1000 Fragen: Warum funkeln Sterne?

Bei wolkenfreiem Himmel lassen sie sich besonders gut bewundern: Die vielen kleinen Sterne leuchten nicht nur, sondern sie blinken, funkeln, glitzern. Aber wie kommt es eigentlich zu diesem Effekt?

Nicht nur Sterne leuchten hier am Himmel, sondern auch Planeten Zur Großansicht
dapd

Nicht nur Sterne leuchten hier am Himmel, sondern auch Planeten

Weißt Du wie viel Sternlein stehen an dem blauen Himmelszelt? Fast jeder hat dieses Lied schon mal gesungen, genauso wie jeder schon mal jenes Himmelszelt bewundert hat. Wie kleine Diamanten funkeln die Sterne auf schwarzem Samt. Das Licht, das sie uns senden, scheint zu flackern und nicht gleichmäßig hell zu leuchten. Doch woher kommt dieser Effekt?

"Das Funkeln entsteht, weil das Sternenlicht die turbulente Erdatmosphäre passieren muss", erklärt Sebastian Schröter von der Hamburger Sternwarte. Der Effekt entsteht also erst im letzten Reiseabschnitt des Sternenlichts auf seinem Weg zur Erde. "Die gewaltigen Entfernungen durch den Weltraum passiert das Licht praktisch ungehindert", sagt Schröter, "doch in unserer Erdatmosphäre trifft es dann auf die wabernden Luftschichten."

Wer schon einmal schräg über eine heiße Asphaltstraße geblickt hat, kennt den verzerrenden Effekt von Luft unterschiedlicher Temperatur: Es bilden sich Schlieren, die Bildpunkte scheinen sich leicht zu bewegen. Eine ähnliche Wirkung hat die Bewegung unterschiedlich warmer Luftmassen in der Atmosphäre auf das Licht der Sterne. So entstehen Lichtablenkungen im Bruchteil einer Sekunde, dadurch beginnen die Sterne leicht zu tanzen und ihre Leuchtkraft scheint zu schwanken.

Planeten funkeln kaum

Die Astronauten auf der internationalen Weltraumstation ISS sehen dagegen keinen romantischen Glitzereffekt beim Blick in den Sternenhimmel. Diesen Umstand nutze auch die moderne Astronomie, sagt Schröter. "Weltraumteleskope wie Hubble oder Kepler befinden sich ebenfalls in einer Umlaufbahn außerhalb der Erdatmosphäre und haben dadurch einen ungehinderten Blick ins All." Von der Erde sei es dagegen nur mit aufwendigen Korrekturverfahren möglich, der Luftunruhe Herr zu werden.

Einige Lichtpunkte am Nachthimmel stammen allerdings gar nicht von fernen Fixsternen, sondern von Planeten unseres eigenen Sonnensystems. Sie lassen sich mit bloßem Auge kaum von Sternen unterscheiden, haben aber dennoch eine Besonderheit: Sie funkeln nur sehr wenig. Sie sind der Erde so nahe, dass sie im Gegensatz zu den Sternen nicht als Punkte, sondern bei genauer Betrachtung als winzige Scheiben zu erkennen sind. Bei einer hellen Fläche sind die Helligkeitsschwankungen weniger sichtbar als bei einem winzigen Lichtpunkt.

Wie hell uns ein Himmelskörper erscheint, ist also immer an drei Hauptfaktoren gebunden: Entfernung, Leuchtkraft und Größe. Das wird an dem Stern deutlich, der unseren Himmel dominiert: die Sonne. Sie ist auch der einzige Stern, den wir mit bloßem Auge sofort als Scheibe erkennen können.

fln/dapd

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1. Sterne sehen
eikfier 27.03.2011
Zitat von sysopBei*wolkenfreiem Himmel lassen sie sich besonders gut bewundern:*Die vielen kleinen*Sterne*leuchten nicht nur, sondern sie blinken, funkeln, glitzern. Aber wie kommt es zu diesen Effekt? http://www.spiegel.de/schulspiegel/wissen/0,1518,747827,00.html
...schönes Thema und harmlos: warum funkeln Sterne? Nach der im Artikel angebotenen Erklärung von der wabernden Luftschicht, müßten die Sterne ja dann z.B von der ISS aus betrachtet nicht funkeln, ist das denn auch so? Ich vermute persönlich, sie funkeln auch dort,weil das Funkeln mit der schon erwähnten Kleinheit des Leuchtobjektes zu tun hat und dann noch mit unserer Netzhaut im Auge, aber eben um den Luftschichtfaktor weniger...oder so ;-)
2.
Indigo76 27.03.2011
Zitat von eikfier...schönes Thema und harmlos: warum funkeln Sterne? Nach der im Artikel angebotenen Erklärung von der wabernden Luftschicht, müßten die Sterne ja dann z.B von der ISS aus betrachtet nicht funkeln, ist das denn auch so? Ich vermute persönlich, sie funkeln auch dort,weil das Funkeln mit der schon erwähnten Kleinheit des Leuchtobjektes zu tun hat und dann noch mit unserer Netzhaut im Auge, aber eben um den Luftschichtfaktor weniger...oder so ;-)
Es hilft, wenn man nicht nur die Überschrift sondern auch den ganzen Artikel liest. Da wird das Phänomen, dass die Sterne von der ISS aus betrachtet nicht funkeln, angesprochen. Erschreckt hat mich die furchtbar unwissenschaftliche Ausdrucksweise des Artikels. Da wird gesagt, dass die Sonne der einzige Stern ist, der von der Erde mit bloßem Auge als Scheibe zu erkennen ist. Selbstverständlich erkennen wir keine Scheibe, sondern nur die zweidimensionale Draufsicht einer dreidimensionalen Kugel. Die Tatsache, dass das optisch keinen Unterschied macht, da die Sonne zu weit entfernt ist, um eine Wölbung erkennen zu können, macht es nicht weniger falsch.
3. Da funkelt nix
kommentor 27.03.2011
Zitat von eikfier...schönes Thema und harmlos: warum funkeln Sterne? Nach der im Artikel angebotenen Erklärung von der wabernden Luftschicht, müßten die Sterne ja dann z.B von der ISS aus betrachtet nicht funkeln, ist das denn auch so? Ich vermute persönlich, sie funkeln auch dort,weil das Funkeln mit der schon erwähnten Kleinheit des Leuchtobjektes zu tun hat und dann noch mit unserer Netzhaut im Auge, aber eben um den Luftschichtfaktor weniger...oder so ;-)
Genau so ist es.
4.
Lennard Green 27.03.2011
Auf dem Bild ist auch die enorme Lichtverschmutzung zu erkennen, die selbst am Horizont noch vor sich hin glimmt und uns Hobbyastronomen in Deutschland das Leben schwer macht. Wer mal in einem weniger "entwickelten" Land war und nächtens den Blick gen Himmel gerichtet hat, weiss, was es heisst, keiner Dauerbeleuchtung ausgesetzt zu sein... Was die Frage mit der ISS angeht... hmm, die müssten eigentlich aus dem Gröbsten heraus sein, obwohl die Umlaufbahn nicht geostationär ist und hin und wieder angehoben werden muss, damit das gute Stück nicht verglüht.
5. Seeing
Alderamin 27.03.2011
Zitat von Lennard GreenAuf dem Bild ist auch die enorme Lichtverschmutzung zu erkennen, die selbst am Horizont noch vor sich hin glimmt und uns Hobbyastronomen in Deutschland das Leben schwer macht. Wer mal in einem weniger "entwickelten" Land war und nächtens den Blick gen Himmel gerichtet hat, weiss, was es heisst, keiner Dauerbeleuchtung ausgesetzt zu sein... Was die Frage mit der ISS angeht... hmm, die müssten eigentlich aus dem Gröbsten heraus sein, obwohl die Umlaufbahn nicht geostationär ist und hin und wieder angehoben werden muss, damit das gute Stück nicht verglüht.
Den größten Einfluss auf das "Seeing" (wie die Astronomen die Luftunruhe bezeichnen) haben ohnehin die bodennahen Luftschichten direkt um den Beobachter herum. Als Mitte der 90er der Komet Shoemaker-Levy auf dem Jupiter einschlug, bin ich deshalb zu einem nahe gelegenen kleinen See gefahren und habe mein Teleskop dort aufgestellt. Die Luft ist über dem Wasser deutlich ruhiger, weil das Wasser die Luft kühlt und sie somit nicht aufsteigt. Eine nasse Wiese oder ein Wald kann einen ähnlichen Effekt haben. Das Bild von Jupiter im Teleskop war dann auch sehr viel ruhiger und schärfer als wenn man ihn aus der Stadt über warmen Häuserdächern beobachtet. Hobby-Astronomen nehmen Planeten heute übrigens meist mit billigen Webcams auf. Das Video enthält dann stets einige schärfere und einige unscharfe Bilder des Planeten. Kostenlose Software wie "Giotto" oder "Registax" erlaubt es, die schärfsten Bilder heraussuchen zu lassen und zu überlagern. Damit kann man das Seeing sehr gut kompensieren. http://www.lrz.de/~slansky/bereiche/astronomie/aufnahmetechniken/aufnahmetechniken02.html Die Profis wiederum bauen in den Strahlengang des Teleskops einen Spiegel ein, der tausende Male pro Sekunde an vielen Stellen systematisch leicht "verbogen" werden kann, um von der Atmosphäre verzerrte Lichtwellen-Fronten wieder gerade zu biegen. Zur Steuerung wird dann entweder ein heller Stern nahe dem beobachteten Objekt verwendet, oder wenn man keinen hat (der übliche Fall), projiziert man sich mit einem Laser einen hellen Fleck in die Ionosphäre, als künstlichen Stern. Das sieht man z.B. hier http://www.ing.iac.es/PR/press/glas2.jpg (kompletter Artikel: http://www.ing.iac.es/PR/press/ing42007.html) Das liefert mittlerweile bei den großen Teleskopen zumindest im Infraroten von der Erde aus vergleichbar scharfe Bilder wie das Hubble-Weltraumteleskop (das einen nach heutigem Maßstab eher kleinen Spiegel hat). Hubble hat allerdings den Vorteil, über die gesamte Bildfläche ein scharfes Bild zu liefern, während adaptive Optik stets nur einen kleinen Ausschnitt des Bildes korrigieren kann. Es gibt seit diesem Jahr allerdings schon Teleskope, die mit mehreren künstlichen Sternen arbeiten, um den Schärfebereich zu vergrößern http://www.skyandtelescope.com/community/skyblog/newsblog/115050854.html
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