Staub aus dem All. Der Sternschnuppenstrom der Leoniden hat einen neuen Wissenschaftszweig begründet – die Sternschnuppenvorhersage. Die nächsten Jahre lassen ein furioses Himmelspektakel erwarten.
Mehrere Minuten lang regneten mehr Sternschnuppen vom Himmel, als sich sicher zählen ließen. Der Morgen des 18. November 1999 ist in die Geschichte der Astronomie eingegangen. Zum ersten Mal seit 33 Jahren kam es zu einem Meteorsturm mit Tausenden von Schnuppen pro Stunde – und zum ersten Mal überhaupt war es Astronomen gelungen, das himmlische Spektakel auf wenige Minuten genau vorauszusagen. Von einem Meteorsturm sprechen die Fachleute erst, wenn pro Stunde deutlich über 1000 Sternschnuppen fallen oder im Mittel ein Meteor alle paar Sekunden niedergeht. Selbst die ergiebigsten alljährlichen Sternschnuppenschauer bringen es nur auf 100 bis 200 pro Stunde. Und die Leoniden, die vergangenes Jahr für den Sturm sorgten, liefern in den meisten Jahren kaum ein Dutzend Schnuppen pro Stunde. Da Meteorstürme meist weniger als 60 Minuten dauern, ist es wichtig, am richtigen Ort zu sein: Das Maximum läßt sich am besten ein bis zwei Stunden vor Sonnenaufgang beobachten, wenn die Erde frontal in jene Wolke aus altem Kometenstaub hineinrast, die hoch in der Atmosphäre für die Sternschnuppen sorgt. Chronisten berichten von Meteorstürmen seit über 1000 Jahren, oft in apokalyptischen Tönen. Aber die Beobachtungen waren immer Zufallstreffer – und schockierten die Zeugen um so mehr. Einer der größten Stürme der Geschichte, die Leoniden des Jahres 1833, führten im Osten der USA zu solchem Aufruhr, daß Religionsgemeinschaften entstanden. Zwar lernten die Astronomen bereits in diesen Jahren, daß Kometen und deren Staub für das Himmelsschauspiel verantwortlich sind und ein Sturm am wahrscheinlichsten ist, wenn sich der Verursacherkomet der Sonne nähert. Doch alle Versuche, präzise Gesetzmäßigkeiten für Jahr, Datum, Uhrzeit und Stärke des Sturms zu finden, scheiterten – bis jetzt. Im Herbst 1998 packte einen jungen schottischen Astronomen die Wut: „Mich frustrierte die Beliebigkeit der verschiedenen Leoniden-Prognosen”, sagt Robert McNaught, der gewöhnlich an einer australischen Sternwarte Kometen und Planetoiden beobachtet. „Viele hatten offensichtlich gar keine theoretische Grundlage.” McNaught nahm mit dem nordirischen Astronomen David Asher Verbindung auf und schlug vor, wie man systematischer vorgehen könnte. Asher ergänzte das mathematische Verfahren, setzte einen Computer auf die Leoniden der letzten 200 Jahre an – und staunte, wie genau die Zeitpunkte der jeweiligen Maxima getroffen wurden. Der Ansatz des Modells ist leicht zu verstehen: Alle 33 Jahre, wenn sich der Leonidenkomet Tempel-Tuttle auf seiner elliptischen Bahn der Sonne nähert, setzt er eine Wolke von Staubteilchen frei. Unter dem Einfluß der Keplerschen Gesetze, der Schwerkraftstörungen durch Planeten und des Strahlungsdrucks der Sonne verformen sich die Wolken bald zu verbogenen Staubschläuchen. Wie nahe diese „Dust Trails” der Erde kommen, bestimmt maßgeblich die Stärke des Meteorsturms, wie Asher und McNaught 1999 erkannten. Die Position des Kometen ist zweitrangig. Frühere Analysen hatten nur dessen Entfernung von der Erde berücksichtigt und waren damit immer wieder mit ihren Prognosen gescheitert – zuletzt 1998, als sich die Aktivität der Leoniden völlig anders entwickelte. Daß russische Astronomen dem Prinzip schon seit Jahren auf der Spur waren, hatten Astronomen in der westlichen Welt völlig ignoriert. Die Bahn Tempel-Tuttles ist gegenüber der Erdbahn-Ebene um 17 Grad geneigt, wobei der Komet der Erde „entgegenkommt”. Immer wenn sich die Erde durch die Dust Trails bewegt, ist ein Meteorsturm wahrscheinlich. 1966 passierte sie den erst zwei Sonnenumläufe alten Trail von 1899. Im Westen der USA kam es zu einem der größten Meteorstürme der Geschichte, mit teils 40 Meteoren pro Sekunde. Die Augenzeugen schwärmten davon. Die atemberaubende Pünktlichkeit des scharfen Aktivitätsmaximums von 1999 um 3 Uhr 05 MEZ am 18. November hat das Asher-McNaught-Modell brillant bestätigt. Beobachter, die damit gerechnet hatten, warteten in der optimalen Sichtzone, um das äußerst seltene Himmelsschauspiel zu verfolgen – darunter Asher und McNaught selbst ebenso wie der Autor, die in ein spezielles Astronomie-Camp mitten in der Wüste Jordaniens reisten. Im Mittleren Osten, von Ägypten über Israel bis nach Jordanien, herrschten damals nicht nur optimale geometrische Sichtbedingungen, auch das Wetter war bestens. Einige Minuten lang waren bis zu 100 Sternschnuppen pro Minute zu sehen, die geradezu vom dunklen Himmel regneten. Die Sternschnuppen strömten in alle Richtungen vom Kopf des Sternbilds Löwe herunter und sausten am Horizont wie ein dichter Vorhang vor dem Sternenhintergrund herab. Einige Minuten lang lag die Maßzahl für die Meteoraktivität, die Zenitstundenrate, bei 5000 und mehr – das Tausendfache einer gewöhnlichen, mondlosen Nacht. Weil die Staubteilchen zufällig im Raum verteilt sind, herrschte aber immer wieder einige Sekunden Pause – und dann strahlten bis zu sieben Meteore gleichzeitig auf. Manche der jeweils höchstens eine Sekunde lang sichtbaren Partikel leuchteten so hell wie die hellsten Sterne. Auch die Helligkeitsverteilung der Meteore hatten Asher und McNaught korrekt vorausgesagt. Denn die relativ frischen Dust Trails sollten nach dem Modell überwiegend aus kleinen Staubteilchen bestehen. Die Stärke des Sturms hatten die beiden Astronomen allerdings um fast das Zehnfache unterschätzt. Daß dies viel schwieriger war als die Prognose des Maximums, war ihnen schon vorher klargewesen. Zum einen ist die Feinstruktur der Dust Trails komplexer als angenommen. Zum anderen war die Staubdichte selbst nur grob anhand historischer Beobachtungen vor allem aus dem 19. Jahrhundert geeicht worden. Da schon die 5000 Sternschnuppen pro Stunde der 1999-Leoniden an der Grenze des Zählvermögens erfahrener Beobachter lag, darf manche historische Zählung um einen Faktor 2 oder mehr nach oben korrigiert werden, versichert Asher – und das läßt Erstaunliches für die Zukunft hoffen. 1999 ist die Erde erwartungsgemäß durch die Randzone des Dust Trails gezogen, den Tempel-Tuttle 1899 produziert hat. Dieses Jahr kommt die Erde den Trails von 1733 und 1866 nahe. Es ist jedoch unklar, ob die Aktivität Sturmniveau erreichen wird. In Europa und Afrika läßt sich der ältere, in Nordamerika der jüngere Trail überwachen. Allerdings stört das Licht des abnehmenden Halbmonds am Himmel. In den Jahren 2001 und 2002 wird die Erde mehrere Staubschläuche durchqueren. 2001 verspricht ein eindrucksvolles Spektakel – diesmal ohne Mond. Die Erde wird gegen 19 Uhr MEZ gleichzeitig durch die Trails von 1866 und 1699 stoßen. Die Voraussagen für die Zenitstundenraten schwanken noch zwischen 10000 und 35000, dürften aber genauer werden, sobald die 2000er Beobachtungen des 1866er Trails vorliegen. „Selbst wenn die Prognosen für die Zenitstundenraten geringer zu veranschlagen wären, ist klar, daß sie auf Sturmniveau bleiben und sogar höher als 1999 ausfallen werden”, meint Asher. Wieder dürften dann Scharen von Sternschnuppenbegeisterten nach Ostasien, Australien oder zu einsamen Inseln im nördlichen Mikronesien aufbrechen, während Europa völlig leer ausgehen wird. Im Jahre 2002 wird der 1866er Trail trotz Vollmond für einen gehörigen Sturm über Nordamerika sorgen. Dann wird es im 21. Jahrhundert aber zu keinen engen Begegnungen mehr mit den Dust Trails von Tempel-Tuttle kommen. Auch ist kein anderer Komet bekannt, der regelmäßig und vorhersehbar für Meteorstürme sorgen könnte – die Leoniden 1998 bis 2002 sind also ein einmaliges Phänomen für die heutige Astronomengeneration. Deshalb gehen nicht nur auf der Erde Beobachtergruppen mit speziellen Videokameras auf Pirsch. 1998 und 1999 waren auch zwei Flugzeuge der NASA mit aufwendigen Geräten unterwegs, um einen garantiert wolkenfreien Blick zu erhaschen.
Daniel Fischer
