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Beobachtung

... des roten Nachbarplaneten
Während einer Oppositionsperiode kommt Mars der Erde so nahe, dass auch in Amateurteleskopen zahlreiche Oberflächenstrukturen und atmosphärische Veränderungen zu beobachten sind. Worauf sollte hierbei geachtet werden und wie sind diese Phänomene optimal zu verfolgen?
Beobachtungen mit dem Teleskop
Ansicht des Planeten Mars in einem bildumkehrenden Amateurteleskop - die südliche Polkappe erscheint hier deutlich an der Oberseite des Planeten Mars
Es ist ein Leichtes, ein kleines rundes Planetenscheibchen zu beobachten. Interessant wird dieses Unterfangen erst recht, wenn Details erkannt und benannt werden können. Mit einem Amateurteleskop ab einer Objektivöffnung von 10 cm sollten in einer Nacht mit exzellentem Seeing problemlos zahlreiche Details auf der Oberfläche des roten Planeten zu beobachten sein.

Mars rotiert in der gleichen Richtung wie die Erde, somit bewegen sich die Oberflächenformationen im bildumkehrenden Teleskop für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel scheinbar von rechts nach links. Auf welche Oberflächenposition der Blick zu einer bestimmten Zeit fällt, gibt die Länge des Zentralmeridians an. Dies ist die imaginäre Linie, die sich vom Nord- zum Südpol über die Mitte des Planetenscheibchen zieht.
Polkappen

Ansicht des Planten Mars am 22. Juni 2003 (links) und etwa einen Monat später, am 29. Juli - beide Fotos zeigen ungefähr die gleiche Seite des Planeten. Das derzeitige Abtauen der südlichen Polkappe ist hier eindeutig zu erkennen.
Zu den auffälligsten Erscheinungen der Marsatmosphäre zählen die beiden Polkappen, die von Wasser- und Kohlendioxideis bedeckt sind. Aufgrund jahreszeitlicher Schwankungen kommt es allerdings immer wieder zum Abschmelzen und zum erneuten Ausfrieren des Kohlendioxids. Dadurch variiert auch die Größe und Sichtbarkeit der Polargebiete. Im Allgemeinen erscheint die südliche Polarregion größer als die nördliche. Auch die Achsenstellung des Mars kann den Blick auf diese Regionen verhindern oder begünstigen.

Während der Annäherung an den roten Planeten im Jahr 2003 war vor allem die südliche Hemisphäre in Richtung der Erde geneigt. Im Teleskop erschien die große Polkappe als besonders auffällige Oberflächenformation. Im Verlauf des Jahres 2003 verkleinerte sich das vom Eis bedeckte Gebiet dramatisch, da auf der Südhalbkugel des roten Planeten der Frühling vorherrschte und das eingelagerte Eis unter Einwirkung der Sonnenstrahlen rasant schmolz.
Oberflächenstrukturen
Ansicht des Planten Mars im Juli 2003, wenige Wochen vor seiner Opposition - deutlich erkennbar ist die südliche Polkappe und dunkle und helle Gebiete auf der roten Oberfläche
Die auffälligsten im Teleskop erkennbaren Oberflächenformationen neben den weißen eisbedeckten Polargebieten sind vor allem dunkle Flächen und Streifen auf dem Planetenscheibchen. Diese von früheren Marsbeobachtern, wie Giovanni Schiaparelli und E.M. Antoniadi als maria oder terrae bezeichneten Strukturen sind großflächige Felsformationen, die meist von dünnen Staubschichten bedeckt werden.

Die Staubschichten sind saisonalen Windaktivitäten ausgesetzt, die den Oberflächenstaub in die Atmosphäre aufwirbeln und ihn teilweise über den gesamten Globus verteilen und somit auch den ungetrübten Blick durch die Atmosphäre mehr oder weniger stark einschränken können.

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Oberflächen-Karte des Planeten Mars

Oliver Szachowal
Blick auf Syrtis Major im Dezember 2007
Zu den Gebieten, die solchen Veränderungen in besonderem Maße unterliegen, gehören z.B. Syrtis Major, Solis Lacus, Elysium und der auffällige Graben Sabaeus-Meridiani. Langzeitbeobachtungen seit den 50er Jahren zufolge zeigt vor allem die Region Syrtis Major teils dramatische saisonale Veränderungen ihrer scheinbaren Ausdehnung in der Breite. Für gewöhnlich erscheint sie im Sommer der Nordhalbkugel besonders groß, die geringste Ausdehung kann im Winter beobachtet werden. Aktuelle Aufnahmen des Hubble Space Telescope der vergangenen Jahre seit 1990 können diese Beobachtungen jedoch aktuell nicht mehr bestätigen.

Solis Lacus (das Auge des Mars) und Trivium-Cerberus am südlichen Rand des Elysium-Plateaus sind ebenso Gebiete, die solche Schwankungen zeigen. Trivium-Cerberus ist ca. 1300x400 km groß, jedoch seit 1990 verschwunden bzw. nicht beobachtbar.

Kleinere Teleskope geben nur die größten dunklen Regionen auf der Marsoberfläche zu erkennen, doch mit auflösungsstarken Instrumenten lassen sich sogar detaillierte Aufnahmen anfertigen.
Wolken
professionelle CCD-Aufnahme der Marsoberfläche - erkennbar sind bläuliche Wolkenschleier, die sich vor allem am Rand häufen
Die Marsatmosphäre ist zwar recht dünn, zeigt jedoch viele verschiedene interessante Wolken- und Nebelformationen. Häufig treten in der sich ständig verändernden Marsatmosphäre auch Wolkenstrukturen auf, die mithilfe von Teleskopen in unser Blickfeld geraten.

Die Häufigkeit von Wolkenerscheinungen steht wahrscheinich mit der saisonalen Sublimation von gefrorenem Material der Polkappen, vor allem der nördlichen Polarregion in Verbindung. Wolken und Nebelerscheinungen sind während des Frühlings und Sommers auf der Nordhalbkugel wesentlich häufiger auszumachen als während der für die Südhalbkugel entsprechenden Mars-Jahreszeiten. Hierzu gehören beispielsweise die weissen Wassereis-Wolken, die bläulichen Randschleier und gelblichen Staubwolken.

Einzelne Wolken

Einzelne Wolken treten häufig wiederkehrend über bestimmten Oberflächenformationen auf, vor allem über Libya, Chryse und Hellas. Als Beispiel sei die sogenannte Blaue Syrtis Wolke genannt, die für gewöhnlich um das Libya Bassin zirkuliert und durch Syrtis Major zieht. Diese blau erscheinende Wolkenformation kann am besten beobachtet werden, wenn sich Syrtis Major nahe dem Planetenrand befindet.

Orographische Wolken

Orographische Wolken erscheinen vor allem im Herbst der Nordhalbkugel über Gebirgsformationen, ähnlich den orographischen Wolken auf der Erde, die für gewöhnlich an Berghängen entstehen. Ein Beispiel ist die W-förmige Wolkenformation, die von Winden verursacht wird, die über den hohen Olympus Mons und andere Vulkane des Tharsis Plateaus hinwegziehen. Weitere solcher Wolkenformationen wurden über Elysium beobachtet.

Auch am Morgen- und Abendhimmel des Planeten bilden sich häufig einige dünne Wolkenbänder. Diese werden durch Trockeneispartikel in der Hochatmosphäre verursacht.

Zwischen Frühling und Sommer der Marssüdhalbkugel formieren sich über den Spitzen der hohen Vulkane des Tharsis Plateaus recht häufig helle Wolken aus gefrorenen Wassereis-Kristallen. Diese Orographischen Wolken entstehen zur lokalen Mittagszeit und wachsen an, bis sie am Nachmittag den westlichen Rand erreicht haben. Manchmal übertreffen sie sogar die Helligkeit der Polkappen.

Da die Marsoberfläche bei der Beobachtung durch einen Blaufilter sehr dunkel erscheint, heben sich Wassereis-Wolken bei der Beobachtung durch einen solchen Filter besonders kontrastreich ab.
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