Einige Themen, die uns im Kurs 20010/2011 interessiert haben  

Finsternisse 2011

nicht sehr spannend...

ESA-Mars Express VMC-Projekt

Englische Sprache

Oppositionen 2011

Das Übliche....

Anmerkungen zum VMC - Projekt

Deutsche Sprache

Finsternis um Mitternacht?

Ist das möglich?

Mondfinsternis vom 15/16 Juni

Christian Wellmann

Jupiterbilder 2011

SEB wieder da! 

   

 

 

 


Finsternisse 2011


 

Finsternisse im Jahr 2011: Noch mal wie jedes Jahr zur Erinnerung: Das kleine Bild links zeigt die Positionen von Mond, Erde und Sonne, die für eine Finsternis gut sind.  Wegen der Neigung der Mondbahn gegen die Erdbahn tritt dieser Zustand nur zweimal im Jahr auf, einmal wie links skizziert mit Sonne rechts oben, und nach einem halben Umlauf der Erde um die Sonne, wenn die Sonne dann von links unten auf Mond und Erde scheint. So erwartet man eigentlich zwei Sonnenfinsternisse und zwei Mondfinsternisse im Jahr. Da die Geometrie bei einer Mondfinsternis nicht so kritisch ist (der Erdschatten ist in der Mondgegend noch sehr groß), kann der Mond unter geeigneten Bedingungen auch im Abstand von einem Monat, also zweimal hintereinander in den Erdschatten oder vor die Erde geraten. Es kann also bis zu vier Sonnenfinsternisse und bis zu vier Mondfinsternisse in einem Jahr geben, die Mondfinsternisse sind dann auf der ganzen Nachtseite der Erde zu sehen. Daher sind die Chancen an einem festen Ort Mondfinsternisse zu sehen recht gut. Wegen des  kleinen Mondschattens auf der Erde sind Sonnenfinsternisse hingegen nur auf (gegebenenfalls recht kleinen) Bereichen der Tagseite der Erde sichtbar, die Chancen auf eine Sonnenfinsternis an einem festen Ort sind also viel geringer als bei einer Mondfinsternis. In ungünstigen Jahren kann es allerdings auch vorkommen, dass an vielen Orten der Erde nicht einmal eine schöne Mondfinsternis zu sehen ist! Leider haben wir 2011 etwas Pech, nur drei der 6 stattfindenden Finsternisse können (teilweise) von Deutschland aus gesehen werden.

 

Genauere Information zu den Finsternissen:

 

Partielle Finsternis der Sonne vom 4. Januar:  Diese Finsternis findet in den Morgenstunden des 04.01 statt. Sie beginnt um 07.40 MEZ in der algerischen Sahara, in Deutschland ist das noch kurz vor Sonnenaufgang. In der maximalen Phase sind 82 Prozent der Sonnenscheibe verdeckt. In München geht die Sonne bereits leicht verfinstert um etwa 8:03 MEZ auf, erreicht ihre maximale Phase etwa um 9:18 MEZ, und ist um 10:45 MEZ beendet. Die Finsternis endet global gesehen um 12:01 MEZ in Zentralasien. Die maximal 82 Prozent Bedeckung werden weit im Norden Europas erreicht, in München müssen wir uns mit etwas mehr als 68 Prozent begnügen. In Ermangelung einer besseren Finsternis sollte man ruhig mal früh aufstehen, einen Platz suchen bei dem der Horizont im Osten fei sichtbar ist, und der Dinge harren, die da kommen sollen. Wenn es dann wie üblich bewölkt ist, hat man wenigstens  einen gesunden Spaziergang gemacht.

Partielle Finsternis der Sonne vom 1/2. Juni:  Diese Finsternis beginnt in den Abendstunden des 1. Juni, und endet kurz nach Mitternacht zu Beginn des 2. Juni. Genaue Daten: Beginn 20:25 MEZ östlich von Asien, Maximum um 22:16 MEZ am Polarkreis südlich der Halbinsel Kanin, Ende um 0:07 MEZ im Nordatlantik vor Kanada. Im Maximum wird der 0,6te Teil des Sonnendurchmessers bedeckt. Diejenigen von uns, die sich gerade mal wieder am nördlichen Polarkreis aufhalten, können ja mal einen Blick riskieren.

Partielle Finsternis der Sonne vom 1. Juli:  Diese Finsternis beginnt um 8:45 MEZ, erreicht die maximale Phase um 9:38 MEZ, und endet 10:23 MEZ. Die ganze Finsternis verläuft in einem Bereich im nördlichen Eismeer, und es werden maximal stolze 1 Prozent(!) des Sonnendurchmessers verdeckt. also unbedingt rechtzeitig auf einem Eisbrecher anheuern, und dann aufpassen, dass man die sensationellen 1% nicht am Ende noch übersieht.....

Partielle Finsternis der Sonne vom 25. November:  Diese Finsternis beginnt um 5:23 MEZ, erreicht die maximale Phase um 7:20 MEZ, und endet 9:17 MEZ. Immerhin werden in der maximalen Phase über 90 Prozent des Sonnendurchmessers bedeckt. Das Ganze spielt sich dieses Mal im Bereich der Antarktis ab, die restlichen Eisbären und Pinguine die die Klimaerwärmung noch übrig gelassen hat, dürfen sich freuen.

Totale Finsternis des Mondes am 15/16. Juni:  Sie beginnt um 19:23 MESZ (Sommerzeit) mit den Eintritt des Mondes in den Halbschatten, wovon wenig zu sehen ist. Interessant wird es ab 20:23 MESZ beim Eintritt des Mondes in den Kernschatten der Erde. Die totale Finsternis beginnt um 21:22 MESZ und dauert bis 23:03 MESZ. Um 0:03 MESZ tritt der Mond aus dem Kernschatten, und um 1:02 aus dem Halbschatten, und das Spektakel ist endgültig vorbei. In München können wir die Finsternis ab Mondaufgang um 21:07 MESZ beobachten, das ist kurz vor dem Beginn der totalen Phase. Das Besondere an dieser Finsternis ist die Tatsache, dass der Mond fast zentral durch den Schatten der Erde läuft, und die Finsternis so eine der längsten totalen Finsternisse ist, die möglich sind. Also sicher ein ganz nettes Ereignis an einem schönen klaren und warmen Juni-Abend, wenn nur das Wetter mitspielt.

Nachtrag: Das Wetter hat wenigstens teilweise mitgespielt, und so konnten trotz Wolken einige Fotos geschossen werden. Verwendet wurde dieses Mal kein großes Teleskop, sondern eine einfache Digitalkamera. Eins der gewonnenen Bildchen ist links eingefügt.

Totale Finsternis des Mondes am 10. Dezember:  Sie beginnt um 12:32 MEZ  mit den Eintritt des Mondes in den Halbschatten, wovon wenig zu sehen ist. Interessant wird es ab 13:45 MEZ beim Eintritt des Mondes in den Kernschatten der Erde. Die totale Finsternis beginnt um 15:06 MEZ und dauert bis 15:58 MEZ. Um 17:18 MEZ tritt der Mond aus dem Kernschatten, und um 18:32 aus dem Halbschatten, und das Spektakel ist endgültig vorbei. In München können wir die Finsternis ab Mondaufgang um 16:18 MEZ beobachten, das ist 20 Minuten nach dem Ende der totalen Phase. Viel zu sehen gibt es also wirklich nicht, und daher stören uns auch die Wolken nicht, die wie üblich bei solchen Ereignissen den Himmel boshafter Weise bedecken werden.

 

zum Seitenanfang

 


Oppositionen von Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto


 

Oppositionen genauer betrachtet: Oppositionen gibt es bei Planeten, die ihre Bahnen außerhalb der Erdbahn haben. In der Opposition stehen sich von der Erde aus gesehen der Planet und die Sonne genau gegenüber, daher die Bezeichnung "Opposition". Wenn die Sonne im Westen untergeht, geht der Planet im Osten gerade auf. Diese Stellung ergibt sich immer, wenn die Erde den Planeten auf ihrer innen gelegenen Bahn "überholt", und dabei die Entfernung zwischen Erde und Planet besonders klein ist. Der Planet erscheint dann besonders hell und groß, und erreicht die größte Höhe über dem Horizont um Mitternacht genau im Süden. Weil sich Jupiter und Saturn sehr viel langsamer als die Erde um die Sonne bewegen, gibt es Oppositionen in Abständen von etwas mehr als einem Jahr. Mars bewegt sich viel schneller und läuft der Erde davon, deshalb braucht die Erde mehr als zwei Jahre, um Mars einzuholen. Der Abstand von zwei Oppositionen ist übrigens nicht ganz konstant, weil sich die Planteten auf ihren Ellipsenbahnen nicht mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Wenn zum Beispiel der Mars sich im sonnennahen Bereich seiner stark elliptischen Bahn schneller bewegt, dauert es auch länger bis die Erde ihn dort einholen kann. Bilder von Marsoppositionen gibt es hier.

Oppositionen sind für die Beobachtung der Planeten interessant, weil der Abstand von der Erde dann am geringsten ist, und der Planet um Mitternacht die höchste Position der Nacht am Himmel erreicht. Je höher der Planet am Himmel steht, desto geringer ist der Einfluss der Luftunruhe auf das Bild des Teleskops. Deshalb sind die Oppositionen am besten, bei denen der Planet eine große Höhe über  dem Horizont erreicht, und zusätzlich der Erde besonders nahe kommt. Das Bild links zeigt den Jupiter in der Opposition 2010 mit zwei seiner Monde. Deutlich erkennt man das völlig entfärbte südliche äquatoriale Wolkenband SEB mit dem frei in der hellen Planetenoberfläche stehenden großen roten Fleck GRF. Auf das Bild klicken liefert eine große Version.

 

Jupiteropposition 29.10.2011: Besonders interessant wäre die Beobachtung von Jupiter, weil das Wolkenband SEB im Jahr 2010 fast völlig verschwunden war, und der berühmte große rote Fleck GRF frei vor der hellen Planetenoberfläche stand. Ende 2010 gab es allerdings erste Anzeichen dafür, dass das Wolkenband wieder sichtbar wird. Auch steht der Planet bei der Opposition in München mit 54° wieder recht hoch am Himmel, deutlich besser als 2010. Der Äquatordurchmesser ereicht zwei Tage  vor der Opposition bei einer Entfernung von 3,97 AE beziehungsweise 594 Millionen Kilometern 49,7", der Durchmesser über die Pole beträgt wegen der starken Abplattung des Jupiters nur 46,4". Im Jahre 2008 hatten wir nur mit raffinierten Tricks (Infrarot-Fotografie) einen Achtungserfolg bei der Jupiterfotografie erzielen können, 2009 haben wir es erst garnicht versucht. 2010 haben wir wieder angefangen, und unsere bisher besten Bilder machen können. Die Bilder von Jupiteroppositionen gibt es hier. Die Tabelle zeigt, dass sich die Horizonthöhe von Jupiter bei den kommenden Oppositionen nochmals deutlich verbessert, damit ist Jupiter der einzige Planet, der in den kommenden Jahren besonders gut von Deutschland aus beobachtbar ist.

 

Daten von Jupiteroppositionen für einen halben Jupiterumlauf für Breite 48° (München)

Datum

der Opposition

05.06.2007

09.07.2008

14.08.2009

21.09.2010

29.10.2011

03.12.2012

05.01.2014

06.02.2015

Größe in

Bogensekunden

45,8

47,2

48,9

49,8

49,4

48,2

46,6

45,1

Grad über

dem Horizont

20

19

27

40

54

63

65

58

Entfernung in

Erdbahnradien

4,30

4,16

4,03

3,95

3,97

4,07

4,21

4,35

Jede zweite(!) Saturnoppositionen für einen halben Saturnumlauf für Breite 48° (München)

Datum

der Opposition

31.12.2003

27.01.06

24.02.08

22.03.2010

15.04.2012

10.05.2014

03.06.2016

27.06.2018

Größe in

Bogensekunden

20,5

20,4

20

19,5

19,0

18,6

18,4

18,3

Grad über

dem Horizont

64

61

53

44

34

27

21

20

Entfernung in

Erdbahnradien

8,05

8,08

8,29

8,50

8,72

8,90

9,01

9,05

Oppositionen mit extremen Werten für die Horizonthöhe sind oben rot markiert

 

Saturnopposition 04.04.2011: Die maximale Höhe des Saturn über dem Horizont beträgt in München ca. 39 Grad, also schon 5 Grad weniger als letztes Jahr, was bezüglich Luftunruhe ein noch brauchbarer aber keinesfalls exzellenter Wert ist. Im Kommenden Jahr werden es noch mal 5 Grad weniger, wie man in obiger Tabelle für 2012 entnehmen kann. Der Durchmesser des Saturns (ohne Ring) beträgt dann am Äquator 19,3 und am Pol 17,3 Winkelsekunden. Die verschiedenen Durchmesser ergeben sich, weil Saturn wegen seiner schnellen Rotation um11% abgeplattet ist. Die Entfernung von der Erde beläuft sich auf etwa 8,61 AE (AE = mittlerer Erdbahnradius) entsprechend 1289 Millionen Kilometer. Die Ringe des Saturn sind um 27° gegen die Bahnebene geneigt, und weil Saturn wie ein Kreisel seine Drehachse im Raum beibehält, sieht man die Ringe während seines über 29 Jahre dauernden Umlaufs um die Sonne zweimal voll "aufgekappt" unter 27°, und zweimal exakt von der Seite unter 0°. Bei der Opposition 2011 ist der Ring nur um 8,6 Grad geöffnet, also ein immer noch recht bescheidener Wert im Vergleich zu den möglichen 27 Grad.

Ein schönes Bild einer Saturn-Opposition 2009 gibt es hier, wegen schlechten Wetters entstand dieses Bild jedoch erst einige Wochen nach der Opposition. In den Jahren nach 2009 verschlechtert sich wegen einer geringen Horizonthöhe die Sichtbarkeit des Saturn von Europa aus dramatisch, 2010 haben wir auch wegen des schlechten Wetters erst garnicht versucht Fotos der Opposition zu schießen. Erst in 20 Jahren wird Saturn wieder richtig gut aussehen, die Tabelle oben zeigt ja auch schon die geringe Horizonthöhe bei den Oppositionen bis 2018. Weitere Daten dazu gibt es an dieser Stelle.

Uranusopposition 25.09.2011:  Im Gegensatz zu Jupiter, der mit 50" einen stattlichen Durchmesser und große Helligkeit erreicht, muss sich Uranus mit einem Durchmesser von unter 3,6" begnügen, und sich mit entsprechend geringer Helligkeit zufrieden geben. Bei der Opposition in der Nacht vom 25. auf den 26. September steht Uranus in München um 0:13 MEZ ca. 42 Grad über dem Horizont. Er ist dann 2,854 Milliarden Kilometer oder 19,08 AE entfernt. Das Licht läuft dann von Uranus zur Erde 2 Stunden und 39 Minuten! Im Fernrohr ist Uranus ein kleines, grünliches Scheibchen, mit dem bloßen Auge ist er bei Helligkeit 5.7 nur theoretisch gerade noch zu sehen.

Neptunopposition 22.08.2011: Wo wir nun schon einmal dabei sind: Hier noch die Daten für die Opposition von Neptun. Sie findet in der Nacht vom 22. zum 23. August statt, Neptun hat dann eine Entfernung von 29,0 AE entsprechend 4,338 Milliarden Kilometer von der Erde. Entsprechend klein zeigt sich das Planetenscheibchen mit 2,4" scheinbarem Durchmesser. Es leuchtet nur sehr schwach mit bläulicher Farbe, und ist daher auch mit einem Teleskop nicht einfach zu finden. Die Höhe über dem Horizont für München ist auch nicht gerade berauschend, aber dieses Problem haben ja alle Oppositionen im Sommer (wer es nicht schon zuvor gelesen hat, findet an dieser Stelle weitere Information über die Horizonthöhe bei Oppositionen).

Plutoopposition 28.06.2011: Obwohl Pluto seinen Planeten-Status verloren hat, und nun als einer von vielen Zwergplaneten dahin vegetiert (inzwischen hat man andere Zwergplaneten außerhalb der Plutobahn gefunden, die sogar größer als Pluto sind), wollen wir auch seine Opposition hier aufführen. Er befindet sich im Sternbild Schütze, seine Horizonthöhe für München beträgt magere 23 Grad. Er ist 31,04 AE entsprechend 4,643 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt, und hat einen scheinbaren Durchmesser von nur 0,1". Das liegt unter dem Auflösungsvermögen selbst großer Amateurteleskope, er erscheint mit einer Helligkeit von nur 14.0 als extrem schwaches Lichtpünktchen im Teleskop, und ist dementsprechend schwer zu finden. Um sich die Entfernung mal vorzustellen: Das Licht läuft mit 300.000 km/s in einer Sekunde fast von der Erde zum Mond, bis zum Pluto würde es bei dieser Opposition vier Stunden und 18 Minuten laufen.

zum Seitenanfang

 

 


Anmerkungen zum Mars Express VMC - Projekt



Für unsere Verhältnisse ungewöhnlich: Normalerweise machen wir Bilder mit dem eigenen Teleskop, aber warum nicht mal ein ferngesteuertes Teleskop verwenden? Noch viel besser wäre da die Kamera eines Orbiters? Durch Kontakte zur ESA wurde uns angeboten eine "Operation" der WMC - Kamera des Mars Express Orbiters zu "adoptieren". Wir haben natürlich dankend angenommen. Das verläuft dann so:

Die VMC-Kamera des Mars Express war zur Überwachung der Abkopplung des Landemoduls gedacht, es handelt sich um eine einfache IMEC Iris-1 "Webcam" mit lediglich 3 Watt maximalem Leistungsbedarf. Später kam die Idee, diese Kamera auch für Marsaufnahmen zu nutzen. Mars Express befindet sich auf einer stark elliptischen Bahn mit einer Minimalhöhe von etwa 298km und einer Maximalhöhe von etwa 10.107km, bei großer Höhe wird Mars Express nicht durchgehend für wichtige Arbeiten benötigt. So ergeben sich freie Slots für VMC - Beobachtungen. Daten der Kamera:

Für unsere Operation wählten wir einen möglichst planetennahen Slot am 22.03.2010 um 0:46 UTC, konnten die Daten zunächst wegen Problemen bei der Übertragung zur Erde nicht auswerten. Ersatzweise nutzen wir den Slot am 23.03.2010 von 0:28 bis 1:08 UTC, bei dem die Position der Sonde ungünstiger war. Später konnten wir auch die original angeforderten Bilder noch teilweise nutzen. Weil die ganze Angelegenheit recht neu und interessant war, haben wir später noch eine ganze Reihe von anderen Bildern der VMC-Kamera aus dem Archiv der ESA herausgesucht und bearbeitet. Unsere bei der ESA angemeldeten Ziele waren:

Bei den Ergebnissen ist zu beachten, dass sich Mars Express schnell bewegt, und man daher bei der Bildverarbeitung keine Videos nutzen kann. Die Sache ist also nicht ganz einfach, wie man am Vergleich des Rohmaterials mit den fertigen Bildern sehen kann haben wir dennoch (sehr) gute Arbeit geleistet. Weil man nicht wie bei einem Video viele Bilder zur Qualitätsverbesserung überlagern kann, ist sehr viel Erfahrung bei der Bildbearbeitung erforderlich, und wir haben das endgültige Verfahren dann der ESA genau beschrieben, eventuell hilft es anderen Interessenten bei ihrer Bildbearbeitung. Eine Zusammenfassung der Rohbilder und unserer Ergebnisse liegt hier: Datentabelle. Zur Betrachtung der Bilder sollte man den Browser in den Vollbildmodus schalten, das gelingt oft durch Drücken der F11-Taste. Die Angelegenheit hat viel Spaß gemacht, aber auch viel Arbeit. Wir waren daher sehr erfreut über die ungemein lobende und anerkennende Reaktion von ESAESA, es gab viele positive Rückmeldungen. Ein Beispiel aus dem Englischen übersetzt:

"Im Interesse des ganzen Mars Express Flight Control Teams sprechend bin ich sehr beeindruckt von der von den Lehrern und Schülern des Humboldt Gymnasiums geleisteten Arbeit. Ihre Arbeit, Analyse und Ergebnisse beweisen den Wert sogar von "low-tech" Bildern aus dem Weltraum sowohl bildungsmäßig als auch wissenschaftlich. Gratulationen für ein gut ausgeführtes Projekt, und wir wünschen Ihnen anhaltenden Erfolg Ihrer Studien".

-- ESA's Michel Denis, Mars Express Spacecraft Operations Manager, ESA/ESOC

Leider sind unsere umfangreichen Auswertungen und Erläuterungen in Englisch gehalten, daher haben wir wenigstens diese vorstehenden knappen Zeilen auf Deutsch verfasst. Wer es genauer wissen will: Unsere "wissenschaftlichen" Ziele und die umfangreiche Ausarbeitung dazu befinden sich unter diesem Link: Volle Auswertung, einige Veröffentlichungen der ESA gibt es hier: projekt 1 und  projekt 2 und projekt 3. Zum Betrachten der Bilder bitte die oben verlinkte Datentabelle verwenden.

 

zum Seitenanfang