Warum es keine 100 Perseiden pro Stunde gibt

„Diese Nacht könnt Ihr hundert Sternschnuppen pro Stunde bewundern!“ So behauptete vor ein paar Tagen ein Tweet, und das verlinkte Video setzte noch einen drauf: Nämliche hundert Perseiden die Stunde seien „in den nächsten Tagen bis Mitte August“ zu sehen – während ein gewisses Nachrichtenportal „unzählige Sternschnuppen über den Nachthimmel“ schießen ließ, beim „Höhepunkt des astronomischen Jahres“. Und so weiter: Hype allerorten anlässlich der Perseiden scheint ein unabänderliches Naturgesetz zu sein.

Konkret lautet die Vorhersage im Meteorstrom-Kalender 2020 (Seiten 12 bis 13), dass die maximale ZHR = Zenithal Hourly Rate = Zenitstundenrate bei etwa 110 liegen sollte, zwischen 15 und 18 Uhr MESZ am 12. August, mit einer eventuellen Zugabe mit einer ZHR um 100 gegen 12 Uhr MESZ. Aber diese Zahlen gelten für einen Radianten im Zenit – doch dieser Punkt, in dessen Richtung die Erde in die Staubwolke des Kometen 109P/Swift-Tuttle hinein rast, befindet sich der Nähe des ‚Kopfes‘ des Perseus (in der Nähe des Sterns HD 19572; Grafik: VdS) und steht alles andere als 90° hoch.

Die Tabelle zeigt, wie die Radiantenhöhe im Laufe der Nacht allmählich steigt (Uhrzeiten für Bochum, im Osten früher) – und einen Korrekturfaktor, mit dem die ZHR multipliziert werden muss, um zur sichtbaren Rate zu gelangen (es handelt sich um den Sinus der Radiantenhöhe). Bereits in der Abenddämmerung steht der Radiant zwar über dem Horizont, aber noch bis etwa Mitternacht geht mindestens die Hälfte der ZHR verloren. Noch dramatischer ist freilich die Wirkung der Helligkeit des Himmels – denn die ZHR ist für einen de facto perfekten Himmel mit Stern-Grenzgröße 6.5 mag. definiert.

Hier ist der zusätzliche Korrekturfaktor berechnet, der mit dem obigen multipliziert werden muss und für praktisch jeden Beobachter die Meteorrate weiter kräftig drückt. Er berechnet sich als r^(Grenzgröße – 6.5), wobei ein r=2.2 angesetzt wurde, das im vergangenen Jahrzehnt und insbesondere auch im letzten mondlosen Jahr 2018 für die Perseiden galt. Schon geringe Lichtverschmutzung reduziert die Meteorzahl deutlich – und dummerweise scheint in den Nächten 11./12. bzw. 12./13. August um das Maximum auch noch der abnehmende Fast-Halbmond. Der ist noch zu 47% bzw. 37% beleuchtet und geht um 0:20 bzw. 0:40 MESZ (Bochum) auf, um dann dann bis zur Morgendämmerung etwa 30° Höhe zu erreichen: Die bessere Meteorausbeute infolge der steigenden Radiantenhöhe macht der wachsende Verlust durch den heller werdenden Himmel wieder zunichte. (Die ZHR gilt übrigens für einen Einzelbeobachter, dessen rund 100° großes Gesichtsfeld völlig frei von Obstruktion durch Gebäude oder Wolken und dessen Aufmerksamkeit ungebrochen ist – sonst sind weitere Korrekturen nötig … nach unten natürlich.) Die ZHR dürfte sich 2020 mithin selbst bei guten Bedingungen zweimal um einen Faktor von etwa 2 reduzieren – aus 110 mach 30 Perseiden die Stunde. Also erscheint einer alle 2 Minuten? Mitnichten!

Das sind Originalaufzeichnungen aus einer Perseidennacht vor 45 Jahren von Jürgen Rendtel und Hartmut Röllig, die – bei einer Grenzgröße von 5.9 übrigens – in 2½ Stunden 63 Perseiden („P“) sahen, also im Schnitt alle 2.4 Minuten einen. Doch wie die Tabelle zeigt, ist die zeitliche Verteilung von Meteoren während eines Schauers völlig zufällig, was bei einer grafischen Umsetzung noch deutlicher wird:

Hier sind für jede der 150 Minuten die Perseiden markiert, mit der Helligkeit als Anzahl der X codiert (X = 5 mag., XX = 4 mag. usw.). Da gibt es einmal 5 Perseiden in 3 Minuten – aber auch mehrmals Intervalle von 4 und 5 Minuten ohne jeden Perseiden! Das macht deutlich, welche Frustrationstoleranz ein visueller Beobachter selbst bei einem ordentlichen Meteorschauer besitzen muss: Die – rein zufälligen! – Häufungen mehrerer Meteore manchmal in Sekunden lassen ein Hochgefühl aufkommen, dem in der Regel eine lange Durststrecke folgt (nur bei den extrem raren Meteorstürmen mit ZHR-Werten über 1000 ist das anders, die die Perseiden aber nie schaffen). Dieser Aspekt fällt – neben den vielen negativen Korrekturfaktoren, die an den „100 Schnuppen pro Stunde“ angebracht werden müssen – bei den Anpreisungen der Perseiden in der Regel unter den Tisch.

Aber wie lange dauert das Maximum überhaupt? Die Perseiden sind da ziemlich variabel, aber das ZHR-Profil des gesamten Schauers aus dem Jahr 2010 mag als typisches Beispiel herhalten: Die maximale ZHR gibt es nur an einem Tag (oft nur ein paar Stunden lang), und schon in den Nächten vor- und nachher beträgt die Rate höchstens als die Hälfte. Hier in höherer Zeitauflösung – über das beste Binning kann man streiten, aber es kommt auf den Gesamteindruck des Verlaufs an – die ZHR-Profile der Maxima der vergangene zehn Jahre, von 2010 bis 2019:

Teilweise machten sich neben dem Hauptmaximum aus im Orbit des Kometen angesammeltem Staub jüngere Extra-Filamente bemerkbar, die mitunter auch korrekt vorhergesagt wurden, aber eine klare Ansage, ob 2020 die Nächte 11./12. oder 12./13. August für Europa vielversprechender wären, ergibt sich nicht, und die oben abgeschätzten realen etwa 30 Perseiden pro Stunde werden wohl in keiner Nacht erreicht. Trotzdem lohnt sich das Beobachten natürlich: Die individuellen Perseiden sind oft recht spektakulär, erscheinen bunt auf Fotos, haben Nachtleuchtspuren und nach Feuerkugeln auch schon mal Persistent Trains, die noch minutenlang am Himmel hängen können. Aber Geduld ist eben angesagt – sehr viel Geduld: detaillierte Hinweise zur sinnvollen visuellen Beobachtung, die ganz genauen Definitionen vieler Begriffe aus der Meteor-Astronomie, eine PM des DLR, ein Video aus Berlin, eine Seite der IMO, Press Releases von Lowell, IDA und S&T und mehr oder weniger korrekte bzw. nützliche Artikel hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier.