Visuelle Beobachtung, Mars im Fernrohr

Die auf Mars bereits in kleinen bis mittleren Teleskopen (10 – 20 cm Öffnung) sichtbaren Details sind:

• Polkappe, Polhaube, Polsaum
• Helle und dunkle Albedostrukturen
• große, helle Wolken
• Staubstürme (leider)
  

Und was natürlich auch nicht vergessen werden darf, Mars zeigt einige Monate vor und nach der Opposition eine ausgeprägte Phasenform, und zwar den für äußere Planeten größten Phasenwinkel von bis zu 46°.

Polkappe, Polhaube, Polsaum

In den Marsoppositionen 2001, 2003 und 2005 war uns die Südhalbkugel zugewandt, wir sehen also die Südpolkappe (SPC) als weißes Oval leuchten. Die Nordpolkappe wird durch eine Wolkenschicht, der sogenannten Nordpolhaube, verdeckt sein, die zwar wie eine zweite Polkappe aussieht, allerdings nicht so kontrastreich erscheint, wie die Südpolkappe.

Die Südpolkappe wird bis zum Oppositionszeitpunkt (und natürlich darüber hinaus) schnell an Größe verlieren und sich immer weiter Richtung höhere Breiten zurückziehen. Dabei wird ein dunkler Kranz zurückbleiben, der als Polsaum bezeichnet wird. 2003 trennte dieser dunkle Saum die Polkappe von den ockerfarbenen Wüstenregionen und war auffällig zu sehen.

Auf mehreren Aufnahmen des Jahres 2003 konnten beim Rückgang der Polkappe Eisinseln gesehen werden, die vereinzelt zurückgeblieben sind, z.B. die Eisinsel Novus Mons, auch bekannt als Mounts of Mitchel. Interessant waren auch Aufnahmen mit Teilungen (Trennlinien, Rima) der Polkappe.

Albedostrukturen

Mit Albedostrukturen werden Hell-Dunkelschattierungen auf der Marsoberfläche bezeichnet, die auf unterschiedliche Färbungen des Mars-Bodens zurückzuführen sind.

Mars kann im Prinzip in folgende wesentliche Ansichten eingeteilt werden:

Die berühmteste Ansicht des Mars liegt bei Zentralmeridian 280 – 300°. Sie zeigt eine auffällige Dunkelstruktur, die sogenannte Syrtis Major (Große Syrte), die mit Mare Tyrrhenum und Iapagia einen dunklen Dreieckskeil bildet.

Bei Zentralmeridian 30° sind zwei dunkle Keile zu sehen, die von Nord-Süd in der Planetenmitte zusammen laufen und durch das helle Gebiet, Chryse, getrennt werden. Beim mächtigeren südlichen Dunkelgebiet handelt es sich um Mare Erythraeum und Aurorae Sinus, beim nördlichen Dunkelgebiet um Niliacus Lacus und Mare Acidalium. Im Anschluss an Mare Erythraeum ist bei Zentralmeridian 90° das kleine aber auffällige, ovale Dunkelgebiet Solis Lacus, das Auge des Mars zusehen.

Wie immer gibt es auch “langweilige” Seiten, dabei handelt es sich umdie großen Wüstenregionen von Zentralmeridian 100 – 240°, die nur imhohen Süden durch die schmalen Bänder Mare Sirenum, Mare Cimmerium undder Südpolkappe unterbrochen sind.

Wolkenformationen

Die meteorologischen Erscheinungen können in Reif auf der Oberfläche,Eisnebel dicht über dem Boden liegend, orographisch und topographischbedingten Wolken in einigen Kilometern Höhe und in Dunst in der Hochatmosphäre eingeteilt werden. Sie erscheinen ohne Filter weißlich und können durch die Wahl unterschiedlicher Filter identifiziert werden. Die am leichtesten zu sehende Wolkenstruktur ist die Polhaube. Randdunst ist ebenfalls visuell leicht zu beobachten; bei einigenWebCam-Aufnahmen stellen die hellen Ränder jedoch Artefakte dar, dievon einer übermäßigen digitalen Bildbearbeitung herrühren.

Staubstürme

Staubstürme, die vermutlich mit der Sonneneinstrahlung zusammenhängen,sind ein Gräuel für den Marsbeobachter, da sie dunkle Albedostrukturenabdecken können. Sie treten entweder lokal auf, d.h. sie bedecken nurkleine Gebiete des Mars oder was schlimmer wiegt, sie tretenplanetenumgreifend auf und hüllen große Teile der Oberfläche in einhelles Staubkleid ein.

Globale Staubstürme, in denen der gesamte Planet inklusive der Polkappen abgedeckt werden, sind allerdings relativ selten. 2003 sind wir von einem größeren Staubsturm verschont geblieben, 2005 gab es mehrere lokal begrenzte Staubstürme (siehe Homepage von Sebastian Voltmer). Leider war die Mars-Opposition 2018 durch einen großen globalen Sturm beeinträchtigt.

Einsatz von Farbfiltern

Wer Mars visuell beobachtet, sollte unbedingt qualitativ hochwertige Farbfilter aus Glas verwenden. Sie helfen bei der Beobachtung von Oberflächenstrukturen und atmosphärischen Details und oftmals werden einige Strukturen wie z.B. Wolken erst mit Filter sichtbar.

Teleskophändler bieten dazu auch eigene Filtersätze mit vier Filtern an. Ich empfehle für die Marsbeobachtung einen Satz mit Hell-Rot (oder Orange), Gelb-Grün, Grün und Blaufilter. Man sollte sich aber in erster Linie an der Öffnung des verwendeten Teleskops orientieren. Filter mitzu engem Lichtdurchlass wie z.B. Violett oder Dunkelblau bringen nur anFernrohren ab 8“ Öffnung einen Informationsgewinn.

Die Filter Orange (W21) und Hell-Rot (W23A) haben sich für die Kontrastverstärkung der dunklen Albedostrukturen bewährt und können aufgrund des größeren Lichtdurchlasses auch an kleineren bis mittleren Fernrohren verwendet werden. Vor allem den W23A setze ich bei jeder Marsbeobachtung ein.

Für die Beobachtung der Polkappe und Polhaube empfiehlt sich der Einsatz eines Hell-Grün- oder Hell-Blaufilters (W56, W80A).

Generelle Tipps für Marsbeobachter

Bei der Planetenbeobachtung und speziell bei der Beobachtung des roten Planeten sollte auf folgende Faktoren geachtet werden:

• Atmosphärisches Seeing. Der limitierende Faktor bei jeder Planetenbeobachtung ist die Luftruhe. Planetenbeobachtung macht meines Erachtens nur Sinn bei mittlerem bis sehr gutem Seeing. Sonst präsentiert sich der rote Planet nur als pulsierendes rotes Scheibchen mit keinerlei Struktur.
• Lokales & Tubus-Seeing. Durch die Wahl des richtigen Beobachtungsorts (z.B. auf Wiesen außerhalb von Städten bzw. Dörfern) und durch ausreichende Temperaturanpassung des Teleskoptubus können bildverschlechternde Einflüsse ausgeschaltet werden.
• Geduld und Ruhe. Zumeist zappelt ein Planet im Okular umher, es gibt aber immer wieder ruhigere Momente, in denen das Bild ruhig und stabil ist. Ein Planetenbeobachter muss sehr viel Geduld haben!
• Vergrößerung. Mars ist auch mit 20“ kein sehr großes Objekt, im Vergleich dazu erscheint Jupiter mehr als doppelt so groß. Daher sollte, abhängig von Luftruhe und Qualität der Teleskopoptik, stufenweise hoch vergrößert werden, d.h. von 100x bis zumindest 200x und in perfekten Nächten bis 400x, um feinste Details wahrnehmen zu können.

Die Marsmonde

Die beiden Marsmonde Phobos und Deimos wurden zur Marsopposition 1877 von Asap Hall mit einem 26“-Refraktor entdeckt. Nachdem die Positionender Monde bekannt war, konnten die Monde mit immer kleinerenInstrumenten gesehen werden.

Hemmschuh für die Beobachtung der Monde ist Mars selbst, der mit seiner Helligkeit die nahe Umgebung überstrahlt und natürlich die Tatsache, dass sich die beiden Monde nie weit von Mars entfernen. Zum Oppositionszeitpunkt entfernt sich der 10,9 mag helle Phobos maximal 29“ und der lichtschwächere 12,0 mag helle Deimos immerhin 72“ von Mars; wohlgemerkt es handelt sich hier um die günstigsten Maximalwerte bei Periheloppositionen.

Es gibt nun mehrere Techniken, dieses Problem in den Griff zu bekommen. Zunächst einmal ist es wichtig zu wissen, wo sich Phobos und Deimos befinden. Die Monde sind visuell bei größtem Winkelabstand zu Mars am besten sichtbar. Die Positionsörter bzw. die Zeitpunkte der größten Elongationen sind z.B. im Magazin Sky & Telescope zu finden. Zur Positionsbestimmung der Monde vor einer Beobachtung bietet sich aber auch ein Planetariumsprogramm wie etwa Cartes du Ciel oder Starry Night an.

Wie können die beiden Monde nun beobachtet werden? Eine einfache Methode ist es den überaus hellen Mars bei hoher Vergrößerung knapp aus dem Gesichtsfeld zu positionieren. Die Monde werden dann relativ knapp am Außenrand im Okulargesichtsfeld zu finden sein. Hall hat übrigens genau so die beiden Monde gefunden.

Eine weitere Methode wäre, eine kleine Blende (z.B. ein schmaler Metallstreifen) im Okular zentrisch anzubringen, mit der der Planet gerade abgedeckt wird. Diese Methode hätte den Vorteil, dass der zu beobachtende Mond sich relativ mittig im Okular befindet, wo Abbildungs- und Kontrastleistung am höchsten sind.

Am einfachsten ist es natürlich, die beiden Monde und deren Bewegungmittels CCD-Kamera festzuhalten, wie es im untenstehenden Bild die Sternwarte am Pic du Midi getan hat.

Zeichnen

Zeichnen schult das Auge und schärft die Beobachtungsgabe. Wer Planeten zeichnet und nicht nur beobachtet, sieht und achtet auf mehr Details, als nur bei „reiner“ Beobachtung. Die historischen Zeichnungen der Planetenbeobachter des ausgehenden 19. Jahrhunderts, wie z.B. Antoniadi, de Vaucouleaurs, Flammarion, etc., sind legendär und werden auch heute noch gerne für Albedokarten herangezogen.

Zeichnungen stellen eine beliebte und kostengünstige Methode zur Dokumentation der eigenen Beobachtung dar. Als Zeichenutensilien benötigt man nicht viel: einen nicht zu harten Bleistift und eine Zeichenschablone mit 40 mm Kreisdurchmesser.

Die Schablone sollte auf einer harten Mappe beidseitig mit Klammernbefestigt sein, um ein Aufklappen des Zeichenblattes bei Wind zu verhindern. Bei der Beleuchtung des Zeichenblatts empfehle ich eine kleine, mit dämpfender Folie (rot, gelbgrün) überzogene Stirnlampe, die bei der Beobachtung nicht störend ist.

Beim Anfertigen der Marszeichnung bietet sich folgende Vorgangsweise an:

• Vor Beginn der Zeichnung sollte man die Daten und den Zeitpunkt eintragen. Zeitdaten sollten aus Gründen der Vergleichbarkeit – sofern man vor hat, seine Ergebnisse internationalen Beobachtern zur Verfügung zu stellen – in Weltzeit angegeben werden (d.h. MEZ minus eine Stunde, MESZ minus zwei Stunden).
• Zuerst sollte die Phase bestimmt und eingezeichnet werden. Etwa 1 Monat vor und bis 1 Monat nach dem Oppositionszeitpunkt kann das Einzeichnen der Phase vernachlässigt werden, da sie fast nicht mehr zu beobachten ist (Schritt 1). Die Phase wird als dunkle Sichel eingezeichnet.
• Dann sollten die Grobstrukturen vorgezeichnet werden. Die Umrisse der dunklen Albedostrukturen, die Polkappe werden fein eingetragen (Schritt 2). Wenn man sich beim Einzeichnen einer Struktur wesentlich in der Position vertan hat, sollte man auf das Radieren verzichten. In feuchten Nächten kann das Papier bei „Radieraktionen“ erheblich leiden.
• Jetzt können feine Strukturen wie z.B. Trennlinien der Polkappen, feine Helligkeitsunterschiede in Dunkelgebieten etc. eingezeichnet werden (Schritt 3). Verschiedene Filter sollten jetzt angewendet werden. Weiters wird der Zeitpunkt der Mitte der Beobachtung notiert.
• Die Helligkeitsunterschiede der einzelnen Strukturen können mit Zahlen aus der Intensitätsskala (0 … weiß, 10 … schwarz) versehen werden.
• Die gesehenen Eindrücke niederschreiben. Mit welchen Filtern konnten welche Details verstärkt gesehen werden? Waren Wolken, Staubstürme zu sehen?
• Es empfiehlt sich die fertige Reinzeichnung erst zuhause in Ruhe fertigzustellen. Die Reinzeichnung sollte den Anblick im Okular realistisch wiedergeben – jedoch keine Kunstwerke und nur wirklich Gesehenes einzeichnen!