Zurück Olbers-Planetarium Bessel-Biographie
von F. Schmeidler

Das Jubiläum des 200. Geburtstags des Astronomen Friedrich Wilhelm Bessel ist ein geeigneter Anlaß, an die großen Verdienste dieses Mannes zu erinnern, der einer der bedeutendsten Astronomen des 19. Jahrhunderts gewesen ist. Er wurde am 22. Juli 1784 in Minden in Westfalen geboren; noch in jungen Jahren wurde er als Professor der Astronomie und Direktor der Sternwarte nach Königsberg berufen und hat dort die epochemachenden astronomischen Arbeiten verfaßt, die ihn mit Recht weltberühmt gemacht haben.

Bessels Jugend

Als Sohn eines Beamten geboren, besuchte er einige Jahre das Gymnasium seiner Heimatstadt; aber er fand keinen Gefallen an der lateinischen Sprache, und da ihm die praktischen Probleme des Lebens interessanter erschienen, bat er seinen Vater, Kaufmannslehrling werden zu dürfen. Zwanzig Jahre später sollte es sich ergeben, daß derselbe Bessel eines seiner bedeutendsten wissenschaftlichen Werke in lateinischer Sprache verfaßte, an der er inzwischen Interesse gefunden hatte. Der Wunsch des l4jährigen, eine kaufmännische Lehre anzutreten, wurde damals erfüllt; sieben Jahre lang ist Bessel in dem Bremer Handelshaus Kulenkamp tätig gewesen.

Bald erwachte bei ihm der Wunsch, die in der Lehrfirma durchgeführten Geschäfte besser zu überblicken und schwierigere Fragen zu beherrschen. So beschaffte sich Bessel Bücher, aus denen er die Probleme des Überseehandels zu lernen hoffen konnte. Im Rahmen der Beschäftigung mit solchen Fragen stieß er auch auf ein Lehrbuch der Astronomie, in dem die Fragen der Nautik mathematisch behandelt wurden. Mit glühendem Interesse eignete er sich Kenntnisse dieses Gebietes an und vertiefte sich im Lauf der Zeit immer mehr in astronomische Fragen. Bald baute er sich, teilweise unter Mithilfe eines gleichgesinnten Freundes, kleine astronomische Geräte, mit denen er Orts- und Zeitbestimmungen machte.

Bessel trifft Olbers in Bremen

Sein wissenschaftlicher Ehrgeiz wuchs mit den erzielten Fortschritten. So unternahm Bessel nach einiger Zeit astronomische Bahnberechnungen und legte sie an einem Sommertag des Jahres 1804 dem Bremer Astronomen Wilhelm Olbers (1758-1840) vor, der im Hauptberuf Arzt war, sich aber außerdem viel mit Astronomie beschäftigte und schon damals weithin berühmt war. Er hat vor allem über Kometen gearbeitet; im Lauf seines Lebens hat er mehrere entdeckt und ist vor allem dadurch in die Geschichte der Astronomie eingegangen, daß er eine einfache und noch heute angewandte Methode ersonnen hat, um die Bahn eines neu entdeckten Kometen zu berechnen.

Olbers erkannte aus den astronomischen Berechnungen, die der 20jährige Bessel ihm vorlegte, sofort, daß er hier eine ungewöhnliche Begabung vor sich hatte und gab dem jungen Mann astronomische Bücher zur weiteren Bildung. Wenige Monate später machte er ihn mit dem berühmten Mathematiker Carl Friedrich Gauß (1777-1855) bekannt, der Bessel beauftragte, Berechnungen der Bewegung der Erde um die Sonne auszuführen. Die Art, wie Bessel diese Aufgabe löste, überzeugte auch Gauß von der ungewöhnlichen Begabung des jungen Mannes. Als Anfang des Jahres 1806 der Amtmann Johann Hieronymus Schroeter (1745-1816) für seine in Lilienthal bei Bremen errichtete Sternwarte einen Assistenten suchte, empfahl im Olbers, Bessel einzustellen, dem sich so die Möglichkeit eröffnete, Berufsastronom zu werden. Andererseits hatte man im Haus Kulenkamp seine sorgfältige Arbeit zu schätzen gelernt und wollte ihn halten; man bot Bessel eine dauerhafte Anstellung mit einem Gehalt an, das wesentlich höher war als das, das Schröter ihm bezahlen konnte. Nach kurzer Bedenkzeit entschloß sich Bessel für die niedriger dotierte Position in Lilienthal und übernahm diese Stellung im Frühjahr 1806; er sollte in ihr vier Jahre verbleiben.

Bessel in Lilienthal

In dieser Zeit setzte Bessel seine Arbeiten über die Berechnung der Bewegungen von Planeten und Kometen fort, mit denen er schon vorher die Aufmerksamkeit von Fachgenossen auf sich gezogen hatte. Er benutzte zusätzlich die ihm nun zur Verfügung stehenden Instrumente der Lilienthaler Sternwarte, um auch Beobachtungen über diese wissenschaftlichen Probleme anzustellen. Einige Unklarheiten, die sich im Verlauf dieser Zeit herausstellten, veranlaßten ihn, sich mit der Frage der Brechung der Lichtstrahlen in der Atmosphäre zu beschäftigen. Außerdem begann Bessel in Lilienthal mit der Bearbeitung der Beobachtungen, die um die Mitte des 18. Jahrhunderts an der Sternwarte Greenwich von Bradley (1692-1762) gemacht worden waren. Im Jahr 1809 erhielt Bessel einen Ruf nach Königsberg, dort die Leitung der erst im Bau befindlichen Sternwarte zu übernehmen. Trotz der Wirren der napoleonischen Kriege hatte die Regierung des Königreichs Preußen unter dem Einfluß von Wilhelm v. Humboldt (1767-1835) ein großzügiges Programm zum Ausbau der Königsberger Universität beschlossen, das auch den Bau einer Sternwarte vorsah. Allerdings schritt die Errichtung des Observatoriums nur langsam voran. Als Bessel im Frühjahr 1810 in Königsberg eintraf, mußte er zunächst einmal ein geeignetes Gelände suchen, und es vergingen noch einige Jahre, ehe das Institut fertig war. Als Napoleon im Jahr 1812 auf dem Weg in den später für ihn so unglücklich verlaufenen russischen Feldzug durch Königsberg kam, sah er die Baustelle der zu errichtenden Sternwarte und äußerte Erstaunen, daß der König von Preußen in dieser schwierigen Zeit an Dinge wie eine Sternwarte denken könne.

Bessel in Königsberg

Da Bessel an der Königsberger Sternwarte zunächst keine eigenen Beobachtungen machen konnte, beschäftigte er sich in den ersten Jahren dort mit der Fortführung der bereits in Lilienthal begonnenen Bearbeitung der Beobachtungen Bradleys. Diese waren mit Instrumenten ausgeführt, die für die damalige Zeit von sehr guter Qualität waren; sie waren aber nicht zur Aufstellung eines Katalogs von Fixsternörtern ausgewertet worden. Bessel unternahm diese Arbeit, wobei er sich nicht allein auf die Bestimmung von mittleren Örtern der ungefähr 3000 Sterne beschränkte; er versuchte vielmehr, auch alle Fehlerquellen, die wegen der unsicheren Kenntnis der Veränderung der astronomischen Grundebenen und der Eigenschaften der Fortpflanzung der Lichtstrahlen entstanden, mit der größtmöglichen Sorgfalt zu bestimmen. So entstand ein Katalog, der für Jahrzehnte eine grundlegende Bedeutung für das Problem der Messung der Örter und der Eigenbewegungen der Sterne erlangte und deswegen von Bessel im Jahr 1818 mit Recht unter dem Titel ,,Fundamenta astronomiae" veröffentlicht wurde.

Inzwischen war im Jahr 1813 der Bau der Sternwarte vollendet worden, doch war sie zunächst nur mit kleinen Instrumenten ausgestattet worden, die den von Bessel gestellten Ansprüchen nicht genügten. Erst 1819 wurde ein größeres Gerät beschafft, mit dem Bessel eine große Beobachtungsreihe der Messung der Örter vieler Fixsterne unternahm. Das Bedürfnis nach solchen Messungen hatte sich immer wieder bei der Entdeckung neuer Kometen oder kleiner Planeten ergeben, deren Bahn verfolgt werden sollte. Das war nur möglich, wenn in ihrer Nähe genügend viele Fixsterne mit bekannten Örtern vorhanden waren, die für die Messung des Unterschieds der Örter der Kometen und der Fixsterne verwendet werden konnten. In zehnjähriger Arbeit hat Bessel die Koordinaten von nicht weniger als 30000 Fixsternen am Himmel vermessen und auf diese Weise eine wichtige Grundlage für die weitere Entwicklung der Astronomie geschaffen.

Entdeckung der Fixsternparallaxe

Das Jahr 1829 brachte eine neue Erweiterung des Bestandes der Königsberger Sternwarte an Instrumenten; in diesem Jahr wurde ein Heliometer angeschafft. Mit diesem Gerät war es möglich, Abstände von Sternen, die am Himmel sehr nahe beieinander stehen, mit großer Genauigkeit zu messen. Bessel faßte den Plan, mit diesem Instrument ein Problem in Angriff zu nehmen, das die Astronomen seit fast drei Jahrhunderten erfolglos zu lösen versucht hatten, nämlich die Messung von sogenannten Fixsternparallaxen. Mit dem Erfolg, den er durch diese Arbeit schließlich erzielte, hat er den bedeutendsten wissenschaftlichen Fortschritt erreicht, der in der Geschichte der Astronomie mit seinem Namen verbunden ist.

Das Problem als solches ging zurück bis in die Zeit des Reformators der Astronomie, des in Thorn geborenen und später in Frauenburg in Ostpreußen als Domherr tätigen Astronomen Nikolaus Copernicus. Dieser hatte die heliozentrische Lehre aufgestellt, nach der die Erde nicht, wie man vorher angenommen hatte, unbeweglich im Zentrum der Welt stand, sondern im Lauf eines Jahres eine Bahn um die Sonne beschrieb. Es ist bekannt, daß diese Lehre aus weltanschaulichen und religiösen Gründen auf Widerspruch stieß. Aber auch die Astronomen standen ihr aus wissenschaftlichen Gründen zunächst skeptisch gegenüber, weil im Fall ihrer Richtigkeit die Fixsterne im Lauf eines Jahres kleine periodische Ortsveränderungen hätten aufweisen müssen, die eine Art Spiegelbild der Erdbewegung waren. Daß solche ,,parallaktischen Verschiebungen" nicht gemessen wurden, erklärten Copernicus und seine Anhänger ganz richtig mit dem Argument, die Fixsterne seien so weit entfernt, daß diese Verschiebungen unmeßbar klein seien. Dieses Argument wurde im 16. Jahrhundert als wenig glaubwürdig empfunden, war aber immerhin ein Grund, daß von dieser Zeit an viele bedeutende Astronomen sich bemühten, Parallaxen zu messen. Alle diese Bemühungen waren bis zur Zeit von Bessel ohne Erfolg geblieben.

Allerdings bestand in der damaligen Zeit aus anderen Gründen kein Zweifel mehr an der Richtigkeit der auf Copernicus zurückgehenden heliozentrischen Lehre, so daß aus diesem Grund die Messung von Parallaxen der Fixsterne nicht mehr als dringliche Aufgabe hätte empfunden werden müssen. Vor allem die im 17. und 18. Jahrhundert gefundenen Ergebnisse der Himmelsmechanik hatten alle Astronomen von der copernicanischen Lehre überzeugt. Dennoch wurde es als Schönheitsfehler im Lehrgebäude der Astronomie empfunden, daß die Messung von Fixsternparallaxen noch immer nicht gelungen war. Es kam aber noch ein zweiter Gesichtspunkt hinzu. Die parallaktische Verschiebung ist um so kleiner, je weiter der Stern entfernt ist; man kann also umgekehrt durch Messung der Parallaxe die Entfernung des Sterns ermitteln. Damit eröffnete sich zum ersten Mal in der Geschichte der Astronomie die Möglichkeit, im weiten Weltraum Entfernungen durch exakte Messungen zu finden.

Als Objekt für seine Messungen wählte Bessel den Stern Nr. 61 im Sternbild des Schwans aus. Diese Stern erschien Bessel besonders geeignet für den Versuch einer Messung der Parallaxe, weil er eine rasche Bewegung am Himmel hatte. Deswegen konnte vermutet werden, daß dieser Stern ein besonders naher sein mußte, bei dem die parallaktische Verschiebung besonders groß und daher relativ leicht meßbar sein würde. Das von Bessel angewandte Verfahren bestand darin, daß er ungefähr ein Jahr lang immer wieder den Abstand dieses Sterns von nahe benachbarten Sternen durch Messung mit dem Heliometer feststellte; tatsächlich ergab sich aus diesen Messungen eine periodische Ortsschwankung im Rhythmus eines Jahres und damit der Beweis einer parallaktischen Verschiebung. Der Betrag, um den sich der Stern im Lauf eines Jahres aus seiner mittleren Lage entfernte, entsprach einem Winkel von der Größe des dritten Teils einer Bogensekunde. Von der Schwierigkeit der Messung einer so kleinen Verschiebung bekommt man einen Begriff, wenn man sich klar macht, daß es sich um die gleiche Abweichung von der Mittellage handelt, die man am Pendel einer normalen Standuhr bei Beobachtung aus einer Entfernung von etwa hundert Kilometern beobachtet. So wird es verständlich, daß die Leistungsfähigkeit der astronomischen Meßinstrumente erst Jahrhunderte nach Copernicus einen Stand erreichte, der die Messung so kleiner Beträge erlaubte.

Es darf nicht verschwiegen werden, daß Bessel nicht der einzige Astronom war, der um diese Zeit die Parallaxe und damit die Entfernung eines Fixsterns gemessen hat. Zur selben Zeit wie er beschäftigten sich Wilhelm Struve an der Sternwarte Dorpat mit der Messung der Parallaxe des Sterns Wega und der Astronom Henderson an der Sternwarte Kapstadt mit der Messung der Parallaxe des Sterns Alpha Centauri am südlichen Sternhimmel. Beide gelangten auch zur nahezu selben Zeit wie Bessel an ihr Ziel. Dennoch wird in der Geschichte der Astronomie Bessel aus zwei Gründen als der erste Astronom angesehen, der eine Fixstern Parallaxe wirklich gemessen hat: Zum einen hat er als erster seine Ergebnisse veröffentlicht, und zum anderen stimmte sein Resultat des Zahlenwertes der Parallaxe vollkommen mit dem wirklichen Wert überein, während die beiden anderen Astronomen zwar die Tatsache einer parallaktischen Verschiebung feststellen konnten, aber einen erheblich falschen Zahlenwert für die Parallaxe erhielten. Beide Argumente sind hinreichende Gründe, um Bessel die Priorität dieser Entdeckung zuzuerkennen, ohne daß damit eine Geringschätzung der Leistung der beiden anderen Astronomen verbunden ist. Der Wissenschaft war aber mit diesen Entdeckungen im wahrsten Sinn des Wortes eine neue Dimension eröffnet; erst jetzt war es möglich geworden, exakte Aussagen über die räumliche Anordnung der Fixsterne zu machen. In den fast 150 Jahren, die seitdem vergangen sind, sind die Entfernungen von Tausenden von Sternen gemessen worden, wobei die technischen Hilfsmittel inzwischen gegenüber der Zeit von Bessel wesentlich verbessert worden sind.

Bessel sagt Sirius B vorher

In seinen letzten Lebensjahren hat Bessel einige wissenschaftliche Erfolge erzielt, indem er die Existenz von damals noch nicht entdeckten Himmelskörpern vorhersagte. Er stellte fest, daß zwei der hellsten Sterne des Himmels, Sirius und Prokyon, eine veränderliche Eigenbewegung haben. Während die Ortsveränderung aller anderen Sterne am Himmel in einer geraden Linie verläuft, treten bei diesen beiden Sternen regelmäßige periodische Schwankungen zusätzlich auf. Bessel zog aus dieser Tatsache den Schluß, daß beide Sterne einen nicht sichtbaren Begleiter haben, der der Anlaß ist, daß sie einen periodischen Umlauf um den gemeinsamen Schwerpunkt ausführen. In beiden Fällen ist Bessels Aussage später bestätigt worden; Beide Sterne haben in der Tat einen Begleiter, der nicht völlig unsichtbar, aber so lichtschwach ist, daß er erst entdeckt werden konnte, als den Astronomen nach einigen Jahrzehnten stärkere Fernrohre zur Verfügung standen. Eine andere Vorhersage machte Bessel bezüglich der Existenz des damals noch unbekannten Planeten Neptun. Dieser war verantwortlich für die damals schon festgestellten, aber nicht erklärbaren Störungen der Bahn des Uranus. Im Jahr 1840 äußerte Bessel die Ansicht, daß diese Störungen durch einen noch unbekannten Planeten verursacht würden. Mitte der 1840er Jahre versuchten gleichzeitig Leverrier (1811-1877) in Paris und Adams (1819-1892) in Cambridge, die Bahn dieses noch unentdeckten Planeten zu berechnen; im Herbst 1846, wenige Monate nach Bessels Tod, wurde der Planet dann wirklich auf Grund der Berechnungen von Leverrier am Himmel gefunden.

Im Rahmen dieser kurzen Darstellung konnten hier nur die wichtigsten wissenschaftlichen Verdienste Bessels behandelt werden. In Kürze darf aber nachgetragen werden, daß auf ihn auch bedeutende Arbeiten anderer Art zurückgehen. Er hat wichtige Beiträge zur Theorie der Berechnung von Sonnen- und Mondfinsternissen sowie der Bewegung und Entwicklung von Kometen geliefert. In großem Umfang hat er sich geodätischen und geophysikalischen Fragen gewidmet. Die bedeutendsten Ergebnisse dieser Arbeiten waren eine Vermessung Ostpreußens und eine Bestimmung der Dimensionen der Erde, deren Ergebnis fast ein Jahrhundert lang als die beste wissenschaftliche Information über diesen Gegenstand anerkannt war. Die mathematische Forschung hat er durch die genaue Untersuchung einer neuen Art von Funktionen bereichert, die nach ihm benannt sind; er selbst hat ,,Besselsche Funktionen" zur Darstellung von Störungen der Planetenbahnen verwendet, und erst viel später hat sich herausgestellt, daß sie auch für die exakte Beschreibung von Problemen elektromagnetischer Art vorzügliche Dienste leisten.

Bessels Tod

Ende des Jahres 1844 wurde Bessel von einer schweren Krankheit befallen, die damals für Wassersucht gehalten wurde, in Wirklichkeit aber Darmkrebs war. Bald verschlechterte sich der Zustand, und auch der Leibarzt des Königs von Preußen, der auf Anordnung des dem Königsberger Astronomen wohlgesonnenen Monarchen herbeieilte, war nicht in der Lage, dem Patienten zu helfen. Kurzfristige Besserungen erwiesen sich als trügerisch, und am 17. März 1846 trat nach langem Leiden das Ende ein.

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