Stelldichein im Morgengrauen: Mond, Venus und Aldebaran

Die Venus hat das Jahr 2020 als hellstrahlender Abendstern begonnen. In der zweiten Jahreshälfte spielt sie nun die Rolle als Morgenstern. Das bedeutet, dass sie nun vor der Sonne aufgeht. Am 15. Juli bereits um 2:57 Uhr (MESZ). Bis zum September wir unser innerer planetarer Nachbar immer höher am Himmel stehen und dann wirklich nicht zu übersehen sein.

Am Morgen des 17. Juli kommt es zu einer engen Begegnung zwischen der Venus und der schmalen Mondsichel in der Nähe des Sterns Aldebaran, der hellste Stern im Sternbild Stier.
Das Treffen dieser drei Himmelskörper beobachten Sie am besten zwischen 03:30 und 04:00 Uhr MESZ tief im Osten. Die beiden mit Stellarium simulierten Ansichten geben einen Vorgeschmack:

Erstellt mit Stellarium

Und in vergrößerter Ansicht:

Erstellt in Stellarium

 Wenn Sie mit dem Teleskop beobachten werden Sie feststellen, dass nicht nur der Mond, sondern auch die Venus eine schlanke Sichel zeigt. Anders als die Mondsichel wird die Sichel der Venus von Tag zu Tag breiter, während das Venusscheibchen seinen Durchmesser verringert.

Das Treffen der drei sehr unterschiedlichen Objekte findet natürlich nur auf der zweidimensionalen Oberfläche der Himmelskugel statt. Vom Mond trennen uns an diesem Datum 392.000 Kilometer, die Venus ist 75 Millionen Kilometer entfernt und der Stern Aldebaran 67 Lichtjahre. Von einem Treffen kann da eigentlich keine Rede sein!

Die Venus im Stier

Bild: Fred Espenak, aufgenommen am 1. April 2020 in Arizona, USA

 Wenn aus unserer irdischen Perspektive die Venus der Sonne hinterherläuft, geht sie erst nach der Sonne im Westen unter. Sie erscheint uns dann als Abendstern. Ein sehr helles Objekt, das bereits in der Dämmerung sichtbar wird, aber noch vor der zweiten Nachthälfte untergeht.

Die Venus hatte bereits am 24. März ihren größten Winkelabstand (größte östliche Elongation) von 46° von der Sonne erreicht. Ihre größte Helligkeit erreicht die Venus aber erst Ende April (-4,8 mag). Das Planetenscheibchen ist dann 39 Winkelsekunden groß und zeigt sich im Teleskop zu 25% beleuchtet. Die Venus zeigt also eine schöne Sichel, wie wir sie sonst nur vom Mond kennen.

Wie es zur Sichel, also den Phasen der Venus kommt und sich auch die scheinbare Größe des Planetenscheibchens ändert, verdeutlicht diese Grafik aus dem Kosmos Himmelsjahr 2020:

Die Lichtgestalten der Venus. Quelle: Kosmos Himmelsjahr 2020, Kosmos-Verlag

Seit dem 30. März befindet sich die Venus im Sternbild Stier und hier kann sie was erleben! Sie begegnet den Offenen Sternhaufen der Plejaden, dem Sternhaufen der Hyaden und dem Riesenstern Aldebaran, dem roten Auge des Stiers. Es lohnt sich also in den kommenden Abenden mit einem Fernglas die Venus aufzusuchen und zu schauen, in welcher Umgebung sie sich gerade tummelt.

In dem Bild oben steht die Venus etwas südlich des Offenen Sternhaufens der Plejaden, an dem sie am 03. April vorbeiziehen wird. Man beachte die kosmischen Dimensionen: Während die Venus unser unmittelbarer Nachbar ist, der uns mit 38 Millionen Kilometern Entfernung deutlich näherkommen kann als der Mars mit seiner minimalen Distanz von 56 Millionen Kilometern, sind die Plejaden ein Objekt weit jenseits unseres Sonnensystems. Von diesem Offenen Sternhaufen trennen uns etwa 440 Lichtjahre, das sind 4.400 Billionen Kilometer!

So eine Entfernung kann man sich eigentlich nicht mehr vorstellen. Für einen Sternhaufen stehen uns die Plejaden aber recht nahe. Der Haufen ist sogar etwas näher als die Praesepe im Sternbild Krebs. Dank ihrer relativen Nähe kann man die hellsten Sterne der Plejaden einzeln unterscheiden. Man spricht daher auch vom Siebengestirn und hat den Sternen Eigennamen gegeben. Es handelt sich um die Töchter des Riesen Atlas mit der Pleione (nach Hesiod) mit so klangvollen Namen wie Alcyone, Maia und Electra. Diese Karte zeigt die Plejaden mit den Eigennamen der hellsten Sterne, sowie der Lage der Venus in den kommenden Tagen:

Digital Illustration Credit & Copyright: Fred Espenak (Bifrost Astronomical Observatory)

Ein Offener Sternhaufen wie die Plejaden ist eine Art Sternkindergarten. Die mythologischen Geschwister sind also echte Sternschwestern, hervorgegangen aus einer riesigen Wolke aus Gas und Staub. Der Kindergarten umfasst etwa 500 Sterne, die circa 100 Millionen Jahre alt sind. Im Vergleich zu unserer fast fünf Milliarden Jahre alten Sonne sind dies wirklich sehr junge Sterne!

Am 17. April zieht die Venus etwa 10° nördlich des hellen Roten Riesen Aldebaran vor, ein Stern, der den 44-fachen Durchmesser unserer Sonne hat!

Dieser Stern markiert die Lage eines Offenen Sternhaufens, der uns so nah ist, dass er fast nicht als Haufen zu erkennen ist. Es sind die Hyaden. Sie befinden sich "nur" 150 Lichtjahre von uns entfernt. Mit dem Stern Aldebaran hat unsere kosmische Entfernungsleiter eine weitere Sprosse: Er gehört nur scheinbar zu den Hyaden-Sternen, ist aber in Wirklichkeit nicht einmal halb so weit von uns entfernt. Beim Anblick solcher schöner Himmelskonstellationen sollte man sich diese dritte Dimension immer vergegenwärtigen.

Abendstern trifft schmale Mondsichel

Schaut man derzeit nach Sonnenuntergang in Richtung Südwesten, präsentiert sich die Venus als heller Abendstern. Die Rolle als Abendstern spielt der Planet immer dann, wenn er östlich von der Sonne steht. Die Venus folgt also der Sonne und leuchtet so nach Sonnenuntergang als sehr heller "Stern" knapp über dem Horizont. Am kommenden Samstag gesellt sich noch die schmale Sichel des Mondes zum Abendstern. Zusammen mit dem hellen Stern Altair im Sternbild Adler und dem Mars ergibt sich ein reizvoller Himmelsanblick, hier simuliert mit der Planetariumssoftware Stellarium.

Ihre Rolle als Abendstern wird die Venus im Dezember noch weiter ausbauen. Am Ende des Monats geht sie erst vier Stunden nach der Sonne unter.

Wer mit einem Teleskop ausgerüstet ist, kann eine Gemeinsamkeit der beiden eigentlich sehr verschiedenen Himmelskörper Mond und Venus erkennen: Beide zeigen Phasen. Aus unserer Perspektive sehen wir nur einen Teil der von der Sonne beleuchteten Hemisphäre von Mond und Venus. Es ist eine sehr reizvolle Aufgabe, die Phasen der Venus im Laufe eines Venusjahrs fotografisch zu dokumentieren, wie in diesem Beispiel:

Copyright: Statis Kalyvas - VT-2004 programme

Die Fotografie der vollen Venus und der schmalen Venussichel setzt allerdings die Beobachtung am Tage voraus. Das sollten nur erfahrene Beobachter versuchen, denn es ist immer sehr gefährlich, sich mit einem optischen Instrument der Sonne zu nähern!

Benutzt man für die Fotografie stets die gleiche Ausrüstung, erkennt man auch, dass die voll beleuchtete Venusscheibe deutlich kleiner ist, als die schmale Venussichel.

Sowohl die Phasen der Venus, als auch ihr veränderliche Durchmesser erklärt sich zwanglos aus unserer Beobachterposition. Steht die Venus aus unserer Sicht hinter der Sonne (obere Konjunktion) ist das Planetenscheibchen klein, aber voll beleuchtet. Wandert die Venus zwischen uns und der Sonne, wächst das Scheibchen im Durchmesser, doch sehen wir dafür weniger von der beleuchteten Hemisphäre:

Quelle: Wikipedia

Der italienische Physiker Galileo Galilei war einer der ersten Gelehrten, der ein Teleskop zur Himmelsbeobachtung benutze. Er beobachtete die Venus und ihre Phasengestalt im Jahre 1610: "Die Mutter der Liebe ahmt die Gestalten der Mondgöttin nach." Für ihn war diese Beobachtung ein Beleg für das heliozentrische System, denn in einem rein geozentrischen Weltbild, bei dem sich Sonne und Venus um die Erde bewegen, ist dieses Phänomen nicht zu erklären.

Die Grafik oben suggeriert, dass die Venus bei jedem Umlauf um die Sonne vor der Sonnenscheibe vorbei zieht. Da die Umlaufbahn der Venus aber um 3,4° gegenüber der Erdbahn geneigt ist und die Sonnenscheibe nur 0,5 Winkelgrade groß ist, kommt es nur sehr selten zu solch einen Venustransit. Der nächste wird erst im Jahre 2117 stattfinden.

Nach Sonne und Mond ist die Venus der hellste Himmelskörper. Dies liegt zum einen an ihrer relativen Nähe, zum anderen aber auch an ihrer hohen Albedo, also dem Rückstrahlvermögen: Die Venus reflektiert fast 80% des einfallenden Sonnenlichts. Der Grund dafür ist die geschlossene Wolkendecke, die uns einen Blick auf die Oberfläche der Venus verwährt.

Die Kombination aus Wolken und Sonnennähe inspirierte die frühe Sciencefiction. Man stellte sich die Venus als eine feuchtheiße Dschungelwelt vor, zum Beispiel in den Venus-Romanen des Tarzan-Erfinders Edgar Rice Burroughs (1875-1950). Dabei konnte schon im Jahre 1932 mit spektroskopischen Methoden Kohlendioxid in der Venusatmosphäre nachgewiesen werden. So war also schon zur Zeit der Venus-Romane klar, dass der Treibhauseffekt für Temperaturen auf der Venus sorgt, die selbst für Dschungelbewohner zu viel sind. Die endgültige Bestätigung brachte die sowjetische Raumsonde Venera 7. Diese landete im Jahre 1970 auf der Venus und maß eine Temperatur am Boden von 475° Celsius bei einem Luftdruck von 90 bar. Gerade mal 23 Minuten hielt der Lander diesen Bedingungen stand. Die Venus ist eine heiße Hölle!

Die erste Kartographie des Venus-Globus gelang 1990 der amerikanischen Raumsonde Magellan. Mittels Radarstrahlung durchdrang die Sonde die geschlossene Wolkendecke und tastete den Venusboden ab. Aus diesen Daten erzeugen Astronomen Ansichten der Venus wie diese:

Copyright: NASA

Auch wenn sich die NASA-Wissenschaftler bei der Farbgebung von den Bildern der sowjetischen Venera-Sonden inspirieren liesen, sollte man nicht vergessen, dass solche Radarkarten nicht dem entsprechen, was wir mit unseren Augen sehen. Die Venus ist ein wolkenverhangener Planet, der bis heute sein wahres Antlitz verborgen hält.

Zurück zum Mond am Samstagabend: Auch ein Blick auf die schmale Mondsichel ist sehr reizvoll, da die auf dem Mond flach stehende Sonne lange Schatten wirft und so Krater und Berge deutlich hervortreten lässt.

Der mit Stellarium simulierte Anblick in einem C8-Teleskop mit dem Standardokular des Lieferumfangs zeigt die aktuelle Mondphase:

Im 26mm-Okular füllt der Mond das Blickfeld fast ganz aus, was allerdings in der Wirklichkeit sehr viel schöner aussieht, als in der Simulation. Natürlich erlaubt die Optik des Teleskops viel höhere Vergrößerungen, verwenden Sie einfach ein kurzbrennweitiges Planetenokular.

In dem Bild erkennt man deutlich als dunklen Fleck das Meer der Gefahren (Mare Crisium). Dieses mit dunkler Lava geflutete Becken hat einen Durchmesser von etwa 550 Kilometer. Mit dem Kartenset moonscout kann man sehr gut die markantesten Mare, Krater und Gebirge auf dem Mond identifizieren, die bei dieser niedrigen Vergrößerung bereits sichtbar sind. Das Kartenset ist zum Beispiel auch dann sehr gut geeignet, wenn Sie den Mond einfach immer wieder gerne mit der Spiegelreflexkamera fotografieren.

Auf seiner Wanderung über den Nachthimmel begegnet der Mond am Samstag zuerst der Venus, am Montag dem Mars und am Dienstag dem fernen Planeten Neptun.

Sieht gut aus: Die Venus kommt pünktlich

Am frühen Mittwochmorgen können wir direkt bei Sonnenaufgang noch den restlichen Teil des Venustransits beobachen. Dabei schiebt sich die Venus vor die Sonnenscheibe. Dass die Venus wirklich kommt, zeigen diese schönen Bilder, die mit der Satelliten SOHO aufgenommen wurden. Am Bord dieses Satelliten, der schon seit 1995 ständig die Sonne im Blick hat, ist der Koronagraph LASCO. Dieses Instrument beobachtet eine riesige Region um die Sonne herum, wobei die grelle Sonnenscheibe abgedeckt wird. Der weiße Kreis in der Mitte symbolisiert den Durchmesser der Photosphäre der Sonne.

Man beachte die Zeitangaben links unten auf dieser Abfolge von Bildern, um ein Gefühl für die Geschwindigkeit zu bekommen. Die Sterne im Hintergrund wandern von links nach rechts, da sich die Sonne gegenüber dem Fixsternhintergrund von West nach Ost bewegt. Die waagrechten Striche bei den grell leuchtenden Planeten entstehen durch Übersättigung des Detektors. Das Instrument ist ja eigentlich nicht für so helle Objekte ausgelegt, sondern soll die Sonnenkorona studieren - das ist der feine "Nebel" auf dem Bild, der von der Sonne abströmt.

Die Venus bewegt sich von links nach rechts kommend allmählich auf die Sonnenscheibe zu. Der Planet Merkur hingegen hat gerade seine obere Konjunktion hinter sich, das heißt er stand aus unserer Perspektive hinter der Sonne. Nun bewegt er sich in östlicher Richtung von der Sonne weg. Dadurch wird er für uns Abends wieder sichtbar. Seine größte östliche Elongation (der Winkelabstand von der Sonne) erreicht er dabei Ende des Monats. Da dieser Winkelabstand aber nur knapp 26° beträgt, ist Merkur trotzdem nur schwer zu beobachten. Man braucht eine klare Horizontsicht nach Westen.

Damit sich die Venus vor die Sonne schiebt, muss sie sich in "unterer Konjunktion" befinden, also auf der Linie Erde-Sonne. Dies ist eigentlich nicht selten. Die Venus umläuft die Sonne in 225 Tagen. Dennoch befindet sich die Venus nicht alle 225 Tage in unterer Konjunktion, denn auch wir als Beobachter auf der Erde reisen ja um die Sonne und die Venus muss daher einen Extraweg zurücklegen, um uns wieder einzuholen. So dauert es 584 Tage von einer Konjunktion bis zur nächsten. Dass die Venus dabei nicht jedesmal vor die Sonnenscheibe vorbeizieht liegt daran, dass die Bahnebene der Venus um die Sonne um 3,4° geneigt ist gegenüber der Bahnebene der Erde (Ekliptik). Daher kann aus unserer Sicht die Venus bis zu 9° ober oder unterhalb des Zentrums der Sonne stehen, wenn sie sich in Konjunktion befindet. Da die Sonnenscheibe aber nur 0,5° groß ist, wird klar, warum es nur selten zu einer Bedeckung oder zu einem Transit kommt. Der nächste Venustransit ist erst wieder im Jahre 2117.

Übrigens können auch beide inneren Planeten unseres Sonnensystems zufälligerweise gleichzeitig vor die Sonne treten, so dass wir also einen Merkur- und einen Venustransit gleichzeitig sehen. Das ist aber natürlich noch seltener: Der nächste Doppeltransit ist erst im Jahre 69163 (Quelle: Kosmos Himmelsjahr).

Mehr zum Thema Venustransit gibt es in den AstroViews zu sehen:



Und natürlich auch auf Sixty Symbols



Wer am frühen Mittwochmorgen keine Zeit zum beobachten hat oder falls das Wetter nicht mitspielt, der kann auf Interstellarum den Livecast zum Venustransit verfolgen. Ich weiß nicht genau, wann der Stream wirklich startet, aber da der erste Kontakt der Venus ja bereits um Mitternacht unserer Zeit stattfindet, wird es wohl irgendwann spät am Dienstagabend sein.

Venus und die Plejaden

Credit: kopfgeist

Die Venus ist immer noch Abendstern, ihr könnt sie nach Sonnenuntergang im Westen bewundern. Zwar hatte sie ihre größte östliche Elongation*) bereits am 27. März erreicht, doch dafür wird die Venus nun immer heller: Am Ende des Monats ertrahlt sie im größten Glanz. Der Grund dafür ist, dass die Venus uns näher kommt und dadurch das Venusscheibchen größer wird. Andererseits durchläuft die Venus wie der Mond Phasen. Zur Zeit der größten Elogation haben wir eine Halbvenus gesehen, nun wird der beleuchtete Teil der Venus immer kleiner. Dieser beiden Effekte aus Scheibchengröße und Phase bewirken, dass wir am 30.04. die hellste Venus sehen können (dann sind übrigens aus unserer Sicht 27% der Venusscheibe von der Sonne beleuchtet, also doch noch fast eine Halbvenus). Dass die Venus überhaupt so hell ist liegt einerseits an ihrer Nähe - sie liegt auf etwa 1/3 des Weges in Richtung Sonne, andererseits auch an ihrer hohen Albedo**) von 0,76: Die ständig wolkenbedeckte Venus reflektiert etwa 2/3 der auf sie fallenden Sonnenstrahlung.

Am Anfang dieser Woche konnten wir beobachten, wie die Venus vor dem offenen Sternhaufen der Plejaden durchlief. Das Bild oben zeigt eine Aufnahme aus dieser Zeit. Diese Passage ist zwar nun vorbei, doch wie die Grafik unten zeigt, lohnt auch heute Abend noch der Blick in Richtung Westen. Neben der Venus sehen wir mit bloßem Auge die Plejaden, sowie einen anderen offenen Sternhaufen links der Venus. Hierbei handelt es sich um die V-förmigen Hyaden mit dem bekannten rötlichen Stern Aldebaran (der aber nicht selbst zu den Hyaden gehört).

Erzeugt mit Stellarium

Diesen Bereich der planetaren Umlaufbahn, der sich zwischen den beiden Sternhaufen befindet, nennt man auch das goldene Tor der Eklipitk. Man sieht an dieser Grafik auch, wo wir uns überhaupt befinden, nämlich im Sternbild Stier (Taurus).

Die Venus scheint auf dem Bild oben durch die Plejaden durchzulaufen, doch zwischen diesen beiden Objekten liegen 420 Lichtjahre Entfernung! Die Plejaden, auch als M 45 katalogisiert, sind ein etwa 15 Lichtjahre durchmessender offener Sternhaufen aus mindestens 500 Sternen (eigentlich sind nur 197 Sterne sichere Haufenmitglieder, daneben gibt es viele Kandidaten. Demensprechend ist auch die Ausdehnung des Haufens nicht wirklich bekannt). Sterne bilden sich aus ausgedehnten Molekülwolken, doch das tun sie nicht allein: 80 bis 90 % aller Sterne entstehen gemeinsam aus einer riesigen Molekülwolke, die beim Kollabieren in einzelne Teile fragmentiert. Man kann das Alter solcher Sternhaufen ziemlich genau angeben, im Falle der Plejaden mit knapp über 130 Million Jahren. Dazu tragen die Astronomen die Mitglieder des Haufens in ein Diagramm ein, in dem die Leuchtkraft gegenüber der Temperatur aufgetragen wird. Die Sterne liegen dabei alle auf einer Linie, der sogenannten Hauptreihe. Da sich massereiche Sterne schneller entwickeln als massearme, verlassen die massereichen Sterne diese Hauptreihe zuerst. Die Astronomen wissen, wie lange ein Stern einer bestimmten Spektralklasse auf der Hauptreihe bleibt. Indem sie also schauen, bei welcher Spektralklasse die Sterne anfangen von der Hauptreihe abzuweichen, können sie das Alter des Haufens angeben. 

Ewig existieren offene Sternhaufen nicht. Die einzelnen Mitglieder sind nur lose aneinander gebunden und "verdampfen" gewissermaßen aus dem Haufen. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass die Plejaden noch 250 Million Jahre existieren werden. Für uns Menschen ist das eine lange Zeit, doch aus der Sicht eines Sterns wie unserer Sonne nur eine Momentaufnahme.

Ob auch unsere Sonne in einem Haufen entstand und wenn ja in welchem, ist nicht bekannt. Der bisherige Kandidat, der Sternhaufen M 67 ist es jedenfalls nicht: Entstehungsort der Sonne muss neu gesucht werden.

Ich habe hier die hellen Sterne der Plejaden in der Aufnahme von Kopfgeist mal beschriftet:

Anders als viele andere Sternnamen sind diese nicht arabischen Ursprungs sondern spiegel ihre Herkunft aus der griechischen Mythologie wieder. Die Plejaden sind die Töchter von Atlas und Pleione, sieben an der Zahl, daher auch "Siebengestirn" genannt. Da man diesen nächstgelegenen Sternhaufen mit bloßem Auge sieht, ja er sogar regelrecht auffällt, war er der Menschheit wohl schon immer bekannt. Hinweise auf die Plejaden finden sich bei Hesiod, Homer, im Alten Testament und vermutlich auf der Himmelsscheibe von Nebra. In Japan heißen die Plejaden Subaru, woraus sich nicht zufällig das Emblem des gleichnamigen Autoherstellers ableitet.

Kleiner Tipp: Teleskopbesitzer werden von den Plejaden eher enttäuscht sein, denn mit einer Ausdehnung von 2° sind sie viel zu groß für das Gesichtsfeld des Teleskops. Es ist besser, man benutzt ein Fernglas mit Stativ.


*) Als Elongation bezeichnet man den Winkelabstand zur Sonne
**) Die Albedo ("Weißheit") bezeichnet das Rückstrahlvermögen


Literaturtipps: 
Keller: Kompendium der Astronomie Kosmos-Verlag
Keller: Kosmos Himmelsjahr 2012
Koch/Korth: Die Messier-Objekte Kosmos-Verlag
Stoyan: Atlas der Messier-Objekte, Oculum-Verlag

Auch die Venus hat eine Ozonschicht

Die europäische Planetensonde "Venus Express", Credit: ESA

Seit April 2006 hat der innere Schwesterplanet unserer Erde Besuch von der Raumsonde Venus Express. Sie studiert das komplexe atmosphärische Geschehen auf der Venus, denn unser planetarer Nachbar ist komplett und ständig wolkenverhangen. Die dichte Atmosphäre besteht im wesentlichen aus Kohlendioxid mit einem Schuss Stickstoff und sorgt für einen höllischen Treibhauseffekt. Bei Oberflächentemperaturen von 470° C kann man locker eine Pizza ohne Ofen backen und das bei einem Luftdruck von 90 bar, was in etwa dem Wasserdruck in einem Kilometer Tiefe auf der Erde entspricht. Selbst wenn man einen Raumanzug hat, der einem vor der Hitze schützt, würde man bei einem Spaziergang auf der Venus heftig gegen die Atmosphäre ankämpfen müssen - mehr schwimmen als laufen. Dabei ist es nahe der Oberfläche eher windstill - nur der saure Regen aus den Schwefelsäurewolken nagt bedrohlich am Anzug.

Hier ein hübsches kurzes Video der Venus mit Bildmaterial der ESA:

Venus Express kann die höllische Venusoberfläche egal sein. Die Sonde umkreist den Planeten und schaut von oben auf die Wolken. Die Wissenschaftler des Venus-Express-Teams konnten nun das Gas Ozon in der Venusatmosphäre nachweisen. Wir bemerken das Ozon vor allem dann, wenn es fehlt. Das Ozonloch über den Erdpolen stellt eine Bedrohung für das Leben dar, denn das Gas absorbiert die gefährliche ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) der Sonne. Genau diese Absorptionsfähigkeit machten sich auch die Forscher zu nutze, um Ozon auf der Venus nachzuweisen. Sie warteten einfach, bis die Venus aus Perspektive der Sonde einen hellen Stern bedeckt, also durch ihren Lauf um die Sonne vor einen weit entfernten Stern wandert. Dessen Licht durchstrahlte dann die Venusatmosphäre und konnte mittels Spektralanalyse in seine Bestandteile zerlegt werden. Und siehe da, es fehlen die Bestandteile im Sternenlicht, die typischerweise von Ozon absorbiert werden.

Nach unserer Erde und dem äußeren Nachbarn Mars hat somit also auch der dritte terrestrische Planet Ozon in seiner Atmosphäre - übrigens in einer Höhe von etwa 100 Kilometern, was der vierfachen Höhe unserer Ozonschicht enspricht. Doch richtig interessant ist die Frage, woher das Gas eigentlich kommt. Ozon ist eine Verbindung aus drei Sauerstoffatomen. In den Atmosphären von Mars und Venus bildet sich das Gas durch die Einwirkung der energiereichen UV-Strahlung auf die Kohlendioxid-Moleküle. Dabei werden Sauerstoffatome abgespalten, die sich dann zu Sauerstoffmolekülen O2 oder eben Ozon O3 verbinden. Auf der Erde hingegen entstand die Ozonschicht vermutlich vor 2,4 Milliarden Jahren, als Mikroorganismen anfingen Photosynthese zu betreiben. Dabei scheiden sie Sauerstoff als Abfallprodukt aus, das dann teilweise durch die Einwirkung der energiereichen Sonnenstrahlung zu Ozon umgewandelt werden. Der Nachweis einer Ozonschicht könnte also als Indikator für Leben auf einen Planeten dienen, gäbe es da nicht den Bildungsmechanismus aus Kohlendioxid. Nach allem was wir derzeit wissen, gibt es kein mikrobiologisches, photosynthese betreibendes Leben auf Mars oder Venus. Da aber der biologische Bildungsmechanismus für Ozon besonders effektiv ist, kann das Gas vielleicht doch als Indikator dienen, um von der Atmosphäre eines Planeten auf seine Belebtheit zu schließen. Nach theoretischen Modellen geht man davon aus, dass ab einer Ozonkonzentration von 20% der irdischen wohl Mikroorganismen im Spiel sind. Der Ozonfund auf Venus stützt dieses Modell, denn die unbelebte Venus besitzt nur einhundert- bis eintausendstel der Ozonkonzentration der Erde.

Wenn man also durch Sternenlicht durchleuchtete Atmosphären von Exoplaneten untersucht, ist bei der Anwesenheit von Kohlendioxid zwar auch mit Ozon zu rechnen, aber die Konzentration macht den Unterschied - das lehren uns zumindest die drei terrestrischen, mit einer Atmosphäre ausgestatteten Planeten unseres Sonnensystems.

Milchstraßenpanorama über Paranal

Dieses schöne Bild der europäischen Südsternwarte ESO hat es verdient im Lichtecho gespiegelt zu werden.

Anklicken lohnt sich! Quelle: Yuri Beletsky/ESO

Das Panorama zeigt unsere Milchstraße, die sich bogenförmig über den Himmel ergießt. Die starke Krümmung entsteht durch den extremen Weitwinkel der Aufnahme. Man sieht links einen hellen "Stern", bei dem es sich allerdings um den Planeten Venus handelt. Venus ist hier Morgenstern, geht also kurz vor der Sonne auf. Die Venus markiert somit grob Osten. Oberhalb eines der Teleskope erkennen wir einen rötlichen Punkt. Das ist der untergehende Vollmond, der somit die westliche Richtung vorgibt. Diese beiden hellen Punkte liegen also etwa 180° auseinander. Die Bildmitte gibt den Blick Richtung Süden wieder.

Warum rötlicher Vollmond? Ganz einfach weil das Bild am 21.12.2010 aufgenommen wurde. Wir werden hier Zeuge einer totalen Mondfinsternis. Der Mond geht also im Erdschatten unter. Er sieht rötlich aus, weil die Erdatmosphäre den langwelligen Teil des Sonnenlichts in den Erdschatten streut und auf den Mond wirft. Kleiner ironischer Einschub: Der Mond steht auf dem Bild über dem Teleskop namens Kuyen, weiß auf Deutsch Mond heißt.

Auf Seiten von Venus ist auf der Aufnahme das Zodiakallicht zu sehen. Das ist Sonnenlicht, das an der Staubebene unseres Planetensystems gestreut wird. Die Form dieses "Lichtkeils" gibt also grob den Verlauf der Ekliptik wieder.

Das Band der Milchstraße stellt die Innenansicht unserer Heimtatgalaxie dar. Über 100 Milliarden Sterne, von denen die meisten in einer Ebene angeordnet sind - zusammen mit dem Gas und Staub, aus denen sie entstanden sind. Die dunklen Staubstrukturen sind bei solchen grandiosen Sichtbedingungen so auffallend, dass Kulturen der südlichen Hemisphäre ihnen Namen gaben, ähnlich wie wir es mit Sternbildern machen.

Zu sehen sind auch die beiden großen Begleitgalaxien unserer Milchstraße, die nach dem berühmten Seefahrer Magellansche Wolken genannt werden. Die große "Wolke" steht etwas links der Bildmitte, die kleine horizontnah darunter.

Das Bild wurde auf dem 2.600 Meter hohen Berg Paranal in der furztrockenen chilenischen Atacama-Wüste aufgenommen. Da stehen die vier 8,2-Meter-Teleskope des VLT (Very Large Teleskope = sehr großes Teleskop, nicht zu verwechseln mit dem extrem großen Teleskop E-ELT oder dem überwältigend großen Teleskop OWL). Die moderne astronomische Einrichtung auf dem Paranal wird von der multinationalen Organisation Europäische Südsternwarte ESO betrieben.

Trockene Schwester Venus

 Die europäische Raumsonde Venus Express, künstlerische Darstellung

Es vergeht kaum eine Woche, ohne eine Meldung mit neuer Spekulation darüber, ob, wann, wo und wieviel Wasser es auf dem Mars gibt oder gab und in welchem Aggregatzustand. Der Mars präsentiert sich uns als Wüstenplanet. Raumsonden haben klare Sicht auf seine trockene Oberfläche, die weit eher durch Staubstürme, als durch Wolken getrübt wird. Doch Fließtrukturen auf seiner Oberfläche, mineralogische Hinweise, Polkappen und bereits nachgewiesenes Tiefeneis, geben viel Anlass zu Spekulation und Interpretation. Wie aber sieht es auf der Venus aus?

Wenn der Mars der kleine Bruder unserer Erde ist, dann ist Venus fast so etwas wie eine Zwillingsschwester: Ihr Durchmesser beträgt 95% des Erddurchmesser, ihre Masse 81,5% der Erdmasse und ihre mittlere Dichte 95% der mittleren Dichte der Erde.

"The basic composition of Venus and Earth is very similar," 

meint denn auch Håkan Svedhem, ein an der Raumsonde Venus Express der europäischen Raumfahrtbehörde ESA beteiligter Wissenschaftler.

Auch der mittlere Abstand der Venus von der Sonne ist mit 0,72 Astronomischen Einheiten (AE) nicht so sehr unterschiedlich von der Entfernung Erde-Sonne, die definitionsgemäß 1 AE beträgt. Doch dieser kleine Unterschied hat große Auswirkungen: Die Venus ist in einem stärkerem Maße der energiereichen ultravioletten Strahlung der Sonne ausgesetzt. Diese Strahlung dringt in die Atmosphäre der Venus ein und spaltet Wassermoleküle. Die dadurch freigesetzten Wasserstoff- und Sauerstoffatome sind leicht genug, um der Atmosphäre zu entweichen. Der Planet trocknet aus. Die Raumsonde Venus Express misst die zeitliche Rate, mit der diese Atome abströmen. Dabei zeigt sich, dass die entweichenden Sauerstoff- und Wasserstoff-Atome tatsächlich im Verhältnis 1:2 vorliegen, wie man es aus der chemischen Zusammensetzung des Wassers als H2O erwarten würde. So ist also wohl wirklich Wasser die Quelle dieser Atome. Außerdem zeigen die Messungen, dass sich die Atmosphäre der Venus mit Deuterium anreichert. Dabei handelt es sich um ein Isotop des Wasserstoffs, bei dem im Kern ein zusätzliches Neutron vorkommt. Durch diese Extramasse verlängert sich die Verweildauer in der Atmosphäre gegenüber dem einfachen Wasserstoff.

Viel Wasser ist da nicht mehr übrig. Zum Vergleich: Würde man den Wassergehalt aller Ozeane gleichmäßig über die Erde verteilen - oder anders gesagt, würde man die Erde zu einer perfekten Kugel ohne Gräben und Gebirge machen - dann stünde das Wasser drei Kilometer über der Erdkugel. Das selbe Experiment auf die Venus bezogen ergäbe lediglich einen planetenweiten "Ozean" mit drei Zentimeter Tiefe. Dabei steckt das ganze Venus-Wasser in der Atmosphäre.

 Die Venus heute nach der künstlerischen Darstellung von  J. Whatmore

Wenn die Sonne mit ihrer UV-Strahlung das Wasser errodiert, liegt es Nahe zu vermuten, dass es früher viel mehr war. So sagt auch Colin Wilson von der Oxford University, UK:

"Everything points to there being large amounts of water on Venus in the past."

Unser innerer, gar nicht so arg weit entfernter Nachbar hatte bei seiner Entstehung wohl ähnliche Startbedingungen wie unsere Erde. Gab es also einst Ozeane mit stehendem Wasser, in denen dann vielleicht sogar frühe Formen von Leben möglich war? Geht es nach dem Computermodell von Eric Chassefière von der Université Paris-Sud in Frankreich, so muss man diese Hoffnung begraben. Das Wasser der Venus liegt demnach schon immer im wesentlichen atmosphärisch vor. Schon früh in der Venusgeschichte, als die Oberfläche noch aufgeschmolzen war, setzte der Prozess der atmosphärischen Wassererrosion durch die Sonne ein. Da Wasser ein starkes Treibhausgas ist, führte dessen Verschwinden zur Abkülung, was die Bildung der harten Venuskruste beschleunigte. Chassefière stellt aber klar:

"Much more extensive modelling of the magma ocean–atmosphere system and of its evolution is required to better understand the evolution of the young Venus"

Daten, die vor Ort von Raumsonden wie Venus Express gewonnen werden, sind eine wesentliche Voraussetzung für die Verbesserung solcher Modelle.
Was das Modell von Chassefière nicht berücksichtigt sind Kometen. Durch Einschläge auf die bereits erkaltete Venusoberfläche tragen Kometen Wasser und organische Moleküle ein.

Auch wenn der Mars nicht als Zwilling der Erde durchgeht, erscheint er uns doch viel vertrauter, als die heiße Hölle Venus. Es ist halt leichter, sich eine Wüste vorzustellen, die ab und zu überschwemmt wird, als einen ewig wolkenverhangenen Planeten, auf dem es nie regnet.

Quelle: ESA

Europäische Venuswindmühle

Planetensonden wie die europäische Sonde Venus Express vereinen komplizierte Sensoren und Messtechnik kompakt auf kleinstem Raum, denn schließlich darf das Gerät bei aller Technik nicht zu schwer sein und muss unter die Haube der Rakete passen. Manchmal wird die Sonde aber selbst zum Messgerät. So hat die europäische Weltraumbehörde ESA ihre seit April 2006 die Venus umkreisende Sonde letzte Woche fünf mal in einer Höhe von 180 Kilometer über den Venusboden geführt und dabei die Solarzellenausleger wie Windmühlenflügel in den dünnen Wind gehängt. Auf die Art können die Wissenschaftler die Dichte der Venusatmosphäre messen. Dazu wird einer der Ausleger senkrecht zur Flugrichtung gestellt, der andere Ausleger wird hingegen verdreht. Je nach Winkelstellung verändert sich die Angriffsfläche der Luftreibung. Wegen der Asymmetrie der Ausrichtung beider Ausleger entsteht ein Drehmoment. Dieses Drehmoment gleichen Schwungräder, die in der Sonde integriert sind, aus, damit diese nicht ins trudeln gerät. Die notwendige Arbeit dieser Schwungräder ist ein Maß für die atmosphärische Bremsung und somit für die Dichte der Atmosphäre.

Das ganze Manöver diente der Vorbereitung weiterer Beobachtungskampagnen mit Luftbremsung. Die Wissenschaftler träumen davon, mit Mars Express noch tiefer in die Atmosphäre einzudringen.

Mach nur so weiter ESA, bis euer Spielzeug kaputt geht!

Quelle: ESA