180 Jahre lang ist es den Experten nicht gelungen, die genaue Ursache der hellen und dunklen Krümmungen herauszufinden, die sich bilden, wenn die Sonne verdeckt ist.
Simuliert die Schattenbänder, die erscheinen, wenn sich die Sonne während einer totalen Sonnenfinsternis zu einem schmalen Lichtband verengt. Foto: Sky and Telescope Magazine
Am 8. April findet die erste totale Sonnenfinsternis des Jahres 2024 statt. Für viele ist es eine großartige Gelegenheit, die Korona – die äußere Atmosphäre der Sonne – sowie die Sterne und Planeten zu beobachten. Sperma erscheint tagsüber. Es gibt jedoch noch ein weiteres ungewöhnliches Phänomen, das nur sichtbar wird, wenn sich die Sonne zu einem Lichtfaden verengt hat: Schattenbänder.
Schattenstreifen sind wellenförmige helle und dunkle Bänder, die auf einfarbigen Oberflächen auftreten können. „Es war, als ob man auf dem Boden eines Schwimmbeckens wäre“, beschrieb der Astronom Nordgren. Diese Schattenbänder bleiben ein wissenschaftliches Rätsel. Die Astronomen wissen nicht genau, was ihre Ursache hat oder warum sie nur gelegentlich auftreten.
Von den Phänomenen, die während einer Sonnenfinsternis auftreten, ist das Schattenband vielleicht das ungewöhnlichste. Diese mysteriösen Wellen sieht man manchmal in den Minuten vor einer totalen Sonnenfinsternis (wenn die Sonnenscheibe vollständig vom Mond bedeckt ist) über den Boden gleiten. Anfangs erscheinen die Bänder blass und unordentlich, doch mit Annäherung an die Totalität werden sie geordneter, der Abstand zwischen ihnen verringert sich auf wenige Zentimeter und sie werden auch deutlicher. Nach dem Ende der Totalphase geschieht das Gegenteil: Die Schattenbänder erscheinen erneut, werden dabei allmählich schwächer und ungeordneter und verschwinden schließlich vollständig.
Allerdings können Beobachter an unterschiedlichen Standorten während der gleichen Sonnenfinsternis unterschiedliche Schattenbandeffekte beobachten. Einige berichten, dass die Schattenbänder fast unmöglich zu erkennen seien, während andere sie ganz deutlich sehen. Bei manchen Finsternissen sind die Schattenbänder deutlich zu erkennen, zu anderen Zeiten sind sie jedoch sehr blass oder völlig unsichtbar.
Wissenschaftler können nicht mit Sicherheit sagen, wann die Schattenbänder erstmals beobachtet wurden. Laut dem Buch „The Story of Eclipses“ des Amateurastronomen George F. Chambers wurde das Schattenbandphänomen während der Sonnenfinsternis vom 8. Juli 1842 aufgezeichnet. Bereits 1878 bereiteten sich Beobachter im US-Bundesstaat Colorado auf die Entstehung von „Beugungsbändern“ vor. Der Mangel an Beobachtungen des Schattenbandes vor der Mitte des 19. Jahrhunderts könnte darauf zurückzuführen sein, dass viele Menschen während der Sonnenfinsternis ihren Blick nach oben und nicht nach unten richteten.
Außerdem sind Schattenbänder sehr schwer zu fotografieren. Sie treten normalerweise auf, wenn nur etwa 1 % der Sonne noch nicht vom Mond verdeckt ist, also nur sehr wenig Licht und ein sehr geringer Kontrast übrig ist. Die durchschnittliche Geschwindigkeit der sich auf dem Boden bewegenden Ballbänder beträgt etwa 3 m pro Sekunde. Schattenbänder sind meist nur wenige Zentimeter breit, sodass sie auf Fotos und Videos unscharf dargestellt werden. Dass auf den meisten Bildern keine Schattenbänder zu erkennen sind, hat auch einen physiologischen Grund. Das heißt, sie sind in Bewegung viel einfacher zu beobachten als im Ruhezustand.
Schattenbänder während der totalen Sonnenfinsternis vom 21. Juni 2001. Foto: Wolfgang Strickling/Wikimedia Commons
Im Laufe der letzten etwa 180 Jahre haben Experten zahlreiche Ideen zur Erklärung von Schattenbändern vorgeschlagen. Einer der ersten Erklärungen zufolge handelt es sich um Beugungsbänder. Dieses Phänomen tritt auf, wenn Lichtwellen durch einen schmalen Schlitz in einer festen Oberfläche hindurchtreten und in der Mitte einen dunklen Streifen und auf beiden Seiten hellere Streifen erzeugen. Dann, im Jahr 1924, schlug der italienische Astronom Guido Horn-D'Arturo vor, dass es sich bei den Bändern um überlagerte Lochkamerabilder der Sonne handele, die aus Spriragli - Lücken in der oberen Atmosphäre der Sonne - entstanden seien. Die Erde.
Die wahrscheinlichste Erklärung ist vermutlich ein meteorologischer Effekt, der durch die Verzerrung der letzten Sonnenstrahlen durch die turbulente Erdatmosphäre verursacht wird. Dieser Effekt stört auch das Licht entfernter Sterne und lässt sie funkeln. Das Sternenlicht wird verzerrt, da der Stern von der Erde aus betrachtet als punktförmige Lichtquelle erscheint. Planeten, die hell genug sind, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, wie etwa die Venus oder der Jupiter, sind keine punktförmigen Lichtquellen, sondern viel größer. Daher sehen Beobachter sie selbst in unmittelbarer Nähe zum Horizont nur selten flackern.
Normalerweise funkeln Sonne und Mond nicht. Doch während einer Sonnenfinsternis, wenn die Sonnenscheibe zu einem dünnen Lichtfaden reduziert wird, scheint jeder Punkt entlang dieses Fadens wie ein Stern zu funkeln. Daher können die Schattenbänder das Ergebnis des von jedem Punkt ausgestrahlten Lichts sein. Einige Experten sind der Meinung, dass die Schattenbänder umso deutlicher erscheinen, je schlechter die Beobachtungsbedingungen durch das Teleskop (aufgrund atmosphärischer Turbulenzen) sind.
Thu Thao (dem Weltraum entsprechend)
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