Heute, am 24.08.2018, möchte ich mit einigen astronomischen Daten aufwarten über: 

Planeten und ihre Entfernungen – Kometen – Sternschnuppen – Rote Sterne (Carbon Stars)

Die Erde ist im Mittel 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Das nennt man eine Astronomische Einheit (AE). In Lichtminuten ausgedrückt sind es 8 Minuten.

Ein Lichtjahr sind 63.241 AE, das sind ungefähr 9,5 Billionen km (9.460.730.472.581 km)

Ein Lichttag: ungefähr 26 Milliarden km (25.902.068.371 km)

Eine Lichtstunde: 1 Milliarde 80 Millionen Kilometer (1.079.252.849 km)

Eine Lichtminute: 18 Millionen Kilometer

Die Lichtgeschwindigkeit wird normalerweise im Vakuum und in Sekunden gemessen. Sie beträgt 300.000 km/sec.

Im Vergleich: Der Planet Erde hat einen Durchmesser von 12.742 km. Sein Umfang am Äquator beträgt 40.074 km.

Entfernungen

Wie weit sind der Mond, die Planeten und die ersten Sterne (in Kilometern und in Lichtminuten/ Lichtjahren) von der Erde entfernt?

Beim Mond kann man es am leichtesten berechnen: Es sind 350.000 bis 400.000 km.

Das sind 1,3 Lichtsekunden.

Da die inneren Planeten Merkur und Venus einmal vor der Sonne liegen, dann wieder hinter der Sonne, ist die Entfernung sehr unterschiedlich. Aber auch bei den äußeren Planeten ab Mars ändert sich die Nähe zur Erde fortwährend. Am einfachsten bildet man deshalb den Abstand der Planeten zur Sonne ab:

Merkur: 49,3 Mio km

Venus: 109 Mio km

(Erde: 150 Mio km )

Mars: 207,2 Mio km

Jupiter: 805,5 Mio km

Saturn: 1.505,6 Mio km = 1,5 Milliarden km. Das entspricht etwa 1,5 Lichtstunden.

Uranus: knapp 3 Milliarden km

Neptun: knapp 4,5 Milliarden km. Das entspricht 4,17 Lichtstunden.

Am 24. August 2018 lagen die Entfernungsverhältnisse der Planeten zur Erde so:

Erde – Merkur: 128,6 Mio km

Erde – Venus: 94,1 Mio km

Erde – Mars: 63,5 Mio km (Deshalb erscheint der Mars am gegenwärtigen Himmel besonders groß)

Erde – Jupiter: 832,1 Mio km

Erde – Saturn: 1 Milliarde 421,8 Millionen km

Erde – Uranus: 2 Milliarden 897 Millionen km

Erde – Neptun: 4 Milliarden 332 Millionen km

Die Sonne als unser nächster Stern liegt 150 Millionen km entfernt. Wie ist es mit dem Stern, der der Sonne am nächsten liegt (und demnach der Erde am zweitnächsten)?

Er heißt Alpha Centauri (bzw. sein Begleitstern Proxima Centauri) und liegt 4,3 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt.

Danach folgt Bernards Pfeilstern (im Sternbild Schlangenträger). Er ist 6 Lichtjahre von uns entfernt.

Der hellste Stern unseres Nachthimmels, Sirius, gilt als ein weiterer erdnaher Stern. Er ist 8,6 Lichtjahre von uns entfernt.

Man sagt, dass unsere Galaxie, die Milchstraße, einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren habe.

Was sind Kometen?

Kometen sind Körper innerhalb des Sonnensystems, die anders als Planeten oder Planetoiden keine elliptischen oder annähernd kreisrunde Bahnen aufweisen. Abtrünnige des Sonnensystems also. Manche von ihnen scheinen auch unser Sonnensystem wieder zu verlassen, andere tauchen nur einmal auf, andere sind „irregulär“, diejenigen aber, mit denen wir uns am meisten beschäftigen, sind „regulär“. Denn wir können ihr regelmäßiges Erscheinen voraussehen und berechnen. Kometen haben einen mineralischen Kern, Wassereis und Staub und hinterlassen im interplanetaren Raum meist kleine Materieteilchen, die in der Erdatmosphäre auch als Meteore aufleuchten können.

Was sind Sternschnuppen?

Man sagt, dass Kometen während ihrer Erdnähe Staubteilchen verlieren. Wenn diese Teilchen zu einer bestimmten Jahreszeit in die Erdatmosphäre gelangen, bremsen sie durch den Luftwiderstand ab und erregen in der Hochatmosphäre der Erde die Luftmoleküle so sehr, dass sie zu leuchten beginnen. Manche Wissenschaftler drücken das so aus: Es leuchten die Elektronen der Luftatome. Das sind die Sternschnuppen.

Etwas genauer sprechen die Astrophysiker vom sogenannten „Rekombinationsleuchten“. Was bedeutet das? Die Erklärung der Atomphysik ist folgende:

Ein Atom setzt sich aus einem Atomkern und seiner Atomhülle zusammen. Der Atomkern besteht aus positiv geladenen Protonen und den neutralen Neutronen. In der Atomhülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen, die mit den positiven Protonen im Kern in einem elektrostatischen Anziehungsverhältnis stehen, in einem perfekten Gleichgewicht. Das Atom wird dann als neutral bezeichnet. Wenn aus der Atomhülle das Elektron entfernt wird, bleibt der positiv geladene Atomkern zurück. Diesen Vorgang bezeichnet man als Ionisation. Die positiv geladenen Restatome werden Ionen genannt. Die frei gewordenen, negativ geladenen Elektronen können gebündelt werden zu Elektronenstrahlen, industriell praktisch genutzt zum Beispiel in den Fernsehröhren oder beim Elektronenstrahlschweißen.

Das Gegenteil der Ionisation ist die Rekombination, bei der die Elektronen wieder eingefangen werden und Ionen und Elektronen sich wieder zu neutralen Atomen zusammenfinden. Bei der Rekombination werden Photonen (Licht) freigesetzt und wir sehen ein Aufleuchten. So die atomphysikalische Erklärung.

Nun zu einigen Beispielen von Sternschnuppen.

Die Perseiden entstehen durch Meteore, die jährlich im August aufleuchten. Sie werden von Staubteilchen des Kometen 109P/Swift-Tuttle erregt, der alle 133 Jahre die Sonne umkreist.

Die Geminiden und die Leoniden wiederum stammen von verlorenen Materieteilchen anderer Kometen.

Die Draconiden sind das Ergebnis von Staubteilchen des Kometen 21P/Jacobini-Zinner, der im Sommer und Herbst 2018 zu entdecken ist.

Auch Asteroiden und andere Himmelskörper können solche Staubteilchen oder größere Materieklumpen im interplanetaren Raum verlieren. Wenn ein solcher Klumpen auf der Erde landet, nennt man ihn Meteorit. Manchmal verglüht der Meteorit schon vor dem Eintreffen auf der Erde. Dann kann er heftige Beben auf der Erde auslösen, wie zum Beispiel im Februar 2013 in der russischen Stadt Tscheljabinsk. Auch Weltraumschrott, vom Menschen in den Weltraum geschickt, kann verglühen und zu sternschnuppenähnlichen Erscheinungen führen. Der Unterschied zu einer echten Sternschnuppe ist der, dass dieses Verglühen länger dauert als das sehr kurze Aufleuchten einer Sternschnuppenspur.

Die Perseiden haben um den 12./13. August herum die größte Häufigkeit. Das scheinbare Zentrum ihres Ausgangs (der Radiant) liegt dann im Norden des Sternbilds Perseus, nahe dem Doppelsternhaufen h & chi Persei. Schaut man aber dorthin, um das Hervortreten der Sternschnuppen zu beobachten, sieht man bestenfalls einige ganz kurz aufleuchtende Lichter und keineswegs die langen Bahnen der größeren Sternschnuppen. Die tauchen erst auf, wenn man seinen Blick gegen die Sternbilder Schwan, Leier, Adler richtet, also zum sogenannten Sommerdreieck von Deneb, Vega und Altair. Bis zum Skorpion hinunter sieht man die Sternschnuppen rasen.

Für Sternbeobachter, die mit Ferngläsern oder Telekospen ausgestattet sind, ist nachts seit Juli 2018 der Komet 21P/Jacobini-Zinner sichtbar. Erstmals wurde dieser Komet im Jahr 1900 von Michel Jacobini gesichtet, das zweite Mal von Ernst Zinner im Jahr 1913. Der Komet soll eine Sonnen-Umlaufzeit von 6,6 Jahren besitzen und erreicht am 10. September 2018 seinen sonnennächsten Punkt (Perihel) mit 1 AE, er kommt also der Sonne so nahe wie die Erde. Der Erde kam der Komet indes noch viel näher, nämlich auf 58 Millionen km. (Im Vergleich: 1 AE ist 150 Millionen km). Im September 1946 kam 21P/Jacobini-Zinner der Erde sogar bis auf 39 Millionen Kilometer nahe und leuchtete damals so hell wie in diesem Jahr 2018, nämlich mit maximal 7 Magnituden, das ist eine Helligkeit, die mit freiem Auge nicht mehr sichtbar ist.

Im Jahr 2018 dauert die Erscheinung des Kometen am Nachthimmel von Juli bis November.

21P/Jacobini-Zinner ist außerdem der Anlass für den alljährlichen Sternschnuppenschauer der Draconiden im Oktober. Dieser Meteorstrom wird deshalb auch gelegentlich als Giacobiniden bezeichnet.

Die Koma des Kometen, also der leuchtende Kopf (nicht der Schweif), ist allerdings nur diffus zu erkennen, eine Leuchtspur, der sogenannte Schweif, gar nicht.

Wer 21P/Jacobini-Zinner auf seiner Bahn beobachten will, kann sein Gerät auf die Sternbilder Schwan, Kepheus, Cassiopeia, Giraffe, Fuhrmann, Zwillinge, Orion, Einhorn einstellen, je nach Datum. Anfang September ist er mit einem Fernglas im Sternbild Fuhrmann zu beobachten, in der Nähe von dessen Alphastern Capella. Man darf sich nur kein leuchtendes Himmelobjekt erwarten, sondern einen mit etwa 7 bis 8 mag schwach leuchtenden Lichtpunkt. Dennoch bringt auch der „kleinste“ Komet Veränderungen für die Menschheit mit sich. Diese sind jedoch so subtil, dass ein Normalsterblicher davon keine Notiz nimmt. Größere Kometen bedeuten für die kollektive Psyche des Menschen auch größere Veränderungen.

Rote Sterne – Carbon Stars

Wenn wir uns auf die Suche nach roten Sternen machen, fallen uns einige sofort mit freiem Auge auf. Zum Beispiel Antares im Skorpion, Betelgeuse im Orion und der weniger bekannte Granatstern im Kepheus. Diese gehören oft zum Typus „Rote Riesen“ oder „Rote Überriesen“ und sind nicht selten in ihrer Leuchtkraft „Veränderliche Sterne“, das heißt ihre Helligkeit schwankt periodisch.

Ebenso veränderlich und rot sind die Kohlenstoffsterne (engl. Carbon Stars) oder Diamantsterne. Sie sollen Kohlenstoff produzieren und gehören wie die Roten Überriesen auch zu den „alten“ Sternen. Sie haben bereits eine lange Entwicklung hinter sich und befinden sich am Ende ihrer Evolution.

Diamantsterne heißen sie auch deshalb, weil der Diamant als komprimierter Kohlenstoff das härteste Mineral darstellt.

Suchen wir diese Sterne am Nachthimmel, dann fällt uns als hellster ein Stern in den Fischen auf, nämlich 19 Psc, oder TX Piscium. Seine schwankende Leuchtkraft zwischen 4,8 und 5,2 mag ist im Siebeneck des rechten der beiden Fische gut sichtbar. Seine Farbe ist ein strahlendes Gelb-Rot.

Das ganze Jahr über müsste man Y Canum Venaticorum finden können, der auch den Namen Superba trägt und in den Jagdhunden (unterhalb des Schwanzes der großen Bärin) zwischen 4,9 und 5,9 mag aufleuchtet. Gelb-Orange wird seine Färbung beschrieben.

Ebenso das ganze Jahr am Himmel befindet sich UX Draconis, ein Carbon-Stern im Sternbild Drache.

Er leuchtet zwischen 5,9 und 7,1 mag, ist also nur mit Fernglas gut zu sehen. Ein feuriges Orange-Rot wird bei ihm sichtbar.

UU Aurigae im Sternbild Fuhrmann schwankt zwischen 5,1 und 6,6 mag, aber feurig hell.

Feurig orange-rot, zwischen 5,9 und 6,6 mag leuchtet im Winter auch der Stern BL im Orion.

R Leporis, ebenso im Winter im Sternbild Hase sichtbar, heißt wegen seiner Farbe auch Crimson Star

und schwankt zwischen 5,5 mag (gut sichtbar) und 11,7 mag (unsichtbar).

Das war nun also eine kleine Auswahl von Schätzen am Himmel, die als älteste Sterne uns noch unermesslich lang begleiten werden.