Bedeckung

Eine Okkultation ist ein Ereignis, bei dem ein Objekt vom Beobachter durch ein anderes, zwischen ihnen vorbeiziehendes Objekt verdeckt wird. Der Begriff wird häufig in der Astronomie verwendet , kann aber auch jede Situation bezeichnen, in der ein Objekt im Vordergrund ein Objekt im Hintergrund verdeckt. In diesem allgemeinen Sinne bezieht sich Okkultation auf die visuelle Wahrnehmung aus niedrig fliegenden Flugzeugen (oder auf computergenerierte Bilder ), wenn Vordergrundobjekte weiter entfernte Objekte dynamisch verdecken, während sich die Szene im Laufe der Zeit verändert.

Wenn der nähere Himmelskörper den weiter entfernten nicht vollständig verdeckt, spricht man von einem Transit . Sowohl Transit als auch Okkultation werden allgemein als Okklusion bezeichnet ; und wenn ein Schatten auf den Beobachter fällt, spricht man von einer Finsternis .

Das Symbol für eine Okkultation, insbesondere für eine Sonnenfinsternis , ist (U+1F775 🝵).

Der Begriff Okkultation wird am häufigsten für Mondbedeckungen verwendet , also jene relativ häufigen Ereignisse, bei denen der Mond während seiner Umlaufbahn um die Erde vor einem Stern vorbeizieht. Da der Mond mit einer Winkelgeschwindigkeit von 0,55 Bogensekunden /s bzw. 2,7 μrad/s relativ zu den Sternen eine sehr dünne Atmosphäre besitzt und Sterne einen Winkeldurchmesser von maximal 0,057 Bogensekunden bzw. 0,28 μrad aufweisen, verschwindet oder erscheint ein vom Mond verdeckter Stern innerhalb von 0,1 Sekunden oder weniger am Mondrand. Ereignisse am dunklen Mondrand sind für Beobachter von besonderem Interesse, da die fehlende Blendung eine einfachere Beobachtung und Zeitmessung ermöglicht.

Die Mondbahn ist leicht gegenüber der Ekliptik geneigt , wodurch Sterne mit einer ekliptikalen Breite zwischen –6,6 und +6,6 Grad vom Mond bedeckt werden können. ^{[ 1 ]} Drei Sterne erster Größenklasse – Regulus , Spica und Antares – liegen deutlich innerhalb dieses Bereichs und können daher vom Mond oder von Planeten bedeckt werden. ^{[ 2 ]} Bedeckungen von Aldebaran sind in dieser Epoche nur durch den Mond möglich, da die Planeten nördlich an Aldebaran vorbeiziehen. Weder planetarische noch lunare Bedeckungen von Pollux sind derzeit möglich, jedoch waren lunare Bedeckungen vor einigen tausend Jahren möglich. Einige bemerkenswert nahe Deep-Sky-Objekte , wie die Plejaden , können vom Mond bedeckt werden.

Innerhalb weniger Kilometer vom Rand des vorhergesagten Pfades einer Sternbedeckung, der als nördliche oder südliche Grenze bezeichnet wird, kann ein Beobachter sehen, wie der Stern zeitweise verschwindet und wieder erscheint, wenn der unregelmäßige Mondrand an ihm vorbeizieht. Dies wird als streifende Mondbedeckung bezeichnet . Aus beobachtender und wissenschaftlicher Sicht sind diese streifenden Bedeckungen die dynamischsten und interessantesten aller Mondbedeckungen.

Die präzise Zeitmessung von Mondbedeckungen wird regelmäßig von (vorwiegend Amateur-)Astronomen durchgeführt. Mondbedeckungen, die auf wenige Zehntelsekunden genau gemessen werden, finden vielfältige wissenschaftliche Anwendung, insbesondere zur Verfeinerung unseres Wissens über die Mondtopographie . Mithilfe photoelektrischer Analysen von Mondbedeckungen wurden zudem einige Sterne als sehr enge visuelle oder spektroskopische Doppelsterne identifiziert . Durch die Messung der Mondbedeckungen konnten auch Winkeldurchmesser von Sternen bestimmt werden, was zur Ermittlung ihrer effektiven Temperaturen beiträgt . Frühe Radioastronomen nutzten die Bedeckung von Radioquellen durch den Mond, um deren genaue Positionen zu bestimmen, da die lange Wellenlänge der Radiowellen die Auflösung direkter Beobachtungen einschränkte. Dies war entscheidend für die eindeutige Identifizierung der Radioquelle 3C 273 mit dem optischen Quasar und seinem Jet ^{[ 3 ]} und eine grundlegende Voraussetzung für Maarten Schmidts Entdeckung der kosmologischen Natur von Quasaren .

Mehrmals im Jahr kann man beobachten, wie der Mond einen Planeten bedeckt. ^{[ 4 ]} Da Planeten im Gegensatz zu Sternen einen beträchtlichen Durchmesser haben, entsteht bei einer Mondbedeckung ein schmaler Bereich auf der Erde, in dem der Planet teilweise verdeckt wird. Ein Beobachter innerhalb dieses schmalen Bereichs kann die Planetenscheibe sehen, die teilweise vom langsam wandernden Mond verdeckt wird. Derselbe Mechanismus lässt sich auch bei der Sonne beobachten, die von der Erde aus als Sonnenfinsternis wahrgenommen wird . Eine totale Sonnenfinsternis ist also im Wesentlichen die Bedeckung der Sonne durch den Mond.

Sterne können auch von Planeten bedeckt werden. Bedeckungen heller Sterne sind selten. 1959 bedeckte die Venus den Stern Regulus , und die nächste Bedeckung eines hellen Sterns (ebenfalls Regulus durch die Venus) wird 2044 stattfinden. ^{[ 2 ]} Die Ringe des Uranus wurden erstmals entdeckt, als dieser Planet 1977 einen Stern bedeckte. Am 3. Juli 1989 zog Saturn vor dem Stern 28 Sagittarii ( 5. Größenklasse) vorbei . Pluto bedeckte Sterne in den Jahren 1988, 2002 und 2006, wodurch seine dünne Atmosphäre mittels Atmosphärenrandsondierung untersucht werden konnte .

In seltenen Fällen kann ein Planet vor einem anderen vorbeiziehen. ^{[ 5 ]} Erscheint der nähere Planet größer als der weiter entfernte, spricht man von einer gegenseitigen Planetenbedeckung. Die letzte Bedeckung bzw. der letzte Transit fand am 3. Januar 1818 statt, die nächste wird am 22. November 2065 erfolgen. In beiden Fällen sind die gleichen Planeten – Venus und Jupiter – betroffen . ^{[ 6 ]}

Jupiter verdeckt Saturn nur selten . Dies ist eines der seltensten bekannten Ereignisse ^{[ 7 ]} , das nächste Mal am 16. Februar 7541 ^{[ 8 ].} Dieses Ereignis ist weltweit sichtbar, da sich die beiden Planeten fast in Opposition zur Sonne, an der Grenze zwischen den Sternbildern Orion und Stier, befinden . In manchen Regionen ist diese Bedeckung nicht sichtbar, doch selbst durch kleine Teleskope scheinen sich beide Gasriesen im selben Bildfeld zu befinden. Die letzte Bedeckung ereignete sich 6857 v. Chr. ^{[ 9 ].}

Eine weitere Art von Sternbedeckungen entsteht, wenn ein kleiner Himmelskörper des Sonnensystems oder ein Zwergplanet vor einem Stern vorbeizieht und dessen Licht von der Erde aus gesehen vorübergehend blockiert. ^{[ 10 ]} Diese Bedeckungen eignen sich hervorragend, um Größe und Position eines Himmelskörpers deutlich genauer zu bestimmen als mit anderen Methoden. Durch die Beobachtung mehrerer Beobachter an verschiedenen, nahe beieinander liegenden Orten lässt sich sogar ein Querschnittsprofil der Körperform ermitteln. Sternbedeckungen wurden bereits zur Berechnung des Durchmessers transneptunischer Objekte wie 2002 TX ₃₀₀ , Ixion und Varuna verwendet . Software zur Koordination der Beobachtungen steht unter http://www.occultwatcher.net/ zum Download bereit.

Darüber hinaus können gegenseitige Bedeckungen und Verfinsterungen zwischen einem Hauptstern und seinem Satelliten auftreten . Zahlreiche Monde wurden entdeckt, indem die photometrischen Lichtkurven kleiner Körper analysiert und eine zweite, überlagerte Helligkeitsvariation festgestellt wurde. Aus dieser lässt sich häufig die Umlaufperiode des Satelliten (Sekundärsterns) und das Durchmesserverhältnis von Sekundärstern zu Hauptstern (im Doppelsternsystem ) ableiten.

• Am 29. Mai 1983 verdeckte der Asteroid 2 Pallas den mit bloßem Auge hellen spektroskopischen Doppelstern 1 Vulpeculae auf einer Bahn über den Süden der Vereinigten Staaten, den Norden Mexikos und Teile der nördlichen Karibik. Beobachtungen von 130 verschiedenen Standorten aus bestimmten die Form von etwa zwei Dritteln des Asteroiden und entdeckten den Begleiter des hellen Doppelsterns. Diese Beobachtungen, zusammen mit denen einer separaten Bedeckung durch Pallas im Jahr 1979, lieferten ein vollständiges Bild des Asteroiden – acht Jahre bevor ein Raumfahrzeug einen Asteroiden besuchte (den deutlich kleineren Gaspra im Oktober 1991 von Galileo ). ^{[ 11 ]}
• Am 12. März 2009 verdeckten neun Asteroiden ( 85 Io , 247 Eukrate , 1585 Union , 201 Penelope , 70 Panopaea , 980 Anacostia , 2448 Sholokhov , 1746 Brouwer und 191 Kolga ) Sterne bemerkenswerter Helligkeit, die von bestimmten Orten auf der Erde aus beobachtet wurden. ^{[ 12 ]}
• Laut den Ergebnissen der europäischen Asteroidenbedeckungen von Euraster aus dem Jahr 1998 wurde 39 Laetitia am 3. März 1998 bei einer einzigen Bedeckung von über 38 Observatorien beobachtet, wodurch zahlreiche Sehnen bestimmt werden konnten. ^{[ 13 ]}
• Der Stern Regulus wurde am frühen Morgen des 20. März 2014 vom Asteroiden 163 Erigone bedeckt. ^{[ 14 ]} Dies war die hellste jemals vorhergesagte Asteroidenbedeckung über einem besiedelten Gebiet. Als der Hauptgürtelasteroid vor dem Stern vorbeizog, zog sein 100 km langer Schatten über die Countys Nassau und Suffolk, das gesamte Stadtgebiet von New York City und das Hudson River Valley . Der Schattenkeil verlief dabei entlang einer Linie, die in etwa New York City, White Plains, Newburgh, Oneonta, Rome und Pulaski verband, bevor er nahe Belleville und North Bay (Ontario) die kanadische Grenze überquerte . ^{[ 14 ] [ 15 ]} Schlechtes Wetter beeinträchtigte die Beobachtung der Bedeckung. ^{[ 16 ]}
• Der Stern Beteigeuze wurde am frühen Morgen des 12. Dezember 2023 teilweise vom Asteroiden 319 Leona verdeckt. Das Ereignis war nur über einem schmalen Streifen Amerikas, Europas und Asiens zu beobachten. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

• Vorläufige Ergebnisse einer Bedeckung des Sterns USNOA2 0825-00375767 (Helligkeit 17. Größenklasse ) im Sternbild Walfisch durch den Zwergplaneten Eris am 6. November 2010 ergaben einen maximalen Durchmesser von 2320 km für Eris, womit er fast so groß wie Pluto ist. ^{[ 19 ]} Aufgrund ihrer langsameren Bewegung am Nachthimmel sind Bedeckungen durch transneptunische Objekte ( TNOs) deutlich seltener als durch Asteroiden im Hauptgürtel.
• Der Zwergplanet Haumea wurde am 21. Januar 2017 bei einem Sterntransit beobachtet, wodurch ein Ring identifiziert werden konnte. ^{[ 20 ]}
• Am 3. Juni 2017 wurde ein Stern vom Kuipergürtelobjekt 486958 Arrokoth bedeckt – die erste derartige Sternbedeckung überhaupt. ^{[ 21 ]} Die vielschichtige Kampagne umfasste die Zusammenarbeit der argentinischen Regierung (einschließlich lokaler Behörden – eine wichtige Autobahn wurde für zwei Stunden gesperrt und die Straßenbeleuchtung abgeschaltet, um Lichtverschmutzung zu vermeiden), drei Raumsonden, 24 tragbare bodengebundene Teleskope und das fliegende Observatorium SOFIA der NASA. Es handelte sich um die „anspruchsvollste Sternbedeckung in der Geschichte der Astronomie“, die sich über sechs Monate erstreckte. ^{[ 22 ]}

Der Mond oder ein anderer Himmelskörper kann mehrere Himmelskörper gleichzeitig verdecken.

Aufgrund seines relativ großen Winkeldurchmessers verdeckt der Mond zu jedem Zeitpunkt eine unbestimmte Anzahl von Sternen und Galaxien. Die gleichzeitige Bedeckung zweier heller Objekte durch den Mond (z. B. zweier Planeten oder eines hellen Sterns und eines Planeten) ist jedoch äußerst selten und nur von einem kleinen Teil der Erde aus sichtbar: Das letzte derartige Ereignis ereignete sich am 23. April 1998, als der Mond Venus und Jupiter für Beobachter auf der Insel Ascension bedeckte .

Der Big Occulting Steerable Satellite (BOSS) war ein geplanter Satellit , der in Verbindung mit einem Teleskop Planeten um ferne Sterne aufspüren sollte . Der Satellit besteht aus einer großen, sehr leichten Folie sowie Manövriertriebwerken und Navigationssystemen. Er sollte sich entlang der Sichtlinie zwischen Teleskop und einem nahen Stern positionieren. Dadurch würde der Satellit die Strahlung des Sterns blockieren und so die Beobachtung der umlaufenden Planeten ermöglichen. ^{[ 23 ]}

Der geplante Satellit hätte Abmessungen von 70 × 70 Metern, eine Masse von etwa 600 kg und würde sich mithilfe eines Ionenantriebs in Kombination mit einem als Segel genutzten Segel bewegen. In einer Entfernung von 100.000 km vom Teleskop positioniert, würde er mehr als 99,998 % des Sternenlichts blockieren.

Es gibt zwei mögliche Konfigurationen dieses Satelliten. Die erste sieht den Betrieb mit einem Weltraumteleskop vor , das sich höchstwahrscheinlich in der Nähe des Lagrange-Punktes _L2 der Erde befindet . Die zweite Konfiguration sieht den Satelliten in einer stark elliptischen Umlaufbahn um die Erde vor, wo er mit einem bodengebundenen Teleskop zusammenarbeitet. Im Apogäum der Umlaufbahn bliebe der Satellit relativ zur Erde stationär, was längere Belichtungszeiten ermöglicht.

Eine weiterentwickelte Version dieses Designs trägt die Bezeichnung Starshade und verwendet eine sonnenblumenförmige Koronografenscheibe . Ein vergleichbarer Vorschlag wurde auch für einen Satelliten zur Abschirmung heller Röntgenquellen unterbreitet, der als X -ray Occulting Steerable Satellite (XOSS) bezeichnet wird. ^{[ 24 ]}

• Meeus, Jean (1995). Astronomische Tabellen der Sonne, des Mondes und der Planeten . Richmond, Virginia: Willmann-Bell, Inc. ISBN 0-943396-45-XDie
• (auf Deutsch) Marco Peuschel – Astronomische Tabellen für den Mond von 2007 bis 2016, Mondphasen, Apsiden, Knotendurchgänge, Maximale und minimale Deklinationswerte und Sternbedeckungen sowie ausführliche Ephemeriden für jeden Tag des Jahres, inkl. Mondauf- und Untergänge und physische Daten.

• Okkultationsstudien am Williams College. Archiviert am 17. Januar 2021 im Internet Archive (Wayback Machine) , www.stellaroccultations.info
• Internationale Vereinigung zur Bestimmung der Okkultationszeit (IOTA) mit Mondokkultationen
• Mond-, Planeten- und Asteroidenbedeckungen , www.occultations.net
• Gegenseitige Bedeckungen (und Konjunktionen) von Planeten. Archiviert am 11. Juli 2011 in der Wayback Machine , TAU Astronomieclub.
• Planetenkonjunktionen und gegenseitige Planetenbedeckungen stevealbers.net
• Entdeckung deutet auf eine Quadrillion Weltraumfelsen jenseits des Neptun hin , www.space.com, August 2006
• Wissenschaftler nutzen neuartige Technik zur Beobachtung von Planetenbedeckungen (Archiviert am 31. Oktober 2018 in der Wayback Machine , The Starry Mirror , 2007)
• Aktuelle Informationen zur Asteroidenbedeckung , www.asteroidoccultation.com, 2018
• Okkultationen von Phoebe , www.occultations.net
• Kombination von durch Lichtkurveninversion abgeleiteten Asteroidenmodellen mit Asteroidenbedeckungssilhouetten , arXiv, 2011
• Bedeckungen heller Sterne durch Planeten zwischen 0 und 4000 , Il cielo ed i suoi femomeni (in Italian)
• Lunar Occultation Workbench , (Software), von Occultation Association
• Okkultismus (Software), www.lunar-occultations.com