Offene Sternhaufen

Ein lockerer Verbund aus Sternen

Die Plejaden: Offener Sternhaufen im Sternbild Stier

Bei diesen Beobachtungsobjekten handelt es sich um Sterngruppen, welche aus derselben Materiewolke entstanden sind. Der Verbund dieser Sterne ist lockerer als vergleichsweise bei den Kugelsternhaufen und enthält mit bis zu einigen Hundert Mitgliedern viel weniger Sterne.

Die geringe gemeinsame Anziehungskraft lässt die Gruppe langsam auseinandertreiben, so dass offene Sternhaufen als Verbund in der Regel nicht so lange wie Kugelsternhaufen bestehen.

Sternhaufen mit Nebeln

Das Aussehen kann unterschiedlich sein. Manchmal ist auch ein Nebel innerhalb des Haufens zu beobachten. Im Fall der bekannten Plejaden (M45 oder auch Siebengestirn) handelt es sich um die Reste der Materiewolke, aus denen die Sterne der Gruppe entstanden sind.

Im Teleskop oder Fernglas ist der Reflexionsnebel der Plejaden allerdings nicht oder nur schwach erkennbar. Die wahre Nebelgestalt ist erst auf fotografischen Aufnahmen sichtbar. Das Licht der Sterne wird von dem Nebel gestreut und dieser erscheint blau, da die Streuung bei der Wellenlänge des blauen Lichts stärker ausfällt. Die Nebel der offenen Sternhaufen verflüchtigen sich mit der Zeit durch den Strahlungsdruck der Sterne.

Ein weiteres beeindruckendes Beispiel ist h und chi Persei (NGC 869 und 884) im Sternbild Perseus. Dieser nahe beieinanderliegende Doppelhaufen ist ein wahres Sternenmeer im Teleskop und auch mit einem kleinen Fernglas oder unter gutem Landhimmel sogar freisichtig gut erkennbar.

Planeten

Abwechslungsreiche Erscheinungen im Sonnensystem

Die acht Planeten unseres Sonnensystems im Größenvergleich Wenn sich eine Materiewolke zu einem neuen Stern verdichtet, bilden sich mit hoher Wahrscheinlichkeit in der rotierenden Wolke Wirbel, die sich unter der entstehenden eigenen Schwerkraft weiter verdichten.

Ist genug Masse vorhanden, bildet sich aus der Materie eine Kugelform und ein Planet auf Umlaufbahn um den Zentralstern ist entstanden. Es gibt viele solcher Sonnensysteme mit einem oder mehreren Planeten. Theoretisch könnte jeder am Himmel sichtbarer Stern über ein Planetensystem verfügen.

Für die Beobachtung mit Amateurteleskopen sind sogenannte Exoplaneten, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, jedoch viel zu lichtschwach. Trotzdem ist der Nachweis Tausender fremder Planeten gelungen: Hierzu wird beispielsweise die minimale Sternverdunklung ermittelt, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht und erlaubt so Rückschlüsse auf dessen Umlaufbahn. Neben anderen Nachweismethoden ist selten sogar die direkte Beobachtung mit Weltraumteleskopen möglich. Für Hobbyastronomen sind die Planeten unseres eigenen Sonnensystems beobachtbar.

Merkur und Venus

Die Planeten Merkur und Venus, also die inneren Nachbarplaneten zwischen Sonne und Erde, sind aufgrund unseres Blickwinkels immer in Sonnenrichtung vor Sonnenauf- bzw. nach Sonnenuntergang zu sehen. Die Beobachtung von Merkur ist aus diesem Grunde schwierig: Da er nahe bei der Sonne steht, ist er nur wenige Tage im Jahr in der Dämmerung beobachtbar und steht tief am Himmel. Eine freie Horizontsicht ist deshalb Voraussetzung.

Konjunktion und Opposition Ein günstiger Zeitpunkt ist während der Elongation, also dem größten Winkelabstand von der Sonne. Achtung: Es darf auf keinen Fall unbeabsichtigt in die Sonne geblickt werden (!), da die Augen erheblichen Schaden nehmen können und sogar Erblindungsgefahr besteht. Die Beobachtung darf deshalb nur vorgenommen werden, solange sich die Sonne vollständig unter dem Horizont befindet.

Venus ist als sehr heller Stern leicht freisichtig auszumachen. Im Teleskop zeigt sich der Planet in verschiedenen Phasen, je nach seiner Position. Aufgrund seiner Helligkeit kann je nach Teleskopöffnung bereits ein Neutralfilter zur Lichtdämpfung verwendet werden.

Mars, Jupiter und Saturn

Die äußeren Nachbarplaneten Mars, Jupiter und Saturn sind bei günstigen Konstellationen über die ganze Nacht beobachtbar. Sie befinden sich in der Nähe der Ekliptik, der scheinbaren Bahn der Sonne am Himmel. Die beste Beobachtungszeit ist während der Opposition, wenn der Planet nahe bei der Erde steht. Er erscheint dann größer und es sind mehr Details erkennbar.

Mars ist als roter Planet im Teleskop erkennbar und zeigt helle und dunkle Gebiete auf seiner Oberfläche. Auch sind die Polkappen als helle Flächen erkennbar.

Jupiter ist der größte Planet des Sonnensystems und die Oberfläche bietet viele interessante Strukturen. Es sind Bänder unterschiedlicher Färbung erkennbar und der „Große Rote Fleck“ ist zu sehen.

Durch seine schnelle Rotation ist der Gasriese an den Polen etwas abgeflacht. Die vier galileischen Monde (Io, Europa, Ganymed, Kallisto) sind als helle Punkte um den Planeten erkennbar und verändern im Laufe von wenigen Stunden erkennbar ihre Position. Es sind auch Durchgänge der Monde vor und hinter Jupiter beobachtbar.

Spektakuläres Beobachtungsobjekt: Planet Saturn mit seinem RingsystemSaturn ist durch sein Ringsystem der wohl auffälligste und bekannteste Planet unseres Sonnensystems. Der Betrachtungswinkel des Ringsystems verändert sich durch den Umlauf des Planeten. Er kehrt alle 29,5 Jahre zur Ausgangsposition zurück. Eine günstige Position ist ein möglichst großer Winkel des Ringsystems von der sogenannten „Kantenstellung“ entfernt. Bei der Kantenstellung blickt der Beobachter genau von der Seite auf das Ringsystem und kann kaum etwas erkennen. Bei der maximalen Neigung von knapp 27° ist die Sicht am besten.

Dies ist ca. alle 15 Jahre der Fall bzw. das nächste mal im Jahr 2024. Bereits mit einem kleinen Teleskop ist das Ringsystem sichtbar. Bei etwa 100-facher Vergrößerung zeigen sich die Teilungen des Ringsystems. Es gibt einen äußeren und inneren Ring, der von einem dunklen Bereich, der Cassini-Teilung, getrennt wird. Auch der Abstand des Ringsystems zum Planeten und sein Schattenwurf ist erkennbar.

Uranus, Neptun und Pluto

Die Planeten Uranus, Neptun und der Zwergplanet Pluto sind ebenfalls beobachtbar. Sie stellen jedoch aufgrund der größeren Entfernung von der Erde, ihrer geringen Helligkeit und des kleinen scheinbaren Durchmessers eher schwierige Ziele dar und sind nicht so auffällig und detailreich wie andere Objekte. Uranus und Neptun erscheinen etwa 15-fach kleiner als Jupiter und stellen sich in einem Teleskop als blasse türkisblaue Scheibe dar. Für das Auffinden ist eine Aufsuchkarte oder ein Planetariumprogramm hilfreich.

Pluto ist für kleinere Teleskope zu lichtschwach. Zur Beobachtung ist eine Öffnung von mindestens 200 mm zu empfehlen, aber auch hier bleibt Pluto aufgrund seiner Größe unterhalb des Auflösungsvermögens der Teleskope nur ein Lichtpunkt.

Die Planeten Merkus, Venus, Mars, Jupiter, Saturn und eventuell noch Uranus sind freisichtig, also mit bloßem Auge, als punktförmiges Objekt am Himmel erkennbar. Fortgeschrittene Beobachter verwenden bei der Betrachtung mit dem Teleskop auch Farbfilter, um den Kontrast zu erhöhen und so mehr Details der Planetenoberfläche erkennbar zu machen. Dies ist jedoch für Beobachtungen nicht zwingend erforderlich.

Mond

Außerirdische Landschaften

Der Mond ist ein detailreiches Beobachtungsobjekt Die Beobachtung des Erdmondes ist mit jedem Fernglas oder Teleskop möglich. Bereits freisichtig, also ohne optische Hilfsmittel, fallen helle und dunkle Gebiete der Mondoberfläche auf und verleihen mit etwas Fantasie dem Mond ein Gesicht oder lassen andere Figuren hervortreten.

Die dunklen Gebiete sind erstarrte Lavaseen, die als Mondmeere (lat. Mare/Maria) bezeichnet werden. Die hellen Gebiete bestehen hauptsächlich aus verwittertem Gestein, dem Rogolith, welches durch Meteoroideneinschläge immer wieder zerkleinert wurde und so eine lockere Struktur bekommen hat. Es reflektiert das Sonnenlicht aufgrund seiner mineralischen Zusammensetzung stärker als die Mondmeere. Auch das Auswurfmaterial einiger Krater hebt sich deutlich heller von der Umgebung ab.

Mit dem Teleskop werden kleinere und größere Krater im Detail erkennbar und bieten den Anblick einer echten „außerirdischen“ Gegend. Kein anderer Himmelskörper wie unser Erdmond lässt sich so gut und detailreich beobachten und bietet ständig Potential zur Entdeckung von neuen Einzelheiten.

Mondphasen

Durch die wechselnde Position des Mondes zur Sonne als Lichtquelle entstehen die Mondphasen, bei denen unterschiedliche Gebiete der Mondoberfläche ausgeleuchtet werden. Die Grenze zwischen Licht und Schatten wird auch als Terminator (=Abgrenzer, Trenner) bezeichnet und eignet sich besonders zur Beobachtung. Krater und andere Strukturen auf der Mondoberfläche werfen hier den größten Schatten und treten dann besonders plastisch und auffällig hervor.

Abhängig von den Beobachtungsbedingungen und der Teleskopleistung ist hierfür eine möglichst hohe Vergrößerung sinnvoll. Da der Mond sehr hell und strukturiert ist, kann die Maximalvergrößerung genutzt oder sogar etwas darüber hinaus vergrößert werden.

Bei strukturierten Objekten kann eine leichte Unschärfe akzeptiert werden. Dies ist jedoch vom persönlichen Eindruck und der Luftruhe abhängig und sollte einfach ausprobiert werden.

Mondfilter für bessere Sicht

Der Mond ist je nach Phase das hellste Objekt am Nachthimmel und kann bereits bei kleinen Teleskopöffnungen eine erhebliche Blendwirkung ausüben. Die Verwendung eines Neutralfilters zur Lichtdämpfung ist notwendig, um die Beobachtung angenehmer oder bei Teleskopen mit großer Öffnung überhaupt erst durchführbar zu machen. Die Reduzierung der Lichtmenge lässt Strukturen besser hervortreten und erlaubt das Erkennen von Details. Farbfilter in Orange oder Gelb, sowie Breitbandfilter können ebenfalls als Kontrastfilter bei der Beobachtung helfen.

Sonne

Unsere Sonne: Der hellste Stern am Himmel

Stern aus der Nähe

Die Sonne ist der Mittelpunkt unseres Sonnensystems und ein Stern wie viele andere am Himmel. Genauso wie die Planeten ist sie aus einer sich verdichtenden Materiewolke im Einfluss der Schwerkraft entstanden. Da die Sonne viel näher als andere Sterne an der Erde ist, zeigt sie uns Details ihrer Oberfläche und ist zugleich das hellste Objekt, welches wir beobachten können.

Filter benutzen!

Für die Beobachtung sind deshalb unbedingt besondere Sicherheits- und Schutzmaßnahmen erforderlich, deshalb eine ernstzunehmende Warnung:
Sonnenbeobachtung nur mit geeignetem Filter! Schaue niemals ohne geeigneten Filter in die Sonne! Dauerhafte Schädigung der Augen bis zur vollständigen Blindheit wären die Folgen.
Selbst ohne Teleskop oder Fernglas ist zur Beobachtung ein geeigneter Augenschutz erforderlich. Eine einfache Sonnenbrille ist hierfür nicht ausreichend!

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur sicheren Sonnenbeobachtung. Auch die indirekte Beobachtung einer Sonnenprojektion ist denkbar. Allerdings sind nicht alle Fernrohrtypen konstruktionsbedingt dafür geeignet, da Bauteile durch die Erhitzung Schaden nehmen können. Auch bestimmte Okulare mit verkitteten Linsen können beschädigt werden. Aus diesem Grund ist es angebracht, die Lichtmenge vor Eintritt in das Teleskop zu reduzieren, damit kein Schaden entstehen kann.

Gute Filter

Eine sichere Methode zur Lichtdämpfung sind spezielle Objektivfilter aus Glas oder Sonnenschutzfolie aus dem Fachhandel. Sie werden vor dem Teleskop oder Fernglas angebracht und lassen nur den 100.000-stel Teil des Sonnenlichtes in die Optik eintreten (Grau- bzw. Neutralfilter mit Neutraldichte ND5). Ein Neutralfilter reduziert die Lichtmenge gleichmäßig über das gesamte Spektrum und verhält sich farbneutral. Spezielle Sonnenteleskope sind bereits mit fest eingebauten Filtern ausgerüstet und ebenfalls geeignete Beobachtungsinstrumente. Sie ermöglichen die Beobachtung eines bestimmten Spektralbereiches, der besonders zur Sonnenbeobachtung interessant ist.

Schlechte Filter

Alle anderen Materialien lassen noch immer zu viel Licht übrig und lassen auch große Mengen unsichtbarer Strahlung (UV-Licht) passieren. Achtung: Ebenfalls völlig ungeeignet sind Okularsonnenfilter, welche am Ende des Teleskops in das Okular eingeschraubt werden sollen. Diese können unter der großen Hitzeeinwirkung schmelzen oder platzen und sind zu Recht nicht mehr im Handel.

Gründliche Vorbereitung

Die Beobachtung sollte aufgrund der möglichen Gefahr mit dem nötigen Ernst durchgeführt werden und vorher der Zustand und die Befestigung des Filters geprüft werden. Der Filter muss unbeschädigt und gegen versehentliches Abfallen (z.B. vom Wind) gesichert sein. Auch Sucher müssen abmontiert oder verdeckelt sein, da auch sie Löcher in Kleidung oder die Haut brennen können!

Das Teleskop wird am Schattenwurf auf die Sonne ausgerichtet: Wenn der Schatten am kleinsten ist, zeigt das Fernrohr genau auf die Sonne. Vor jedem Hineinsehen in das Teleskop sollte grundsätzlich noch ein Kontrollblick auf den Filter geworfen werden, um den korrekten Zustand sicherzustellen. Dies wird später zur Routine und gehört zur sicheren Beobachtung dazu.

Ein ausreichender Abstand zu spielenden Kindern oder Haustieren sollte ebenfalls eingehalten werden, damit das Teleskop nicht versehentlich angestoßen oder der Filter beschädigt wird. Bei der Beobachtung darf das Teleskop nicht unbeaufsichtigt stehen gelassen werden und beim Abbau das Teleskop zuerst von der Sonne weg schwenken, bevor der Sonnenfilter abgenommen wird.

Bei der verantwortungsvollen Beachtung der Sicherheit und der teleskopspezifischen Betriebsanleitung kann mit der Beobachtung begonnen werden.

Beobachtung im Weißlicht

Die Sonne erzeugt ihre Energie aus der Kernfusion. Dabei werden vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmolzen und es wird Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung frei. Auf dem Weg „nach draußen“ entstehen unterschiedliche Wellenlängen, wobei einige in Form des sichtbaren Lichts beobachtbar sind. Bei der sogenannten „Weißlichtbeobachtung“ wird das volle Spektrum der Sonne (alle verfügbaren Wellenlängen) in abgedunkelter Form mit einem Neutralfilter beobachtet. Das Bild der Sonne erscheint farbneutral bzw. leicht grau und es kann zusätzlich zum Objektivfilter ein weiterer Filter zur Lichtdämpfung oder Farbfilter am Okular zur Kontraststeigerung verwendet werden.

Sonnenflecken

Die auffälligsten Erscheinungen sind die Sonnenflecken. Dies sind dunkle Gebiete unterschiedlicher Größe und Form. Sonnenflecken sind ca. 2.000 °C kühler als ihre Umgebung, daher strahlen sie weniger sichtbares Licht ab und erscheinen dunkel. Sie entstehen durch das Magnetfeld der Sonne, welches die Konvektion der Photosphäre beeinflusst. Das Magnetfeld kehrt sich im Laufe von 11 Jahren um und sorgt in dieser Zeit für ein Fleckenmaximum und eine fleckenfreie Sonne. Auch die Bewegung der Sonnenflecken durch die Rotation der Sonne kann im Laufe mehrerer Tage beobachtet werden.

Granulation und Sonnenfackeln

Neben den Sonnenflecken fällt auch eine körnige Struktur auf, die je nach Teleskoptyp und Luftruhe mehr oder weniger ausgeprägt erscheint. Zur Beobachtung ist schon ein Teleskop mit kleiner Öffnung ausreichend. Diese Struktur ist die Granulation, eine wabenförmige Grenzschicht der Wärmekonvektion innerhalb der Photosphäre. Auch Sonnenfackeln, sogenannte „Flares“, sind als helle Verästelungen beobachtbar. Dies sind helle Plasmabögen in der Chromosphäre, welche durch das Magnetfeld erzeugt werden.

Beobachtung im H-alpha Licht

Weitere Beobachtungen sind durch die Verwendung eines H-alpha Filters möglich. Auch Sonnenteleskope verwenden meist diesen Filtertyp. Dieser Filter lässt nur eine bestimmte Wellenlänge passieren, die dann im Teleskop beobachtet wird. Sie wird von angeregtem Wasserstoff der Chromosphäre ausgesandt und beträgt 656,28 Nanometer (nm). Bei dieser Wellenlänge werden die Vorgänge in der oberen Sonnenschicht sichtbar mit spektakulären Erscheinungen von Flares und Masseauswürfen. Je enger die Durchlassbreite des Filters ist, also je genauer die Wellenlänge separiert wird, desto besser sind diese Vorgänge zu sehen. Allerdings ist die Herstellung dieser Filter sehr aufwändig und mit hohem Ausschuss verbunden, besonders bei engen Durchlassbreiten. Deshalb sind die Preise für solche Filter hoch und sie sind eher für ambitionierte Sonnenbeobachter als für Einsteiger zu empfehlen.

Beobachtung ohne Teleskop

Auch ohne Teleskop sind Beobachtungen möglich: Mit einer Sonnenfinsternisbrille oder beim Blick durch einen Sonnenfilter können manchmal Sonnenflecken erkannt werden. Auch eine partielle (teilweise) Sonnenfinsternis durch den vorbeiziehenden Mond kann als seltenes Ereignis beobachtet werden. Dann „fehlt“ scheinbar ein Stück der Sonne. Noch seltener (zuletzt in Deutschland am 11.08.1999) kann eine totale Sonnenfinsternis beobachtet werden, wenn der Mond die Sonne von unserem Blickwinkel aus vollständig bedeckt. Dann wird es sogar für einige Minuten „Nacht“ und merklich kühler. Dies ist auch bei Bewölkung spürbar. Wenn die helle Sonnenscheibe bedeckt ist, kann die Korona beobachtet werden, welche sonst vom übrigen Sonnenlicht überstrahlt wird. Die nächste vollständige Sonnenfinsternis ist in Deutschland am 03.09.2081 sichtbar, sofern es wolkenfrei ist. Im Ruhrgebiet ist diese allerdings wieder nur partiell sichtbar. Eine totale Sonnenfinsternis ist hier am 25.05.2142 beobachtbar.