Jocelyn Bell Burnell

Jocelyn Bell Burnell ist eine nordirische Astrophysikerin, die 1967 mit der Entdeckung des ersten Pulsars wissenschaftliche Geschichte schrieb. Ihr Name steht heute sinnbildlich für das übersehene Genie von Frauen in der Wissenschaft – und für den unermüdlichen Einsatz, wissenschaftliche Exzellenz sichtbar zu machen.

Susan Jocelyn Bell wurde am 15. Juli 1943 in Belfast, Nordirland, geboren. Schon als Kind faszinierte sie sich für Astronomie – mit einem Vater, der als Architekt das Observatorium Armagh mitgestaltete, war das Teleskop nicht weit. Als Mädchen durfte sie im naturwissenschaftlichen Unterricht zunächst nicht teilnehmen – erst nach Protesten ihrer Eltern wurde sie zugelassen. Diese frühe Diskriminierung weckte in ihr eine Hartnäckigkeit, die sie durch ihre gesamte Karriere begleiten sollte.

Nach dem Besuch der Mount School in York studierte sie Physik an der Universität Glasgow, bevor sie nach Cambridge ging, um unter Anthony Hewish zu promovieren.

Im Jahr 1967, während ihrer Promotion an der University of Cambridge, machte Jocelyn Bell Burnell eine der bedeutendsten astronomischen Entdeckungen des 20. Jahrhunderts: den ersten Radio-Pulsar. Die junge Forscherin arbeitete damals unter der Leitung von Anthony Hewish an einem Radioteleskop zur Untersuchung von Quasaren.

Bei der Analyse der Messdaten fiel ihr ein regelmäßiges, pulsierendes Signal auf – ein extrem präzises Radiopulsieren, das zunächst den Spitznamen „Little Green Men“ (kleine grüne Männchen) erhielt, weil man ein künstliches Signal nicht ausschloss.

Tatsächlich jedoch handelte es sich um den ersten entdeckten Pulsar – ein rotierender Neutronenstern, der elektromagnetische Impulse aussendet. Bell Burnells Entdeckung revolutionierte die Astrophysik.

Um die Bedeutung von Jocelyn Bell Burnells Entdeckung der Pulsare zu verstehen, lohnt ein Blick auf die Phänomene, mit denen sie arbeitete: Neutronensterne, Magnetare und Quasare – Objekte, die zu den extremsten Erscheinungen im Universum gehören.

Ein Neutronenstern ist der ultradichte Überrest eines kollabierten massereichen Sterns, der in einer Supernova explodierte. Nachdem die äußeren Schichten abgesprengt wurden, bleibt ein Kern übrig, der fast vollständig aus Neutronen besteht.

• Durchmesser: ca. 20 km
• Masse: 1,4 bis 2 Sonnenmassen
• Dichte: 1 Teelöffel wiegt ca. 1 Milliarde Tonnen
• Oberflächentemperatur: mehrere Millionen Grad
• Gravitation: extrem stark, Licht wird stark abgelenkt
• Rotation: bis zu 700 Umdrehungen pro Sekunde

Ein Pulsar (kurz für: pulsating radio source) ist ein rotierender Neutronenstern, dessen Magnetfeld schräg zur Rotationsachse steht. Dadurch wird Strahlung kegelförmig ausgesendet, ähnlich einem Leuchtturm. Trifft dieser Strahl auf die Erde, erscheint er als regelmäßiger „Impuls“.

Pulse finden Anwendung in:

• der Navigation im All (Pulsarbasierte Raumfahrtnavigation): Pulsare senden extrem regelmäßige Signale aus – vergleichbar mit kosmischen Leuchttürmen oder Atomuhren. Raumsonden wie z. B. die NASA-Mission SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) nutzen diese Signale zur autonomen Navigation, ohne Erdverbindung.
• Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie: In sogenannten Doppelpulsar-Systemen (zwei Pulsare kreisen umeinander) lassen sich Effekte wie Zeitdilatation oder Gravitationswellen mit hoher Präzision messen. Das erlaubt Tests von Einsteins Theorien in extremen Gravitationsfeldern.
• der Möglichkeit, Gravitationswellen nachzuweisen: Langfristige Beobachtung von Pulsaren (insbesondere sog. „Millisekundenpulsare“) hilft, winzige Schwankungen in ihrem Timing zu erkennen. Diese können durch vorbeiziehende Gravitationswellen verursacht sein.

Pulsare erzeugen charakteristische Signale, die teilweise wie ein „tickendes Uhrwerk“ klingen – sogenannte Pulsar-Geräusche.

Magnetare sind seltene Neutronensterne mit extremen Magnetfeldern – etwa 1000-mal stärker als bei normalen Pulsaren. Ihr Magnetfeld kann so stark sein, dass es sogar Elektronen aus Atomen reißt.

Typische Phänomene:

• Emission harter Röntgen- und Gammastrahlung
• „Starquakes“: Erschütterungen der Sternenkruste
• Lebensdauer: meist nur einige 10.000 Jahre aktiv
• Gefahr: Direkte Nähe wäre lebensbedrohlich durch Strahlung

Ein Quasar ist das Zentrum einer aktiven Galaxie, in dem ein supermassereiches Schwarzes Loch Materie verschlingt. Die enorme Energie, die dabei freigesetzt wird, erzeugt leuchtende Jets und Akkretionsscheiben.

Warum sind sie wichtig?

• Sie sind die hellsten bekannten Objekte des Universums
• Sichtbar über Milliarden Lichtjahre
• Erklären frühe Phasen der Galaxienbildung
• Quasare sind keine Sterne – der Begriff „Pulsar Stern“ hingegen bezieht sich auf Neutronensterne mit Radiostrahlung

Obwohl sie die Entdeckung des Pulsars selbst gemacht hatte, ging der Nobelpreis für Physik 1974 nicht an Jocelyn Bell Burnell, sondern an ihre männlichen Kollegen: Anthony Hewish und Martin Ryle. Hewish, ihr Doktorvater, wurde offiziell als Entdecker genannt, während Bell Burnells Beitrag in der Öffentlichkeit kaum erwähnt wurde.

Der Nobelpreis-Skandal gilt heute als Paradebeispiel dafür, wie Frauen in der Wissenschaft systematisch übersehen wurden – trotz bahnbrechender Leistung. Bell Burnell hat nie aggressiv auf die Nobelpreis-Auslassung reagiert – wohl aus britischer Zurückhaltung, Loyalität gegenüber ihrer wissenschaftlichen Ausbildung, oder um ihre weitere Karriere nicht zu gefährden: „Ich denke nicht, dass ich wütend bin. Ich war die Doktorandin – und es ist üblich, dass die Leitung die Anerkennung bekommt.“

Doch viele Wissenschaftler:innen weltweit sahen das anders – und fordern bis heute eine posthume Würdigung ihres Beitrags.

• „People from different backgrounds approach a subject in different ways and ask different questions.“ ➪ „Menschen mit unterschiedlichem Hintergrund nähern sich einem Thema auf verschiedene Weise und stellen unterschiedliche Fragen.“
• „There is stardust in your veins. We are literally, ultimately children of the stars.“ ➪ „In deinen Adern fließt Sternenstaub. Wir sind im wahrsten Sinne des Wortes Kinder der Sterne.“
• „One of the hazards of making a major discovery early in your career is the burden of expectation, not helped in my case by becoming a wife and mother soon afterwards. I’m sure some people think it was a flash in the pan.“ ➪ „Eine der Gefahren, wenn man früh in seiner Karriere eine große Entdeckung macht, ist die Last der Erwartungen – in meinem Fall wurde das dadurch erschwert, dass ich kurz darauf Ehefrau und Mutter wurde. Ich bin sicher, manche halten das für einen kurzen Glücksmoment.“
• „When I got engaged to be married, it was assumed that I would quit science and be a housewife. It was considered shameful if a married woman had to work – it implied that her husband couldn’t earn enough to keep her.“ ➪ „Als ich mich verlobte, nahm man an, ich würde die Wissenschaft aufgeben und Hausfrau werden. Es galt als beschämend, wenn eine verheiratete Frau arbeiten musste – das bedeutete, dass ihr Mann nicht genug verdiente, um sie zu versorgen.“
• „I’m one of the few women in science. I have pioneered that. One of the things I worry about is what that pioneering has done to me. I have had to fight quite hard most of the way through life.“ ➪ „Ich bin eine der wenigen Frauen in der Wissenschaft. Ich habe auf diesem Gebiet Pionierarbeit geleistet. Manchmal frage ich mich, was diese Pionierarbeit mit mir gemacht hat. Ich musste mein ganzes Leben lang ziemlich hart kämpfen.“
• „The more diverse a research group or a business, the more robust it is, the more flexible it is, and the better it succeeds.“ ➪ „Je vielfältiger eine Forschungsgruppe oder ein Unternehmen ist, desto widerstandsfähiger, flexibler und erfolgreicher ist es.“
• „I may not have got the Nobel Prize, but I’ve won countless other awards, including ‚Most Inspirational Living Woman Scientist.'“ ➪ „Ich habe vielleicht keinen Nobelpreis bekommen, aber unzählige andere Auszeichnungen – darunter ‚Die inspirierendste lebende Wissenschaftlerin‘.“
• „I do suspect we are going to get signs of life elsewhere, but how well prepared are we for this? Have we thought how we will approach them? We need to start thinking about that.“ ➪ „Ich vermute, dass wir irgendwann Anzeichen von Leben anderswo finden werden. Aber wie gut sind wir darauf vorbereitet? Haben wir darüber nachgedacht, wie wir damit umgehen werden? Wir sollten anfangen, darüber nachzudenken.“
• „When I started secondary school, it was assumed that the girls would do domestic science and the boys would do science, and I wasn’t too happy with that.“ ➪ „Als ich in die weiterführende Schule kam, wurde angenommen, dass die Mädchen Hauswirtschaft machen und die Jungen Naturwissenschaften – und damit war ich ganz und gar nicht einverstanden.“
• „I have this sense that we need to picture cosmology, the evolution of the universe in a whole new way.“ ➪ „Ich habe das Gefühl, dass wir die Kosmologie – die Entwicklung des Universums – auf völlig neue Weise betrachten müssen.“
• „When I became a professor of physics circa 1991, I doubled the number of female professors of physics in the U.K.“ ➪ „Als ich etwa 1991 Professorin für Physik wurde, verdoppelte ich damit die Zahl der Physikprofessorinnen im Vereinigten Königreich.“

Statt sich in Verbitterung zu verlieren, nutzte Jocelyn Bell Burnell nach der Nobelpreis-Auslassung ihre Prominenz, um andere Frauen und marginalisierte Gruppen zu fördern und setzte ihre wissenschaftliche Laufbahn fort. Sie forschte in der Radioastronomie und übernahm bedeutende akademische Rollen – unter anderem Professuren in Oxford, Bath und Dublin.

Auszeichnungen:

• 2018: Spezial Breakthrough Prize in Fundamental Physics (3 Millionen USD)
• Mitgliedschaft in Royal Society und American Academy of Arts and Sciences
• Ehrendoktorwürden weltweit

Als Aktivistin setzte sie sich unermüdlich für Frauen, queere Menschen und marginalisierte Gruppen in der Wissenschaft ein. Sie spendete ihr gesamtes Preisgeld des Breakthrough Prize, um Stipendien für benachteiligte Forschende zu schaffen.