Meteoritensuche in Europa

Ein Vortrag von Thomas W. Grau:

Die Perseiden sind unterwegs

Glaubt man der NASA, dann fallen jeden Tag so um die vierzig Tonnen Materie in Form von Meteoroiden auf die Erde - das meiste davon in Form von staubkorngroßen Überresten von Kometen.

Kommen Kometen auf ihrer Bahn der Sonne nahe, produzieren sie einen mächtigen Halo aus abströmender Materie, die gewissermaßen unser Sonnensystem einsaut. Wenn unsere Erde auf ihrer jährlichen Umlaufbahn um die Sonne eine Kometenbahn kreuzt, trifft besonders viel ehemalige Kometenmaterie auf unsere Atmosphäre, wir sehen nicht nur einen Meteor, sondern viele - einen ganzen Meteorschauer. Da dieses Kreuzen regelmäßig stattfindet kann man es recht gut vorhersagen.

Jedes Jahr um diese Zeit kreuzen wir auf unserem Raumschiff Erde die Bahn des Kometen Swift-Tuttle. Der zugehörige Meteorschauer heißt Perseiden. Der Name geht zurück auf den Punkt am Himmel, aus dem die Meteore zu fallen scheinen. Dieser "Radiant" genannte Punkt liegt im Sternbild Perseus. Es handelt sich um ein perspektivisches Phänomen analog dem Zusammenlaufen der beiden Stränge eines Eisenbahngleis am Horizont.

All das und vieles mehr erklärt dieses hübsche NASA-Video:



Wie es momentan um die Perseiden steht, zeigt die Grafik hier: The 2012 Perseid meteor shower. Mit ZHR ist dabei die Zahl der Meteore gemeint, die pro Stunde hoch am Himmel (Z = Zenit) zu sehen sind. Auf dieser Seite findet Ihr auch einen Link zu einem Online-Formular, in das Ihr Eure eigenen Beobachtungen eintragen könnt. Eine andere Möglichkeit seine Beobachtungen zu dokumentieren bietet diese NASA-App. Auch wenn es da nicht steht, aber diese App gibt es auch im Google-Play-Shop für Android - natürlich kostenlos.

Wie das in der Realität aussieht, zeigt dieser "Schnappschuss" von Julian Zoller aus Heidelberg. Er hat auf diesem Bild von heute früh die ganze nächtliche Komposition festgehalten: Mond, Planeten, Sterne und ein Perseid.

Übrigens: Jetzt wo es noch hell ist, bzw. bei schlechtem Wetter könnt Ihr die Perseiden auch per Radar verfolgen: Canadian Meteor Orbit Radar (CMOR)

Radio mal anders: Quadrantiden hören

Es ist mal wieder so weit, unsere Erde kreuzt den Meteorstrom der Quadrantiden. Dabei handelt es sich um kleine Bruchstücke eines Kometen, dessen größter Überrest als Objekt mit der Nummer 2003 EH1 geführt wird. Wenn unsere Erde die Bahn dieser kleinen Körper kreuzt, leuchten am Himmel zahlreiche Meteore auf. Diese scheinen aus einer Richtung zu kommen, im Falle der Quadrantiden aus Richtung des Sternbildes Bootes. Dieses Sternbild steht derzeit früh am Morgen hoch am Südhimmel und morgen früh (04.01.) soll auch die Anzahl der zu den Quadrantiden gehörenden Meteore maximal werden. Na super, beste Gelegenheit vor Sonnenaufgang Sternschnuppen anzuschauen! Wer sich dabei auch noch für die Wissenschaft nützlich machen will, kann bei der NASA die "Meteor Counter"-App runterladen und seine Beobachtungen direkt abschicken.

Der Haken an der Sache: Das Wetter ist besch... und außerdem, wer will schon freiwillg vor Sonnenaufgang aufstehen, wenn man nicht sowieso muss? Aber auch das ist kein Problem, man kann die Quadrantiden auch hörbar machen, mittels Radar. Wie das geht, zeigt diese Skizze:

Credit: NASA, entnommen dem Artikel The Ghosts of Fireballs Past

Der Meteor besteht unter anderem aus einem langen Plasmaschweif, also aus ionisiertem Gas. Dieses reflektiert die Strahlung eines Radiosenders und dieser Reflex wiederum kann von einem Radioempfänger aufgefangen werden - und das funktioniert auch bei Wolken oder im hellen Tageslicht.

Als Quelle der Radarstrahlung fungiert das Space Surveillance Radar der amerikanischen Luftwaffe. Es befindet sich bei Lake Kickapoo in Texas. Die eigentliche Aufgabe des Radars ist die Suche nach Weltraumschrott und die Bahnverfolgung von Satelliten. Dazu erzeugt die 800 Kilowatt leistungsstarke Anlage einen Radiostrahl mit einer Frequenz von 216.98 MHz. Damit können nur zehn Zentimeter kleine Körper in bis zu 15.000 Kilometer Höhe erfasst werden.

Das vom Meteor reflektierte Signal empfangen kann theoretisch jeder, der im Bereich des Strahlungsfächers des Radars wohnt und eine geeignete Antenne aufstellt. Für uns macht das Stan Nelson aus Roswell, New Mexico. Dieses Bild zeigt die Yagi-Antenne auf seinem Dach:

Und dieses Bild zeigt sein zugehöriges technisches Equipment:

Für die technisch interessierten erklärt er seine Ausrüstung so:

"I'm currently tuned to 216.97927 MHz. using (USB) Upper Side Band on a ICOM R8500 receiver. The antenna is a 13 element yagi pointing east with a 15 degrees upward tilt. The receiver audio is sent to a ACER PC (Vista Windows) line input. The audio is encoded running Edcast using AAC at 16Kb. I have a 20 db. pre-amp at the antenna feeding about 50 ft of RG8."

Das Signal aus seiner Anlage wird auf der Seite Spaceweather Radio öffentlich zugänglich gemacht. Wir alle können also live mithören, wie die Radarstrahlen der Anlage des U.S. Space Command von den Meteoren reflektiert werden. Sie verraten sich durch ein kurzes Fiepsen, das bekommt man ganz gut raus, wenn man mal eine Weile zuhört.

Die Quelle der Signale und die Methode mag anders ein, dennoch fühlt man sich ein bisschen wie Jodie Foster in Contact:

Augen auf: Die Orioniden kommen

Am frühen Samstagmorgen, also noch vor Sonnenaufgang, lohnt ein Blick zum Himmel. Der Meteorstrom der Orioniden erreicht am 22. Oktober seinen Höhepunkt. Mit fünfzehn Meteore pro Stunde rechnen die Astronomen. Dieser Meteorstrom wird dadurch verursacht, dass unsere Erde auf ihrer Bahn um die Sonne die Umlaufbahn des Kometen 1P/Halley kreuzt. Wie jeder Komet verliert auch der Halley'sche bei seiner periodischen Wanderung ins Innere unseres Sonnensystems Material in Form kleiner Eis- und Staubkörner. Kreuzt die Erde diese Schmutzbahn, prallen diese Körner auf unsere Atmosphäre und verursachen eine Leuchterscheinung, Meteor oder auch Sternschnuppe genannnt. Der Halley'sche Komet selbst muss dabei also gar nicht in der Nähe sein. Er befindet sich momentan 33 mal so weit von der Sonne entfernt, wie die Erde und schaut wohl erst im Jahre 2061 wieder bei uns vorbei.

Übrigens: Das Wort Schnuppe bezeichnet ursprünglich einen kurzen glühenden Dochtfaden, der beim beschneiden des Kerzendochts nach unten fällt und durch den Fallwind kurz aufglüht.

Da sich die Meteoroiden eines Meteorstroms alle auf der Bahn eines Kometen aufhalten, scheinen die Meteore alle von derselben Stelle des Himmels auszugehen. Dieser Punkt wird Radiant genannt und nach der Lage des Radiants am Himmel werden wiederum die Meteorströme benannt. Die Oirioniden haben ihren Namen also vom Sternbild Orion, dem Himmelsjäger, der ihre Quelle zu sein scheint.  Das Bild zeigt die Lage des Radianten:

 Darin liegt auch ist gleich eine Besonderheit der Orioniden: Zwar ist der Meteorstrom nicht sonderlich ausgeprägt, aber die Region am Himmel ist besonders hübsch und markant. Der Himmelsjäger Orion wird auch vom nur gelegentlichen Himmelsgucker leicht gefunden. Der Radiant liegt etwas links oberhalb (nordöstlich) des hellen orangenen Sterns Beteigeuze, der eine der Schultern des Jägers markiert. Links sieht man die beiden ebenfalls hellen Zwillingssterne Castor und Pollux unterhalb leuchtet der fast schon grelle Stern Sirius.

Dieser hübsche Himmelsanblick wird von einem kleinen Dreieck aus dem Planeten Mars, dem Mond und dem hellsten Stern im Sternbild Löwe, Regulus komplettiert:

Dies ist also der Himmelsanblick vor dem Sonnenaufgang. Grundsätzlich ist die zweite Nachthälfte besser geeignet Meteorströme zu beobachten, da wir dann sozusagen in Flugrichtung der Erde schauen.

Meteorströme, wie die Schmutzbahn von Halley, haben eine Ausdehnung, die weit größer ist, als das System Erde-Mond. Das heißt, während Meteore in unserer Atmosphäre aufleuchten, schlagen die Körnchen ungebremst auf den Mond. Auf der dunklen, nicht von der Sonne beleuchteten Seite des Mondes sind dann im Teleskop Lichtblitze zu sehen. Nach solchen Mondmeteoren halten Profiastronomen wie Bill Cooke von der NASA Ausschau:

"Since we began our monitoring program in 2005, our group has detected more than 250 lunar meteors. Some explode with energies exceeding hundreds of pounds of TNT."

 sagt Cook und fügt hinzu, dass Mondbewohner während eines Meteorstroms besser im Haus bleiben sollten. Der Sciencefiction-Leser denkt da natürlich sofort an den "Stroem" aus den Sterntagebücher von Stanislaw Lem. Bill Cooke und Kollegen hingegen wollen mit ihren Beobachtungen etwas über die Struktur der Meteorströme erfahren und die Energie, mit der die Meteoroide aufschlagen.

Zum Schluss noch eine kleine Bemerkung zur Nomenklatur: Solange der Körper noch unterwegs ist, heißt er Meteoroid (analg zu Asteroid). Die atmosphärische Leuchterscheinung ist der Meteor. In der Regel verglüht der Meteoroid vollständig. Sollte aber doch was unten am Boden ankommen, ist es ein Meteorit.

Quelle, auch der Bilder: NASA

Die Lyriden kommen!

 Kein Lyrid, sondern ein Leonid Credit: NASA

Es ist an der Zeit, mal wieder von Sternschnuppen zu reden. Jeden Tag sammelt unsere Erde bei ihrem Flug um die Sonne hundert Tonnen Material auf. Dabei handelt es sich um teilweise gerade mal mikroskopisch kleine Staubkörner, die als Meteore in der Hochatmosphäre verglühen. Jetzt kann man sich natürlich fragen, warum unsere Erde in ihren bisher 4,5 Milliarden Umläufe um die Sonne nicht längst den ganzen Staub weggeräumt hat. Es muss wohl eine Meteorquelle geben. Die gibt es, nämlich in Form von Kometen. Diese, gerne als schmutzige Schneebälle bezeichneten Vagabunden des Sonnensystems umkreisen die Sonne auf stark elliptischen Bahnen. Kommen sie der Sonne nahe sublimiert das Eis und bildet eine mächtige Atmosphäre (Koma). Dieser Koma entreißt der Sonnenwind feste Teilchen, die wir als Staubschweif sehen. Man schätzt, dass auf diese Art und Weise ein zehn Kilometer durchmessender Komet nach tausend Durchgängen nahe der Sonne vollständig aufgelöst ist.*) So erklärt sich, dass Meteore nicht einfach willkürlich auftreten, sondern bevorzugt dann, wenn die Erde auf ihrer Bahn solch eine alte Kometenspur kreuzt. Statt mit einzelnen Meteoren haben wir es also mit Meteorschauern (oder Meteorströme genannt) zu tun, die jedes Jahr zur selben Zeit stattfinden. Man kann sogar die Meteore ihrer Kometenquelle zuordnen. In der Zeit vom 16. - 25. April durchfliegt unsere Erde die Staubspur des Kometen C/1861 G1 Thatcher. Laut NASA ist der beste Beobachtungszeitpunkt die zweite Nachthälfte am 22. April, in der mit circa 15 Meteore pro Stunde gerechnet werden kann. Die zweite Nachthälfte ist deswegen immer besonders interessant, weil wir dann in "Fahrtrichtung" der Erde schauen und somit mehr und hellere Treffer der Kamikazestaubteilchen zu erwarten sind.

Da die Meteore eines Meteorstroms eine gemeinsame Quelle haben, ist der Ort, auf dem sie mit unserer Erde kollidieren, recht eng begrenzt. Die Meteore scheinen aus einer Richtung zu kommen, bzw. ihre Leuchtspuren lassen sich zu einem Punkt verbinden, dem sogenannten Radianten. Nicht die Staubquelle Komet, sondern die Lage des Radianten ist namensgebend für den Meteorstrom. Der Radiant des kommenden Meteorstroms liegt im Sternbild Lyra, weshalb der Meteorstrom Lyriden genannt wird. Die Lyra (deutsch: Leier) beherbergt den prominenten Stern Vega und ist daher recht leicht zu finden. Hier eine Skizze der NASA:

Die rote "Sonne" mit ihren Strahlen markiert auf der Skizze den Radiant mit scheinbar von ihm ausgehenden Meteorspuren.

Wer also seine Schlaflosigkeit sinnvoll nutzen will, sollte um den 22. April ganz früh morgens mal zwischen die Sternbilder Lyra und Hercules schauen.

Meteorströme sind Ausdruck dynamischer Prozesse im Sonnensystem. Sie entstehen und dokumentieren den Zerfall von Kometen, sind selber auch vergänglich. Daher ist die Ermittlung der sogenannten Zenithal Hourly Rate (ZHR) eines Meteorstroms eine lohnende und dabei noch relativ einfache Sache, an der sich zahlreiche Amateurastronomen beteiligen. Hier zum Beispiel der Link zum Arbeitskreis Meteore e.V.

*) Zahlenangabe aus Weigert, Wendker, Wisotzki: Astronomie und Astrophysik, Wiley-VCH 2010
Quelle: NASA/JPL