Der am Nachthimmel leuchtende Vollmond ist ein faszinierender Anblick. Klar hebt sich die silbrige Scheibe von der umgebenden Dunkelheit ab. Manchmal allerdings sind die Grenzen nicht ganz so klar: Dann scheint der Mond von einem hellen Hof umgeben. Manchmal schillern die Ränder dieser hellen Fläche sogar leicht farbig – fast wie ein Regenbogenkranz. Wie aber sind diese auch als Aureolen und Koronen bezeichneten Phänomene zu erklären?
Eine Antwort auf diese Frage suchte auch schon der Astronom Joseph von Fraunhofer Anfang des 19. Jahrhunderts. Er vermutete bereits, dass die Höfe und farbigen Ringe um den Mond nicht vom Mond selbst erzeugt werden, sondern auf einem Effekt in der Erdatmosphäre beruhen müssen. Aber welchem?
Experiment mit Glaskügelchen im Lichtstrahl
Am naheliegendsten erschien dem Astronom, dass kleine Teilchen in der Atmosphäre – Fraunhofer nannte sie „Dunstkügelchen“ – diesen Effekt hervorrufen. Sie könnten das Licht des Mondes ablenken und brechen. Um das zu beweisen, machte der Forscher ein Experiment: Er legte viele kleine Glasperlen auf eine Glasscheibe, ließ einen Lichtstrahl hindurchfallen und beobachtete das Ganze mit einem schwachen Fernrohr.
Tatsächlich beobachtete Fraunhofer einen farbigen Regenbogenschimmer um den Lichtstrahl. „Die Farbringe, die man auf diese Weise erhält, sind umso größer, je kleiner die Glaskügelchen sind“, erklärte der Forscher 1825 in seiner Veröffentlichung „Theorie der Höfe, Nebensonnen und verwandter Phänomene“.
Korona an der Fensterscheibe
Den von Fraunhofer beobachteten Effekt können wir mit einem einfachen Experiment nachmachen, wie der Astronom James Calvert von der University of Denver erklärt: Es reicht aus, einfach eine kalte Fensterscheibe anzuhauchen und durch sie hindurch auf eine Lampe oder Kerze zu blicken. Man sieht dann farbige Ringe um die Lichtquelle.
Die Lichtstrahlen der Lampe werden von den kleinen Tröpfchen auf der Scheibe je nach Wellenlänge unterschiedlich stark abgelenkt. Dadurch teilen sie sich in ihre einzelnen Farbkomponenten auf und wir sehen Regenbogen-ähnliche Farben. „Die roten Ringe sind dabei meist weiter innen als die blauen“, sagt Calvert. Genau so entstehen auch die manchmal farbigen Ringe um den Mond.
Fraunhofer fand aber auch heraus, warum der Hof um den Mond manchmal nur einfach weiß erscheint: „Haben die Kügelchen sehr ungleiche Durchmesser, so können die Farben nicht wahrgenommen werden“, berichtet er. Denn dann werde das Licht jeweils leicht unterschiedlich gebrochen. An unseren Augen kommt dann nur weißes, aus vielen Wellenlängen gemischtes Licht an – der Hof leuchtet einfarbig weiß.
Kleinste Tröpfchen und Kristalle
Heute weiß man Genaueres über Fraunhofers „Dunstkügelchen“ in der Atmosphäre: „In der Natur bestehen diese Partikel aus Eiskristallen oder Wassertöpfchen“, erklärt Calvert. Sie müssen allerdings sehr klein sein – maximal ein Zehntel Millimeter. Die Wassertropfen, die einen Regenbogen entstehen lassen, sind im Verhältnis dazu mit mehreren Millimetern Durchmesser geradezu riesig. Eine farbige Korona entstehe häufig durch winzige Tröpfchen in höheren Atmosphärenschichten, sagt der Forscher. Besonders günstig seien die sogenannten Altostratus-Wolken – feine durchscheinende Wolkenschleier.
Trifft das Mondlicht auf die winzigen Tropfen oder Kristalle, wird es außen um sie herumgeleitet und dabei aus seiner Richtung abgelenkt. Diese Ablenkung funktioniere sogar bei nicht transparenten Teilchen wie beispielsweise feinem Staub, sagt Calvert. Manchmal könne man eine Mond-Korona deshalb sogar dann beobachten, wenn besonders viel Pollenstaub in der Luft fliege.
30.11.2017 – NPO
