Warum leuchtet eine Sternschnuppe?

In den „Fragen zur Astronomie“ geht es heute um ein Phänomen, das man in so gut wie jeder klaren Nacht beobachten kann: Sternschnuppen. Wer lang genug den dunklen Himmel betrachtet, der wird mit ziemlicher Sicherheit eine der flüchtigen Lichterscheinungen sehen. Für einen kurzen Moment leuchtet ein kleines Licht auf uns saust über den Himmel um dann ebenso schnell wieder zu verlöschen, wie es aufgetaucht ist. Aber was leuchtet da? Und: Warum leuchtet eine Sternschnuppe?

Das, was da am Himmel (indirekt) zu sehen ist, sind Staubkörner aus dem All. Im Weltraum gibt es ja nicht nur Sterne und Planeten, sondern auch jede Menge Kleinkram. Unter anderem jede Menge Staub. Größere und kleinere Gesteinsbrocken findet man überall im Sonnensystem und wenn einer davon mit der Erde zusammenstößt, dann sieht man eine Sternschnuppe.

Es handelt sich dabei um wirklich kleine Objekte; nur wenige Millimeter groß. Und oft kann man hören, dass diese Staubkörner deswegen als Sternschnuppen aufleuchten, weil sie in der Atmosphäre der Erde verglühen. Bei flüchtiger Betrachtung klingt das logisch. Immerhin brauchen ja auch Raumschiffe einen Hitzeschild, wenn sie auf dem Rückweg zur Erde die Atmosphäre mit hoher Geschwindigkeit durchqueren. Aber die Erklärung ist trotzdem falsch. Das lässt sich leicht nachvollziehen: Sucht euch ein kleines Staubkörnchen (hinter dem Sofa findet sich sicherlich etwas) und verbrennt es. Das wird dann zwar hell, aber mit Sicherheit nicht so hell, dass man es Dutzende Kilometer über dem Erdboden mit freiem Auge sehen könnte.

Der Grund für das Leuchten der Sternschnuppe ist ein wenig komplizierter. Die Temperatur spielt dabei schon eine Rolle, aber nicht die Hauptrolle. Wenn ein Staubkorn aus dem All auf die Lufthülle der Erde trifft, ist es enorm schnell (es bewegt sich mit mehr als 10 Kilometern pro Sekunde). Und die Reibung mit den Molekülen der Luft erzeugt tatsächlich hohe Temperaturen wodurch das Staubkorn verbrennt. Das macht aber nur einen kleinen Teil der gesamten Leuchterscheinung aus. Das, was man sieht, ist die sogenannte Plasmaspur hinter dem Staubkorn.

Durch die hohen Temperaturen verlieren die Atome der Luft einige der Elektronen aus ihrer Hülle. Eine Gas, in dem Elektronen aus der Hülle und Atomkerne ohne Elektronen getrennt voneinander vorliegen, nennt man Plasma. Um diesen Zustand aufrecht zu erhalten, braucht es Energie. Fehlt die, dann binden sich die Elektronen schnell wieder an ihre Atomkerne. Diesen Vorgang nennt man „Rekombination“ und dabei gibt das Atom Energie in Form von Licht ab. Es ist im wesentlichen der gleiche Prozess, der auch in einer Leuchtstoffröhre stattfindet: Auch dort werden die Atome des Gases in der Röhre durch den elektrischen Strom zuerst angeregt, bevor die Rekombination stattfindet und das Ding leuchtet.

Eine Sternschnuppe leuchtet also, weil sie eine strahlende Spur aus Plasma hinter sich über den Himmel zieht! Und wer jetzt Lust bekommen hat, eine echte Sternschnuppe zu sehen: Geht hinaus und schaut nach oben! Im kommenden Winter kann man nicht nur die normalen Sternschnuppen sehen, sondern auch die jährlichen Sternschnuppenschauer der Leoniden (bis Ende November) und Geminiden (bis Mitte Dezember). Mehr über Sternschnuppen und verwandte Themen findet ihr in dieser Übersicht.

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