Der Begriff Nachthimmel, der in der Regel mit der Astronomie von der Erde in Verbindung gebracht wird, bezieht sich auf das nächtliche Erscheinungsbild von Himmelsobjekten wie Sterne, Planeten und dem Mond, die an einem klaren Himmel zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang sichtbar sind, wenn sich die Sonne unterhalb des Horizonts befindet.
Natürliche Lichtquellen am Nachthimmel sind Mondlicht, Sternenlicht und Luftglimmer, je nach Standort und Zeitpunkt. Aurorae erhellen den Himmel über den Polarkreisen. Gelegentlich kann ein großer koronaler Massenausstoß aus der Sonne oder einfach nur ein starker Sonnenwind das Phänomen in Richtung Äquator ausbreiten.
Der Nachthimmel und seine Erforschung haben einen historischen Platz in der alten und modernen Kultur. In der Vergangenheit haben Landwirte beispielsweise den Status des Nachthimmels als Kalender genutzt, um zu bestimmen, wann sie Pflanzen anbauen. Viele Kulturen haben Konstellationen zwischen Sternen am Himmel gezeichnet und sie in Verbindung mit Legenden und Mythologie über ihre Gottheiten verwendet.
Der alte entwickelte Glaube der Astrologie basiert im Allgemeinen auf dem Glauben, dass Beziehungen zwischen Himmelskörpern Informationen über Ereignisse auf der Erde beeinflussen oder vermitteln. Die wissenschaftliche Untersuchung von nachts sichtbaren Himmelsobjekten findet in der Wissenschaft der Beobachtungsastronomie statt.
Die Sichtbarkeit von Himmelsobjekten am Nachthimmel wird durch Lichtverschmutzung beeinträchtigt. Die Anwesenheit des Mondes am Nachthimmel hat in der Vergangenheit die astronomische Beobachtung behindert, indem sie die Umgebungshelligkeit erhöht hat.
Mit dem Aufkommen künstlicher Lichtquellen ist die Lichtverschmutzung jedoch zu einem wachsenden Problem für die Betrachtung des Nachthimmels geworden. Optische Filter und Modifikationen an Beleuchtungskörpern können helfen, dieses Problem zu lindern, aber für eine optimale Sicht suchen sowohl Profis als auch Amateurastronomen Orte fernab vom städtischen Wolkenglühen.
Die Milchstraße ist in der südlichen Hemisphäre heller als im Norden. (Foto aufgenommen am La Silla Observatorium)
Die Tatsache, dass der Himmel nachts nicht ganz dunkel ist, auch ohne Mondschein und Stadtbeleuchtung, ist leicht zu beobachten, denn wenn der Himmel absolut dunkel wäre, könnte man die Silhouette eines Objekts am Himmel nicht sehen.
Die Intensität des Himmels variiert stark über den Tag und die Hauptursache ist ebenfalls unterschiedlich. Tagsüber, wenn sich die Sonne über dem Horizont befindet, ist die direkte Streuung des Sonnenlichts (Rayleigh-Streuung) die überwiegende dominante Lichtquelle.
In der Dämmerung, dem Zeitraum zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang, ist die Situation komplizierter und eine weitere Differenzierung erforderlich. Die Dämmerung wird in drei Segmente unterteilt, je nachdem, wie weit die Sonne unter dem Horizont in Segmenten von 6° steht.
Nach Sonnenuntergang beginnt die zivile Dämmerung und endet, wenn die Sonne mehr als 6° unter den Horizont fällt. Es folgt die nautische Dämmerung, wenn die Sonne Höhen von -6° und -12° erreicht, danach kommt die astronomische Dämmerung, definiert als die Periode von -12° bis -18°. Fällt die Sonne mehr als 18° unter den Horizont, erreicht der Himmel in der Regel seine minimale Helligkeit.
Mehrere Quellen können als Quelle der intrinsischen Helligkeit des Himmels identifiziert werden, nämlich Airglow, indirekte Streuung des Sonnenlichts, Streuung des Sternenlichts und künstliche Lichtverschmutzung.
Visuelle Präsentation des Nachthimmels
Abhängig von der lokalen Himmelswolkenbedeckung, der Verschmutzung, der Luftfeuchtigkeit und der Lichtverschmutzung erscheinen die mit bloßem Auge sichtbaren Sterne als Hundert, Tausenden oder Zehntausenden von weißen Lichtpunkten in einem ansonsten nahen schwarzen Himmel zusammen mit einigen schwachen Nebeln oder Lichtwolken…In der Antike wurden die Sterne oft als äquidistant auf einer Kuppel über der Erde angenommen, weil sie viel zu weit entfernt sind, um Stereopsien Tiefenhinweise zu geben. Sichtbare Sterne haben eine Farbpalette von blau (heiß) bis rot (kalt), aber mit so kleinen schwachen Lichtpunkten sehen die meisten weiß aus, weil sie die Stammzellen stimulieren, ohne die Kegelzellen auszulösen. Wenn es besonders dunkel ist und ein besonders schwaches Himmelsobjekt von Interesse ist, kann eine abgewandte Sicht hilfreich sein.
Die Sterne am Nachthimmel können nicht ohne Hilfe gezählt werden, weil sie so zahlreich sind und es keine Möglichkeit gibt, zu verfolgen, welche gezählt wurden und welche nicht. Je nachdem, wohin der Betrachter schaut, können schwächere Sterne auftauchen und verschwinden, was die Anzahl weiter verkompliziert. Das Ergebnis ist ein Eindruck von einem außergewöhnlich großen Sternenfeld.
Da die Sternenbeobachtung am besten an einem dunklen Ort fernab von Stadtlichtern durchgeführt wird, ist es wichtig, eine dunkle Anpassung zu erreichen und zu erhalten. Es dauert einige Minuten, bis sich die Augen an die Dunkelheit gewöhnt haben, die notwendig ist, um die meisten Sterne zu sehen, und die Umgebung auf dem Boden ist schwer zu erkennen. Mit einer roten Taschenlampe (Taschenlampe) können Sternkarten, Teleskopteile und dergleichen beleuchtet werden, ohne die dunkle Anpassung aufzuheben.
Sternbilder des Nachthimmels
Es gibt keine Markierungen am Nachthimmel, obwohl es viele Himmelskarten gibt, die Sterngucker bei der Identifizierung von Sternbildern und anderen Himmelsobjekten unterstützen. Sternbilder sind prominent, weil ihre Sterne in der Regel heller sind als andere nahegelegene Sterne am Himmel. Verschiedene Kulturen haben verschiedene Gruppierungen von Konstellationen geschaffen, die auf unterschiedlichen Interpretationen der mehr oder weniger zufälligen Muster von Punkten am Himmel basieren. Sternbilder wurden ohne Rücksicht auf die Entfernung zu jedem Stern identifiziert, sondern so, als wären sie alle Punkte auf einer Kuppel.
Orion gehört zu den prominentesten und bekanntesten Sternbildern. Der Große Wagen (der eine Vielzahl anderer Namen hat) ist für die Navigation in der nördlichen Hemisphäre hilfreich, da er auf Polaris, den Nordstern, zeigt.
Die Polstersternsterne sind etwas Besonderes, weil sie etwa mit der Drehachse der Erde übereinstimmen, so dass sie an einem Ort zu bleiben scheinen, während sich die anderen Sterne im Laufe einer Nacht (oder eines Jahres) um sie herum drehen.
Planeten des Nachthimmels
Planeten, benannt nach dem griechischen Wort für „Wanderer“, durchlaufen jeden Tag ein wenig das Sternenfeld und führen Schleifen mit Zeitskalen aus, die von der Länge des Jahres oder der Umlaufzeit des Planeten um das Sonnensystem abhängen.
Planeten erscheinen mit bloßem Auge als Lichtpunkte am Himmel mit variabler Helligkeit. Planeten leuchten durch Sonnenlicht, das von der Oberfläche oder Atmosphäre der Planeten reflektiert oder gestreut wird. Die relativen Positionen von Sonne, Planet und Erde bestimmen also die Helligkeit des Planeten.
Mit einem Teleskop oder einem guten Fernglas erscheinen die Planeten als Scheiben mit endlicher Größe, und es ist möglich, Monde zu beobachten, die Schatten auf die Oberfläche des Wirtsplaneten werfen. Die Venus ist der bekannteste Planet, oft als „Morgenstern“ oder „Abendstern“ bezeichnet, weil sie heller ist als die Sterne und oft der einzige „Stern“, der bei Sonnenauf- oder untergang sichtbar ist, je nach Lage in ihrer Umlaufbahn. Merkur, Mars, Jupiter und Saturn sind auch mit bloßem Auge sichtbar.
Der Mond
Der Erdmond ist eine graue Scheibe am Himmel, deren Krater mit bloßem Auge sichtbar ist. Sie umfasst je nach Lage 29-33 Bogenminuten – etwa die Größe eines Miniaturbildes in Armlänge – und ist leicht zu identifizieren. Über 28 Tage durchläuft der Mond einen vollständigen Zyklus von Mondphasen.
Im Allgemeinen können Menschen Phasen innerhalb weniger Tage durch den Blick auf den Mond identifizieren. Im Gegensatz zu Sternen und den meisten Planeten ist das vom Mond reflektierte Licht hell genug, um tagsüber gesehen zu werden. (Venus ist manchmal auch nach Sonnenaufgang zu sehen.)
Einige der spektakulärsten Monde kommen während der Vollmondphase nahe dem Sonnenuntergang oder -aufgang. Der Mond am Horizont profitiert von der Mondillusion, die ihn größer erscheinen lässt. Das vom Mond reflektierte Licht, das durch die Atmosphäre wandert, färbt auch den Mond orange und/oder rot.
Kometen
Kometen kommen nur selten in den Nachthimmel. Kometen werden von der Sonne beleuchtet, und ihre Schwänze erstrecken sich von der Sonne weg. Ein Komet mit sichtbarem Schwanz ist ziemlich ungewöhnlich – ein großer Komet erscheint etwa einmal im Jahrzehnt. Sie sind in der Regel nur kurz vor Sonnenaufgang oder nach Sonnenuntergang sichtbar, da sie in diesen Zeiten nahe genug an der Sonne sind, um einen Schwanz zu zeigen.
Wolken
Wolken verdecken den Blick auf andere Objekte am Himmel, obwohl unterschiedliche Dicken der Wolkendecke unterschiedliche Auswirkungen haben. Eine sehr dünne Zirruswolke vor dem Mond könnte einen regenbogenfarbenen Ring um den Mond erzeugen.
Sterne und Planeten sind zu klein oder schwach, um diesen Effekt zu erzielen, und werden stattdessen nur gedimmt (oft bis zur Unsichtbarkeit). Dickere Wolkenbedeckung verdeckt Himmelsobjekte vollständig, wodurch der Himmel schwarz wird oder reflektierende Stadtlichter wieder herunterfallen. Wolken sind oft nah genug, um eine gewisse Tiefenwahrnehmung zu ermöglichen, obwohl sie ohne Mondlicht oder Lichtverschmutzung schwer zu sehen sind.
Andere Objekte
Die Milchstraße kann als ein sehr großer Streifen oder Bogen über den Nachthimmel gesehen werden, wenn die Sichtverhältnisse gut genug sind. Dieses Panoramafoto wurde im Death Valley aufgenommen.
Die Milchstraße enthält Milliarden von Sternen, die in zwei auffallend unterschiedlichen Strukturen angeordnet sind: Halo und Scheibe.
In klaren, dunklen Nächten in unbelasteten Gebieten, bei dünnem Mond oder unter dem Horizont ist die Milchstraße zu sehen, ein Band, das wie weißer Staub aussieht.
Die Magellanschen Wolken des südlichen Himmels werden leicht als erdbasierte Wolken (daher der Name) verwechselt, sind aber in Wirklichkeit Sammlungen von Sternen, die außerhalb der Milchstraße gefunden wurden, bekannt als Zwerggalaxien.
Sternzeichenlicht ist ein Glühen, das in der Nähe der Punkte erscheint, an denen die Sonne auf- und untergeht, und das durch Sonnenlicht verursacht wird, das mit interplanetarem Staub wechselwirkt.
Kurz nach Sonnenuntergang und vor Sonnenaufgang sehen künstliche Satelliten oft wie Sterne aus – ähnlich in Helligkeit und Größe – aber sie bewegen sich relativ schnell. Diejenigen, die in einer niedrigen Erdumlaufbahn fliegen, überqueren den Himmel in ein paar Minuten. Einige Satelliten, einschließlich Weltraummüll, scheinen zu blinzeln oder haben eine periodische Helligkeitsschwankung, weil sie sich drehen. Satellitenfackeln können heller erscheinen als die Venus, mit bemerkenswerten Beispielen wie der Internationalen Raumstation (ISS) und den Iridium-Satelliten.
Meteore (allgemein bekannt als Sternschnuppen) streifen nur sehr selten über den Himmel. Während eines Meteoritenschauer kann es vorkommen, dass sie in unregelmäßigen Abständen durchschnittlich eine pro Minute haben, aber ansonsten ist ihr Auftreten eine zufällige Überraschung. Der gelegentliche Meteor macht einen hellen, flüchtigen Streifen über den Himmel, und sie können im Vergleich zum Nachthimmel sehr hell sein.
Flugzeuge sind auch nachts sichtbar und unterscheiden sich in der Entfernung von anderen Objekten, weil ihre Lichter blinken.
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