Gegenschein & Zodiakallicht

Der Gegenschein ist eine reelle Leuchterscheinung, ausgehend von der Sonne. Sie strahlt den interplanetaren Staub auf und in der Nähe des Sonnengegenpunkts (gegenüber der Sonne, z.B. wenn der Mond bei einer Mondfinsternis). Die Staubteilchen der interplanetaren Staubscheibe reflektieren das Sonnenlicht fade wieder zurück. Auch auf der Erde wäre er sichtbar, allerdings verhindert die Lichtverschmutzung in vielen Gebieten der Erde heutzutage, dass Effekte wie diesen Gegenschein zu sehen sind. Vermutlich am besten zu sehen ist der Gegenschein in Wüsten, Plattformen im Ozean, überall dort, wo es trocken und dunkel ist.

Das Zodiakallicht gesehen vom Observatorium Cerro Paranal, Chile. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/97/Zodiacal_Light_Seen_from_Paranal.jpg


Das Zodiakallicht ist eine ähnliche, ebenfalls reelle, Erscheinung, aber ist großflächiger. Hierzu muss man auch in sehr dunklen Orten zugegen sein, denn diese Erscheinung ist ähnlich dunkel, meist sogar dunkler als der Gegenschein. Man sieht ihn in der Regel kurz vor dem Sonnenaufgang am Horizont, dort wo man die Sonne erwarten würde. Deshalb auch der Name: Man sieht es, wenn es wirklich dunkel, überall entlang der Ekliptik. In beiden Fällen ist es ein eher fades, nebliges, kontrastarmes Leuchten.

Geschichte

Der Gegenschein wurde von Esprit Pézenas, ein französischer Astronom und Mathematiker, im Jahr 1730, zuerst beschrieben. In dieser Zeit beschäftigte Pézenas sich ziemlich intensiv mit der Neigung der Ekliptik. Später machte Alexander von Humboldt weitere Beobachtungen während seiner Reise in Südamerika weiterführende Beobachtungen. Außerdem benannte er dieses Phänomen „Gegenschein“, wobei der Name im Englischen interessanterweise derselbe blieb. Im Jahr 1854 veröffentlichte Theodor Brorsen seine systematischen, empirischen Untersuchungen über den Gegenschein im Zodiakallicht. Tatsächlich erklärte er schon damals das Phänomen genauso, wie wir es heute immer noch erklären, außerdem erwähnte er den Pézenas.

Über die Geschichte des Zodiakallichts ist mehr bekannt, denn es gibt mehr Aufzeichnungen darüber. Aber das ist wieder ein anderes Thema für “Geschichte der Astronomie” in vermutlich einigen Monaten.

Unterschiede

Nun ja, es muss ja Unterschiede geben, wenn es verschiedene Namen hat. Zodiakallicht ist im Wesentlichen das Licht, welches vom interplanetaren Staub gestreut wird. Der Gegenschein ist einfach das Zodiakallicht, welches sich genau der Sonne gegenüber natürlich verschärft. Also ist der Gegenschein einfach ein modifizierter Begriff dafür, dass das Zodiakallicht an der besagten Stelle verstärkt wirkt

Ursache

Als Ursache nenne ich den interplanetaren Staub für beide Fälle. Er bewegt sich auf relativ kreisförmigen Umlaufbahnen in der Planetenebene, der Ekliptik. Er ist mehr im inneren Sonnensystem vertreten und nimmt weiter mit der Entfernung ab. Der Staub, der das Licht so streut, hat eine Größe im Submilimeterbereich. Pro Kubikkilometer gibt es nur etwa 10 Teilchen (10-7 Partikel je m3). Der Staub entsteht bei Asteroidenkollisionen im Asteroidengürtel, oder wenn Kometen durch ihre riesigen Mengen an Ausdünstungen viel Staub verloren geht. Kleinere Partikel werden durch den Poynting-Robertson-Effekts zur Sonne gezogen und verdampfen komplett. Dadurch kommt immer neues Material und älteres wird aussortiert. Das Licht erscheint, wenn die Sonne auf den interplanetaren Staub fällt und dieser das Licht in so gut wie alle Richtungen zurückstreut. Auch in den Lagrange-Punkten, den gravitativ quasistabilen Punkte im Sonne-Erde-System sammelt sich überdurchschnittlich viel Staub.

Der Gegenschein eingebettet im Zodiakallicht gesehen vom Cerro Paranal und im Vordergrund das Very Large Telescope. Im Sternhimmel sieht man z.B. die Andromeda und die Pleiaden. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fd/Gegenschein_above_the_VLT.jpg

Auftreten

Die Intensitätsverteilung der Helligkeit des Zodiakallichts und des Gegenscheins mit einer Winkelentfernung zur Sonne. Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Zodiegegen.svg

Beim Gegenschein ist es bisschen schwierig ihn zu sehen, denn wenn man bereits um Mitternacht ist, dann steht man direkt im Erdschatten, der mehrere Hunderttausend Kilometer lang ist. Deshalb ist der Gegenschein am besten ein bis zwei Stunden nach oder vor Sonnenunter-, bzw. aufgang zu sehen. Der Gegenschein ist kreisförmig und nur vielleicht etwa drei Grad im Durchmesser groß. Zum Zentrum hin wird der Gegenschein dann nur unwesentlich heller. Das Zodiakallicht ist am besten, um die Tagundnachtgleichen zu sehen, da die Erde in dieser Zeit gering stärker in der Ebene ist, in der der interplanetare Staub liegt. Das Band ist überall in dem Bereich der Tierkreissternbilder (Stier, Zwillinge, Krebs, Löwe…) zu sehen und konzentriert sich zur Ekliptik an. Weil das Licht am besten in der Nähe der Sonne gestreut wird, ist in der Dämmerung und kurz nach der Dämmerung das Licht am besten zu sehen. Daher wird das Zodiakallicht auch manchmal als „Falsche Dämmerung“ bezeichnet. Die Farbe des Lichts ist weißlich, es ist blass und relativ zur Fläche auch noch ziemlich dunkel. Darum kann man auch das Zodiakallicht nur in sehr dunklen Gegenden mit der Bortle-Skala unter zwei, zwei inklusive (in Wüsten, freiem Meer, Gebirge, weitläufige Steppen…), beobachtet werden. Am stärksten sichtbar dürfte das Zodiakallicht um den 23.09 etwa 80 bis 120 Minuten nachdem oder bevor die Sonne den Horizont passiert zu sehen sein, und zwar in die Richtung, in der man die Sonne, oder die Dämmerung erwarten würde. Eben genau um den Pfad der Ekliptik, bzw. im Zodiak. Häufig steigt nur eine “Flosse” senkrecht oder mehr horizontal zum Himmel.

Ein Video der ESO (Europäische Südsternwarte) über genau diese Thematik.

Quellen:

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