Malerischer Sonnenuntergang zur Tagundnachtgleiche

Eine Straße führt in den Sonnenuntergang. Die Landschaft ist leicht wellig, der Blick reicht sehr weit zum Sonnenuntergang. Der Himmel ist klar, die ganze Landschaft ist in ein tiefes Orange getaucht.

Bildcredit und Bildrechte: Alan Dyer, Amazingsky.com, TWAN

Was leuchtet am Ende dieser Straße? Die Sonne! Viele Dörfer und Städte haben Straßen, die von Ost nacht West verlaufen. An zwei Tagen im Jahr geht die Sonne in deren Richtung auf und unter. Heute und morgen ist in Teilen der Welt einer dieser beiden Tage: die Tagundnachtgleiche oder das Äquinoktium. Dann sind nicht nur Tag und Nacht („nox“) gleich („aequus“) lang. Es ist auch der Tag, an dem die Sonne im Osten aufgeht und im Westen untergeht.

Dieses Bild zeigt eine malerische Landstraße in Alberta in Kanada. Sie verläuft ziemlich genau von Osten nach Westen. Es wurde zur Tagundnachtgleiche im September 2021 aufgenommen. Doch die geometrischen Verhältnisse bleiben Jahr für Jahr gleich.

In vielen Kulturen beginnt mit der Tagundnachtgleiche im März eine neue Jahreszeit. Auf der Nordhalbkugel ist es der Frühling, auf der Südhalbkugel der Herbst. Läuft eure Lieblingsstraße genau von Osten nach Westen? Heute findet ihr das bei Sonnenuntergang ganz leicht heraus!

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Eine totale Sonnenfinsternis am Ende der Welt

Hinter einer Schneelandschaft ist am Horizont ein schwarzer Kreis zu sehen, der von hellen Strahlen umgeben ist. Es ist eine totale Sonnenfinsternis. Vor dem schwarzen Kreis steht eine Person, links daneben ist die Ausrüstung der Person.

Bildcredit und Bildrechte: Fred Bruenjes (moonglow.net)

Würden Sie bis ans Ende der Welt gehen, um eine totale Sonnenfinsternis zu sehen? Wären Sie überrascht, wenn Sie das täten und dann jemand anders schon dort wäre?

Im Jahr 2003 waren die Sonne, der Mond, die Antarktis und zwei Fotografen in einer Linie aufgestellt. Sie bildeten eine ungewöhnliche totale Sonnenfinsternis in der Antarktis. Sogar den extremen Bedingungen des Ortes zum Trotz hatte sich eine Gruppe von enthusiastischen Finsternisjägern zu diesem Abenteur nahe des Grundes (oder der Spitze) der Welt entschlossen, um diese surreale Erfahrung des plötzlichen Verschwindens der Sonne hinter dem Mond zu machen.

Einer der Schätze, die sie sammelten ist das hier gezeigte Bild. Es ist ein Komposit aus vier Einzelaufnahmen. Sie wurden dergestalt digital kombiniert, dass das Bild zeigt, wie das adaptierte menschliche Auge die Finsternis wahrnahm. Während der Aufnahme standen Mond und Sonne zusammen über einem antarktischen Gebirgskamm. In der plötzlichen Dunkelheit wurde eine glänzende Sonnenkorona um den Mond sichtbar.

Eher zufällig ist einer der anderen Fotografen auch ins Bild geraten, weil er seine Videokamera prüfte. Zu seiner Linken sieht man noch eine Ausrüstungstasche und einen Klappstuhl.

Eine einfacher beobachtbare Sonnenfinsternis wird in weniger als vier Wochen in einem langen, dünnen Streifen Nordamerikas beobachtbar sein.

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Nahaufnahme einer totalen Sonnenfinsternis in Echtzeit

Videocredit und -rechte: Jun Ho Oh (KAIST, HuboLab); Musik: Flowing Air von Mattia Vlad Morleo

Wie würden Sie sich fühlen, wenn die Sonne plötzlich verschwinden würde? Viele Finsternisbeobachter überall in den USA waren 2017 selbst überrascht von der Ehrfurcht, die sie ergriff. Automatisch schreien viele Menschen auf, wenn die Sonne plötzlich hinter dem Mond verschwindet. Womöglich erwarten wir wenigstens einen kleinen Moment der Dämmerung, aber das Spektakel einer totalen Sonnenfinsternis geht ungewöhnlich schnell: auf atemberaubend hell leuchtende Perlen am Mondrand folgen anstößig pink-farbene Sonnenprotuberanzen und eine seltsam detailreiche Korona (Sonnenatmosphäre), die sich über weit am Himmel ausbreitet. Diese Erscheinung erfüllt sogar Miesepeter mit Erstauben.

Viele der hier angesprochenen Erscheinungen sind in dem oben gezeigten 3-min-Echtzeit-Video bei der totalen Sonnenfinsternis 2017 in den USA festgehalten worden. Die Videobilder wurden in Warm Springs, Oregon mit einer speziell dafür von Jun Ho Oh entwickelten Ausrüstung aufgenommen; sie sollte eine Nahaufnahme des Sonnenrandes während der Finsternis aufnehmen.

Am Ende des Videos wird die Sonne auf der anderen Seite des Mondes wiedergeboren, gegenüber von dem Rand des Eintritts. Nächsten Monat, am 8. April, wird es wieder eine totale Sonnenfinsternis in einem schmalen Streifen von Nordamerika geben.

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Seitlicher Blick von der Parker Solar Probe

Videocredit: NASA, JHUAPL, Naval-Forschungslabor, Parker Solar Probe; Bearbeitung: Avi Solomon; h/t: Richard Petarius III; Musik: Beethovens 7. Sinfonie, Zweiter Satz; Musik-Credit: Wikimedia Commons

Was passiert in der Nähe der Sonne? Um das herauszufinden, schickte die NASA die robotische Parker Solar Probe (PSP) zu Sonne. Sie soll vor allem die Regionen nah an der Sonne erforschen. Der schleifenförmige Orbit der PSP bringt die Sonde alle paar Monate bei jedem Umlauf näher an die Sonne.

Dieses Zeitraffervideo vom letzten Jahr zeigt den Blick seitlich aus dem Sonnenschild der PSP. Da war die Sonde bereits innerhalb der Merkur-Bahn. Die Weitwinkelkamera Wide Field Imager for Solar Probe (WISPR) der PSP nahm elf Tage lang auf. Diese wurden digital zu einem einminütigen Video verkürzt. Man sieht deutlich, wie die Sonnen-Korona weht, besonders bei einem koronalen Massenauswurf. Hinten ziehen Sterne, Planeten und sogar das Zentralband der Milchstraße vorüber.

Beobachtungen der PSP zeigen, dass die nahe Umgebung der Sonne überraschend komplex ist. Es werden auch so genannte „Switchbacks“ beobachtet. Das sind Umschaltvorgänge, bei denen sich das Magnetfeld der Sonne kurz umkehrt.

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Die Sonne umkreisen

In der Mitte ragt ein Baumstamm hoch, dessen Äste abgesägt sind. Um seine Spitze verläuft ein 22-Grad-Halo, die Sonne ist vom Baumstamm abgeschirmt. Der Himmel ist von Zirren überzogen.

Bildcredit und Bildrechte: Radoslav Zboran

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist kein Kreis, sondern eine Ellipse. Den Punkt auf der elliptischen Umlaufbahn, wo unser Planet der Sonne am nächsten ist, nennt man Perihel. In diesem Jahr war das Perihel am 2. Januar um 01:00 UTC. Dabei war die Erde der Sonne ca. 4,8 Millionen Kilometer näher war als beim Aphel. Dort war sie am 6. Juli letzten Jahres. Das Aphel ist der am weitesten entfernten Punkt ihrer elliptischen Umlaufbahn.

Natürlich bestimmt die Entfernung von der Sonne weder die Jahreszeiten noch die Größe eines Halos um die Sonne. Der prachtvolle Eishalo ist gut zu sehen, weil die Sonne hinter einem hohen Baumstamm verborgen ist. Er bildet einen 22 Grad breiten Kreis um die Sonne. Das Foto entstand bei einem Spaziergang in der Nähe von Heroldstatt in Deutschland. Der Winkeldurchmesser des Sonnenhalos beträgt 22 Grad. Diesen Winkel bestimmt die sechseckige Geometrie der Eiskristalle, die hoch in der Erdatmosphäre treiben.

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183 Tage Sonne

Das Bild zeigt Sonnenspuren im Laufe eines Jahres. Im Dezember zog die Sonne die Spuren tief unten, im Sommer den Bogen hoch oben.

Bildcredit und Bildrechte: José Zarcos Palma

Diese Langzeit-Solargraphie entstand mit einer Lochkamera und Fotopapier, das in einem Durchgang 183 Tage belichtet wurde. Die Solargrafie wurde von Sonnenwende zu Sonnenwende (engl. solstice) aufgenommen, und zwar vom 21. Juni bis zum 21. Dezember 2022 in Mertola in Portugal. Die Spuren zeigen den täglichen Weg der Sonne über den Himmel der Erde.

Am 21. Juni erreicht die Sonne den höchsten Punkt und zieht den längsten Bogen. Es ist der längste Tag und der astronomische Beginn des Sommers auf der Nordhalbkugel. Das Datum der Sonnenwende mit den wenigsten Stunden an Tageslicht ist der Beginn des Winters im Norden. Es entspricht auf der Solargraphie 2022 dem kürzesten und niedrigsten Bogen der Sonne.

Im Jahr 2023 war die nördliche Wintersonnenwende am 22. Dezember um 3:27 UTC. Das war in den nordamerikanischen Zeitzonen der 21. Dezember.

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Eishalos über Bayern

In der Ferne steht ein Gebäude auf weißem Schnee mit Bergen im Hintergrund. Darüber ist ein Himmel voller Eiskristalle. Der Nachthimmel wird von zahlreichen geschwungenen Eiskristallen überlagert, die das Mondlicht im Hintergrund reflektieren.

Bildcredit und Bildrechte: Bastian Werner

Wie entstehen diese ungewöhnlichen Himmelsbögen? Durch Eiskristalle. Anfang des Monats überquerte der Fotograf bei Füssen in Bayern ein frisch verschneites Feld. Dabei merkte er, dass er in einen Eisnebel geraten war. Damit Wasserdunst zu einem Eisnebel gefriert, muss die Temperatur ziemlich tief sein. An diesem Tag wurde tatsächlich eine Lufttemperatur weit unter Null gemessen.

Der Eisnebel reflektierte das Licht der Sonne, die hinter der Colomanskirche unterging. Das führte zu einem der schönsten Schauspiele, die der Fotograf je gesehen hatte. Die Punkte im Bild sind keine Sterne im Hintergrund, sondern schwebendes Eis und Schnee.

Als nächstes seht ihr zwei markante Eishalos, einen 22-Grad-Halo und einen 46-GradHalo. Weitere Bögen sind – von oben nach unten – ein Gegensonnenbogen, ein Zirkumzenitalbogen, ein Parrybogen, ein Tangentenbogen und ein Horizontalkreis, der waagrecht verläuft.

Eine ballonförmige Kurve verbindet den obersten Bogen mit der Sonne. Sie ist die seltenste von allen: ein Sonnenbogen. Er entsteht durch Reflexion an den Seiten von sechseckigen Eiskristallen, die flach zu Boden flattern.

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Sonnenminimum versus Sonnenmaximum

Videocredit: NASA, SDO, SVS

Die Oberfläche unserer Sonne ist ständig in Bewegung. In manchen Jahren ist sie ruhig und zeigt relativ wenige Sonnenflecken und aktive Regionen. In anderen Jahren ist sie aufgewühlt. Sie weist dann viele Sonnenflecken auf und wirft häufig CME und Sonneneruptionen aus. Die Oberfläche unserer Sonne durchläuft in Reaktion auf Magnetismus alle 11 Jahre relativ ruhige Phasen. Es sind Sonnenminima. Alternierend dazu gibt es relativ unruhige Phasen, sogenannte Sonnenmaxima.

Das Video zeigt links einen Monat Ende 2019. Damals war die Sonne nahe einem Sonnenminimum. Rechts ist ein Monat im Jahr 2014 nahe einem Sonnenmaximum zu sehen. Die Aufnahmen im fernen Ultraviolettlicht stammen vom Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA.

Unsere Sonne erreicht bis 2025 wieder ein Sonnenmaximum. Sie zeigt aber schon jetzt eine Oberfläche mit überraschend viel Aktivität.

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