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Weltraumteleskop Kepler

Kepler beobachtet Neptun in Bewegung

Über 55 Tage hinweg beobachtete das Weltraumteleskop Kepler die Bewegungen des äußersten Planeten Neptun mitsamt zweien seiner insgesamt 14 Trabanten. Die Aufnahmen wurden nun zu einem Video verarbeitet.
Das innere Neptunsystem, abgelichtet mit der Wide Field Camera 3 des Weltraumteleskops Hubble

Von November 2014 bis Januar 2015 beobachtete das Weltraumteleskop Kepler auf der Suche nach Planeten um ferne Sterne eine Region im Sternbild Wassermann. Über 70 Tage hinweg entstanden so 101 580 Bilder, welche die NASA zu einem Videoclip verarbeitete. Der dauert nur 34 Sekunden und lässt die scheinbare Bewegung des äußersten Planeten Neptun am Firmament vor dem Hintergrund der weit entfernten Sterne erkennen. Ab dem Tag 15 läuft Neptun in das Blickfeld des Weltraumteleskops hinein. Da er im Vergleich zu den Sternen sehr viel heller ist, übersättigt sein Licht den CCD-Detektor von Kepler, so dass vertikale Streifen durch ein "Überlaufen" der Pixel entstehen. Bei genauerem Hinsehen lässt sich dicht bei Neptun der größte Mond Triton erkennen, der seinen Mutterplaneten in 5,9 Tagen im Uhrzeigersinn umrundet. Triton hat einen Durchmesser von rund 2700 Kilometern, Neptun knapp 50 000 Kilometer.

© NASA Ames / SETI Institute / J. Rowe
Kepler beobachtet den äußersten Planeten Neptun
Ab dem Tag 15 läuft Neptun von links in das Blickfeld des Weltraumteleskops Kepler hinein. Da er im Vergleich zu den Sternen sehr viel heller ist, übersättigt sein Licht den CCD-Detektor von Kepler, so dass vertikale Streifen durch ein "Überlaufen" der Pixel entstehen. Bei genauerem Hinsehen lässt sich dicht bei Neptun sein größter Mond Triton erkennen, der seinen Mutterplaneten in 5,9 Tagen im Uhrzeigersinn umrundet.

Recht weit links von Neptun lässt sich ab Tag 24 ein schwacher Lichtpunkt ausmachen, der den Bewegungen des Planeten folgt. Es ist der äußere Mond Nereid (gelegentlich auch Nereide genannt) mit einem Durchmesser von rund 340 Kilometern, der auf seiner stark elliptischen Bahn etwa 360 Tage für einen Umlauf um seinen Mutterplaneten benötigt. Auch noch andere Himmelskörper durcheilen das Bildfeld von Kepler. Es sind Asteroiden mit weitaus geringeren Entfernungen als Neptun.

So entsteht eine Oppositionsschleife (animierte Grafik)
So entsteht eine Oppositionsschleife eines Planeten am Himmel | Die schnellere Erde (E) überholt auf ihrer engeren Umlaufbahn um die Sonne den Planeten Mars (M). Dabei kommt es zu zwei scheinbaren Stillständen am Himmel, und für eine kurze Zeitspanne bewegt sich Mars rückläufig über den Himmel. Dies wird durch M' wiedergegeben.

Schaut man sich das Video an, so stellt man fest, dass Neptun nicht auf einer geraden Linie durch das Bildfeld von Kepler eilt. Zunächst läuft er nach rechts, scheint dann innezuhalten und wandert dann wieder nach links aus dem Gesichtsfeld hinaus. Tatsächlich geht der Großteil der Bewegung von Neptun in diesem Video auf einen perspektivischen Effekt zurück: Kepler umrundet die Sonne auf einer Bahn mit einer Periode von 372 Tagen. Damit bewegt er sich wesentlich schneller als Neptun, der rund 165 Jahre für einen Umlauf um die Sonne benötigt. Somit überholt Kepler auf seiner Innenbahn Neptun, so dass dieser gegenüber Kepler zurückfällt und dadurch scheinbar eine Schleife am Himmel durchläuft. Dieses Phänomen lässt sich von der Erde aus bei jedem Planeten beobachten. Bei den äußeren Planeten wird er als Oppositionsschleife bezeichnet. Dabei kommt es ebenfalls zu scheinbaren Stillständen und rückläufigen Bewegungen am Himmel, wenn die Erde die äußeren Planeten überholt.

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