Willkommen zum ersten Frühlingstag! Wenn Sie zwischen heute und dem 1. April eine klare Nacht haben, feiern Sie die neue Jahreszeit mit einer Pilgerfahrt aufs Land, um über das unheimliche Leuchten des Tierkreislichts nachzudenken. Suchen Sie nach einem großen, diffusen, sich verjüngenden Lichtkegel, der zwischen 90 Minuten und zwei Stunden nach Sonnenuntergang vom westlichen Horizont auftaucht. Während das Tierkreislicht nur so hell erscheint wie die Milchstraße, betrachten Sie tatsächlich das zweithellste Objekt am Nachthimmel. Im Ernst. Wenn Sie alles zu einer kleinen Kugel formen könnten, würde sie mit einer Helligkeit von -8,5 leuchten, viel heller als die Venus und nur vom Vollmond übertroffen.
Das Zodiakallicht (Zo-DIE-uh-cull) ist auf der Ebene des Sonnensystems, der Ekliptik, zentriert. Dies ist das gleiche Himmelsband, in dem Sie die Planeten und Tierkreiskonstellationen finden, daher der Name. In den späten Märznächten können Sie es in der Nähe des westlichen Horizonts um mehr als 45 Grad verfolgen (halbe Höhe des Himmels). Erstellt mit Stellarium
Sonnenlicht, das von unzähligen Staubpartikeln reflektiert wird, die von Kometen abgestoßen und durch Asteroidenkollisionen hervorgebracht werden, erzeugt den leuchtenden Lichtkegel. Erstbeobachter könnten denken, dass sie aufgrund von Lichtverschmutzung Himmelsglühen sehen, aber die sich verjüngende Form und die ausgeprägte Neigung kennzeichnen dieses Leuchten als interplanetaren Staub.
Foto von koronalem und Zodiakallicht, aufgenommen von der Raumsonde Clementine, als die Sonne vom Mond verdeckt wurde. Rechts ist Venus. Clementine maß die Helligkeit des Lichts, um eine integrierte Helligkeit von -8,5 zu erreichen. Es schätzte auch Staubpartikelgröße und -herkunft. Bildnachweis: NASA
Wie die Planeten befindet sich der Staub in der Ebene des Sonnensystems. Im Frühjahr neigt sich diese Ebene (die sogenannte Ekliptik) nach Sonnenuntergang vom westlichen Horizont steil nach oben und „hebt“ den pummeligen Lichtdaumen hoch genug, um den Horizontdunst zu beseitigen und sich für Beobachter der nördlichen Hemisphäre von einem dunklen Himmel abzuheben. Im Oktober und November wird die Ekliptik noch einmal aufgerichtet, aber diesmalvor dem Morgengrauen. Während das Zodiakallicht das ganze Jahr über präsent ist, wird es normalerweise in einem flachen Winkel gekippt und durch Horizontdunst getarnt. Nicht so für Himmelsbeobachter in tropischen und äquatorialen Breiten. Dort ist die Ekliptik das ganze Jahr über steil geneigt und das Licht ist immer dann zu sehen, wenn kein Mond am Himmel steht.
Das kombinierte Leuchten von Staubpartikeln in der Ebene des Sonnensystems, das von der Nähe der Sonne bis mindestens zum Jupiter reicht, ist für die Entstehung des Zodiakallichts verantwortlich. Staub, der der Sonne am nächsten ist, leuchtet heller, der Grund dafür, dass der Boden des Tierkreislichtkegels heller ist als die Spitze. Planeten werden als farbige Scheiben dargestellt. Abbildung: Bob King
Jetzt bis zum 1. April und vom 17. bis 30. April sind die besten Nächte zum Anschauen, da der Mond am Himmel fehlt. Der Kegel ist in der Nähe des westlichen Horizonts am breitesten und verengt sich, wenn Sie Ihren Blick nach oben und nach links richten. An seiner Spitze, wo er den V-förmigen Hyaden-Sternhaufen berührt, geht es weiter in das noch schwächere Tierkreisband und den Gegenschein, aber dazu gleich mehr. Schwenken Sie Ihren Blick in breiten Strichen über den westlichen Himmel hin und her, um die charakteristische konische Form des Z-Lichts zu erkennen. Und achten Sie darauf, nach etwas RIESIGEM zu suchen. Dieses Ding ist ein Monster – tatsächlich eines der größten Wesen im Sonnensystem.
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines interplanetaren Staubteilchens, das von einer Höhenebene gesammelt wurde. Es misst etwa 8 Mikrometer im Durchmesser oder etwas weniger als die doppelte Größe eines menschlichen roten Blutkörperchens. Wissenschaftler haben kürzlich entdeckt, dass Staubpartikel als winzige Fabriken für den Aufbau von Wassermolekülen fungieren können. Bildnachweis: Donald Brownlee und Elmar Jessberger
Beobachter, die das Glück haben, unter einem wirklich dunklen Himmel zu leben oder Zugang zu einem wirklich dunklen Himmel zu haben, können das Tierkreislicht als Tierkreisband den ganzen Weg über den Himmel verfolgen.
Auf halber Länge, 180 Grad gegenüber der Sonne, ein etwas hellerer kreisförmiger Fleck namens gegenschein (Deutsch für ‚Gegenglühen‘) eingebettet in die Band.
Staubpartikel erhalten dort einen zusätzlichen Helligkeitsschub, weil sie der Sonne im Quadrat zugewandt sind, ähnlich wie der Vollmond. Während ich normalerweise nur einen Ausschnitt des Tierkreisbandes von meinem dunklen Beobachtungsort aus sehe, ist der Gegenschein oft als diffuser, verschwommener Lichtfleck von etwa 6 Grad über etwas heller als der Himmelshintergrund sichtbar.
Unglaubliche 360-Grad-Breite der morgendlichen und abendlichen Tierkreislichtkegel (ganz links und rechts), des schwächeren Tierkreisbandes und des helleren Flecks von Gegenschein (Mitte) und der Milchstraße, fotografiert vom Mauna Kea. Klicken um zu vergrößern. Bildnachweis: Miloslav Druckmüller und Shadia Habbal
Der niederländische Astronom H. C. van de Hulst stellte fest, dass die Staubpartikel, die für das Zodiakallicht verantwortlich sind, und seine Cousins, das Zodiakalband und der Gegenschein, einen Durchmesser von etwa 0,04 Zoll (1 mm) haben und im Durchschnitt etwa 8 km voneinander entfernt sind.
Der Gegenschein, ein ovaler hellerer Fleck innerhalb des schwachen Tierkreises, ist am einfachsten zu finden, wenn er südlich und am höchsten um Mitternacht (1.00 Uhr Sommerzeit) am Himmel steht. Derzeit befindet es sich in der nördlichen Jungfrau. Da das „Gegenglühen“ immer der Sonne gegenübersteht, wird es im April näher an Spica gleiten. Erstellt mit Stellarium
Die Partikel bilden eine linsenförmige Staubwolke geringer Dichte, die innerhalb der Ebene des Sonnensystems am dicksten ist, aber in Wirklichkeit den gesamten Himmel bedeckt, aber noch so dünn. Von den Partikeln absorbiertes Sonnenlicht wird als unsichtbare Infrarotstrahlung (Wärme) wieder emittiert. Diese Rückstrahlung entzieht dem Staub die Energie, wodurch die Partikel langsam in die Sonne wirbeln. Frischer Staub aus der Verdampfung von Kometeneis sowie Kollisionen von Asteroiden füllt die Wolke wieder auf.
Tierkreislichtkegel am Herbstmorgenhimmel (links) und Ende März. Zu beiden Jahreszeiten sehen wir die Ebene des Sonnensystems in einem hohen Winkel am Himmel gekippt. Bildnachweis: Bob King
Entsprechend eine Studie von Joseph Hahn und Kollegen der Daten der Clementine-Mission macht Kometenstaub den Großteil des Zodiakalstaubs innerhalb von 1 AE aus. (93 Millionen Meilen) der Sonne; ein Gemisch aus Asteroiden- und Kometenstaub macht den Rest aus.
Wenn wir an einem Frühlingsabend hinausgehen, um das Tierkreislicht zu betrachten, können wir schätzen, wie kleine Dinge zusammenkommen können, um etwas Großes zu schaffen.