Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Sonntag, 2. September 2018

Gedanken zum Herbst

Besonders wenn man fern der Lichter der Großstadt den Sternenhimmel ansieht, kann man leicht ins philosophieren kommen. Schon Immanuel Kant hat den gestirnten Himmel über uns bewundert: 

„Zwei Dinge erfüllen das Gemüt mit immer neuer und zunehmender Bewunderung…der gestirnte Himmel über mir und das moralische Gesetz in mir.“ 

Und wenn wir heute, etwa 250 Jahre später, an den Himmel blicken, bietet er uns immer noch den gleichen Anblick wie zu Kants Zeiten:  Unveränderlich und ewig scheint der Kosmos zu sein.

Aber dieser Anblick täuscht. Er entsteht durch die kurze Lebensdauer eines Menschen, so dass selbst viele Generationen kosmisch nur einen Augenblick überdauern. Der Kosmos entwickelt sich, sein heutiger Zustand hat sich vor 13,8 Milliarden Jahren gebildet und wenn die beschleunigte Ausdehnung des Kosmos so weitergeht, dann werden in einigen hundert Milliarden Jahren alle Strukturen durch die inflationäre Ausdehnung des Kosmos zerstört sein.

Stellen sie sich nun einmal vor, ein Menschenleben würde 700 Millionen Jahre dauern. Wir würden während unseres Lebens die Veränderungen der Kontinente sehen, der Anblick der Erde würde sich ständig ändern. Unsere Sonne wäre am Ende eines Menschenlebens sichtbar größer, auch der Radius der Mondbahn hätte sich durch die Wirkung von Ebbe und Flut um fast 10% vergrößert.
Die Sterne würden am Himmel nicht stillstehen, sondern wir würden die Drehbewegung unseres Milchstraßensystems erkennen und die zufälligen Eigenbewegungen der Sterne: wie Flugzeuge an unserem Himmel würden sie ihre Bahnen beschreiben.
Der Kosmos dehnt sich zwar aus, trotzdem aber können nahe beieinander stehende Galaxien zusammenstoßen und miteinander verschmelzen. Die dabei entstehenden Verformungen der Galaxien würden wir während unseres Lebens sehen können und die Andromedagalaxie käme im Laufe unseres Lebens 300000 Lichtjahre näher, das ist mehr als 10% ihres jetzigen Abstandes. Am Ende unseres Lebens würden wir sie heller und größer am Himmel sehen als während unserer Kindheit. Unsere Ur-Ur-Enkel würden sich schon auf das Schauspiel der nahenden Verschmelzung freuen können.

Simulation des Netzwerkes aus Dunkler Materie mit Galaxienhaufen (gelb), MPA
Wir erkennen heute, dass Galaxien an den Knoten eines gigantischen Netzwerkes aus Dunkler Materie stehen. Sie sind keine unveränderlichen Welteninseln, sondern wechselwirkende Systeme, die sich durchdringen und verbinden können.

Unser Zeitmaßstab ist nicht kosmisch, ein Menschenleben ist weniger als ein Augenblick in der Entwicklung des Universums.

Wir sollten  endlich begreifen, dass wir nicht einen festen zentralen Platz in einer ewigen Welt haben, sondern Teil eines Prozesses sind, einer gigantischen Veränderung, dass es eine Zukunft des Universums ohne uns geben wird, genauso wie es eine Vergangenheit des Kosmos ohne uns gegeben hat.

Aber noch eine andere philosophische Frage ist in den Blickpunkt der modernen Astrophysik gerückt:

Warum gibt es überhaupt etwas und nicht nur nichts? 

Nun, das „Etwas“ was wir sehen, sind 300 Milliarden Galaxien, jede mit vielen hundert Milliarden Sternen, Planeten und Gaswolken angefüllt. Aber diese leuchtende sichtbare Materie macht nur etwa 2% der Substanz unseres Kosmos aus. Den Rest sehen wir nicht, weil er nicht leuchtet, weil er aus Dunkler Materie oder vielleicht sogar aus Dunkler Energie besteht.

Der „gestirnte Himmel“ über uns ist wie die Spitze eines Eisberges, das meiste bleibt unseren direkten Blicken verborgen.

Viele Modelle der Kosmologie gehen davon aus, dass alles aus einer zufälligen Energieschwankung vor 13,8 Milliarden Jahren entstanden ist. 
Und vielleicht ist deshalb die Frage, warum es überhaupt etwas gibt, falsch gestellt. 
Die anfängliche Energiefluktuation könnte beliebig klein, nahezu Null gewesen sein. Und dann wäre die innere Struktur des Universums nichts anderes als die Entwicklung des anfänglichen Nichts: 

Wir leben im „Nichts“.

Samstag, 1. September 2018

Eine Nacht auf dem Gornergrat

Im Oktober 2017 verbrachte ich einige Tage auf dem 3100 m hohen Gornergrat.

Blick von der Sternwarte

 Dort ist noch eine Sternwarte in Betrieb, die man über das Internet bedienen kann.

Sternwartenkuppel vor dem Matterhorn


Vom höchsten Punkt des Grates aus sieht man einen ungetrübten Sternenhimmel.

Nachdem die Sonne untergegangen ist, taucht der Erdschatten auf.






Wenn der Mond aufgeht, wird der Himmel blau, denn auch das Mondlicht wird wie das Sonnenlicht gestreut.

Einen vergleichbaren Sternenhimmel konnte ich nur in der australischen Wüste oder in Chile erleben.

Die Magellanschen Wolken über der Sternwarte La Silla in Chile
Milchstraße mit Dunkelwolken über dem Outback in Australien
(aus mehreren Artikeln der App zusammengestellt)

Die ISS über Kassel

Regelmäßig kann man die Internationale Raumstation, die ISS, über Kassel sehen.


Zur Zeit ist sie nur vor Sonnenaufgang und tagsüber zu sehen, aber ab Mitte September wird sie wieder für eine Weile am Abendhimmel ihre leuchtende Spur hinterlassen.


ISS - Spur über Jupiter am 21.5.18
ISS über der Andromedagalaxie (4.2.18, M.Woskowski)

Manchmal fliegt die ISS auch vor dem Mond her. Solche Aufnahmen kann man nur über Filmen erhalten und man muss dann die Einzelbilder durchsehen. Da bei einem Mondvorbeiflug die Belichtungszeiten der Einzelbilder recht lang sein müssen und die ISS sich sehr schnell vor der Mondscheibe bewegt, ist sie kaum zu erkennen.

ISS vor Mond am 21.7.18

Was anderes ist es bei einem Sonnen-Transit. Hier kann man bis zu 1/8000 Sekunde belichten, die ISS ist klein, aber scharf.

Sonnentransit am 28.6.

Sonnentransit am 6.8.


Alle Transitaufnahmen sind mit Tele 1200 mm gemacht.


Heute gehen die Sonnenuhren richtig!



Um den Grund zu verstehen, müssen wir zwischen mittlerer Ortszeit, wahrer Ortszeit und MEZ und MESZ unterscheiden:
Was sind das für Zeiten?
Die MEZ wird auf einen Längengrad von 15° Ost bezogen. Kassel hat eine Länge von etwa 9,5° Ost, d.h. wir müssen zur MEZ 22 Minuten addieren um auf die mittlere Ortszeit zu kommen.
Die Sonne steht also bei uns nicht um 12.00 Uhr MEZ/13.00 Uhr MESZ sondern um 12.22 Uhr bzw. 13.22 Uhr im Süden am höchsten.
So ganz stimmt das aber nicht...denn die wirkliche Sonne bewegt sich am Himmel nicht gleichmäßig.
Der Unterschied zwischen wahrer und mittlerer Sonnenzeit wird Zeitgleichung genannt.
Die wahre Sonnenzeit kann man auf einer Sonnenuhr ablesen. Aber Sonnenuhren können bis zu 14 Minuten nach und 16 Minuten vor gehen.
Wir messen die mittlere Zeit auf dem um 23,5° gegen die Ekliptik (scheinbare Jahresbahn der Sonne am Himmel) geneigten Himmelsäquator. Je nachdem wo die Sonne sich auf der Ekliptik befindet, entspricht ihre tägliche Jahresbewgeung nach Osten einer leicht abweichenden Strecke auf dem Himmelsäquator.
Zusätzlich läuft sie auch unterschiedlich schnell, da die Erde in Sonnennähe (Anfang Januar) eine größere Bahngeschwindigkeit hat als in Sonnenferne (Juli).
Heute am 1.9. ist die Zeitgleichung nahezu 0.
Eine Sonnenuhr würde heute die richtige Zeit anzeigen.
Wozu braucht man sowas???
Früher konnte man nur durch genaue Zeitmessungen navigieren. Da waren genaue Tabellen zur Zeitgleichung für das Überleben von Schiffsbesatzungen notwendig.
Heute navigieren wir mit Hilfe von Satellitenuhren und berücksichtigen sogar die Zeitdilatation und die Raumkrümmung am Satelliten zur genauen Navigation.

Aktueller Post aus der App

Öffnungszeiten der Sternwarte auf dem SFN

Öffentliche Führungen: 

Freitags um 20.00 Uhr (Sommer: ab Dämmerungsbeginn)


Samstags (gerade Wochen): 14 Uhr Sonnenbeobachtungen

Donnerstags 18.00 Uhr (besondere Termine): Vorträge

Führungen für Gruppen und Schulklassen nach Voranmeldung unter 01772486810

Führungen in der Sternwarte finden nur bei klarem (nahezu wolkenfreiem) Himmel statt.

Freitagabends können interessierte Sternwartenbesucher auch durch die Labore des SFN geführt werden.

Besucher/innen können auf der Dachterrasse des SFN auch unter Anleitung unser Dobson-Fernrohr allein benutzen sowie sich einen unserer zahlreichen Ferngläser für den Abend ausleihen.
Blick auf die Beobachtungsplattform der Sternwarte auf dem SFN während einer Beobachtungsnacht


Lichtblitze am Himmel

Iridium-Flares:  Reflexionen des Sonnenlichtes an Satelliten der Iridium-Reihe.

Diese Telekommunikationssatelliten haben drei riesige Antennen aus stark reflektierendem Aluminium. Manchmal wird das Sonnenlicht von ihnen auf bestimmte Bereiche der Erde gelenkt. Dann sieht man dort bis zu 20 Sekunden lang einen Lichtblitz aufleuchten, der 50-mal so hell wie Venus und 1000- mal so hell wie Sirius, der hellste Stern am Himmel, sein kann.

Das Bild zeigt einen dieser Satelliten.



Credit: Cliff courtesy of Flickr    

Das erste Bild zeit die Aufnahme eines Flares mit Tele und kurzer Belichtungszeit vom 3.3.18


Die Kamera war noch auf Tele gestellt (von der vergeblichen Suche nach Venus und Merkur) und auf eine kurze Belichtungszeit von 1/4 Sekunde...deshalb sieht man nur den Lichtblitz.

Aus dieser Aufnahme wurde dann noch einmal vergrößert. Es könnte sein, dass die seltsame Form ein Abbild der gesamten Satellitenfläche ist: Der untere Teil des Kreuzes ist die Antenne, die Seitenteile könnten die Solarzellen sein. Normalerweise werden solche Flares länger belichtet, so dass sie als Lichtlinie erscheinen, hier war es nur 1/4 Sekunde...

Auf dem Originalbild wurde noch ein punktförmig abgebildeter Stern gefunden. Es bestehen keine Zweifel: Im Lichtblitz vom Satelliten zeichnet sich dessen Form ab.

Hier einige weitere Aufnahmen von Iridium Flares (Belichtungszeiten bis zu 15 Sekunden). Man kann schon vorher dem eigentlichen Lichtblitz die Satelliten sehen, sieht ihre Bewegung, wie sie immer heller werden und dann plötzlich sehr hell aufleuchten, dann wieder lichtschwächer werden und nicht mehr sichtbar sind.


 

Da die Satelliten abgeschaltet und durch andere ersetzt werden, erwartet man im neuen Jahr zumindest keine vorhersagbaren Flares mehr, denn es wird dann auch die Lagekontrolle der Satelliten abgeschaltet.

Die längste totale Mondfinsternis des Jahrhunderts


Zur Vorbereitung auf die Mondfinsternis habe ich schon am 1.7. geschrieben:


Ein Sommernachtstraum: Roter Mond trifft roten Mars!

Am Freitag, 27. Juli stehen zwei Himmelskörper genau der Sonne gegenüber (Oppositionsstellung):

Der Vollmond geht  gegen 21.30 Uhr im Südosten beim Sonnenuntergang auf, gefolgt um 22.20 Uhr vom roten Wüstenplanet Mars.

Aber es ist kein normaler Vollmond, denn der Mond steht dieses Mal so präzise der Sonne gegenüber, dass er in den Schatten der Erde eingetaucht ist: Wir haben eine der recht seltenen totalen Mondfinsternisse.

Da der Mond beim Aufgang schon vollständig im Schatten der Erde verschwunden ist, sehen wir nur eine rötlich leuchtende Scheibe über den Horizont steigen.

Das rote Licht, das den Mond noch erreicht, ist Sonnenlicht, das durch die Lufthülle der Erde in den Schatten gelangt. Da das blaue Licht von unserer Luft aus den Sonnenstrahlen herausgestreut wird (deswegen haben wir blauen Himmel), kommt nur das rote Licht zum Mond durch. Aus dem gleichen Grund ist auch die am Horizont stehende Sonne beim Auf- oder Untergang oft rot verfärbt.

Zwischen 21.30 Uhr und 23. 13 Uhr steht der Mond im Kernschatten der Erde, mit fast zwei Stunden ist das die längste Verfinsterung dieses Jahrhunderts. Wenn der Mond aus dem Kernschatten austritt, sehen wir eine helle stetig wachsende Sichel, bis er nach Mitternacht dann wieder vollständig beleuchtet ist.

Ein wirklich einmaliger Zufall ist es, dass diese Mondfinsternis von der Oppositionsstellung des Planeten Mars begleitet wird.

Mars steht uns dieses Jahr besonders nahe: Die Erde ist jetzt Anfang Juli an ihrem sonnenfernsten Bahnpunkt und Mars an seinem sonnennächsten angekommen. So trennen die beiden Planeten nur 58 Millionen Kilometer, deutlich weniger als sonst. Deswegen erscheint uns der  Mars besonders hell.

Die rote Farbe von Mars entsteht durch die Gesteine seiner Wüsten, die vor allem das rote Sonnenlicht besonders gut reflektieren.

Somit wird dieser Abend durch zwei rötlich leuchtende Himmelskörper zu etwas Einmaligem: Der blasse und eher dunkle Mond und der hell strahlende Nachbarplanet, nur wenige Grad nebeneinander.

Da dieses Himmelsspektakel recht dicht am Horizont stattfindet, sollte man einen Ort mit freier Sicht nach Südosten aufsuchen.

Seltenes Schattenspiel

Eine Mondfinsternis tritt auf, wenn der Vollmond in den Schatten der Erde taucht. Da der Erdschatten in der Mondentfernung recht schmal ist, sind Mondfinsternisse relativ selten, sie können aber dann, wenn sie stattfinden, von der gesamten Nachthälfte der Erde beobachtet werden.

Obwohl alle 29,5 Tage Vollmond ist, gibt es nicht jeden Monat eine Mondfinsternis, da die Mondbahn um 5 Grad gegen die Erdbahn geneigt ist. Deshalb steht der Vollmond meist über oder unter dem Erdschatten und wird deshalb nicht verfinstert. Nur zweimal im Jahr steht der Mond bei Vollmond auch auf der Höhe der Erdbahn und kann dann in den Schatten der Erde eintreten. Es gibt dann auch immer vierzehn Tage vor oder nach der Mondfinsternis eine Sonnenfinsternis. Maximal treten Mondfinsternisse somit zweimal im Jahr auf, häufig aber nur einmal pro Jahr und es gibt sogar Jahre ohne Mondfinsternis.

Der Mars kommt alle 25 Monate in seine Oppositionsstellung, am 27.7. treffen also zwei recht seltene Ereignisse zusammen.

Natürlich haben wir beobachten können, eine Zusammenfassung der Finsternis zeigt dieser Zeitrafferfilm, den Mark Woskowski vom Dach der Sternwarte auf dem SFN gedreht hat:

Mark beim Aufnehmen des Filmes







Weitere Bilder vom Abend:

Verfinsterter Vollmond
Verfinsterter Mond und Mars über Kassel
Mond tritt aus dem Kernschatten, kurz belichtet
bei langer Belichtung sieht man den verfinsterten Teil



Mars unter dem inzwischen fast vollständig aus dem Kernschatten getretenen Mond

Instrumente der Sternwarte auf dem SFN

Im Folgenden sind die Instrumente der Sternwarte auf dem SFN, Parkstr.16, beschrieben:


Beobachtungsplattform 

300/1600mm Newton-Spiegelfernrohr auf Montierung Fornax51.

200/3000mm Schaer-Refraktor, computergesteuerte Montierung,
Sonnenteleskop für Hα und Ca-Licht

356/3910mm C14 Celestron Edge-HD-1400, Flatfield Cassegrain-System

Binokular-Fernglas Miyauchi 20x100 mit Montierung

    
 Dachterrasse 

250mm Dobson Spiegelteleskop

höhenverstellbare Säule für Rollstuhlfahrer und Kinder: 200mm Celestron C8 Schmidt-Cassegrain
zahlreiche kleinere Teleskope und Ferngläser zum Ausprobieren für Besucher/innen

Fernrohr für Rollstuhlfahrer geeignet, Fahrstuhl bis zur Sternwarte vorhanden

Zubehör 

Gitterspektrograph

H-α- Filter, sowie Calzium-Teleskop zur Sonnenbetrachtung
Vollformat-CCD-Kamera, gekühlt mit USB-Filterrad
Fernglas 20x80 mit Stativ
Viele kleinere Ferngläser zur Selbstnutzung
5 Kameras für Himmelsfotografie zum Ausleihen
Interferenzfilter
Mintron-Himmelskamera mit Monitor
6" Schmidtkamera
Objektivsonnenfilter
Canon EOS Da Astrokamera
Spektroskope
Übertragungsmöglichkeit der Fernrohrbilder in den Vortragsraum