Meteorströme

Das überschätzte Himmelsspektakel

 
Meteore, volkstümlich Sternschnuppen, können jederzeit auftreten. Einige Male im Jahr treten sie allerdings gehäuft auf, es kommt zum Maximum eines Meteorstroms. In den Medien werden diese Häufungen meist überbewertet. Nur ganz, ganz selten können wirklich Hunderte Meteore pro Stunde beobachtet werden. Daher ist nach einer solchen Ankündigung die Reaktion oft enttäuscht. Um Enttäuschungen zu vermeiden informieren wir hier sachlich über diese Himmelserscheinungen.
 

1. Meteor, Meteorit


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Ein Eisenmeteorit

Als Meteoroid bezeichnen wir kleine Körper (einige mm bis einige Meter), die die Sonne umkreisen und die Erdbahn kreuzen. Die Masse dieser Objekte beträgt einige Gramm bis mehrere Tonnen. Die Abgrenzung nach unten zum kosmischen Staub und nach oben zu den Asteroiden ist offen.

Als Meteorit bezeichnen wir einen festen Körper kosmischen Ursprungs, der den Erdboden erreicht hat. Meteorite bestehen aus Silikatmineralen (Steinmeteorit) oder einer Eisen-Nickel-Legierung (Eisenmeteorit).


Eine Meteorerscheinung am Himmel

Als Meteor bezeichnen wir die Leuchterscheinung, die beim Eintritt eines Meteoroiden in die Erdatmosphäre entsteht. Dies passiert typischer Weise in einer Höhe von ca. 80 Kilometern. Die Eintrittsgeschwindigkeit der Objekte liegt zwischen 11 und 72 Kilometer pro Sekunde.

Meteoroide mit mehr als 10mm Größe erzeugen helle Meteore, auch Feuerkugeln oder Boliden genannt. Die klassischen, noch mit freiem Auge erkennbaren Meteore oder Sternschnuppen, werden von Objekten in der Größenordnung von 1 bis 10mm erzeugt. Noch kleinere Objekte erzeugen Erscheinungen, die nicht mehr mit freiem Auge gesehen werden können.


 

2. Meteorstrom: Zustandekommen


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Viele kleine kosmische Teilchen haben ihren Ursprung in den Kometen. Kometen sind lockere Gebilde aus Eis und Staub. Bei ihrer Annäherung an die Sonne sublimiert das Eis (es wird gasförmig) als Folge der Erwärmung, der Komet setzt Gas und Staubteilchen frei, die der Bahn des Kometen folgen und als winzige Himmelskörper - Meteoroide - die Sonne umkreisen.

Kreuzt die Erde eine solche Kometenbahn, kommt es zu einem Meteorstrom.


Komet in Sonnennähe


Erde kreuzt Kometenbahn


 

3. Meteorstrom: Erscheinung


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Die Meteoroiden eines Meteorstroms umkreisen die Sonne auf sehr ähnlichen, elliptischen Bahnen. In einem kleinen Bereich kann man sagen, sie bewegen sich im Raum in die gleiche Richtung.


Die Bahnen der Meteoroiden im Großen ...


... und in einem kleinen Bereich ihrer Bahn


Kollision mit der Erde ...


... und wie es Betrachter sehen

Durchquert die Erde einen solchen Schwarm von Meteoroiden, verhält es sich genau so, als würden wir mit dem Fahrrad oder Auto einen Mückenschwarm durchqueren. Durch unsere Geschwindigkeit (die der Erde beträgt in der Bahn 30 km/s) kommen die Teilchen scheinbar alle aus der gleichen Richtung auf uns zu. Es sieht so aus, als würden die Teilchen alle von einem Punkt ausgehen, dem Fluchtpunkt.

Bei Meteorströmen hängt dieser Fluchtpunkt von zwei Dingen ab: Der Richtung, in die sich die Erde bewegt, und der Richtung, in die sich die Teilchen entlang ihrer Bahn bewegen.

So scheint jeder Meteorstrom von seinen Ursprung an einer bestimmten Stelle des Sternenhimmels zu haben. Weit, weit hinter den Meteoren, die ja in ca. 80 km Höhe in der Erdatmosphäre entstehen, liegt dann - dem Termin des Zusammenstoßes von Teilchenstrom und Erde entsprechend - eine bestimmte Himmelsregion mit einem Sternbild. Dieses gibt dem Strom seinen Namen, obwohl rein astronomisch natürlich nicht der geringste Zusammenhang zwischen Meteoren und der Welt der Fixsterne besteht.

So sprechen wir von Perseiden, wenn die Meteore vermeintlich aus dem Sternbild Perseus zu kommen scheinen, von Leoniden, wenn sie aus dem Löwen (Leo) kommen, etc.

Wie viele Meteore sind bei einem solchen Meteorstrom zu erwarten? Da die Verteilung der kleinen Teilchen in der Bahn des erzeugenden Kometen natürlich nicht gleichmäßig ist, lässt sich hier nur ein Mittelwert angeben. In der Astronomie hat sich für die Intensität eines Meteorschauers ein Mass mit einem fast unaussprechlichen Namen eingebürgert: Die stündliche Zenitalrate oder engl. Zenithal Hourly Rate oder ZHR. Was verbirgt sich hinter diesem eigenartigen Begriff?

Die ZHR ist jene Anzahl von Meteoren pro Stunde, die unter den theoretisch besten Bedingungen zu erwarten sind, und zwar am ganzen sichtbaren Himmel. Die Annahmen:

  • Der Radiant des Meteorstroms steht genau senkrecht über uns, im Zenit. Das kann, wenn überhaupt, nur für einen kurzen Moment der Fall sein und nicht für einen längeren Beobachtungszeitraum, da sich ja die Erde dreht und somit auch der Radiant über den Himmel wandert.

  • Die Sichtverhältnisse sind optimal, mit freiem Auge sind Sterne der Größenklasse 6,5 zu sehen. Das ist ein theoretischer Optimalwert, der nur in extrem dunklen Nächten, weit abseits vom Licht einer Stadt und ohne Mondlicht zu erreichen ist.

  • Die Zahl bezieht sich auf den ganzen Himmel, wobei ein Mensch gleichzeitig nur maximal ein Drittel des Himmels (bei bewegten Objekten) erfassen kann, bei stillstehenden Objekten noch viel weniger.

Die stärksten "regulären" Meteorströme im Jahr haben eine ZHR von 120. Nehmen wir an, dass

  • Der Radiant nur in halber Himmelshöhe steht (das ist schon recht gut),

  • wir Beobachtungsbedingungen am Stadtrand haben

dann reduziert sich die Anzahl der zu erwartenden Meteore für einen einzelnen Beobachter von 120 auf zwei bis drei pro Stunde, und das ist ein realistischer Wert! Meteorströme sind daher eines der am meisten überschätzten Himmelsereignisse.

Für alle, die gerne rechnen ...


Zur Berechnung der ZHR


Beispiel Perseiden

Mit ein wenig Umformung kann bei bekannter ZHR auch N bestimmt werden, so entstand obige Kopfrechnung.


 

4. Visuelle Beobachtung


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Visuelle Meteorbeobachtung

Zur Beobachtung von Meteoren braucht man kein Fernrohr! Es wäre unsinnig, mit einem Teleskop zu lauern, bis eine Sternschnuppe zufällig durch das winzige Feld huscht.

Meteore beobachtet man mit freiem Auge. Am besten liegend, denn so können wir entspannt einen großen Teil (wie gesagt, maximal ein Drittel) des Himmels überblicken.

Einfach nur schauen, das ist der Anfang. Wer etwas mehr tun möchte: Zählen! Und nicht vergessen, die visuelle Grenzgröße zu bestimmen. Das geht am besten mit den Sternen des Kleinen Wagens.


 

5. Fotografie


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Fotografische Meteorbeobachtung

Meteore können fotografiert werden, am besten mit einem Fisheye oder zumindest einem starken Weitwinkelobjektiv.

Kamera auf ein festes Stativ montieren und senkrecht nach oben fotografieren, bei größerer Brennweite als Fisheye in Richtung Radiant aufnehmen.

Bei stehender Kamera bilden sich die Sterne als Strichspuren ab. Abhilfe: Die Kamera auf eine Montierung mit Nachführung schnallen (huckepack am Fernrohr).

Früher, zu Zeiten der analogen Fotografie, konnte der Verschluss der Kamera sehr lange offen gehalten werden, auch stundenlang. Mit digitalen Kameras können wir meist nicht länger als 30 bis 60 Sekunden belichten. In diesem Fall bietet sich eine Reihenaufnahme an. Um Lücken zu vermeiden, können wir auch mit zwei Kameras arbeiten. ISO und Belichtungszeit richten sie wie gesagt nach den Himmelsverhältnissen.

Mit lichtstarken Videokameras kann ein Meteorstrom auch gefilmt werden. Achtung bei Zeitrafferaufnahmen, eine Meteorerscheinung ist sehr kurz (meist unter einer Sekunde).


 

6. Die wichtigsten Meteorströme im Jahr


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Es gibt sehr viele Meteorströme pro Jahr.

Aber nur wenige sind wirklich auffällig. Hier die wichtigsten:

Die Quadrantiden

Die Quadrantiden kommen aus einem Sternbild, das es unter diesem Namen offiziell nicht mehr gibt: Quadrant. Es ist heute der nördliche Teil des Bootes (Bärenhüter).

  • Zeitraum: 1. bis 5. Jänner, zweite Nachthälfte bis Morgenhimmel
  • Maximum: Nacht vom 3. auf den 4. Jänner
  • Ursprung: Asteroid 2003 EH1, ehemaliger Kern des Kometen C/1490 Y1
  • ZHR: 120 - 200
  • Populationsindex r = 2,1
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 41 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die Lyriden

Die Lyriden kommen eigentlich aus dem Herkules. Es ist ein normalerweise sehr schwacher Strom, der in manchen Jahren allerdings eine beachtliche Stärke erreicht hat.

  • Zeitraum: 16. bis 25. April, ganze Nacht
  • Maximum: 22. April
  • Ursprung: Komet C/1861 G1 (Thatcher)
  • ZHR: 18, mit Ausbrüchen bis zu 300 (1922, 1982)
  • Populationsindex r = 2,1
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 49 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die Eta-Aquariden

Die Eta-Aquariden kommen aus dem nördlichen Bereich des Wassermann. Da der Radiant um diese Jahreszeit sehr tief am Morgenhimmel steht, weisen sie lange, flache Flugbahnen auf. Es handelt sich um sehr schnelle Meteore.

  • Zeitraum: 19. April bis 28. Mai am Morgenhimmel
  • Maximum: 6. Mai
  • Ursprung: Komet 1P/Halley
  • ZHR: 85
  • Populationsindex r = 2,4
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 66 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die südlichen Delta-Aquariden

Die südlichen Delta-Aquariden kommen aus dem südlichen Bereich des Wassermann. Der Radiant steht zur Zeit dieses Meteorstroms schon höher als bei den Eta-Aquariden. Eine Besonderheit dieses nicht sehr ausgeprägten Stroms ist, dass es zwei Maxima gibt. Das zweite fällt in die Zeit der Perseiden und die Meteore beider Ströme können an ihrer Richtung auseinander gehalten werden.

  • Zeitraum: 12. Juli bis 25. August, Mitternacht bis Morgen
  • Maximum: 28./29. Juli und 7./8. August
  • Ursprung: Ekliptikaler Staub
  • ZHR: 20
  • Populationsindex r = 2,3
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 41 km/s


Lage des Radianten

 

Die Perseiden

Der bekannteste Meteorstrom im Jahr, wenngleich nicht der stärkste. Da die Meteore der Perseiden, auch "Tränen des Laurentius" nach dem Namenstag des Maximums genannt, in die Sommermonate fallen, sind sie so populär. Mit einer ZHR von 100 können in einer guten Nacht schon bis zu 30 Meteore pro Stunde beobachtet werden. In die Zeit des Maximums der Perseiden fallen auch noch die südlichen Delta-Aquariden, siehe oben. Die Meteore der Perseiden sind recht schnell.

  • Zeitraum: 17. Juli bis 24. August, später Abend bis Morgen
  • Maximum: 11./12. August
  • Ursprung: Komet 109P/Swift-Tuttle
  • ZHR: 100
  • Populationsindex r = 2,2
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 59 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die Draconiden

Ein interessanter Meteorstrom. In den meisten Jahren sind die Draconiden, wegen ihres Erzeugerkometen auch Giacobiniden genannt, eher schwach. Es gibt aber immer wieder Jahre mit sehr starkem Aufkommen. Ein solches wird auch für 2011 vermutet (ZHR 200 bis 600). Die Meteore der Draconiden sind extrem langsam und ziehen daher gemächlich über den Himmel und sind somit wesentlich länger zu beobachten als durchschnittliche Sternschnuppen. Die Ursache dafür: Die Draconiden laufen von hinten auf die Erde auf.

  • Zeitraum: 6. bis 10. Oktober, ganze Nacht
  • Maximum: 8. Oktober
  • Ursprung: Komet 21P/Giacobini-Zinner
  • ZHR: variabel, bis zu 600 (2011?)
  • Populationsindex r = 2,6
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 18 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die Orioniden

Ein schwächerer Meteorstrom mit sehr raschen Meteoren. Der Radiant liegt im Orion an der Grenze zu den Zwillingen.

  • Zeitraum: 2. Oktober bis 7. November, Mitternacht bis Morgen
  • Maximum: 20./21. Oktober
  • Ursprung: Komet 1P/Halley
  • ZHR: 30
  • Populationsindex r = 2,4
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 66 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die Leoniden

Die Leoniden sind wohl der berühmteste Meteorstrom, zumindest in der astronomischen Literatur. Grund dafür ist, dass dieser Strom alle rund 33 Jahre für enorme Ausbrüche mit sehr hoher ZHR bekannt ist. So erreichte die ZHR im Jahr 1998 einen Wert von 340, in den Jahren 1966 und 1866 jeweils einige Tausend. Berühmt ist aber das Maximum von 1833 mit einer (vermuteten) ZHR von mehr als 200.000 - das sind ungefähr 60 Meteore pro Sekunde! In den meisten Jahren sind die Leoniden allerdings eher unauffällig.

  • Zeitraum: 10. bis 23. November, Mitternacht bis Morgen
  • Maximum: 17./18. November
  • Ursprung: Komet 55P/Temple-Tuttle
  • ZHR: stark variabel
  • Populationsindex r = 2,9
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 71 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation

Die Geminiden

Der stärkste Meteorstrom im Jahr wird meist kaum beachtet; zu knapp vor Weihnachten, zu kalt zur Beobachtung, meist schlechtes Wetter. Dabei sorgen die Geminiden aufgrund ihrer langsamen Geschwindigkeit und ihren langen, flachen Bahnen für eine schöne Himmelserscheinung, zumal sie auch sehr hell sind.

  • Zeitraum: 7. bis 17. Dezember, ganze Nacht
  • Maximum: 13./14. Dezember
  • Ursprung: Asteroid (3200) Phaeton, ein "erloschener" Komet
  • ZHR: 120
  • Populationsindex r = 2,6
  • Geschwindigkeit relativ zur Erde: 35 km/s


Lage des Radianten


Räumliche Situation


 
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