Objekt des Monats
März 2016
das Zodiakallicht

 
 

Bei einem auf dem Lande, da wo der Himmel richtig dunkel ist und keine Lichter einer Stadt die Beobachtung stört, hat man die Chance das Zodiakallicht zu beobachten. Dieses erscheint abends nach der astronomischen Dämmerung als Lichtkegel der sich von der Sonnenuntergangsstelle bis ca 20° über dem Horiozont längs der Ekliptik erstreckt. Morgens kann das Zodiakallicht vor dem Sonnenaufgang beobachtet werden.

 
 
Bild: Am Morgen des 14. September 2010 war das Zodiakallicht vom National Astronomical Observatory Rozhen, Bulgarien, aus gut sichtbar. Dieses Bild ist 60 Sekunden belichtet bei 1600 ISO.

Diese Lichterscheinung erkennt man am leicht erhellten Himmel (etwa so hell wie die Milchstraße) längs der Sonnenbahn. Der aufgehellte Himmel beginnt 10 Grad über dem Horizont, denn darunter wird alles durch die Atmosphäre getrübt. Er reicht bis zu 22 Grad über dem Horizont (max. 40° von der Sonne entfernt).
Allerdings braucht man schon ein geschultes Auge, um das Zodiakallicht nicht mit dem normalen Dämmerungslicht zu verwechseln. Charakteristisch ist ein breiter, diffus scheinender Lichtkegel, der vom Horizont nach oben ragt, und dessen Symmetrieachse entlang der gebogenen Ekliptik verläuft. Der schiefe Kegel hat keine scharfen Ränder, und auch seine Spitze geht offenbar nahtlos in das allgemeine Hintergrundlicht des Nachthimmels über. Tatsächlich setzt sich der Lichtschein des Kegels als schmaler Streifen, als so genanntes Zodiakalband, über die gesamte Ekliptik durch die Tierkreissternbilder fort. Dieser Eigenschaft verdankt die Erscheinung auch ihren Namen, denn dieser leitet sich vom griechischen Wort eklipsos = Tierkreis ab.
 
 

In diesem Jahr ist Neumond am 9. März, dass heißt, es gibt Anfang März abends kein störendes Mondlicht. Da auch die Ekliptik steil über dem Horizont steht, kann das Zodiakallicht jetzt am Besten beobachtet werden.

 
 

Im Prinzip kann man das Zodiakallicht das ganze Jahr über beobachten, sofern man weit genug von künstlichen Lichtquellen und der durch sie verursachten Lichtverschmutzung entfernt ist. Bei optimalen Bedingungen kann das Zodiakallicht etwa so hell leuchten wie die Milchstraße. Doch die Bedingungen dafür sind in unseren gemäßigten Breiten  nur zweimal im Jahr günstig, wenn die Linie der Ekliptik besonders steil über den Horizont aufragt: abends im Frühjahr (am besten Anfang März) und morgens im Herbst (am besten Mitte Oktober).
In dieser Zeit ist die Dämmerung verkürzt und der Lichtschein erhebt sich besonders hoch über den Horizont.
In der Nähe des Äquators steht die Ekliptik immer steil über dem Horizont. An einem dunklen Ort sind in den Tropen die Bedingungen zur Beobachtung des Zodiakallichts das ganze Jahr über gut.

Das Zodiakallicht entsteht durch den im Sonnensystem befindlichen interplanetaren Staub. Dieser entsteht ständig neu durch Zusammenstöße von kleinen Gesteinsbrocken wie Meteoriden und Asteroiden. Durch die Drehung des Planetensystems und die gravitativen Störungen der Planeten, verteilt sich der Staub in einer Scheibe entlang der Ekliptik (oder Zodiak, Tierkreis). Dieses Gebiet ist auch der Ursprung der Meteore der ekliptikalen Meteorströme Sichtbar wird der Staub durch Streuung und Reflexion des Sonnenlichts.
Die Dichte der Staubpartikel nimmt von der Sonne her ab und reicht etwa bis zur Marsbahn. Die Verteilung der sehr kleinen Staubpartikel von bis zu 0,1 mm Größe ist sehr gering: Pro Kubikkilometer sind gerade einmal 10 bis 15 Teilchen zu finden.

Aufgrund des Poynting-Robert-Effekts kommt es zu einer Größenselektion der Teilchen:
Wegen der Eigenbewegung der Staubteilchen auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne „sehen“ alle Körper die von der Sonne eintreffende Strahlung um einen kleinen Winkel von schräg vorne kommend (Aberration) und werden deswegen durch den Strahlungsdruck abgebremst

 

Bild: Wüstenlandschaft rund um den in den nordchlienischen Anden befindlichen Berg Cerro Paranal
 
 
Die Teilchen, die größer als 0,001 mm sind werden abgebremst, spiralförmig zur Sonne getrieben und verdampfen letztendlich. Kleinere Teilchen unterliegen dem Poynting-Robertson-Effekt nur eingeschränkt und werden durch den hier überwiegenden Druck des Sonnenwindes aus dem Sonnensystem getrieben.

V: Bewegungsrichtung, S: Sonnenlicht
Bild „Poynting-Robertson effect a“ von Michael Schmid

 
 

Direkt der Sonne gegenüber können wir eine Verbreiterung und Aufhellung des Zodia­kalbandes bemerken, den Gegenschein. Die Partikel, die sich in dieser Richtung befinden, reflektieren das Sonnenlicht direkt zurück. Der Gegenschein lässt sich aber nur in einer wirklich dunklen Nacht abseits der erhellten Städte erkennen. Und am besten halten wir gegen Mitternacht nach ihm Ausschau – er ist dann dort zu sehen, wo sich Ekliptik und Meridian an der Himmelskugel schneiden.