Sonnenwende im Licht: ein Himmelsjahr

Videocredit und -rechte: Ken Murphy (MurphLab); Musik: Ariel (Moby)

Seht ihr den Tag der Wintersonnenwende? Jedes Bildfeld zeigt einen Tag. Mit 360 Filmfeldern ist der Himmel (fast) eines ganzen Jahres im Zeitrafferformat zu sehen. Die Filme wurden von einer Videokamera auf dem Dach des Exploratoriums in San Francisco (Kalifornien) aufgezeichnet. Die Kamera fotografierte ab Mitte 2009 bis Mitte 2010 alle 10 Sekunden ein Bild von vor Sonnenaufgang bis nach Sonnenuntergang. Rechts unten zeigt ein Zeitstempel die Ortszeit des Tages.

Die Videos sind chronologisch angeordnet. Links oben ist der 28. Juli und etwa in der Mitte der 1. Jänner. In den Videos zeigt Dunkelheit die Nacht, blau einen klaren Tag und Grau eine Wolkendecke bei Tag. Viele Videos zeigen komplexe Wolkenmuster, die im Laufe des Tages über das Weitwinkelfeld der Kamera wandern. Die Anfangsdunkelheit in der Mitte zeigt die spätere Dämmerung im Winter mit weniger Tageslichtstunden.

Zwar hat jeder Tag 24 Stunden, doch die Nacht dauert im Dezember in den Wintermonaten auf der Nordhalbkugel am längsten. Daher zeigt das Bildfeld mit der längsten Nacht den Tag der Wintersonnenwende. Sie findet heute auf der Nordhalbkugel statt. Wenn alle Videos gemeinsam enden, beginnen Sonnenuntergang und Dunkelheit zuerst an den Wintertagen in der Mitte. Die letzten sind die Hochsommerbilder in der unteren Reihe.

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Saturns Ringe und Jahreszeiten

Im Bild wurden zwölf Bilder des Planeten Saturn kombiniert, sie zeigen die Entwicklung des Planeten im Lauf der Jahreszeiten auf dem Planeten.

Bildcredit und Bildrechte: Damian Peach/SEN

Auf Saturn verraten die Ringe die Jahreszeit. Auf der Erde ist heute Sonnenwende. An diesem Tag ist die Rotationsachse der Erde zur Sonne geneigt. Auf der Nordhalbkugel der Erde ist heute die Sommersonnenwende. Dieser Tag bietet ein Maximum an Tageslicht.

Saturns prächtige Ringe kreisen um den Äquator des Planeten. Daher sind diese Ringe von der Sonne aus gesehen am auffälligsten, wenn Saturns Rotationsachse zur Sonne geneigt ist. Wenn Saturns Rotationsachse zur Seite geneigt ist, findet ein Äquinoktium statt. Die Ringe sind dann von der Seite sichtbar und schwierig zu sehen.

Für diese Montage wurden Bilder von Saturn aus den letzten 11 Jahren überlagert. Sie zeigen, wie der Riesenplanet vom südlichen zum nördlichen Sommer wandert. Saturn erreicht seinen nördlichen Sommer erst im Mai 2017. Das Saturnbild, das am ehesten der heutigen Sonnenwende auf der Erde entspricht, ist der unterste.

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45 Tage in der Sonne

Über einem Doppeldecker wölben sich helle Spuren. Sie wurden von der Sonne gezogen, da das Bild viele Tage lang belichtet wurde. Am Ende wurde es digital gescannt.

Bildcredit und Bildrechte: Csaba Kovács

Vom 1. Jänner bis zum 25. Februar 2013 stand eine Lochkamera auf einem Feld bei Budapest in Ungarn. Sie belichtete diese faszinierende Solargrafie. 45 Tage lang stand ein alter Antonow-An-2-Doppeldecker still. Die Sonne hingegen ging auf und unter. Die stetige Belichtung begann etwa 10 Tage nach der nördlichen Wintersonnenwende. Daher wölbte sich die Spur der Sonne jeden Tag etwas höher am Himmel.

Die Tage in der Sonne wurden auf einem Stück Schwarz-Weiß-Fotopapier aufgezeichnet. Es war in einer einfachen Filmdose aus Kunststoff verstaut. Die lange Belichtung erzeugte die Farbe im Bildergebnis. Dieses wurde digital gescannt. Die Lücken in den Spuren der Solargrafie stammen von bewölkten Tagen.

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Tyrrhenisches Meer und Sonnwendhimmel

Über der Küste am Tyrrhenischen Meer wölbt sich der Bogen, den die Sonne von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang zog. Der Himmel über der Landschaft ist strahlend blau.

Bildcredit und Bildrechte: Danilo Pivato

Heute um 23:03 Universalzeit ist Sonnenwende. Die Sonne erreicht ihre südlichste Deklination am irdischen Himmel. Die Sonnenwende im Dezember markiert den Winterbeginn auf der Nordhalbkugel. Im Süden fängt der Sommer an.

Dieses Bild wurde horizontal verkürzt. Es zeigt, wie die Sonne in nördlichen Breiten im Süden ihren tiefsten Bogen am Himmel zieht. Der Sonnwendtag im Norden hat die kürzeste Dauer von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang und die wenigsten Tageslichtstunden.

Dieses plakative Kompositbild folgte dem Pfad der Sonne am Sonnwendtag im Dezember 2005. Über der Küste am Tyrrhenischen Meer von Santa Severa bis Fiumicino in Italien wölbt sich der prächtige blaue Himmel. Das Bild ist etwa 115 Grad breit. Es wurde auf 43 gut geplanten Einzelaufnahmen von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang fotografiert.

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Honigmond über Lissabon

Am Horizont steht die Cristo-Rei-Statue über Lissabon. Dahinter geht der Mond auf. Am Horizont ist er noch dunkelrot und kaum zu sehen. Je höher er steigt, desto heller und gelblicher wird er.

Bildcredit und Bildrechte: Miguel Claro

Als die Sonne am Freitag, dem 13. unterging, stieg ein voller Honigmond auf. Er wurde auf dieser gut geplanten Zeitrafferserie fotografiert. Die Cristo-Rei-Statue von Lissabon in Portugal steht im Vordergrund. Sie ist etwa 6 Kilometer von Kamera und Teleobjektiv entfernt.

In den Tagen um die heutige Sonnenwende (21. Juni, 10:51 UT) zieht die Sonne ihren höchsten Bogen am Himmel der Nordhalbkugel. Dabei wanderte sie die Ebene der Ekliptik entlang. Nachts steht die Ekliptik niedrig, und der Pfad des Vollmondes nahe der ekliptischen Ebene verlief ebenfalls tief. Daher entfernte sich der aufgehende Mond langsamer vom fernen Horizont.

Wer auf der Nordhalbkugel den Mond beobachtet, dem erscheint die Mondscheibe am Horizont wahrscheinlich ungewöhnlich groß. Der Grund ist die rätselhafte Mondillusion. Doch die Bildserie zeigt, dass sich die scheinbare Größe des Mondes nicht änderte. Das Licht wurde anfangs in der langen Sichtlinie der Atmosphäre gestreut. Als der Vollmond am Nachthimmel höher stieg, wich die tiefrote Farbe einem blassen Gold.

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Solargrafie-Analemma

Das Bild wirkt geheimnisvoll. Unten ist eine graue Stadt leicht verzerrt abgebildet. Die oberen Ecken sind sehr dunkel. Am Himmel verlaufen drei 8-förmige Schleifen. Sie entstanden aus Bildern der Sonne, die im Lauf eines Jahres täglich zur selben Zeit aufgenommen wurden. Die Schleifen sind Analemmata.

Bildcredit und Bildrechte: Maciej Zapiór und Łukasz Fajfrowski

Heute ist Tag- und Nachtgleiche. Die Sonne kreuzt den Himmelsäquator und wandert um 16:57 UT nach Norden. Auf der Nordhalbkugel ist das der erste Tag im Frühling. Zur Feier des Tages zeigt dieses Bild den jährlichen Pfad der Sonne am Himmel der Erde. Es ist das erste Analemma, das jeden Tag mit der Technik der Solargrafie belichtet wurde.

Mit einer zylindrischen Lochkamera wurden drei Analemmakurven fotografiert. Dafür wurde ein Jahr lang dreimal täglich ein einziges Stückchen Schwarz-Weiß-Fotopapier eine Minute lang belichtet. Das geschah vom 1. März 2013 bis 1. März 2014. Die genau geplanten täglichen Belichtungen fanden um 10:30, 12:00 und 13:30 MEZ auf einem Balkon statt. Der Balkon im Stadtteil Kozanów in der polnischen Stadt Breslau blickt nach Süden.

Die beiden Äquinoktien des Jahres fanden am 20. März und 22. September statt. Es sind die Mittelpunkte auf der Achterschleifen, nicht die Kreuzungspunkte. Die Lücken in den Schleifen zeigen bewölkte Tage. Die beiden geschlossenen Linien links unten entstanden durch einen Ausfall der Zeitschaltuhr. Dadurch blieb der Verschluss der Lochkamera offen.

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SDOs Multiwellenlängen-Sonne

Die obere Hälfte der Sonne ist dargestellt. Darauf sind keilförmig Bilder der Sonne in anderen Farben des Lichts angeordnet - rosa, grün, blau, orange, altrosa, braun, golden, türkis und grün.

Bildcredit: GSFC Wissenschaftliches Visualisierungsstudio, SDO, NASA

Heute um 17:11 UT erreicht die Sonne den südlichsten Punkt ihrer Jahresreise am Himmel des Planeten Erde. Dann ist Sonnenwende. Die Sonnenwende im Dezember ist auf der Nordhalbkugel der astronomische Winterbeginn. Im Süden beginnt der Sommer. Zur Feier des Tages zeigt diese kreative Visualisierung die Sonne in sichtbarem Licht bis hin zu extrem ultravioletten Wellenlängen. Die Grafik entstand aus Bilddaten des Solar Dynamics Observatory (SDO) in der Umlaufbahn.

Der Hintergrund wurde in sichtbaren Wellenlängen fotografiert. Keilförmige Segmente zeigen die Sonnenscheibe in immer kürzeren ultravioletten und extrem ultravioletten Wellenlängen. Die Filter der Falschfarbenbilder sind im Uhrzeigersinn angeordnet. Sie reichen von 170 Nanometern Wellenlänge (altrosa) bis 9,4 Nanometer (grün). Bei kürzeren Wellenlängen nehmen Höhe und Temperatur der Regionen in der Sonnenatmosphäre zu.

Die Photosphäre der Sonne leuchtet in sichtbaren Wellenlängen hell. In Ultraviolett wirkt sie dunkler, doch Sonnenflecken leuchten, und helles Plasma folgt den Schleifen von Magnetfeldlinien. Dieses Video zeigt, wie die Filter der Animation von SDOs Sonnenansicht in mehreren Wellenlängen um die Sonnenscheibe wandern.

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Der Wendekreis des Krebses

Vor einem Nachthimmel mit Milchstraße ragt eine gespaltene Säule hoch, an deren Spitze eine Kugel ist.

Bildcredit und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (Deep Sky Colors)

Dieses imposante Denkmal steht in Taiwan zwischen Hualian und Taidong. Es ist zweigeteilt und wurde über einem besonderen Breitenkreis auf dem Planeten Erde bei 23,5 Grad nördlicher Breite errichtet. Dieser ist als Wendekreis des Krebses bekannt. Auf dem nördlichen Wendekreis befinden sich die nördlichsten Orte, über denen die Sonne senkrecht stehen kann. Das geschieht dort einmal im Jahr zur Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel.

Die Breite, wo der Wendekreis des Krebses liegt, entspricht der Neigung der Rotationsachse der Erde zu ihrer Umlaufbahn. Der Name bezieht sich auf das Tierkreiszeichen Krebs. In früherer Zeit stand die Sonne zur nördlichen Sommersonnenwende im Krebs. Durch die Präzession der Erdachse steht die Sonne zur Sommersonnwendsonne derzeit im Sternbild Stier.

Diese sternklare Nachtszene zeigt das eigentlich weiße Bauwerk von Stadtlichtern gefärbt. Die orangefarbene Seite steht südlich vom Wendekreis, die weiße Seite steht nördlich. Natürlich gibt es auf der Südhalbkugel ein Gegenstück zum Wendekreis des Krebses. Es ist der Wendekreis des Steinbocks.

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