Ein Tag auf der (Volks-)Sternwarte

Ich bin kein richtiger Astrofotograf, daher kann ich meine kleinen Abenteuer in den Kosmos nicht mit so bunten Bildern garnieren, wie es so manch anderer tut. Ich schaue einfach gerne am Himmel spazieren und man muss mir einfach glauben, dass das Naturerlebnis Sternenhimmel Spaß macht.

Hier will ich einfach mal einen kleinen Einblick geben, was man so den ganzen Tag und Nacht an einer Volkssternwarte machen kann.

Tagsüber schaut man sich die Sonne an, natürlich durch ein technisch entsprechend ausgerüstetes Teleskop, damit die Augen nicht geschädigt werden. Das sieht dann in etwa so aus:

Abgesehen hat man es auf die Sonnenflecken, die im Okular tausendmal schöner aussehen, als auf meinem Foto:

Die Bilder zeigen letztlich die Photosphäre, also die Schicht der Gaskugel Sonne, von der das meiste Licht ausgestrahlt wird. Mit geeigneten Spezialteleskopen kann man auch andere Schichten sehen, zum Beispiel die Chromosphäre mit ihren Flares und anderen dynamischen Erscheinungen. Davon hab ich allerdings kein Bild.

Während man die Sonne beobachtet, wird man von merkwürdigen Wortfetzen abgelenkt, wie "Mein Magier hext Deinem Zwerg ein Holzbein an" oder so ähnlich. Der Grund ist, dass Ausnahmsweise ein Treffen von Rollenspielfreaks auf der Sternwarte stattfindet. Die machen sich mit ihrem Fantasy-Kram überall breit:

Am Grillplatz:

In der Bibliothek:

Im Vortragsraum:

Sind aber alle nett und teilweise bei Dunkelheit auch an den Sternen interessiert. Den Astronomen stehen diese Freaks in nichts nach: Sie halten mit ihrer Zockerei bis zum Morgengrauen durch!

Wenn die Sonne weg ist, aber die Sterne noch nicht da sind, vertreibt man sich die Zeit mit allgemeiner Naturbeobachtung.

Was man sich mit bloßem Auge anschaut sind natürlich die Sternbilder. Die Sternbilder sagen eigentlich nichts über die Himmelsobjekte aus, die zu ihnen gehören. Sie haben keinen wissenschaftlichen Wert, sondern dienen eher als Landmarken. Man findet sich am Himmel besser zurecht, wenn man die wichtigsten Sternbilder kennt. Das ist auf der Erde ja auch nicht anders. Auch wenn wir wir alles in Längen- und Breitengrade ausdrücken könnten, sprechen wir lieber von Ländern und Regionen.

Das hier ist beispielsweise das Sternbild Kassiopeia auch Himmels-W genannt.

Ein Sternbild, dass wir das ganze Jahr sehen können, aber das je nach Jahreszeit nicht wie ein W, sondern wie ein E oder M ausssieht.

Dass die Sterne um den Himmelspol rotieren kann man selber recht leicht zeigen. Dieses Bild wurde lediglich acht Minuten lang belichtet und zeigt den Weg der Sterne um den Himmelsnordpol, der durch den Polarstern makiert wird. Je weiter außen die Sterne sind, desto länger die Spur.

Was ich mir gerne anschaue sind Doppel- und Mehrfachsternsysteme. Es gibt eben Sterne, die anders als unsere Sonne nicht alleine ihre Bahn um das Zentrum der Milchstraße ziehen, sondern zum Beispiel im Doppelpack. Hier ergeben sich oft reizvolle Farbkontraste der Komponenten, wie hier bei Albireo im Sternbild Schwan:

Sehr schön finde ich auch Epsilon Lyrae. Auch dieser Stern besteht in Wirklichkeit aus zwei Sternen

Schaut man genau hin, sieht man, dass die beiden Sterne irgendwie oval aussehen. Das liegt daran, dass jede der beiden Komponenten von Epsilon Lyrae in Wirklichkeit noch mal aus zwei Sternen besteht. Im Okular am Teleskop kann man das gut trennen. Was also mit bloßem Auge wie ein Stern aussieht, entpuppt sich im Teleskop als Vierfachsystem.


Die Stars dieser Nacht gehen gemeinsam auf: Der Mond und der Planet Jupiter über der Strahlenburg von Schriesheim bei Heidelberg:

Mit dem Teleskop kann man wunderbar über den Mond "fliegen", wie dieses Bild zeigt:

Wir sehen in der Mitte den Krater Archimedes im Regenmeer (Mare Imbrium), der von der Lavaflut des "Meeres" fast völlig aufgefüllt wurde. Links oben sieht man einen ähnlichen Krater, mit flachem Boden, das ist Plato. Etwas rechts der Verbindungslinie sticht ein "Pickel" hervor. Es handelt sich um Mons Piton. Man sieht an ihm wunderbar den langen Schattenwurf. Der Witz beim Mondgucken ist, die Strukturen entlang der Schattenlinie abzufahren. Die dort flach stehende Sonne erzeugt tolle Kontraste. Der Halbbogen rechts unterhalb von Archimedes ist das Apenninen-Gebirge.

Jupiter ist zusammen mit Saturn ein tolles Himmelsobjekt. Während sich Saturn am Abendhimmel früh verabschiedet, wird Jupiter immer besser sichtbar.

Auf diesen Bild sieht man Jupiter mit seinen drei großen Monden:

Okay, Jupiter hat natürlich vier große Monde: Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Der Mond Io ist aber pünktlich wie vorhergesagt um 02:05 Uhr in den Jupiterschatten eingetreten. Übrigens nicht plötzlich, sondern allmählich dunkel werdend, was zeigt, dass es sich um einen ausgedehnten Körper handelt. Das sah irgendwie cool aus!

Die vier großen Monde sind eigentlich recht hell, doch ist Jupiter noch viel heller. Fotografiert man also die Stellung der Monde, so ist Jupiter überbelichtet. Fotografiert man Jupiter, so sieht man die Monde nicht mehr:

Natürlich gibt es am Himmel noch weit mehr zu entdecken und wie gesagt dokumentiere ich das nicht fotografisch. So lasse ich mir zum Beispiel natürlich nicht den Kugelsternhaufen M 13 im Sternbild Herkules entgehen, mit seiner Million Sterne auf engstem Raum oder den Ringnebel in der Leier. Da schaut man schnell vorbei, bevor der doch noch recht helle Mond aufgeht.

Dem abnehmenden Mond folgt die Sonne und so sieht Heidelberg Sonntags im Morgengrauen aus: Sehr müde!

Andockmanöver

Das andocken zweier Raumfahrzeuge, zum Beispiel einer Sojus-Raumkapsel an die Internationale Raumstation ISS, gehört zu den kritischen Flugmanövern einer jeden Raumfahrtmission. Hier eine kleine künstlerische Hommage:

Die Ära des Space Shuttle

Warum Chile?

Warum zieht es die europäischen Astronomen ausgerechnet in die Atacama Wüste Chiles? Dieses Video der europäischen Südsternwarte ESO klärt auf:

Jupiter - das Herz des Riesen

Jupiter, gesehen von der Raumsonde Cassini auf ihrem Weg zum Saturn. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

 Von Juno, der neuen NASA-Sonde zum Planeten Jupiter, war hier schon mal die Rede. Inzwischen wurde die Sonde gestartet und wir müssen nur noch bis 2016 warten, bis sie ankommt - Vorfreude ist die beste Freude!

Anders als die Saturnsonde Cassini wird Juno nicht das ganze Jupitersystem mit seinen vielfältigen Monden erforschen, sondern sich ganz auf den Gasriesen selbst konzentrieren. Dieser ist der fünfte Planet unseres Sonnensystem von Innen gezählt und der mit Abstand größte: Der gewaltige Planet vereint 70% der planetaren Masse unseres Sonnensystems auf sich. Sein Äquatordurchmesser beträgt 143.000 Kilometer - irgendwie naheliegend, dass so ein gewaltiger Planet nicht einfach ein Gesteinsplanet wie unsere Erde sein kann. Wo sollte das ganze Material herkommen um so eine große Gesteinskugel zu bauen und würde sie nicht unter ihrer eigenen Masse kollabieren? Stattdessen besteht Jupiter zu 90% aus Wasserstoff und die restlichen 10% im wesentlichen aus Helium (Stoffmenge nicht Masse). Es handelt sich also um eine Gaskugel mit einer geringen Dichte von 1,3 g/cm³. Die gesteinsbildenden Elemente, auf denen wir Erdbewohner so achtlos rumlaufen, findet man dort nur in Spuren. Diese "Reste" an schweren Elementen reichen bei Jupiter aber immerhin aus, um einen Gesteinskern von circa zwanzig Erdmassen zu bilden. Der Planet ist also differenziert: Was massereich ist, sinkt nach unten (besser: innen).

Wie verteilen sich aber die riesigen Wasserstoffmengen, die tief unter den Wolkenschichten des Gasriesen Jupter vorkommen? Das ist eines der Forschungsthemen der an der Mission Juno beteiligten Wissenschaftler. Das Interessante daran ist, dass sich der Wasserstoff unter den Druckverhältnissen im Jupiterinneren ungewohnt verhält:

"Here on Earth, hydrogen is a colorless, transparent gas. But in the core of Jupiter, hydrogen transforms into something bizarre."

so der Juno Chefwissenschaftler Scott Bolton. Bei diesem bizarren Wasserstoff handelt es sich um eine Hochdruckform des Elements, die man als metallischen Wasserstoff bezeichnet. Die Wasserstoffatome kommen sich unter dem hohen Druck so nahe, dass die Elektronen frei beweglich werden, ähnlich wie bei Metallen. Metallischer Wasserstoff ist daher elektrisch leitend, ein guter Wärmeleiter, spiegelt das Licht und ist flüssig wie Wasser. Auf der Erde kann man diese Substanz nur für kurze Zeit in kleinen Mengen im Labor erzeugen (durch Schockwellen). Auf Jupiter hingegen gibt es vermutlich einen planetenweiten Ozean mit dem Zeugs. In Kombination mit der schnellen Rotation des Jupiters, wo ein Tag gerade mal zehn Stunden dauert, ist der flüssige metallische Wasserstoff wohl auch für das enorme Magnetfeld des Jupiters verantwortlich - was übrigens zu gewaltigen Polarlichtern auf Jupiter führt. Auf die tollen Bilder der Raumsonde Juno, deren polare Umlaufbahn uns direkt über die Polarlichter bringt, kann man sich schon freuen!

Natürlich kann Juno diesen Ozean nicht direkt sehen, aber durch die Vermessung des Magnetfeld, des Gravitationsfeldes und auch der Zusammensetzung der Atmosphäre hoffen die Astronomen in das Herz des Gasriesen Jupiters schauen zu können.

All das wird hier in dem Video noch mal erklärt:



Quelle: science.nasa.gov

Mond und Erdschein

Schmale abnehmende Mondsichel, kurz vor Sonnenaufang. Man beachte, dass die von der Sonne unbeleuchtete Seite keineswegs völlig dunkel ist.

Wie die Phasen des Mondes, also der Wechsel von Neumond zu Vollmond und zurück abläuft, sollte eigentlich zur Allgemeinbildung gehören. Zur Erinnerung kann man sich den Zusammenhang zwischen der Geometrie von Sonne, Erde und Mond und den daraus resultierenden Beleuchtungsverhältnissen noch mal an dieser Grafik klar machen, die dem Eintrag Mond von Wikipedia entnommen ist:

Quelle: Wikipedia

Was man sich anhand der Grafik auch klar machen kann, aber wohl viel seltener tut, das ist die Tatsache, dass auch für einen Mondbewohner die Erde Phasen durchläuft - von Neuerde bis Vollerde und zurück. Dabei sind die Verhältnisse genau umgekehrt: Haben wir Vollmond, ist für die Mondbewohner Neuerde und umgekehrt. Der große Naturforscher Alexander von Humboldt hat diesen Umstand in seinem monumentalem Werk Kosmos - Entwurf einer physischen Weltbeschreibung im Jahre 1868 wie folgt beschrieben:

"Je weniger der Mond für die Erde erleuchtet erscheint, desto mehr ist erleuchtend die Erde für den Mond."

Das Zitat wurde dem Buch Mond - Die Geschichte einer Faszination von Bernd Brunner entnommen. Die Erde erleuchtet also den Mond besonders dann, wenn der Mond uns eine schmale Sichel zeigt. Dieses Licht der Erde, dass sich wiederum auf dem Mond spiegelt ist auf dem Foto oben gut zu erkennen. Das Erdschein genannte Licht ist natürlich viel schwächer, als das grelle von der Sonne direkt reflektiere Licht der Sichel, weshalb man es auch als aschfahles Mondlicht bezeichnet.

Interessant ist nun, dass die Intensität des Erdscheins einen Rückschluss auf die Albedo der Erde erlaubt, also auf den Anteil des Sonnenlichts, das die Erde in den Weltraum zurückstrahlt. Auch dazu hat sich Humboldt so seine Gedanken gemacht. Er schreibt,

 "dass die so verschiedene Intensität des aschgrauen Lichtes des Mondes von dem stärkeren oder schwächeren Reste des Sonnenlichts herrührt, das auf die Erdkugel fällt: je nachdem dasselbe von zusammenhängenden Continental-Massen voll Sandwüsten, Grassteppen, tropischer Waldung und öden Felsbodens; oder von großen oceanischen Flächen zurückgeworfen wird."

Auch dieses Zitat ist aus dem Buch von Bernd Brunner. Dieser lässt dann auch noch den Astronomen Camille Flammarion (1842-1925) zu Wort kommen, der eine steile These aufstellt:

"Das aschgraue Licht, der Reflex eines Widerscheins, gleicht einem Spiegel, in welchem man die leuchtende Erde sähe. Im Winter, wenn der größte Teil einer Erdhemisphäre von Schnee bedeckt ist, ist es merklich heller. Vor der geografischen Entdeckung Australiens hatten die Astronomen das Vorhandenseins dieses Erdteils aus dem aschgrauen Licht erraten, das viel zu hell war, als dass es der Reflex des düsteren Ozeans hätte sein können."

Ich kann mir nicht vorstellen, dass dieses "erraten" von Australien der historischen Wahrheit entspricht, lasse mich aber sehr gerne belehren, wenn ich Herrn Flammarion da unrecht tue (Bernd Brunner selbst geht leider darauf nicht weiter ein). Immerhin gibt es ja auch  noch die Antarktis mit ihrem strahlenden Packeis.

Es gibt keine Mondspaziergänge

Dieses hübsche kleine NASA-Video zeigt eindrucksvoll, wie schwer die Arbeit der Apollo-Astronauten war und wie unbeweglich der Mensch in seinem schützenden Raumanzug doch ist. Das Video zeigt Apollo-16-Astronaut Charles Duke. Er schlägt mit dem Hammer eine hohle Stange in den Boden, um so eine möglichst tiefe Bodenprobe entnehmen zu können. Zuerst geht die Stange butterweich durch den Mondboden, bis sie auf Felsgestein trifft. Als Charles Duke die Stange nicht richtig trifft, fällt ihm der Hammer aus der Hand - die Handschuhe sind bis heute eines der größten Probleme der Raumanzüge, die Astronauten haben darin kaum Fingerspitzengefühl. Charles Duke versucht mehrfach den Hammer wieder aufzugreifen, doch es gelingt ihm nicht, tief genug auf den Boden zu gelangen. Selbst wenn er vorher in die Höhe springt, hat er nicht genug Kraft und Schwung, um gegen den starren Anzug anzuarbeiten. Letztlich geht er zurück zum Mondauto und holt dort eine spezielle Greifzange, um den Hammer zu erreichen. Ein kleiner, aber wie ich finde eindrücklicher Einblick, der zeigt, dass die Arbeit in der lebensfeindlichen Umwelt des Weltalls kein Spaziergang ist.

Ebbe und Flut: Was haben die Gezeiten mit dem Mond zu tun?

Was geht ab im August? Planetenatmosphären

Flüssiges Wasser auf dem Mars?

Dunkle Strukturen an Steilhängen von Marskratern können als Abflussrinnen (im Video "gully" genannt) einer Flüssigkeit interpretiert werden, zumal deren Auftreten mit den Jahreszeiten und somit den Temperaturbedingungen ändert.