Funkelnde Sterne, leuchtende Planeten: Was ist der Unterschied?

Die Reise des Lichts bis zu deinen Augen

Ein Licht, das von sehr weit her kommt

Sterne sind Sonnen, aber so weit entfernt, dass sie uns nur als winzige Punkte erscheinen. Der nächste Stern am Sonnensystem, Proxima Centauri, ist etwa 40 Billionen Kilometer entfernt. Sein Licht, das mit 300 000 Kilometern pro Sekunde reist, braucht mehr als 4 Jahre, um uns zu erreichen!

Selbst mit den größten Teleskopen bleibt ein Stern ein einfacher Lichtpunkt: Er ist zu weit entfernt, als dass wir seine Form sehen könnten.

Die letzte Etappe: die Luft durchqueren

Nach einer Reise von mehreren Jahren kommt das Licht eines Sterns endlich in der Nähe der Erde an. Doch es bleibt ihm eine letzte Prüfung: die Atmosphäre zu durchqueren, jene große Luftschicht, die uns umgibt und mehrere Dutzend Kilometer dick ist.

Und die Luft ist nie ganz ruhig.

Bewegte Luft lenkt das Licht ab

Blasen aus warmer und kalter Luft

In der Atmosphäre gibt es Luftströmungen, Wind, wärmere und kältere Stellen. Warme Luft ist weniger dicht als kalte Luft. Diese Unterschiede bilden eine Art großer unsichtbarer Luftblasen, die sich ständig bewegen und vermischen.

Warum das Licht abgelenkt wird

Wenn Licht von einer Luftzone in eine andere mit anderer Dichte übergeht, wird es ein klein wenig langsamer und ändert leicht die Richtung. Man sagt, es wird gebrochen. Es ist dasselbe Phänomen, das einen Strohhalm in einem Wasserglas „gebrochen" erscheinen lässt.

Da sich die Luftblasen ständig bewegen, ändert sich die Richtung des Lichts Dutzende Male pro Sekunde. Für deine Augen scheint der Lichtpunkt des Sterns dann zu zittern: mal heller, mal schwächer, manchmal sogar ein wenig verschoben. Das ist das Funkeln.

N.B.:
Das Funkeln nennt man auch „atmosphärische Turbulenz". Astronomen messen sie mit einer Einheit namens „Seeing" (oder „Bildqualität"): Je ruhiger die Luft, desto feiner und schärfer sind die Bilder der Sterne.

Stern gegen Planet: ein Punkt gegen eine Scheibe

Ein Stern: ein einziger Lichtfaden

Stell dir vor, das Licht eines Sterns sei ein sehr dünner Faden. Wenn eine Luftblase seinen Weg kreuzt, wird der ganze Faden auf einmal erschüttert. Dein Auge sieht den Stern dann blinken.

Ein Planet: ein dickes Lichtseil

Ein Planet ist viel näher als die Sterne. Von der Erde aus gesehen ist er kein einfacher Punkt mehr, sondern eine winzige Scheibe. Sein Licht ist wie ein dickes Seil aus Tausenden kleiner Fäden. Jeder Faden durchquert einen etwas anderen Ort der Atmosphäre: Der eine wird nach links abgelenkt, der andere nach rechts, ein anderer bewegt sich kaum. Am Ende vermischen sich all diese kleinen Bewegungen und heben sich auf. Ergebnis: Das Licht des Planeten erscheint viel stabiler.

N.B.:
Die Sonne ist auch ein Stern, aber sie funkelt nicht. Sie ist uns so nah (150 Millionen Kilometer), dass sie als große Scheibe am Himmel erscheint und nicht als Punkt. Die Regel „Punkt gegen Scheibe" gilt auch für sie!

Farben, die sich nahe dem Horizont ändern

Das Funkeln ist bei Sternen nahe dem Horizont stärker. Ihr Licht muss dann eine größere Luftschicht durchqueren, also viel mehr Blasen. Sehr helle Sterne wie Sirius können sogar die Farbe zu wechseln scheinen: rot, blau, grün … wie ein kleines blinkendes Licht. Die Luft wirkt ein wenig wie ein Prisma und fächert die Farben des Lichts auf, die leicht unterschiedlich abgelenkt werden.

Und im Weltraum?

Die Sterne funkeln nicht mehr

Astronauten auf der Internationalen Raumstation, die sich über der Atmosphäre befinden, sehen die Sterne mit einem vollkommen stetigen Licht leuchten. Das beweist, dass das Funkeln von der Luft der Erde kommt und nicht von den Sternen.

Teleskope, die die Luft korrigieren

Um dieses Problem zu vermeiden, beobachtet das Hubble-Weltraumteleskop aus dem Weltraum. Große Teleskope auf der Erde nutzen die adaptive Optik: Ein verformbarer Spiegel passt seine Form Hunderte Male pro Sekunde an, um die Erschütterungen der Luft auszugleichen, ein wenig wie eine Brille, die sich selbst justiert.

Jetzt bist du dran: einen Planeten erkennen

Der Blinktest

Planeten sind „wandernde" Himmelskörper: Das Wort „Planet" kommt von einem griechischen Wort, das „Wanderer" bedeutet. Im Laufe der Wochen bewegen sie sich zwischen den Sternen. Du kannst einen ganz einfach aufspüren:

1. Wähle einen klaren Abend und geh bei Einbruch der Nacht mit einem Erwachsenen nach draußen.
2. Suche einen sehr hellen Lichtpunkt tief am Himmel, nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang.
3. Betrachte ihn einige Sekunden lang aufmerksam: Leuchtet er mit ruhigem Licht wie ein kleiner Leuchtturm, ist es wahrscheinlich ein Planet (zum Beispiel Venus oder Jupiter). Blinkt er und ändert ein wenig die Farbe, ist es sicher ein Stern.

N.B.:
Dieser Test ist nicht perfekt. Ein sehr tief am Horizont stehender Planet kann ebenfalls ein wenig funkeln, weil sein Licht dann viel Luft durchquert. Um sicherzugehen, kann man eine Himmelskarten-App verwenden, die die Position der Planeten anzeigt.

Ein Experiment, um die Luft zittern zu sehen

Um die Wirkung heißer Luft auf das Licht zu beobachten, schau durch die heiße Luft über einer Heizung, einer Sommerstraße oder einer Kerze (ohne sie zu berühren!) auf einen Gegenstand. Der Gegenstand scheint zu flimmern und zu zittern. Genau das passiert mit dem Licht der Sterne, nur mit der ganzen Atmosphäre.

Warum erscheinen Sterne spitz, mit Strahlen?

In Zeichnungen werden Sterne oft mit Spitzen dargestellt. Das ist eine Zeichnergewohnheit. In Wirklichkeit ist ein Stern eine riesige Kugel aus brennendem Gas, wie die Sonne. Die „Strahlen", die man manchmal auf Fotos sieht, stammen vom Gerät, zum Beispiel von den inneren Streben eines Teleskops, die das Licht beugen, und nicht vom Stern selbst.