronomen, der ihn fand, war in fast jeder Hinsicht das Gegenteil seines Vorgängers: Er zeigte eine prächtige Koma, einen deutlichen Schweif, ein Spektrum, das den Kometen unseres Sonnensystems ähnelte. Ein normaler Komet – nur eben einer, der von außerhalb kam.

Borisov bewies, dass ʻOumuamua kein einmaliger Glücksfall war. Interstellare Besucher sind real. Sie durchqueren unser Sonnensystem regelmäßig – Astronomen schätzen etwa einmal pro Jahr. Wir haben sie nur nicht bemerkt, weil unsere Instrumente nicht empfindlich genug waren.

Das wird sich ändern. Das Vera-C.-Rubin-Observatorium in Chile, das 2025 seinen Betrieb aufnehmen soll, wird den gesamten sichtbaren Himmel alle wenige Nächte durchmustern. Es könnte jedes Jahr mehrere interstellare Objekte entdecken – genug, um Statistik zu machen. Sind sie alle kometenähnlich? Gibt es verschiedene Typen? Wie viele davon sind so seltsam wie ʻOumuamua?

Die ESA bereitet derweil die Mission Comet Interceptor vor. Eine Sonde, die ab 2029 am Lagrange-Punkt L2 warten soll – bereit, zu einem neu entdeckten Objekt zu fliegen, sobald eines gefunden wird. Das primäre Ziel ist ein »dynamisch frischer« Komet aus der Oortschen Wolke, einer, der zum ersten Mal ins innere Sonnensystem kommt. Aber wenn das nächste interstellare Objekt rechtzeitig entdeckt wird, könnte Comet Interceptor auch dorthin fliegen. Zum ersten Mal würden wir einen Besucher aus der Tiefe der Galaxie aus nächster Nähe sehen.

Epilog: Der Bote und seine Botschaft

ʻOumuamua ist längst verschwunden. Er rast mit 26 Kilometern pro Sekunde in Richtung des Sternbilds Pegasus, wird in etwa 20.000 Jahren den äußersten Rand unseres Sonnensystems passieren und dann für immer in der interstellaren Dunkelheit verschwinden. Wir werden ihn nicht einholen. Wir werden nie erfahren, was er wirklich war.

Aber seine Botschaft ist angekommen. Sie lautet: Wir sind nicht allein. Nicht im Sinne von Außerirdischen – sondern in dem Sinne, dass das Material, aus dem Sonnensysteme entstehen, durch die gesamte Galaxie wandert. Kometen von anderen Sternen, Asteroiden aus fremden Trümmerscheiben, Fragmente ferner Pluto-artiger Welten – sie alle driften durch den Raum zwischen den Sternen. Und manchmal, durch kosmischen Zufall, besuchen sie uns.

ʻOumuamua hat uns gelehrt, dass das Universum vernetzter ist, als wir dachten. Die Milchstraße ist keine Ansammlung isolierter Sternsysteme, sondern ein Ökosystem, in dem Material zwischen den Sternen ausgetauscht wird. Vielleicht – das ist reine Spekulation, aber eine faszinierende – wurden auf diesem Weg einst die Bausteine des Lebens transportiert. Vielleicht verdanken wir unsere Existenz ähnlichen Boten wie dem, der im Oktober 2017 an uns vorbeiraste.

Der Kundschafter aus der Ferne hat seinen Auftrag erfüllt. Er hat uns wachgerüttelt. Jetzt liegt es an uns, nach den nächsten Besuchern Ausschau zu halten – und diesmal schneller zu sein.