Meteore - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

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Meteore
Shortlist der reicheren Sternschnuppenströme

Neben den hier genannten Strömen gibt es dutzende weitere, in der Regel schwächere Meteorströme. Mitunter können aber auch diese ungewohnte Aktivität zeigen. Schauen Sie sich deshalb unbedingt auch den aktuellen Kalender der IMO an (Literaturtipps finden Sie am Ende dieser Seite).
Geminiden - 2018 sehr günstig

Die Geminiden stammen vom Kleinplaneten (3200) Phaeton. Sie treten vom 4. bis zum 17. Dezember auf, mit einem Maximum zu Mittag des 14. Dezember 2018. Am Abend des 13. Dezember verabschiedet sich der störende Mond um 21:55 vom Himmelszelt (gilt für den Raum Wien).

Der Radiant steht dann schon 29 Grad hoch in Ostnordost - man kann also sogleich mit der Beobachtung beginnen. Am Abend des 14. Dezember wird man recht genau eine Stunde länger warten müssen, bis sich der Mond verabschiedet hat.

Gegen 1:54 MEZ erreicht der Radiant jedenfalls seinen Höchststand im Süden (74 Grad Höhe). Theoretisch lässt sich bis 5:43 (astronomische Dämmerung, Radiantenhöhe 45 Grad) und bedingt bis 6:21 (nautische Dämmerung) beobachten.

Bei klarem Himmel würde ich die Nacht vom 13. zum 14. Dezember vorziehen. Bei Wetterpech dient die folgende Nacht als potentieller Ausweichtermin.

Die Geminiden strahlen vom Sternbild Zwillinge aus, nahe dem Stern Castor. Sie treffen mit verhältnismäßig langsamen Tempo ein (35 km/sec). Theoretische ZHR (s.u.): 120
Quadrantiden (Bootiden) - 2019 sehr günstig

Die Quadrantiden finden Anfang 2019 bei mondlosem Himmel statt. Das scharfe Maximum wird für den 4. Jänner um 3 Uhr morgens erwartet (Radiantenhöhe dann 40 Grad in Nordost). Es herrschen also sehr günstige Bedingungen, sofern das Wetter mitspielt.

Der Radiant liegt oberhalb der Bootes-Figur. Er sinkt am Abend des 3. Jänner zunächst und erreicht gegen 20:20 MEZ (Großraum Wien) den Tiefpunkt (7 Grad, Richtung Nord). Ab dann es geht wieder aufwärts: Beim Einsetzen der astronomischen Dämmerung am 4. Jänner gegen 5:52 ist der Ausstrahlungspunkt bereits 66 Grad im Ostnordosten hoch geklettert.

Die meisten Meteore sollten sich am Morgen des 4. Jänner zwischen etwa 1 und 6 Uhr morgens einstellen. Sie tauchen mit rund 40 km/sec in unsere Lufthülle ein. Diese Teilchen rühren entweder vom Kometen 96P Machholz oder vom Kleinplaneten 2003 EH1 her. Theoretische ZHR (s.u.): 120.
Lyriden - 2019 ungünstig

Das nächste Maximum wird für 23. April 2019, 2 Uhr MESZ erwartet. Allerdings stört der Mond. Steht er am Himmel, setzen sich bloß die helleren Meteore durch. Nur zwischen dem Ende der astronomischen Dämmerung am 22. April gegen 21:57 und dem Mondaufgang gegen 23:27 (Zeiten für den Großraum Wien) tut sich ein eineinhalbstündiges dunkles Fenster auf. In dieser Zeit steigt der Radiant im Sternbild Leier von 15 Grad auf 29 Grad (Nordost).   

Ihren Ursprung haben die Lyriden im Kometen C/1861 G1 Thatcher. Sie langen mit 50 km/sec bei uns ein. Theoretische ZHR (s.u.): 30
Perseiden - 2019 sehr ungünstig

Das nächste Maximum findet am 13. August 2019 zwischen 4 und 17 Uhr MESZ statt. Der fast volle Mond verschwindet am 13. August erst um 3:23 MESZ (Zeiten für den Großraum Wien). Zehn Minuten später setzt aber schon die astronomische Dämmerung ein. Die nautische Dämmerung endet um 4:25 MESZ. So bleibt nur ein kurzes, sehr bedingt brauchbares Fenster zwischen etwa 3 und 4 Uhr. In der folgenden Nacht hat es sich wegen des noch späteren Monduntergangs ganz geschlossen.

Wer hingegen bei Mondlicht beobachtet, wird nur die helleren Meteore sehen. Und deren Zahl ist naturgemäß geringer.

Die Perseiden sind der einzige reiche Strom, der sich hierzulande bei sommerlichen Temperaturen sehen lassen. Ihretwegen ist der August weithin als "der Sternschnuppenmonat" bekannt. Diese Meteore stammen vom Kometen 109P Swift-Tuttle ab und schießen mit 60 km/sec daher. Theoretische ZHR (s.u.): 100
Geminiden - 2019 sehr ungünstig, aber ...

Die Geminiden stammen vom Kleinplaneten (3200) Phaeton. Sie strahlen vom Sternbild Zwillinge aus, nahe dem Stern Castor, und treffen mit verhältnismäßig langsamen Tempo ein (35 km/sec). Die rein theoretische ZHR (s.u.): 120.

Die ersten Geminiden treten um den 4., die letzten um den 17. Dezember auf. Das Maximum ist für 14. Dezember 2019 zu erwarten. Allerdings: Nur zwei Tage zuvor ist Vollmond. Das Mondlicht stört heuer also besonders stark.

Am Abend des Maximumstags ergibt sich allerdings ein kurzes, interessantes Beobachtungsfenster. Wenn die nautische Dämmerung um 17:17 Uhr beginnt, steht der Radiant nur 3 Grad hoch im Nordosten. Die astronomische Dämmerung startet um 17:55 Uhr: Radiantenhöhe dann 10 Grad. Der Mondaufgang folgt schon um 18:19 Uhr (alle Zeiten für den Raum um Wien). Direkt vor dem Mondaufgang bleibt am 14.12. also ein ungestörtes Beobachtungsintervall von einer halben bis zu einer dreiviertel Stunde Dauer.

Das ist nicht viel: Der niedrige Radiant lässt außerdem nur auf sehr wenige Meteore hoffen - doch bei dieser Auswahl handelt es sich um sogenannte "Erdstreifer". Diese Meteore fliegen gleichsam parallel zur Erdoberfläche. Sie legen einen besonders langen Weg durch die Lufthülle zurück. Das kann spektakulär aussehen.

Vielleicht erblickt man ja ein oder zwei dieser Erdstreifer.

Begriffliches

Unter einem "Meteor" (im Volksmund "Sternschnuppe" genannt) versteht man die Leuchterscheinung, die ein Teilchen erzeugt, wenn es in die Erdatmosphäre eindringt. Das Teilchen selbst heißt korrekt "Meteoroid". Landet es auf der Erde, spricht man von einem "Meteorit".


Entstehung

Der Raum zwischen den Planeten ist nicht leer, sondern erfüllt mit kosmischen Teilchen. Freigesetzt werden sie

    • bei der Kollision zweier Kleinplaneten
    • beim Ausgasen von Kometenkernen in Sonnennähe

In jedem Fall teilen sich Partikel gleichen Ursprungs zunächst die gleiche Bahn im Raum. Mit der Zeit verlieren sie sich dann immer mehr aus den Augen, wegen

    • Bahnstörungen, speziell durch den Riesenplaneten Jupiter
    • dem Lichtdruck der Sonne
    • der auf die Oberflächen einwirkenden Sonnenwärme (Jarkowski-Effekt)


Masse, Tempo, Energie

Solche Teilchen treffen permanent auf die Erdatmosphäre. Die aller winzigsten verdampfen nicht; diese Mikrometeorite können mit speziellen Flugzeugen eingefangen werden.

Die Eintrittsgeschwindigkeit der Teilchen liegt zwischen 12 und 71 Kilometern pro Sekunde. Man spricht hier von "kosmischen Geschwindigkeiten". Die mitgebrachte Energie wächst proportional zur Teilchenmasse, aber quadratisch mit der Geschwindigkeit. Ein doppelt so schnelles Teilchen setzt somit die vierfache Energie in der Erdatmosphäre frei, ein dreimal so schnelles die neunfache.

Beim Autofahren ist es übrigens nicht anders: Wer sein Tempo verdoppelt, bekommt es bei einem Aufprall mit der vierfachen Energie zu tun.
Ein Perseide des Jahres 2018, stark herausvergrößert aus einer Aufnahme mit Fischauge-Objektiv an der Canon EOS 1000D
Die Luft im Schusskanal des Teilchens wird somit dramatisch erhitzt. Sie wird zum Teil sogar ionisiert. In jedem Fall leuchtet sie entlang der Teilchenbahn kurzzeitig auf. Wir sehen bloß dieses Aufleuchten, aber nicht das Teilchen selbst.

Die Teilchen selbst schmelzen und verdampfen (umgangssprachlich: "verglühen") in der heißen Luft. Der Prozess erfolgt von außen nach innen. Den Höllenritt können daher nur Teilchen überstehen, die

    • eine besonders große Masse besitzen (hier verbleibt eine Restmasse)  
    • die eher geringes Tempo zeigen und so weniger Hitze erzeugen
Foto oben: 2 Perseiden innerhalb weniger Sekunden


Die Leuchtspur beginnt in großer Höhe (maximal 120 km), wo die Luft noch dünn genug dafür ist. Sie endet in geringerer Höhe (maximal 50 km), wenn die Luft dafür zu dicht geworden, das Teilchen genug abgebremst oder bereits verdampft ist. Typische Leuchthöhen liegen etwa 90 km über Grund.

Sollte eine Restmasse überdauern, kommt diese schließlich im freien Fall (und damit ohne weitere Lichterscheinung) herab. Wird die Lichterscheinung von zwei oder mehreren Punkten aus festgehalten, lassen sich berechnen

    • der Fallort des mutmaßlichen Meteoriten
    • die Raumbahn und damit der Herkunftsbereich des Objekts

In Österreich überwachen den Himmel unter anderem die All Sky Kamera am Dach des Naturhistorischen Museums in Wien und die Meteor Kamera des Astronomischen Vereins bei der Volkssternwarte Michelbach.
Die All Sky Meteor Kamera am Dach des Naturhistorischen Museums in Wien.

Links davon sieht man die weiter unten im Text erwähnte Yagi-Antenne der Meteor Scatter Empfangsanlage
Nur extrem große Brocken von Dutzenden Metern Restmasse nehmen einen Teil ihrer kosmischen Geschwindigkeit bis zum Erdboden mit. In diesen extrem seltenen Fällen entstehen Einschlagskrater (man hat bislang rund 200 solcher Impaktnarben auf der Erde identifiziert).

Wenn wir nachts einen Meteor erblicken, so wird die Leuchterscheinung meist von Teilchen im Subgrammbereich erzeugt. Selbst auffallend helle Sternschnuppen gehen auf Objekte zurück, die kaum größer sind als Erbsen oder Kirschkerne. Wären sie nicht so schnell unterwegs, würden wir sie gar nicht bemerken.


Jedes Jahr aufs Neue: Strommeteore

Im Gegensatz zu den sporadischen Meteoren, die aus allen Richtungen eintreffen, teilen sich sogenannte Strommeteore sehr ähnliche Raumbahnen. Sie scheinen vom gleichen Fleck an der Himmelskugel auszustrahlen, dem Ausstrahlungspunkt oder Radianten. Von dort aus ziehen sie scheinbar in alle Richtungen davon. Es handelt sich dabei um einen perspektivischen Effekt; die Flugbahnen der Teilchen sind in Wahrheit parallel.

Das den Radianten beherbergende Sternbild schenkt dem Meteorstrom auch seinen Namen: So scheinen die Perseiden (sprich: Perse-iden) aus dem Perseus zu kommen, die Geminiden aus dem Sternbild Gemini (Zwillinge), die Lyriden aus der Lyra (Leier) usw..

Die Quadrantiden sind nach dem ehemaligen Sternbild Mauerquadrant benannt. Dieses Sternbild sollte ein astronomisches Messgerät darstellen. Der französische Astronom Jerome Lalande hatte es im 17. Jh. eingeführt. Die Sterne des Mauerquadranten wurden später den Sternbildern Herkules, Drache und Bärenhüter (Bootes) zugeschlagen. Heute nennt man die nach dem Mauerquadranten getauften Meteore auch "Bootiden".

Da sich ursprünglich verwandte Objekte zunächst die Raumbahn teilen, bilden sie eine Art "Schlauch" - mit der Sonne im Brennpunkt. In unserem Sonnensystem gibt es zahlreiche solcher Teilchenschläuche. Nur wenige davon schneiden tatsächlich die Erdbahn. Falls doch, schießt die Erde wie eine Sonde durch den kosmischen Teilchenstrom, und das immer zur selben Zeit im Jahr (kleinere Abweichungen sind vor allem kalendarischer Natur, ähnlich wie beim Beginndatum der Jahreszeiten).

Die Zahl der dann registrierten Meteore gibt Auskunft über die Materieverteilung im Schlauch. Dazu tragen auch Amateure bei. Jeder einzelne Beobachter überblickt nur einen verhältnismäßig kleinen Teil der Atmosphäre und hat es somit mit einer "Stichprobe" der Meteoraktivität zu tun. Wird über viele Länder verstreut beobachtet, ergibt sich dennoch ein repräsentatives Bild. Gesammelt und ausgewertet werden die einzelnen Berichte von der International Meteor Organization (IMO). 2015 fand deren alljährliche Konferenz übrigens in Mistelbach, Niederösterreich, statt.

Damit die IMO Amateurberichte verwerten kann, müssen gewisse Standards eingehalten und auch die Beobachtungsbedingungen in Zahlen gegossen werden.

Mithilfe systematischer Beobachtungen und zunehmend besserer Rechenmodelle ist es in den letzten Jahrzehnten gelungen, einzelne Meteorströme gleichsam in Filamente zu zerlegen. Stammen diese von einem in regelmäßigen Abständen in Sonnennähe zurückkehrenden Kometen, lässt sich sogar sagen, welches Filament bei welcher Wiederkehr entstanden ist. In solchen Fällen besitzt der über mehrere Tage nachweisbare Sternschnuppenstrom nicht bloß ein (meist breiteres) Hauptmaximum, sondern zusätzlich auch schärfere Nebenmaxima.


Meteore selbst beobachten

Um Meteore zu beobachten, bedarf es keines Teleskops. Das würde seines kleinen Bildfelds wegen bloß stören. Man bedient sich des freien Auges.

Ist in den Medien von einer Sternschnuppennacht die Rede, treten Städter abends gern ans Fenster, um ein paar Minuten über das nächste Hausdach hoch zu schauen. Sie sehen nichts - denn ein bisschen Vorwissen und Strategie ist bei der Meteorbeobachtung schon nötig.  

Um möglichst viel Himmel gleichzeitig betrachten zu können, muss man sich hinlegen - z.B. auf eine Campingliege. Da die Temperaturen nachts sinken und die Luft Feuchtigkeit in Form von Tau abgibt, sollte man sich warm anziehen und einen Schlafsack benutzen. Eine Haube schadet ebenfalls nicht. Die einsetzende Übermüdung verstärkt das Kältegefühl.

Die allermeisten Sternschnuppen sind lichtschwach, die wenigsten hell. Wer viele Meteore sehen möchte, muss möglichst weit weg von der lichtverpesteten Stadt mit ihrem öde grauen Nachthimmel. Sonst erblickt er bloß die "Spitze des Eisbergs"; und das wird rasch langweilig. Denn zwischen wirklich hellen Meteoren können Stunden vergehen.

Je höher der Radiant über dem Horizont steht, desto mehr Sternschnuppen tauchen auf. Normalerweise klettert er im Verlauf der zweiten Nachthälfte immer höher. Man wird also zunehmend mehr Meteore registrieren - bis die Morgendämmerung zu weit fortgeschritten ist und weitere Sternschnuppen im Himmelsblau "ertrinken".  

Wichtig sind also:

    • liegende Haltung mit ausreichend Kälteschutz
    • unbehinderter Blick auf ein möglichst großes Himmelsareal
    • dunkler Himmel fern der Stadt
    • eine möglichst große Radiantenhöhe
    • kein oder wenig Mondlicht

Die Zahl der sichtbaren Meteore steigt somit mit der Zahl der am Beobachtungsort sichtbaren Sterne (Grenzgröße), dem Prozentsatz an freiem, überblickbaren Himmel (im Idealfall spricht man von "100%"), der Beobachtungszeit (etwaige Pausen sind abzuziehen) und der Höhe des Radianten über dem Horizont. Mondlicht hellt den Himmel deutlich auf, und das auch noch ungleichmäßig. Wer systematisch beobachtet, meidet solche Zeiten.

Wer sich vom Mondlicht nicht abhalten lässt, muss mit einer deutlich geringeren Anzahl an sichtbaren Meteoren rechnen. In jedem Fall sollte man eine direkte Blendung meiden, also den Mond nach Möglichkeit außerhalb des Blickfelds halten.

Man kann nicht nur den Zeitpunkt oder die scheinbare Bahn eines Meteors festhalten, sondern auch dessen Helligkeit abschätzen (im Vergleich zu Sternen und Planeten). Die helleren Objekte sind nicht einfach grau oder weiß, sondern erlauben mitunter Farbwahrnehmungen. Manchmal kommt es auch zu einem sekundenlangen Nachleuchten der Bahnspur.


Oft missinterpretiert: die ZHR

Versierte Amateure fassen ihre Sichtungen z.B. in Stundenintervallen zusammen. Dann bringen sie Korrekturfaktoren an, z.B. für die tatsächliche Grenzgröße, die Radiantenhöhe, das womöglich eingeschränkte Sichtfeld usw.. So lässt sich aus der Zahl an subjektiv erfassten Meteoren eine objektive Größe berechnen, die sogenannte ZHR (zenithal hourly rate, zenitale stündliche Rate).

Die ZHR ist eine hochgerechnete Zahl, die aussagt, wieviele Meteore man bei idealem Himmel, ununterbrochener Aufmerksamkeit, uneingeschränktem Gesichtsfeld und vor allem bei einer Radiantenhöhe von 90 Grad (dem Zenit, auch Himmelsscheitel genannt) gesehen hätte.

Die ZHR ist somit immer wesentlich höher als die Zahl der tatsächlich sichtbaren Meteore. Sie ist wichtig, um die unter verschiedenen Bedingungen getätigten Meteorbeobachtungen miteinander vergleichen und kombinieren zu können. In der Realität wird man die ZHR nie erreichen - sondern, je nach den Umständen, vielleicht die Hälfte, ein Drittel, ein Viertel, ein Fünftel oder noch weniger davon.

Leider geben Medienkollegen ohne Fachwissen gern diese theoretische ZHR in ihrer Berichterstattung wieder - was den Eindruck eines wahren Sternschnuppenregens mit hundert Meteoren pro Stunde erweckt. Das führt dann notgedrungen zu Enttäuschungen.

Selbst in einem reicheren Strommaximum wird man meist froh sein, alle paar Minuten eine Sternschnuppe zu sehen. Allerdings sind die Erscheinungen zufallsverteilt. Es kann also sein, dass zwei, drei Meteore rasch aufeinander folgen, während sich danach eine viertelstündige Pause einstellt.


Die Sternschnuppe als Funkrelais

Meteore leuchten nicht nur, sie sorgen auch für Funkverbindungen. Die von ihnen ionisierte Luft spiegelt Funksignale in etwa 90 km Höhe; wenn auch nur einen Augenblick lang. Befindet sich der Sender weit hinter der Erdkrümmung und ist deshalb normalerweise nicht zu hören, trifft sein kurzzeitig gespiegeltes Signal nun doch beim Empfänger ein.
Meteor Scatter Empfangsstation des NHM Wien.

Das Diagramm hält Zeit und Stärke einer Radarsignal-Reflexion (hier in der Bildmitte) fest
Funker nennen eine solche Erscheinung "Meteor Scatter". In ihrem Jargon entsteht eine "kurzzeitig existierende E-Schicht", mit deren Hilfe sich sogar kommunizieren lässt. Die Zahl der so erreichten Funkverbindungen pro Stunde gibt - ähnlich wie die mit freiem Auge gesichteten Lichterscheinungen - Aufschluss über die Verteilungsdichte der Teilchen im Staubschlauch.

Eine solche Meteor-Scatter-Station betreiben z.B. Mitarbeiter der Amateursternwarte in Michelbach, NÖ. Auch am Dach des Naturhistorischen Museums in Wien wurde 2018 eine passende Anlage installiert. Das Signal wird in den Meteoritensaal übertragen. Beide Empfänger nützen das Sendesignal der französischen Radarstation Graves (143.050 MHz). Allerdings bedarf es auch einer leistungsstarken Yagi-Antenne, die gen Westen ausgerichtet ist.


Literatur für Sternschnuppenfreunde


International Meteor Organization (IMO)
In diesen pdfs zum Download findet man alles über die Meteorströme des jeweiligen Kalenderjahrs. Sehr empfehlenswert!

Meteore
Das Zählen von Sternschnuppen kann wissenschaftlich bedeutsam sein. Jürgen Rendtel und Rainer Arlt gehen in diesem Buch auf alle Aspekte der Meteorbeobachtung mit freiem Auge ein. Hier wird auch beschrieben, wie man wertvolle Berichte erstellt.


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Wer Meteorite besitzt, hält Objekte aus dem Weltraum in Händen. Ein hervorragendes Werk über diese weitgereisten Gesteinsproben stammt von den Spezialisten des Naturhistorischen Museums in Wien: Franz Brandstätter, Ludovic Ferriere und Christian Köberl. Ich empfehle dieses reich bebilderte, 267 Seiten umfassende Werk ganz besonders! Am besten, Sie kaufen es im Museumsshop.


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