Zwei Sonnen am Himmel


Am Himmel auf einen Planeten, der um Alpha Centauri A oder B kreist, sieht man im Gegensatz zur Erde zwei Sonnen. Befindet sich der Planet in der habitablen Zone, erscheint die näher gelegene Sonne, um die der Planet kreist, ähnlich hell wie unsere Sonne am Himmel (-27 mag).

Auf einem Planeten, der um Alpha Centauri A kreist, hat die zweite Sonne (in diesem Fall Alpha Centauri B) eine scheinbare Helligkeit von -18 bis -21 mag. Das ist etwa 300 bis 4.000 mal heller als der Vollmond.

Auf einem Planeten, der um Alpha Centauri B kreist, hat die zweite Sonne (in diesem Fall Alpha Centauri A) eine scheinbare Helligkeit von -19 bis -22 mag. Das ist etwa 600 bis 10.000 mal heller als der Vollmond. Der Grund dafür ist, daß Alpha Centauri A etwas heller ist als Alpha Centauri B, die Entfernungen aber die gleichen sind.


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Am Himmel auf einen Planeten um Alpha Centauri A oder B
sieht man zwei Sonnen!

Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


In beiden Fällen ist die zweite Sonne schon zu schwach, um den Planeten temperaturmäßig noch zu beeinflussen. Auch schwankt die Helligkeit der zweiten Sonne um etwa 3 mag, je nachdem wie weit sie auf ihrer Umlaufbahn von der ersten Sonne entfernt ist.

Was mir ab und zu auffällt: Auf Grafiken in den Medien, die einen Sonnenuntergang auf einen Planeten im Alpha Centauri System oder einen anderen nahen Doppelsternsystem zeigen, ist die zweite Sonne oft sehr groß und hell dargestellt, nämlich fast so groß und so hell wie die erste Sonne. Das sieht zwar recht eindrucksvoll aus, aber man sollte schon bei der Wahrheit bleiben und nicht dem heutigen Kommerz oder reißerischen Wahn verfallen. In Wirklichkeit ist es nämlich so, daß die zweite Sonne deutlich kleiner und schwächer am Himmel erscheint. Trotzdem wäre es immer noch ein unbeschreiblicher Anblick, den man dort erleben würde! Die Grafiken auf dieser Seite, die ich mit Terragen 3 erstellt habe, geben den Anblick der beiden Sonnen am Himmel über Alpha Centauri realistisch wieder.


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Die beiden Sonnen am Taghimmel
Haben beide Sonnen den maximalen Abstand, erscheint
die Zweitsonne etwas schwächer am Himmel (vergleiche dazu das vorige Bild)
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


Die näher gelegene Sonne, um die der Planet kreist, würde innerhalb eines Planetenjahres einmal den Himmel umkreisen, so wie es unsere Sonne macht. Die schwächere Zweitsonne würde den Himmel dagegen im Laufe von knapp 80 Jahren einmal vollständig umkreisen, wobei sie pro Jahr im Mittel knapp 5 Grad am Himmel weiter wandert. Dies gilt für einen Planeten der Alpha Centauri A oder auch B umkreist. Warum das so ist, zeigen die unteren Grafiken.

Betrachten wir zunächst einen Planeten, der um Alpha Centauri A kreist. Die am Himmel schwächere Zweitsonne ist in diesem Fall Alpha Centauri B, die in knapp 80 Jahren Alpha Centauri A umkreist, auf der Grafik gegen den Uhrzeigersinn. In der Grafik sind 4 Positionen eingezeichnet zusammen mit der Blickrichtung auf die Zweitsonne. Bei jeder Position ist die Zweitsonne am Himmel um 90 Grad weitergewandert. Wieder bei Position 1 angekommen hat die Zweitsonne den Himmel scheinbar einmal umkreist, was nach knapp 80 Jahren der Fall ist. Die Größe der Planetenbahn und des Planeten sind übertrieben dargestellt, damit man das besser erkennen kann.


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Blick von einen Planeten der Alpha Centauri A umkreist
© Mario Lehwald


Nun betrachten wir einen Planeten, der um Alpha Centauri B kreist. Alpha Centauri B kreist auf der Grafik gegen den Uhrzeigersinn um Alpha Centauri A. Die am Himmel schwächere Zweitsonne ist Alpha Centauri A. Auch hier ist bei jeder Position von Alpha Centauri B die Zweitsonne am Himmel um 90 Grad weitergewandert. Wieder bei Position 1 angekommen hat auch hier die Zweitsonne den Himmel scheinbar einmal umkreist.


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Blick von einen Planeten der Alpha Centauri B umkreist
© Mario Lehwald


In beiden Fällen wandert die näher gelegene Sonne deutlich schneller am Himmel und trifft sich einmal pro Umlauf des Planeten (ein Planetenjahr) mit der schwächeren Zweitsonne. Ist die Bahnneigung zwischen Alpha Centauri A und B am Himmel gering, so würden die beiden Sonnen einmal pro Umlauf des Planeten am Himmel dicht zusammen stehen, was einen recht imposanten Anblick ergeben würde. Insgesamt würden etwa ein halbes Planetenjahr lang die beiden Sonnen am Taghimmel stehen. Damit verbunden sind auch eindrucksvolle atmosphärische Lichteffekte, vor allem wenn sich die hellere Sonne knapp über dem Horizont befindet und die schwächere Zweitsonne dagegen noch hoch am Himmel.

Ein halbes Plantenjahr später würden die beiden Sonnen sich am Himmel genau gegenüberstehen. Dann wäre die näher gelegene Sonne am Tag- und die schwächere Zweitsonne am Nachthimmel zu sehen. Die schwächere Zweitsonne ist immer noch hell genug, um den Nachthimmel so weit aufzuhellen, daß er statt schwarz eher dunkelblau erscheinen würde und man sogar noch im Freien lesen könnte. Damit würde es auf einen Planeten um Alpha Centauri A oder B etwa ein halbes Planetenjahr lang gar nicht Nacht werden.

Warum das so ist sollen die folgenden Grafiken genauer zeigen. Wir nehmen dazu an, daß die Neigung der Umlaufbahnen von Alpha Centauri A und B am Himmel gering ist. Der Planet kreist gegen den Uhrzeigersinn um seinen Stern und rotiert ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn. Der Beobachter befindet sich auf der Nordhalbkugel des Planeten.

Betrachten wir zunächst einen Planeten, der um Alpha Centauri A kreist. In der folgenden Grafik sieht man von diesem Planeten aus die beiden Sonnen dicht am Taghimmel stehen.


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri A
Beide Sonnen stehen dicht zusammen am Taghimmel

© Mario Lehwald


Die folgende Grafik zeigt die gleiche Situation bei einem Planeten, der um Alpha Centauri B kreist.


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri B
Beide Sonnen stehen dicht zusammen am Taghimmel

© Mario Lehwald


In diesem Fall gehen morgens beide Sonnen kurz hintereinander auf und abends kurz hintereinander unter. Man kann hier von einem doppelten Sonnenauf- und Sonnenuntergang sprechen. Wie nahe sich die beiden Sonnen am Himmel wirklich begegnen können, hängt vor allem von der Neigung der Umlaufbahnen von Alpha Centauri A und B am Himmel ab.


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Beide Sonnen stehen dicht am Taghimmel
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


Etwa ein Viertel Planetenjahr weiter sieht man von dem Planeten aus beide Sonnen im rechten Winkel am Himmel zueinander stehen.


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri A
Beide Sonnen stehen am Himmel im rechten Winkel zueinander

© Mario Lehwald


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri B
Beide Sonnen stehen am Himmel im rechten Winkel zueinander

© Mario Lehwald


In diesem Fall steht die hellere Sonne um die Mittagszeit im Süden hoch am Himmel, während die schwächere Zweitsonne im Westen untergeht. Morgens wenn die hellere Sonne im Osten aufgeht, steht die schwächere Zweitsonne dagegen im Süden noch hoch am Himmel.


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Die hellere Sonne steht mittags im Süden
während die schwächere Zweitsonne gerade untergeht
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


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Morgens wenn die hellere Sonne aufgeht
steht die schwächere Zweitsonne hoch im Süden
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


Wieder etwa ein Viertel Planetenjahr weiter stehen von dem Planeten aus gesehen beide Sonnen am Himmel genau gegenüber. Die hellere Sonne erscheint am Taghimmel und die schwächere Zweitsonne am Nachthimmel.


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri A
Beide Sonnen stehen am Himmel genau gegenüber

© Mario Lehwald


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri B
Beide Sonnen stehen am Himmel genau gegenüber

© Mario Lehwald


Wenn abends die hellere Sonne untergeht, geht die schwächere Zweitsonne gerade auf. Morgens ist das umgekehrt. Zu diesem Zeitpunkt sieht man morgens und abends beide Sonnen am Horizont. Die schwächere Zweitsonne scheint die ganze Nacht am Himmel und hellt diesen so stark auf, daß man im Freien sogar ohne zusätzliches Licht lesen könnte.


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Die hellere Sonne steht alleine am Taghimmel
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


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Nachts steht die schwächere Zweitsonne hoch am Himmel
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


Wieder etwa ein Viertel Planetenjahr weiter sieht man von dem Planeten aus beide Sonnen im rechten Winkel am Himmel stehen.


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri A
Beide Sonnen stehen am Himmel im rechten Winkel zueinander

© Mario Lehwald


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Blick von einem Planeten um Alpha Centauri B
Beide Sonnen stehen am Himmel im rechten Winkel zueinander

© Mario Lehwald


In diesem Fall steht die hellere Sonne um die Mittagszeit im Süden hoch am Himmel, während die schwächere Zweitsonne gerade aufgegangen ist. Abends wenn die hellere Sonne untergeht, steht die schwächere Zweitsonne dagegen im Süden hoch am Himmel.


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Die hellere Sonne steht mittags im Süden
während die schwächere Zweitsonne gerade aufgeht
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


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Abends wenn die hellere Sonne untergeht
steht die schwächere Zweitsonne hoch im Süden
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald



Bahnneigung von Alpha Centauri A und B am Himmel

Die Umlaufbahnen von Alpha Centauri A und B liegen bekanntlich in einer Ebene. Kreist nun ein Planet um Alpha Centauri A oder B in exakt dieser Ebene, so würde man von diesen Planeten aus die beiden Umlaufbahnen von Alpha Centauri A und B am Himmel auf einer Linie sehen. In diesem Fall würde es einmal im Planetenjahr am Himmel zu einer Bedeckung der beiden Sonnen kommen.

Ist aber die Umlaufbahn dieses Planeten auch nur etwas gegen die Umlaufebene der beiden Sterne geneigt, wären die scheinbaren Bahnen beider Sterne am Himmel über diesen Planeten ebenfalls etwas geneigt. So etwas ist nichts ungewöhnliches, denn die Mondbahn ist z. B. um etwa 5 Grad gegen die Bahnebene des Sonnensystems (Ekliptik) geneigt. Je stärker die Umlaufbahn eines Planeten um Alpha Centauri A oder B gegen die Bahnebene dieser beiden Sterne geneigt ist, desto stärker ist auch die Neigung der Bahnen beider Sonnen am Himmel. Die folgenden Grafiken zeigen einmal eine geringe sowie eine stärkere Neigung der Bahnen von Alpha Centauri A und B am Himmel.


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Die Bahnen von Alpha Centauri A und B am Himmel
bei einer geringen Bahnneigung

Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


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Die Bahnen von Alpha Centauri A und B am Himmel
bei einer größeren Bahnneigung

Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald


Auch bei einer stärkeren Bahnneigung der beiden Sonnen gibt es am Himmel zwei Schnittpunkte (Knotenpunkte), wo sich ihre scheinbaren Bahnen kreuzen. Etwa alle 40 Jahre befindet sich die schwächere Zweitsonne an einem solchen Schnittpunkt, und da sie am Himmel recht langsam wandert (im Mittel knapp 5 Grad pro Jahr), hält sie sich schon etwas länger in der Nähe dieses Schnittpunktes auf. Die hellere Sonne umkreist dagegen einmal pro Planetenjahr den ganzen Himmel, und zieht daher in dem Jahr, wo sich die schwächere Zweitsonne nahe des Schnittpunktes beider Bahnen befindet, an ihr vorbei.



Blick von einem äußeren Planeten

Möglich sind auch Planeten, die weit außen mit einem Abstand von 70 Astronomischen Einheiten beide Sterne umkreisen. Von einem solchen Planeten würde man Alpha Centauri A und B als sehr helle Sterne am Himmel sehen, die immer noch deutlich heller erscheinen als bei uns der Vollmond. Trotzdem wäre es auf einem solchen Planeten schon recht düster.


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Blick von einem äußeren Planeten,
der gemeinsam um Alpha Centauri A und B kreist
Erstellt mit Terragen
© Mario Lehwald



Andere Doppelsternsysteme

Das hier geschriebene gilt übrigens auch für andere Doppelsternsysteme, in denen Planeten um einen der Sterne kreisen. Da der zweite Stern immer weiter entfernt ist als der Stern, um der der Planet kreist, wird am Himmel eines solchen Planeten der zweite Stern immer deutlich schwächer erscheinen.



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