1. Was sind Meteore?

Nicht nur die Planeten, Zwergplaneten und Kleinkörper (Kometen, Asteroiden) kreisen um die Sonne, sondern auch eine grosse Menge von Staub, Körnchen, Steinchen, Splitter und Brocken von Kieselstein- bis Hausgrösse. Täglich kollidieren etliche Tonnen dieser Materie mit der Erde und dringen als sogenannte Meteoroide in die Atmosphäre ein. Aufgrund ihrer hohen Einfallgeschwindigkeit vermögen sie die entlang ihrer Flugbahn getroffenen Luftmoleküle zu ionisieren. Unmittelbar nach der Ionisation rekombinieren die Luftmoleküle wieder und senden dabei ein Photon (Licht) aus. Dieses von den Luftmolekülen ausgesandte Licht wird vom Beobachter als Leuchtspur wahrgenommen und als Meteor (umgangsprachlich: "Sternschnuppe") bezeichnet.

Beim Flug durch die Atmosphäre werden die Meteoroide stark gebremst, heizen sich auf und beginnen zu verdampfen. Da die Erdatmosphäre in tieferen Schichten schnell an Dichte zunimmt, zerplatzen grössere Meteoroide meist in zahlreiche kleinere Bruchstücke.

Abhängig von Grösse, Geschwindigkeit und Beschaffenheit verdampfen Meteoroide jedoch nicht vollständig in der Atmosphäre, sondern schlagen auf der Erdoberfläche auf und bleiben als Meteorite liegen.

Terminologie:

Poster (pdf, 18 MB)
 
Bild     (jpg, 1.2 MB)

Meteoroid:

alt-griechisch: μετέωρος: "in der Luft befindlich"
(die Endung -oeides bedeutet: "ähnlich")
Objekt zwischen Kleinkörper und Molekül.

 

Grösse:

1μm bis 50m

 

Masse:

1mg bis 2000t
(vor Eintritt in die Erdatmosphäre).

 

Geschwindigkeit:

11.2km/s bis 72km/s
(relativ zur Erde)

 

Dichte:

0.1g/cm3 bis 8g/cm3
(von sehr porös bis sehr kompakt).

 

Zusammensetzung:

Silikate, Oxide, Karbonate, Metalle
(v.a. Eisen-Nickel-Legierungen).

 

Ursprungskörper:

Kometen und Asteroiden resp. Materie aus der Zeit der Planetenbildung.



Meteor:

alt-griechisch: μετέωρος: "in der Luft befindlich"
Leuchterscheinung aufgrund des Rekombinationsprozesses der Luftmoleküle.
Die Leuchterscheinung setzt ab einer Höhe von ca. 100km über der Erde ein und kommt zum Erliegen, wenn der Meteoroid vollständig verdampft ist oder soweit abgebremst wurde, dass er die Luftmoleküle nicht mehr zu ionisieren vermag.
Umgangsprachlich: "Sternschnuppe".

Feuerkugel,
Bolide:

Besonders heller Meteor (heller als -5 mag), gleissende Leuchterscheinung mit Nachleuchten, oft mit noch minutenlang sichtbarem Schweif. Unter Umständen ist nach ein paar Minuten ein Donner zu hören.

Meteorit:

Meteoroid, der beim Flug durch die Erdatmosphäre nicht vollständig verdampft, sondern den Erdboden erreicht und liegen bleibt.
  
Der kleine Asteroid 2008 TC3 (Grösse ca. 4 m, Gewicht ca. 80 t) war der erste ausserirdische Körper, für den eine Kollision mit der Erde korrekt vorausberechnet wurde. Entdeckt wurde er rund 20 Stunden zuvor, als er sich noch ausserhalb der Mondbahn befand. Der Absturz erfolgte am 7. Oktober 2008 um 04:46 MESZ im Norden Sudans über der Nubischen Wüste, in der Nähe der Bahnstation Almahata Sitta. Monate später konnten auch Bruchstücke des Asteroiden (Meteoriten) im Absturzgebiet geborgen werden.
  
Wikipedia    TV-Beitrag (ca. 50 Min.)

Ursprungskörper

Kometen bestehen aus erheblichen Mengen Staub, einer eher losen Zusammenballung von verschiedenen, vor allem leicht flüchtigen Materialien sowie Gasen in festem Zustand. Mit dem Begriff „schmutziger Schneeball“ lassen sich Kometen am treffendsten beschreiben. Bei der Annäherung an die Sonne sublimieren die Gase und entweichen vom Kometen. Dabei befördern sie auch Staub und kleine Partikel vom Kometen in den interplanetaren Raum.
Die Freisetzung dieser Partikel erfolgt überwiegend um die Perihel-Passage des Kometen, es wird also nicht die gesamte Kometenbahn mit Staub angefüllt.

Merklich festeres Material stammt von Asteroiden: Einerseits wurde nicht das gesamte feste Material aus der Frühzeit des Planetensystems verbraucht, und andererseits kam es im Verlauf der Geschichte immer wieder zu Kollisionen unter den Asteroiden, was jeweils eine riesige Zahl von kleineren und grösseren Brocken und sehr viel Staub generierte, die in alle Richtungen auseinander stoben. Asteroiden gleichen wohl eher einem „lockeren Schutthaufen“ als einem kompakten Körper, weshalb auch sie auf ihrer Bahn um die Sonne durchaus Meteoroiden-Staubspuren produzieren können.

Zum Nachweis interstellarer Meteoroiden sind aufgrund ihrer nochmals erheblich höheren Geschwindigkeit spezielle Verfahren notwendig. Daten aus jüngeren Beobachtungen enthalten weniger als 2% Meteoroiden, die auf einen interstellaren Ursprung ausserhalb des Sonnensystems schliessen lassen.

 

Bahnformen

Die Sonne wird von zahllosen Objekten auf den unterschiedlichsten Bahnen entsprechend der Keplerschen Gesetzen umlaufen. Aufgrund ihrer Herkunft bewegen sich auch Meteoroiden auf Bahnen, die entweder elliptisch, parabolisch oder hyperbolisch sein können, wobei sich die Sonne in einem Brennpunkt der entsprechenden Bahn befindet.

Während Ellipsen geschlossene Umläufe beschreiben, stellen Parabeln und Hyperbeln offene Bahnformen dar. Fest zum Sonnensystem gehörende und regelmässig wiederkehrende Objekte weisen geschlossene Bahnen (Ellipse) mit definierter Geschwindigkeit auf. Objekte, die eine zu hohe Eigenbewegung aufweisen oder erfahren, passieren den Perihel entweder auf einer parabolischen oder hyperbolischen Bahn und verlassen das Sonnensystem.

 

Sporadische Meteore

Einige Meteoroiden lassen sich nicht mehr einem bestimmten Ursprungskörper zuordnen. Entweder sind sie echte Überbleibsel aus der Planetenentstehung oder ihre Bahn wurde im Laufe der Zeit dermassen gestört, dass man sie nicht mehr einem bestimmten Mutterkörper zuordnen kann. Die von ihnen verursachten Meteore werden als sporadisch bezeichnet.

Trotz ihres zufälligen Auftretens am Himmel bezüglich Ort und Richtung sind gewisse systematische Häufigkeiten beobachtbar: Jeweils in den Morgenstunden herrscht ein Überschuss derjenigen Meteore, die aus dem Zielpunkt der Erdumlaufbahn, dem Apex, kommen. Seine Position liegt ca. 90 Grad westlich der Sonne, was einer wahren Ortszeit von 06:00 Uhr entspricht. Auf der Nordhalbkugel der Erde steht der Apex im Herbst am höchsten am Himmel, weshalb man jeweils im September in den Morgenstunden die meisten sporadischen Meteore beobachten kann.

Eine weitere diffuse Häufigkeitsquelle sporadischer Meteore liegt im Antihelion, also gegenüber der Sonnenposition.

 

2. Meteorströme

Schon lange ist bekannt, dass zu bestimmten Zeiten Meteore gehäuft auftreten. Oft scheinen sie sogar aus derselben Himmelsregion zu stammen. Verlängert man nämlich die Spuren dieser Meteore zurück, so scheinen sie aus einem gemeinsamen Schnittpunkt am Himmel zu entspringen: dem Radianten. Der Grund hierfür liegt in der Kollision der Erde mit einem Strom von Meteoroiden, welche wie die Erde, ebenfalls ihre Bahn um die Sonne ziehen. Ein Meteorstrom wird nach dem Sternbild benannt, aus welchem er zu kommen scheint, d.h. in welchem sein Radiant liegt.

Inzwischen sind zahlreiche solcher Teilchenströme bekannt, mit denen die Erde während ihres Laufes um die Sonne regelmässig kollidiert. Die meisten dieser Ströme können einem Kometen zugeordnet werden, der vor nicht allzu langer Zeit an dieser Stelle die Erdbahn kreuzte und auf seinem sonnennahen Bahnabschnitt beständig Gase und Teilchen freisetzte und als Schweif hinterliess. Der Durchflug der Erde durch eine solche Teilchenspur kann sehr viele Meteore, bis zu Tausende pro Stunde, erzeugen, je nachdem wie dicht besetzt die Teilchenspur an dieser Stelle gerade war.

Die regelmässige Beobachtung und Auswertung der Meteorströme erlaubt die Lokalisierung und Kartierung der existierenden Teilchenströme in Erdnähe, gibt Aufschluss über deren Herkunft und Dichteverteilung und ermöglicht Prognosen über die zu erwartenden Teilchenschauer auf der Erde.

Visualisierung in 3D: Die folgende Animation ermöglicht eine sehr anschauliche Darstellung der helleren Meteorströme, denen die Erde während ihres Umlaufs um die Sonne begegnet. (Benötigt aktuellen Browser).

 

Benennung

Meteorströme werden nach bestimmten Regeln benannt. Generell wird ein Strom nach dem Sternbild benannt, in welchem sich der Radiant zum Zeitpunkt der höchsten Aktivität (Maximum) befindet. Dazu wird der Genitivus possessivus des lateinischen Sternbildnamens verwendet und mit der Endung "-iden" versehen: "Perseiden".

Falls mehrere Ströme ihren Radianten im selben Sternbild haben, so wird die Bezeichnung des nächstgelegenen helleren Sterns vorangestellt: "η-Aquariiden".

 

Maximumszeitpunkte

Der Durchflug der Erde durch einen Meteoroidenstrom wird üblicherweise aus den vergangenen Jahren ermittelt. Der Kreuzungspunkt zwischen Erde und Meteorstrom befindet sich auf einer bestimmten Position auf der Erdbahn, angegeben durch die ekliptikale Länge (oder Sonnenlänge) λ. Da das Jahr kein ganzzahliges Vielfaches an Tagen aufweist, erreicht die Erde den gleichen Ort auf ihrer Bahn an leicht unterschiedlichen Tagen und Uhrzeiten. Deshalb müssen Datum und exakte Uhrzeit des Aktivitätsmaximums für jedes Jahr neu aus der Sonnenlänge berechnet werden.

Sonnenlänge 2017  Sonnenlänge 2017 Sonnenlänge 2018  Sonnenlänge 2018

 

Die visuellen Meteorströme

Meteorströme 2017  Meteorströme 2017 Meteorströme 2018  Meteorströme 2018

QUA Quadrantiden  QUA Quadrantiden LYR Lyriden  LYR Lyriden
ETA Eta-Aquariiden  ETA Eta-Aquariiden ELY Eta-Lyriden  ELY Eta-Lyriden
JBO Juni-Bootiden  JBO Juni-Bootiden PAU Piscis-Austriniden  PAU Piscis-Austriniden
SDA Suedliche Delta-Aquariiden  SDA Südliche Delta-Aquariiden CAP Alpha-Capricorniden  CAP Alpha-Capricorniden
PER Perseiden  PER Perseiden KCG Kappa-Cygniden  KCG Kappa-Cygniden
AUR Aurigiden  AUR Aurigiden SPE September-Epsilon-Perseiden  SPE September-Epsilon-Perseiden
DRA Draconiden  DRA Draconiden STA Südliche Tauriden  STA Südliche Tauriden
DAU Delta-Aurigiden  DAU Delta-Aurigiden EGE Epsilon-Geminiden  EGE Epsilon-Geminiden
ORI Orioniden  ORI Orioniden LMI Leonis-Minoriden  LMI Leonis-Minoriden
NTA Nördliche Tauriden  NTA Nördliche Tauriden LEO Leoniden  LEO Leoniden
AMO Alpha-Monocerotiden  AMO Alpha-Monocerotiden MON Monocerotiden  MON Monocerotiden
HYD Sigma-Hydriden  HYD Sigma-Hydriden GEM Geminiden  GEM Geminiden
COM Comae-Bereniciden  COM Comae-Bereniciden DLM Dezember-Leonis-Minoriden  DLM Dezember-Leonis-Minoriden
URS Ursiden  URS Ursiden ANT Antihelion-Quelle  ANT Antihelion-Quelle
Skorpiiden-Sagittariiden-Komplex  Skorpiiden-Sagittariiden-Komplex   

 

Weitere Meteorströme

ULE_J5_showerlist  Sonotaco Meteor Shower List "ULE_J5":

AHY Alpha-Hydriden AND Andromediden
BPI August-Beta-Pisciden DAD Dezember-Alpha-Draconiden
DSX Daytime-Sexantiden ERI Eta-Eridaniden
EVI Eta-Virginiden HVI H-Virginiden
HYD Sigma-Hydriden JUG Juli-Gamma-Draconiden
KDR Dezember-Kappa-Draconiden NOO November-Orioniden
NUE Nü-Eridaniden OCT Oktober-Camelopardaliden
OCU Oktober-Ursae-Majoriden OER Omikron-Eridaniden
PSU Psi-Ursae-Majoriden TPY Theta-Pyxididen
XUM Xi-Ursae-Majoriden XVI Dezember-Chi-Virginiden

Verzeichnis aller Meteorströme gemäss IAU.