In den “Fragen zur Astronomie” geht es heute um ein Phänomen, das man in so gut wie jeder klaren Nacht beobachten kann: Sternschnuppen. Wer lang genug den dunklen Himmel betrachtet, der wird mit ziemlicher Sicherheit eine der flüchtigen Lichterscheinungen sehen. Für einen kurzen Moment leuchtet ein kleines Licht auf uns saust über den Himmel um dann ebenso schnell wieder zu verlöschen, wie es aufgetaucht ist. Aber was leuchtet da? Und: Warum leuchtet eine Sternschnuppe?

Das, was da am Himmel (indirekt) zu sehen ist, sind Staubkörner aus dem All. Im Weltraum gibt es ja nicht nur Sterne und Planeten, sondern auch jede Menge Kleinkram. Unter anderem jede Menge Staub. Größere und kleinere Gesteinsbrocken findet man überall im Sonnensystem und wenn einer davon mit der Erde zusammenstößt, dann sieht man eine Sternschnuppe.

Sternschnuppe, von der Raumstation aus gesehen (Bild: NASA)

Sternschnuppe, von der Raumstation aus gesehen (Bild: NASA)

Es handelt sich dabei um wirklich kleine Objekte; nur wenige Millimeter groß. Und oft kann man hören, dass diese Staubkörner deswegen als Sternschnuppen aufleuchten, weil sie in der Atmosphäre der Erde verglühen. Bei flüchtiger Betrachtung klingt das logisch. Immerhin brauchen ja auch Raumschiffe einen Hitzeschild, wenn sie auf dem Rückweg zur Erde die Atmosphäre mit hoher Geschwindigkeit durchqueren. Aber die Erklärung ist trotzdem falsch. Das lässt sich leicht nachvollziehen: Sucht euch ein kleines Staubkörnchen (hinter dem Sofa findet sich sicherlich etwas) und verbrennt es. Das wird dann zwar hell, aber mit Sicherheit nicht so hell, dass man es Dutzende Kilometer über dem Erdboden mit freiem Auge sehen könnte.

Der Grund für das Leuchten der Sternschnuppe ist ein wenig komplizierter. Die Temperatur spielt dabei schon eine Rolle, aber nicht die Hauptrolle. Wenn ein Staubkorn aus dem All auf die Lufthülle der Erde trifft, ist es enorm schnell (es bewegt sich mit mehr als 10 Kilometern pro Sekunde). Und die Reibung mit den Molekülen der Luft erzeugt tatsächlich hohe Temperaturen wodurch das Staubkorn verbrennt. Das macht aber nur einen kleinen Teil der gesamten Leuchterscheinung aus. Das, was man sieht, ist die sogenannte Plasmaspur hinter dem Staubkorn.

Durch die hohen Temperaturen verlieren die Atome der Luft einige der Elektronen aus ihrer Hülle. Eine Gas, in dem Elektronen aus der Hülle und Atomkerne ohne Elektronen getrennt voneinander vorliegen, nennt man Plasma. Um diesen Zustand aufrecht zu erhalten, braucht es Energie. Fehlt die, dann binden sich die Elektronen schnell wieder an ihre Atomkerne. Diesen Vorgang nennt man “Rekombination” und dabei gibt das Atom Energie in Form von Licht ab. Es ist im wesentlichen der gleiche Prozess, der auch in einer Leuchtstoffröhre stattfindet: Auch dort werden die Atome des Gases in der Röhre durch den elektrischen Strom zuerst angeregt, bevor die Rekombination stattfindet und das Ding leuchtet.

Eine Sternschnuppe leuchtet also, weil sie eine strahlende Spur aus Plasma hinter sich über den Himmel zieht! Und wer jetzt Lust bekommen hat, eine echte Sternschnuppe zu sehen: Geht hinaus und schaut nach oben! Im kommenden Winter kann man nicht nur die normalen Sternschnuppen sehen, sondern auch die jährlichen Sternschnuppenschauer der Leoniden (bis Ende November) und Geminiden (bis Mitte Dezember). Mehr über Sternschnuppen und verwandte Themen findet ihr in dieser Übersicht.

Mehr Antworten findet ihr auf der Übersichtsseite zu den Fragen, wo ihr selbst auch Fragen stellen könnt.

Kommentare (6)

  1. #1 Higgs-Teilchen
    17. November 2014

    @Florian

    Cool erklärt. Und gleich mit dem Lob die Frage: was sind die Leoniden und Geminiden?

    Lg H.

  2. #2 Florian Freistetter
    17. November 2014

    @Higgs-Teilchen: ” was sind die Leoniden und Geminiden?”

    Wie im Text erwähnt: Sternschnuppenschauer. Und alle Infos und Erklärungen dazu findest du im (auch im Artikel verlinkten) Übersichtsartikel: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/08/09/perseiden-co-alles-uber-sternschnuppen-und-meteorstrome/

  3. #3 Alderamin
    17. November 2014

    @Higgs-Teilchen

    Das sind Sternschnuppenschwärme. Diese entstehen, wenn die Erde eine alte Kometenbahn kreuzt, auf der sich kleine Partikel verteilt haben, die sich vom Kometen abgelöst haben. Wenn die Erde die Bahn kreuzt, erscheinen relativ viele Sternschnuppen, die alle aus der gleichen Richtung zu kommen scheinen, dem sogenannten Radianten. Bei den Leoniden liegt dieser Punkt im Sternbild Löwe (lat. Leo) und bei den Geminiden in den Zwillingen (Gemini). Die Sternschnuppen können allerdings überall am Himmel erscheinen, auch in der Gegenrichtung des Radianten, nur lässt sich ihre Bahn zum Radiant zurückverfolgen. Der Radiant muss über dem Horizont stehen, damit man eine gute Chance auf Sternschnuppen des Schwarms hat.

    Die Leoniden stammen vom Kometen Temple-Tuttle, dessen Bahn die Erde am 17. November (ups, heute) kreuzt. Alle ca. 33 Jahre ist der Schwarm sehr aktiv (zuletzt 1998-2001), weil der Komet da in der Nähe ist und frisches Material von einem der letzten Sonnenumläufe ihn begleitet. Ansonsten sind die Leoniden nicht sehr ergiebig, sie liefern nicht mehr als ansonsten an sporadischen Sternschnuppen noch zu sehen ist. Und man muss wenigstens bis 23 Uhr warten, bis der Radiant aufgeht.

    Die Geminiden sind Mitte Dezember zu sehen, da stehen die Zwillinge bei Anbruch der Dunkelheit schon einigermaßen hoch am Himmel. Unter ihnen sind viele helle Sternschnuppen. Deswegen sind sie mein Lieblings-Sternschnuppenschwarm.

  4. #4 Franz
    17. November 2014

    Und die Reibung mit den Molekülen der Luft erzeugt tatsächlich hohe Temperaturen wodurch das Staubkorn verbrennt.
    Wäre nicht ‘verdampfen’ der korrekte Terminus ? Verbrennen läßt mich eher an eine Reaktion mit Sauerstoff denken.
    Das Plasma selbst ist dann aber nicht nur der Meteor selbst, sondern auch noch die Luft die er durchquert, oder ?

  5. #5 Florian Freistetter
    17. November 2014

    @Franz: “Das Plasma selbst ist dann aber nicht nur der Meteor selbst, sondern auch noch die Luft die er durchquert, oder ?”

    Ganz genau!