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| Der grandiose Abschiedsgruß der Leoniden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bensheim, Oktober 2002, Hans Zekl | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Kindern erzählt man, dass sie sich etwas wünschen dürfen, wenn sie eine Sternschnuppe sehen. Wenn es stimmen würde, hätten sie dieses Jahr viele Wünsche frei, denn im November werden die Leoniden eine spektakuläre Abschiedsvorstellung geben. In der Nacht vom 18. auf den 19. werden Abertausende am Nachthimmel aufleuchten. Die Nacht senkte sich über den Osten des nordamerikanischen Kontinents. Der 12. November 1833 war ein schöner Tag gewesen. Grosse Teile des Kontinents von Halifax bis zum Golf von Mexiko hatten ausgesprochen gutes Wetter. Nichts deutete darauf hin, dass etwas besonderes stattfinden würde. Doch um Mitternacht bemerkten einige Nachtschwärme, dass aus Osten ungewöhnlich viele Sternschnuppen lange gezogene leuchtende Spuren über den Himmel zogen. In den frühen Morgenstunden des 13. November geschah es dann. Abertausende Sternschnuppen erzeugten ein wahres Feuerwerk am Firmament. Agnes Mary Clerke (1842 - 1907) beschrieb das Ereignis später folgendermaßen: "In der Nacht vom 12. auf den 13. November brach ein Sturm fallender Sterne über die Erde herein... In jeder Richtung war der Himmel mit leuchtenden Spuren übersät und durch majestätische Feuerbälle erleuchtet. In Bosten schätzte man die Rate der Sternschnuppen etwa halb so groß wie die Zahl der Schneeflocken bei einem mittleren Schneesturm. Ihre Zahl war so groß, dass man sie nicht mehr zählen konnte. Aber als der Sturm nachließ, wurde anhand der geringeren Rate abgeschätzt, dass in den neun Stunden, in denen sie herunterfielen, etwa 240 000 Sternschnuppen zu sehen waren." |
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1833 wusste man praktisch noch nichts über die wahre Natur der Meteore oder Sternschnuppen. Die Reaktionen reichten von Hysterie, weil das Jüngste Gericht gekommen sei, bis zu wissenschaftlichen Erklärungsversuchen. Im November 1834 erschienen die Sternschnuppen wieder, aber nicht mehr so stark wie im Jahr zuvor. Weitere Untersuchungen in den nachfolgenden Jahren zeigten, daß schon der preußische Wissenschaftler und Entdecker Alexander von Humboldt auf einer seiner Reisen im Jahre 1799, als er sich in Cumana (Venezuela) aufhielt, den Schwarm beobachtet hatte. In seinem Bericht schrieb er: "Tausende von Feuerkugeln und Sternschnuppen fielen hintereinander, vier Stunden lang... Alle Meteore ließen 8 bis 10 Grad lange Lichtstreifen hinter sich zurück... Die Phosphoreszenz dieser Lichtstreifen hielt 7 bis 8 Sekunden an... Die Feuerkugeln schienen wie durch Explosionen zu platzen..." Ein Beobachter in Florida berichtete, dass "kurzzeitig so viele Sternschnuppen wie Sterne zu sehen waren." Eigentlich hätten die Astronomen 1883 gewarnt sein können. Auch schon1832 berichteten Beobachter aus dem Ural, Arabien, Mauritius. Europa und von Schiffen im Atlantik von ungewöhnlich vielen Sternschnuppen am 12. November. Offensichtlich wurden aber die früheren Berichte von der Wissenschaft ignoriert. Der Anfang der LeonidenforschungDer Leonidensturm von 1833 war ein Schlüsselereignis für die Astronomie. Erst jetzt fingen Astronomen an, alte Berichte aus Europa, Arabien und China genauer zu untersuchen. Die Sternschnuppen bzw. Meteore erschienen immer im November. Verlängerte man ihre Spuren rückwärts, trafen sie sich im Sternbild Löwe. Im Lateinischen heißt der Löwe Leo. Deshalb nannte man dem Sternschnuppenstrom die Leoniden. Im Jahre 1837 äußerte dann der Bremer Arzt und Astronom Heinrich Wilhelm Matthias Olbers (1758 - 1840) die Vermutung, dass die Sternschnuppen alle 33 oder 34 Jahre besonders häufig auftreten. 1863 publizierte Hubert Anson Newton (1830 - 1896) von der Yale-Universität Beobachtungen der Leoniden aus den letzten 1000 Jahren. Danach gab schon 1533, 1366, 1202, 1037, 967, 934 und 902 beeindruckende Erscheinungen. Diese zum Teil spärlichen Daten wiesen ebenfalls auf eine Periode von etwa 33 Jahren. Später, 1866, erkannten die Astronomen, dass Meteore kleine Staubteilchen sein müssen, die im Sonnensystem auf elliptischen Bahnen, um die Sonne wandern. Die Leoniden sind eine dichte Staubwolke die Sonne alle 33,25 Jahre umkreist. Darauf basierend wurde die Wiederkehr eines starken Schauers für 1866 oder 1867 vorher gesagt. Tatsächlich konnten in der Nacht vom 13. auf den 14. November 1866 wieder 2000 bis 5000 Sternschnuppen pro Stunde beobachtet werden. Selbst 2 Jahre später war trotz des hellen Vollmonds nochmals ein starkes Maximum mit 1000 Meteoren pro Stunde zu sehen. Aber in den folgenden Jahren sank die maximale Rate dann wieder auf etwa 15 bis 20 Sternschnuppen pro Stunde ab.
Komet Tempel-TuttleDas Jahr 1866 war für das Verständnis der Leoniden entscheidend. Am 19. Dezember 1865 entdeckte Ernst Wilhelm Liebrecht Tempel (1821 - 1889) in Marseilles einen nebligen Fleck im Sternbild des Großen Bären, einen neuen Kometen. Nachdem dieser am 6. Januar 1866 von Horace Tuttle in Boston ebenfalls entdeckt wurde, bekam der Komet den Namen Tempel-Tuttle. Berechnungen seiner Bahn ergaben, daß er die Sonne in 33,17 Jahren umläuft. Es zeigte sich bald, daß die Bahnen des Kometen und der Leoniden sehr ähnlich waren. Damit musste es sich bei den Sternschnuppen offensichtlich um kleine Staubteilchen des Kometen handeln. Offensichtlich zeigen die Leoniden starke Maxima, nachdem ihr Mutterkomet sein Perihel durchlief. Wo bleibt der nächste Sturm?1899, 33 Jahre nach der letzten Wiederkehr des Kometen, wurde der nächste Meteorsturm erwartet, aber nichts bemerkenswertes geschah. Auch wurde der Mutterkomet Tempel-Tuttle nicht wieder gefunden. Das Interesse an den Leoniden nahm deshalb rapide ab. Doch 1900 kam es wieder zu einem kleineren Leonidensturm. Noch stärker waren die Sternschnuppen 1901, als 2000 pro Stunde zu sehen waren. Aber durch die Fehlprognose scheute man das Thema, und nur wenige wurden Augenzeuge der spektakulären Schauer in den beiden Jahren. Im nachhinein zeigte es sich, daß die Bahn der Leoniden in den Jahren davor durch die Planeten Jupiter und Saturn verändert worden war und der Hauptteil des Schwarms in größerem Abstand an der Erde vorbeizog. Nach 1903 waren die Leoniden nur noch sehr schwach aktiv. Erst 1928 nahm sie wieder deutlich zu. Zwar war die Aktivität von 1928 bis 1939 höher als in den normalen Jahren, aber insgesamt enttäuschend. In den 40er und 50er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden so wenig Leoniden beobachtet - ca. 15 pro Stunde, daß das Interesse an ihnen fast völlig erlosch. Die Leoniden sind zurückVon 1961 bis 1964 konnten im Maximum wieder bis zu 30 Sternschnuppen beobachtet werden. Dann wurde 1965 der Komet Tempel-Tuttle nach fast einem Jahrhundert endlich wieder gefunden, nachdem der Heidelberger Astronom Joachim Schubart vom Astronomischen Recheninstitut in Heidelberg seine Bahn sorgfältig analysiert hatte. Seine Berechungen zeigten, dass der Komet in einem etwas mehr als einem Mondabstand an der Erdbahn vorbeifliegen würde. Prompt stieg die Leonidenrate in dem selben Jahr wieder auf 120. Darunter waren viele helle Leoniden mit sehr langen Leuchtspuren, die mehrere Minuten lang zu sehen waren.
Die letzten Jahre1972 - 1997Bis 1972 blieb die Leonidenrate auf einem relativ hohen Niveau mit bis zu 170 Sternschnuppen pro Stunde während des Maximums. Erst danach kehrt sie auf ihren Normalwert wieder zurück. In diesen Jahren führten sowjetische Beobachter detaillierte Beobachtungen durch. Das wohl überraschendste Ergebnis war die Entdeckung, dass die Leoniden mehrere Radianten, Ausstrahlungspunke, besitzen. Schließlich veröffentlichte Donald K. Yeomans vom Jet Propulsion Laboratory der NASA 1981 eine umfangreiche Studie über die Beziehung zwischen dem Kometen Tempel-Tuttle und den Leoniden. Er fand heraus, dass die Staubteilchen vorwiegend durch den Strahlungsdruck der Sonne und Störungen durch die Planeten beeinflusst werden. Außerdem sollte sich in den Jahren 1998 und 1999 wieder eine besonders günstige Konstellation ergeben. Bis 1994 blieb die Aktivität der Leoniden unauffällig. Aber dann stieg bis 1997 ihre Rate auf 60 pro Stunde an, wobei auch zahlreich Feuerbälle beobachtet wurden.
1998Dann kam die nächste große Überraschung. Aus Untersuchungen früherer Erscheinungen schätze man, dass es zu einem schwachen Sturm am 17. November 1998 gegen 22 Uhr MEZ kommen könnte, mit einer maximalen Rate von etwa 1000 Leoniden pro Stunde. Das bevorzugte Beobachtungsgebiet sollte in Ostasien liegen. Doch es kam ganz anders. Um die prognostizierte Zeit gab es tatsächlich ein Maximum. Allerdings war es deutlich schwächer als selbst die pessimistischsten Voraussagen vermuten ließen. Nur 280 Sternschnuppen pro Stunde und dazu noch hauptsächlich schwache konnten beobachtet werden. Aber die eigentliche Show fand überraschend 20 Stunden vorher statt. In den Morgenstunden des 17. November kam es zu einem starken Ausbruch, bei dem besonders viele Feuerkugeln, aufleuchteten. Manche waren so hell, dass sie Schatten warfen. Ihre Leuchtspuren waren bis zu 20 Minuten zu sehen. Über 450 Sternschnuppen pro Stunde jagten über den Himmel. Das Schauspiel dauerte 18 Stunden und war in vielen Teilen der Welt zu sehen. Normale Leonidenmaxima dagegen dauern nur bis zu 2 Stunden, oft aber auch kürzer. Leider verhinderte eine dichte Nebeldecke über weiten Teilen Mitteleuropas, dass das Schauspiel auch hier zu sehen war. |
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1999Diesmal war Europa, Nordafrika und der Nahe Osten das bevorzugte Beobachtungsgebiet. Die Leoniden sollten einen ordentlichen Schauer mit einer maximalen Rate von 500 bis 1000 pro Stunde am 18. November gegen 3:20 MEZ liefern. Aber was für eine Nacht!
2000In diesem Jahr sollte es am 18. November zweischwächere Schauer geben, wobei einer kurz vor der Morgendämmerung mit dem Maximum um 05:20 in Europa zu sehen sein sollte. Jeweils etwa 100 Leoniden pro Stunde wurden erwartet. Optimisten hielten 700 für wahrscheinlicher. Ein schwächeres Maximum wurde schon für den 17. November erwartet.
2001Im letzten Jahr wurde wieder ein Sturm erwartet. Diesmal sollten Beobachter in Ostasien und Nordamerika das Schauspiel erleben können. 3 Spitzen wurden für den 18. November vorher gesagt. Das erste Maximum sollte gegen 12:28 MEZ und zwei weitere um 20:03 bzw. 20:18 auftreten. Die Erwatungen waren diesmal hoch. Beim ersten Maximum über Nordamerika wurde eine Maximalrate von 2000 erwartet. Für beiden anderen, die in Asien zu sehen sein sollten, kamen optimistische Prognosen auf 15000! Kurz vor dem Termin wurden diese Werte aber wieder zurück genommen. Jetzt wurden etwa 2000 bzw. 6000 Leoniden pro Stunde erwartet. Tatsächlich erreichte das erste Maximum eine Rate von 1600 mit 2 Spitzen um 12:39 und 13:03 MEZ. Über Asien kam es zu einem breiten Maximum mit einem Höchstwert von 3700 Leoniden pro Stunde. Was kommt 2002?Die StaubquelleJedes Jahr um den 18. November fliegt die Erde beim ihrem Umlauf um die Sonne durch den Leoniden-Sternschnuppenstrom. Gewöhnlich passiert nichts oder nur sehr wenig, denn die meisten Leoniden befinden sich in schmalen Staubbändern, die von der Erde nicht immer getroffen werden. Die Bänder bewegen sich auf einer elliptischen Bahn alle 33 Jahre um die Sonne. Die Leoniden sind Staubteilchen des Kometen Tempel-Tuttle, der zuletzt 1998 wieder in Sonnennähe zu sehen war. In den letzten Jahren hat man gelernt, die Entstehung, Entwicklung und das Ende der Sternschnuppenströme in wichtigen Zügen zu verstehen. Kometen sind große schmutzige Eisbälle aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis) und Wassereis. Jedes Mal, wenn sie in die Nähe der Sonne kommen, beginnt das Eis ihres Kerns zu verdampfen. Dabei reißt das Gas kleinere festere Brocken mit sich, aus denen sich ein Staubschweif bildet.
Wo größere Teilchen schließlich enden, hängt von der Rotation des Kometenkerns und der Austrittsstelle des Gases ab. Kleinere Teilchen gehen durch den Strahlungsdruck relativ schnell verloren. Die größeren verteilen sich entlang der Kometenbahn. Aber alle Staubteilchen bleiben unabhängig von ihrer Größe nahe der Bahneben des Kometen. Mit der Zeit wird die Staubdichte immer geringer und die Streifen lösen sich auf. Die VorhersagenNicht immer, wenn der Mutterkomet in Sonnennähe kommt, treten grandiose Leonidenstürme auf. Lange Zeit war es deshalb unmöglich, verlässliche Schätzungen abzugeben. Kurz nach 1980 erkannten Astronomen, dass der Planet Jupiter durch seine große Masse die Kometenbahn immer wieder stört. Dadurch konnten endlich die ausgefallenen Sternschnuppenschauer erklärt werden. So veränderte sich nach 1865 die Bahn so stark, dass der Komet und der Sternschnuppenstrom weiter von der Erdbahn entfernt blieben. Deshalb kam es 1899 und 1933 zu keinem Sturm. Bevor der Komet 1965 wieder zurück kehrte, wurde seine Bahn abermals gestört. Aber diesmal rückte er wieder näher an die Erdbahn heran, sodass es 1966 zum größten Leonidensturm der Geschichte kam. In den achtziger Jahren begannen mehrere Astronomen damit, Modellrechnungen für die Entstehung und die Entwicklung der Staubbänder zu entwickeln. Danach sollten Ende der Neunziger die Leoniden wieder zurück kehren, wobei 1998 und 1999 die besten Jahre sein sollten. Die ersten genaueren Prognosen wurden für 1998 veröffentlicht. Donald K. Yeomans erwartete maximale Raten zwischen 200 bis 5000 Leoniden. Peter Brown von der University of Western Ontario in Kanada berechnete sogar 1000 bis 9000. Beide waren sich über die Zeit des Maximums ziemlich einig. Aber das interessierte die Leoniden wenig. Wie bekannt, war das vorher gesagte Maximum schwach. Dafür gab es 20 Stunden vorher ein überraschendes Maximum. Warum hatten die Modelle versagt? Offensichtlich wurde der Entstehungsmechanismus nicht richtig verstanden. Bis dahin nahm man an, dass die Sternschnuppeaktivität zunimmt, wenn die Erde den Staubbändern und dem Kometen nahe ist. Somit sollten die aktivsten Jahre diejenigen sein, in denen der Komet der Sonne am nächsten kommt oder das Jahr danach. Die tatsächliche Stärke sollte davon abhängen, wie lange es her war, seitdem der Komet nahe der Erdbahn vorbei geflogen war. Der Zeitpunkt des Maximums wäre dann der Moment, wenn die Erde den kleinsten Abstand zur Kometenbahn erreicht. Obwohl Beobachtungen aus 1000 Jahren vorlagen, waren die Prinzipien trotzdem nicht richtig verstanden worden. Das lag hauptsächlich daran, dass die meisten Beobachtungen zu ungenau waren. Die Ereignisse von 1998 regten mehrere Astronomen an, das Problem von einer anderen Seite anzugehen. Angeführt wurden sie von David J. Asher vom Armagh Observatorium in Nordirland und Robert H. McNaught von der Research School of Astronomy & Astrophysics in Australien. Sie erstellten ein Modell der Leoniden das mehrere Filamente oder Bänder mit folgenden Eigenschaften enthielt:
Unabhängig von Asher und McNaught, veröffentlichte Esko Lyytinen im September 1999 ebenfalls eine Prognose. In seinem Modell verwendete er einen anderen Bildungsmechanismus für den Staub. Er sagte sogar 3 Maxima voraus: um 02:40 MEZ (500 pro Stunde), 03:10 (5500) und um 21:00 ein schwaches Maximum mit 160 Leoniden pro Stunde. Diese drei Maxima wurde tatsächlich beobachtet: um 02:43 MEZ, 03:02 und um 17 Uhr. Lyytinens Modell stimmte am besten mit den Zeiten der Maxima überein. Allerdings lag es mit der Vorhersage des letzten Maximums um 4 Stunden daneben. Offensichtlich hatten die Modelle noch Probleme, wenn der Abstand zu den Staubbändern groß ist. Trotz der guten zeitlichen Vorhersage, gelang es mit keinem Modell die Raten genauer zu berechnen. Nach diesem dennoch recht guten Erfolg der Prognosen war man gespannt, wie genau sie im Jahr 2000 sein würden. Schon 1999 hatte Asher und McNaught eine Vorhersage veröffentlicht. Danach sollte es ein Maximum am 17. und 2 am 18. November geben. Bei den Raten war man vorsichtig, allerdings wurde die Ansicht vertreten, dass diesmal die Maxima schwächer als 1999 sein sollten. Lyytinen, Markku Nissinen und Tom Van Flandern kamen auf fast gleiche Maximazeiten. Insbesondere war das 2. Maximum recht unsicher, weil es durch ein Band verursacht werden sollte, das schon bei der Rückkehr des Kometen im Jahr 1733 entstand. Niemand wusste genau, wie weit es sich schon aufgelöst hatte. Weitere Gruppen veröffentlichen eigene Prognosen, die ebenfalls ähnliche Zeiten für die Maxima angaben. Allerdings betrachteten diese Modelle keine alten Bänder. Deshalb machten sie keine Angaben für die Leonidenteilchen aus dem Jahr 1733. Tatsächlich waren die Ergebnisse der Modelle diesmal schlechter als 1999. Die wahren Maxima kamen bis 40 Minuten später als vorher gesagt. Wieder bestätigte es sich, dass die Genauigkeit aus unbekannten Gründen abnimmt, wenn der Abstand zu einem Staubband zunimmt. Dasselbe gilt auch für die Maximazeiten imJahr 2001. Lyytinen gelang wieder die beste Prognose. Die Abweichungen betrugen maximal 10 Minuten, während bei Asher und McNaught die Zeiten bis zu 40 Minuten zu früh angegeben waren. Aber generell lieferten alle Modelle zu hohe Maximalwerte. Generell gestatten es die heutigen Modelle die Zeiten der Leonidenmaxima mit ausreichender Genauigkeit vorher zu sagen. Die berechneten Raten während eines Maximums liefern aber nur grob die Größenordnung des zu erwartenden Leonidenschauers. 2002: Vorhang auf zur letzten VorstellungWer bis jetzt die Leoniden noch nicht gesehen hat, sollte sich beeilen. Alle Modelle stimmen in einem überein: in diesem Jahr bietet sich die letzte Gelegenheit, das Schauspiel der Leoniden zu erleben. Danach fallen sie für etwa 80 Jahre wieder auf ein unscheinbares Niveau zurück. PrognosenGegenwärtig (Stand: 28. Oktober 2002) gelten für den 19. November folgenden Prognosen:
Alle Vorhersagen stimmen bei den Zeiten innerhalb einer halben Stunde überein. McNaught und Asher berücksichtigen dagegen nicht die möglicherweise schwachen Maxima zwischen 05:50 und 07:36 MEZ. Teilweise starke Unterschiede sind bei den prognostizierten maximalen Raten zu erkennen. Das Problem liegt darin, wie man die Staubbänder modelliert.
BeobachtungsbedingungenNur das erste Maximum kann von Europa aus beobachtet werden. Gegen 06:50 MEZ setzt die Morgendämmerung ein. Die anderen Maxima finden deshalb bei uns in Mitteleuropa während der hellen Tagesstunden statt. Das letzte Maximum ist von Nordamerika aus zu sehen. Leider stört der fast volle Mond die Beobachtung. Dadurch werden schwächere Leoniden kaum zu beobachten sein. Allerdings steht er zum Zeitpunkt des zu erwartenden Maximums schon sehr tief im Westen, sodass sein Einfluss nicht mehr so stark ist. Sollten wie 1999 wieder viele helle Leoniden erscheinen, wird es wieder einen beeindruckenden Leonidensturm geben. Wie beobachtet manDie Leoniden sind etwas für Nachtschwärmer oder Frühaufsteher. Da der Ausstrahlungspunkt der Leoniden erst gegen 23 Uhr MEZ aufgeht, braucht man vorher mit der Beobachtung nicht beginnen. Allerdings können dann trotz der zu diesem Zeitpunkt noch geringen Rate spektakuläre Sternschnuppen auftauchen. Die ersten sichtbaren Leoniden streifen die obere Erdatmosphäre und können dabei Leuchtspuren erzeugen, die sich von Osten nach Westen fast über den ganzen Himmel ziehen. Anfangs tauchen Leoniden vorwiegend im Osten auf. Später während des Maximums erscheinen sie über all am Himmel. Lassen Sie beim Beobachten den Blick langsam über den Himmel schweifen. Das ermüdet weniger und man sieht mehr Leoniden, als wenn man immer nur auf die selbe Stelle starrt. Technische Hilfsmittel sind nicht nötig. Sternschnuppen beobachtet man mit bloßem Auge. Sie sind viel zu schnell, um sie mit dem Fernglas oder Fernrohr zu finden. Der Beobachtungsort sollte möglichst dunkel sein und freie Sicht in alle Richtungen bieten. Innerhalb geschlossener Ortschaften stört die Straßenbeleuchtung so stark, dass viele Sternschnuppen nicht zu sehen sind. Allerdings ist es von Vorteil, wenn man aus dem Mondschatten hinter einem Gegenstand (Gebäude, Bäume) beobachtet. Die Augen sind dann weniger geblendet und schwächere Leoniden sind zu sehen. Das größte Problem wird wohl das Wetter sein. Gewöhnlich herrscht in Mitteleuropa um diese Zeit des Jahres schlechtes Wetter. Wer die Leoniden beobachten will, muss wahrscheinlich bereit sein, größere Strecken zu fahren. Wer keinen Urlaub am Mittelmeer oder auf den Kanaren plant, sollte sich einen oder zwei Tage vorher die aktuellen Satellitenbilder und Wetterberichte besorgen. Irgendwo im Umkreis von 1000 km wird es wahrscheinlich brauchbares Wetter geben. |
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