• vom 25.02.2005, 00:00 Uhr

Kompendium

Update: 01.03.2005, 12:10 Uhr

Astronomie

Bildstörung am Himmel




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Von Christian Pinter

  • Das Sternenfunkeln ist ein bekanntes, aber kein einfaches Phänomen

Alten Völkern galten Gestirne manchmal als kleine Löcher im Gewölbe, die den Blick auf ein verborgenes, himmlisches Flammenmeer frei gaben. Einige sahen in den Sternen selbst ferne Feuer, z. B. brennende Holzscheite, an denen sich fremde Wesen wärmten. Aus dem Wort "Feuer" entwickelten sich die Begriffe "Funke" oder "funkeln". Schon im 8. Jahrhundert v. Chr. ließ Homer ausdrücklich "Funken" aus den Sternen fahren. Der Held Diomedes glich dem leuchtend glänzenden Sirius - weil ein unermüdliches Feuer in seinem Helm loderte.


Schauen wir an kalten Winterabenden Richtung Süden, drängt sich der hellste aller Fixsterne geradezu auf: Sirius ist einer unserer nächsten Sternnachbarn im All. In Wahrheit strahlt der "Hundstern" 22 mal kräftiger als die Sonne. Und das stetig. Dennoch funkelt er höchst unruhig am Firmament, als flackerte eine Kerze im Wind. Warum ?

Man schiebe einen Euro unter ein halb gefülltes Wasserglas und erzeuge zunächst nur sanfte Wellen. Die Münze tanzt scheinbar hin- und her. Schnelles Umrühren verzerrt sie. Ursache ist die rasch schwankende Höhe des Mediums Wasser. Die Ausdehnung der Erdatmosphäre ändert sich hingegen kurzfristig nicht. Für Bildstörungen am Sternenhimmel bedarf es anderer Erklärungen.

Brechung des Lichtstrahls

Das Licht des Sirius zieht 8,6 Jahre völlig unbeschadet durch den leeren Weltraum - mit der im Vakuum möglichen Höchstgeschwindigkeit von 299.792,458 km/sec. Doch in den letzten Zehntausendstelsekunden stellt sich die Erdatmosphäre in den Weg. Sie verlangsamt das weit gereiste Licht. Der Tempoverlust hängt von Temperatur und Luftdruck ab, kann bis zu einem Viertel Promille betragen. Die Geschwindigkeitsänderung führt zur Brechung des Lichtstrahls. Das Sternenlicht wird vom Kurs abgebracht.

Heiße Luft steigt über der Flamme eines Gasherds auf. Sie wird sich später mit der kühleren Umgebung vermischen. Zuvor tummeln sich jedoch Luftzellen höchst mannigfacher Wärme und Dichte nebeneinander. Im projizierenden Licht einer Glühlampe verraten sich diese Schlieren, weil sie den Lichtstrahl verschieden stark brechen: Flüchtige Schattengebilde geistern über die Herdplatte. Manchmal schauen wir durch solche Inhomogenitäten direkt hindurch. Objekte verändern die Gestalt, wenn der Blick über eine sonnenbeschienene Asphaltfläche, über das Dach eines Straßenbahntriebwagens oder am motorbestückten Heck eines Autobusses vorbei zieht.

Die Grenzflächen zwischen warmen und kalten Luftschichten brechen in zahlreiche turbulente Wirbel auf, die unterschiedlich hohe Lichtgeschwindigkeiten gestatten. Jeder Wirbel wirkt als schwache Linse. Knapp über dem Erdboden, aber auch hoch droben in der Erdatmosphäre werden ständig unzählige solcher "Luftlinsen" produziert. Sie können Meter, Zentimeter oder nur noch Millimeter groß sein. Während sich ältere auflösen, entstehen bereits neue.

Der Wind treibt die Gebilde zwischen dem Beobachter und den Gestirnen vorbei. Es scheint, als staple ein himmlischer Optiker nervös Türme von Brillengläsern mit äußerst geringer, aber schnell wechselnder Dioptrienzahl vor unsere Augen. Während einer Wetteränderung, bei teilweise bedecktem Himmel und bei Sturm ist er besonders aktiv.

Strahlte der Hauptstern im Bild des Großen Hundes noch ein paar Dutzend Mal kräftiger, könnte er uns als Projektionslampe dienen: In seinem Licht zögen dann Schatten über den Schnee - ähnlich jenen vom "Gasherd-Experiment". Leider reicht der Glanz des Sirius dafür nicht aus. Statt dessen machen sich die Luftwirbel im heftigen Szintillieren (vgl. lat. scintilla, Funke) des Sterns bemerkbar. Und das gleich auf dreifache Weise.

Zunächst flimmert und blinkt das Gestirn. Blickweise schwankt seine Helligkeit um ein Vielfaches, als wollte es uns zuzwinkern. Schwache Sterne rutschen kurzzeitig sogar unter die Wahrnehmungsgrenze, werden in rascher Folge "aus- und angeknipst".

Übrigens zeigen auch Wiens Straßenlichter oft diese Helligkeitsszintillation, wenn man z.B. abends vom Bisamberg hinab blickt. Vorausgesetzt, sie sind fern genug, um punktähnlich zu erscheinen. Warme, aus dem Stadtgebiet aufsteigende Luft erklärt ihr Flimmern. Tagsüber gelingt eine ähnliche Beobachtung manchmal an Verkehrsampeln oder Signallichtern der Eisenbahn, sofern sie in weiter Distanz leuchten.

Ausbreitungsgeschwindigkeit und Brechung hängen im Medium Luft auch von der Wellenlänge des Lichts ab. Deshalb zerlegt jede "Luftlinse" das weiße Sternenlicht in parallele verschiedenfarbige Strahlen. Auf dem weiteren Weg passieren die Reisekameraden nicht mehr die selben Zellen. Einmal kommt der kurzwellige besser durch, dann der langwellige. Am Ende des vielstufigen Prozesses schillert ein Fixstern in allen erdenklichen Kolorierungen.

"Der glänzende Sirius ist in unseren Breiten wohl das schönste Beispiel eines stark funkelnden Sternes," lasen Naturfreunde vor 100 Jahren in Littrows populärer Astronomie "Die Wunder des Himmels". "Beständig schießt er Strahlen nach allen Seiten aus, bald leuchtet er in intensiv rotem Licht, bald grün, und dann wieder hüllt er sich in einen deutlich blauen Schein; gleichzeitig wechselt er fortwährend seine Helligkeit. Dabei geht dieser ganze Wechsel so schnell vor sich, dass wir ihn kaum genauer verfolgen können." Besser lässt sich das Schauspiel kaum beschreiben.

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Astronomie

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Copyright © Wiener Zeitung Online 2018
Dokument erstellt am 2005-02-25 00:00:00
Letzte Änderung am 2005-03-01 12:10:00

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