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Meteore (Sternschnuppen)

Großer Bolid. Bild: Thomas Grau (Public Domain)

Astronomische Grundlagen

Meteore sind Leuchterscheinungen, die sich für das bloße Auge sehr schnell strichspurförmig über weite Teile des Himmels erstrecken. Bei ihnen handelt es sich um winzige Staubpartikel des interplanetaren Raumes. Kollidieren sie während ihres Umlaufs um die Sonne mit der Erde und treten dabei in die obere Atmosphäre ein, werden sie schlagartig abgebremst. Die hierbei entstehende enorme Reibung erzeugt eine hohe Wärme, die den Körper so stark aufheizt, dass er zu glühen beginnt. Diese Erscheinung beobachten wir als Sternschnuppe bzw. Meteor am Himmel. Kleine Körper verglühen komplett in der Hochatmosphäre, große Körper ab etwa ein Kilogramm Gewicht können als Meteorit den Erdboden erreichen.

Häufig sind es kleinste Bruchstücke von Asteroiden oder die Überreste von Kometen, die die Erdbahn kreuzen und in die Atmosphäre eindringen. Meteore kometaren Ursprungs sind die Verursacher der periodischen Meteorströme. Hierbei schneidet die Erde stets zur gleichen Jahreszeit die Bahn des Mutterkometen (siehe unten).

Begriffsabgrenzung

Die Fachbegriffe im Zusammenhang mit Meteoren werden häufig verwechselt. Kleine Partikel von Staub- und Sandkorngröße, die sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne bewegen, werden Meteoroide genannt. Der Meteor ("Sternschnuppe") ist ausschließlich die sichtbare Leuchterscheinung, nicht jedoch der Körper selber. Ein ggf. die Erdoberfläche erreichender Körper wird als Meteorit bezeichnet.

Geeignete Optiken

Bloßes Auge, ggf. Ferngläser mit großem Gesichtsfeld. Teleskope sind völlig ungeeignet.

Beobachtung

Die Beobachtung von Meteoren ist methodisch und technisch nicht schwierig. Wie oben bereits angeführt, sind Ferngläser wenn überhaupt die größten Instrumente, die sich überhaupt zur Meteorbeobachtung eignen. Nur die größten Meteore, die sog. Boliden, leuchten ggf. lange genug, um sie überhaupt mit einem Fernglas erfassen zu können. Die Meteorbeobachtung ist somit ein hervorragendes und spannendes Aufgabengebiet für Amateurastronomen mit einem geringen Budget.

Grundsätzlich sind Meteore die ganze Nacht über beobachtbar. Es gibt jedoch geometrisch begründete Regeln, die die Erfolgsaussicht stark erhöhen. Die meisten Meteore sind früh morgens kurz vor der Dämmerung in Blickrichtung Osten zu beobachten: Zu dieser Zeit schauen wir mit Blick nach Osten in die gleiche Richtung, in die sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne bewegt. Folglich werden hier von der Erde die meisten Meteoroide "eingefangen". Das gilt gleichermaßen für sporadische Meteore als auch für Meteorströme.

Der Effekt ist der gleiche wie bei einer Autofahrt im Schneesturm. Auf die Windschutzscheibe treffen hierbei wesentlich mehr Schneeflocken auf als auf die Heckscheibe.

Erscheinungsformen

Meteore leuchten plötzlich in Form einer mehr oder weniger hellen Leuchtspur auf. Ihre Helligkeit nimmt während der Leuchterscheinung geringfügig zu, da während des Eintritts in die Atmosphäre die Abbremsung und Reibungswärme zunehmen. Kurz nach Erreichen der maximalen Helligkeit nimmt die Leuchtkraft schnell ab. Ihre Dauer liegt meistens unter einer Sekunde. Die Farbe ist gelb-weiß bis grünlich.

Hellere Meteore, die heller als die Venus strahlen, werden Bolide (Feuerkugeln) genannt. Sie können in wenigen Fällen so hell werden, dass Gegenstände in ihrem Licht Schatten werfen und Bilder von Überwachungskameras für kurze Zeit komplett überbelichtet sind. Für das bloße Auge hat der Feuerball mitunter den scheinbaren Durchmesser des Vollmondes. Solche Lichteffekte bilden sich aus Partikeln von der Größe eines Sandkorns bis zu mehreren Zentimetern Durchmesser. Das Foto zeigt einen großen Boliden.

Bild: Thomas Grau (Public Domain)

Große Bolide zerplatzen mitunter in der Hochatmosphäre. Ihre Bruchstücke fliegen auf der Bahn des Ursprungs-Boliden weiter. Die Erscheinung sieht dann ähnlich wie eine kleine Silvesterrakete aus. Sie geht bei großen Exemplaren oft mit einem Überschallknall und einer Rauchspur einher. Eine Anekdote macht die möglichen Ausmaße solcher Boliden-Erscheinungen deutlich: Vor Jahren ging über den Vereinigten Staaten ein großer Bolid nieder und explodierte in der Atmosphäre. Die Erscheinung konnte zunächst nicht eindeutig auf kosmische Ursachen zurück geführt werden, so dass der damalige US-Präsident Bill Clinton geweckt wurde. Solche extrem großen Erscheinungen sind jedoch sehr selten.

Sporadische Meteore

Diese Meteore treten wie der Name bereits sagt spontan, also zufällig auf. Ihr Erscheinen lässt sich weder vorhersagen, noch treten Häufungen zu bestimmten Jahreszeiten auf. Es handelt sich hierbei um Asteroiden- oder Kometenbruchstücke, die auf eigenen Bahnen um die Sonne kreisen, ohne dabei einem Schwarm von Partikeln anzugehören. Die von diesen Körpern erzeugten Meteore sind am Himmel zufällig (statistisch) verteilt und zeigen kein regelmäßiges Muster.

Meteorströme

Meteorströme haben ihren Ursprung in Meteoroiden, die einem Schwarm von Teilchen angehören. In der Regel sind es Überreste der Ausgasungen von Kometen, die sich entlang der Kometenbahn verteilen. Wenn die Erde die Bahn eines solchen in der Regel bereits vollständig zersetzten Kometen schneidet, durchläuft sie den Partikelstrom auf der Bahn des Mutterkometen. In einem solchen Fall kommt es zu Sternschnuppenströmen. Sie wiederholen sich jedes Jahr zur gleichen Zeit, da die Erde die gleichen Kometenbahnen zur gleichen Jahreszeit schneidet. Die Abweichungen betragen von Jahr zu Jahr maximal plus/minus ein paar Tage.

Die folgende Tabelle gibt die Daten für einige wichtige periodische Meteorströme an.

Quelle: Hans-Ulrich Keller: Astrowissen; Kosmos-Verlag; 1994, Seite 94

Meteore, die zu einem solchen Meteorstrom, auch Meteorschauer genannt, gehören, sind einfach zu identifizieren: Die Meteore eines Meteorstroms scheinen alle von einem Punkt auszugehen. Dieser Punkt wird Radiant genannt. Verlängert man die Spuren der Meteore eines Stroms nach hinten, schneiden sie sich im Radiant. Die Spuren beginnen also nicht zwangsläufig im Radianten. Ihr Startpunkt kann durchaus einige zehn Grad von ihm entfernt liegen. Der Radiant entspricht einem Fluchtpunkt und ist ein perspektivischer Effekt. In Wirklichkeit verlaufen die Bahnen der Meteoroide parallel zueinander. Die Abbildung zeigt eine Schemazeichnung eines Meteorstroms mit Radiant (Kreis).

Bild: Wkipedia; User "Anton". Das Bild steht unter GNU-Lizenz für freie Publikationen.

Auch hier ist der Vergleich mit der Autofahrt im Schneesturm zutreffend. Die auf die Windschutzscheibe einfallenden Schneeflocken scheinen von einem Punkt in der Ferne zu kommen. Ein weiteres Beispiel ist ein langer Tunnel, bei dem die Wände zum hinteren Ende zusammen zu laufen scheinen.

In der Regel haben Meteorströme ein sehr spitzes Maximum und davor und danach jeweils ein paar Tage, in denen die Aktivität allmählich steigt bzw. abnimmt. In der Nähe des Maximums ist der Anstieg bzw. Abfall der Frequenz (siehe unten) sehr rasch. In größerer Entfernung zum Maximum ist die Steigung geringer.

Frequenz

Die Frequenz ist ein Maß für die Stärke eines Meteorstroms und wird in Meteore pro Stunde gemessen. Die Ergiebigkeit eines Stroms und damit die Häufigkeit von Meteoren zu bestimmen, ist eine reizvolle Aufgabe für Amateurastronomen. Die Überwachung von Meteorströmen ist wichtig, um Vorhersagen für zukünftige Verhaltensweisen treffen zu können. Satelliten reagieren sehr empfindlich auf Kollisionen mit interplanetaren Partikeln. Während großer Meteorströme werden empfindliche Satelliten abgeschaltet und gedreht, um anfällige Teile dem Strom so wenig wie möglich auszusetzen. Der Meteorbeobachtung kommt also auch eine praktische Bedeutung zu.

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