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[[Datei:In the photo there is one Perseid, Milky Way and Andromega galaxy and light pollution on the horizon - Luhasoo bog in Estonia.jpg|mini|250px|Nachthimmel über einem [[Moor]] in [[Estland]] mit [[Lichtverschmutzung]], die am [[Horizont]] sichtbar ist]]

Als '''Nachthimmel''' wird der dunkle [[Himmel (planetär)|Himmel]] in der tiefen Dämmerung bzw. in der [[Nacht]] bezeichnet. In der [[Astronomie]] versteht man darunter vor allem den [[sternklar]]en Himmel, das heißt den Nachthimmel bei geringer oder keiner [[Bewölkung]] und guter Sichtbarkeit des [[Sternhimmel]]s.

Zeitlich eingegrenzt wird der Begriff durch den Zeitraum zwischen der Abend- und [[Morgendämmerung]], das heißt, wenn die [[Sonne]] mehr als 12° unter dem mathematischen [[Horizont]] des betreffenden Ortes steht. Bei diesem Tiefenwinkel und reiner [[Luftverschmutzung|Luft]] ist der [[Landschaft]]s-Horizont nur mehr schwach zu erkennen, jedoch eine größere Anzahl von [[Sternhimmel|Sternen]]. Vollständige Dunkelheit kann aber erst herrschen, wenn die Sonne mehr als 18° unter dem Horizont steht (Ende der [[Astronomische Dämmerung|astronomischen]] Abenddämmerung beziehungsweise Beginn der astronomischen Morgendämmerung).

Von ''gutem Nachthimmel'' spricht man, wenn sich keine starken Lichtquellen in der Nähe befinden, wie zum Beispiel im Gebirge, in Naturschutz- und [[Lichtschutzgebiet]]en oder auf [[Hohe See|hoher See]].

Der Himmelsanblick einige Stunden vor bzw. nach der Dämmerung wird oft als [[Morgenhimmel]] respektive [[Abendhimmel]] bezeichnet.

== Dämmerung ==
Der Übergang von der Helligkeit des [[Tag]]es zur Dunkelheit der [[Nacht]] heißt [[Dämmerung]] und wird von der Streuung des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre verursacht. Sie dauert in [[Mitteleuropa]] je nach Jahreszeit zwischen 1 und 1½ Stunden und wird wissenschaftlich dreifach unterteilt:

* ''[[Bürgerliche Dämmerung]]'' (Lesen im Freien möglich, zwischen [[Sonnenuntergang]] und 6° Tiefenwinkel der Sonne)
* ''[[Nautische Dämmerung]]'' (Horizont und [[Stern 1. Größe|hellste Sterne]] sichtbar, Farben noch teilweise erkennbar; Tiefenwinkel der Sonne 6–12°)
* ''Astronomische Dämmerung'' (Übergang zur vollständigen Dunkelheit und zum [[Nachtsehen]], Tiefenwinkel der Sonne 12–18°).

== Sichtverhältnisse bei Nacht ==
Der Helligkeitsunterschied zwischen Tages- und Nachthimmel beträgt bei klarem Wetter etwa 1 : 1 Milliarde, bei [[Bewölkung]] etwas weniger. Diesen großen Unterschied gleicht das menschliche [[Auge]] durch den Übergang vom Zapfen- zum [[Stäbchen (Auge)|Stäbchensehen]] aus; diese sehr lichtempfindlichen [[Fotorezeptor|Sehzellen]] können aber keine [[Farbwahrnehmung|Farben sehen]], sondern nur [[Grauwert|Grautöne]]. Bei Nacht ist daher ein Farbsehen nur bei sehr [[Stern 1. Größe|hellen]] Gestirnen und an hell beleuchteten Flächen möglich – was zum Spruch „bei Nacht sind alle Katzen grau“ geführt hat.

Insgesamt kann sich das menschliche Auge an Helligkeitsunterschiede von 1:100 Milliarden anpassen, wofür es jedoch etwa 1 Minute (dunkel → hell) bzw. 15 Minuten (hell → dunkel) benötigt. Der letztgenannte Übergang geht in der Jugend rascher vor sich als im Alter, weshalb zum Beispiel ältere [[Autofahrer]] viel mehr durch [[Blendung (Überbelichtung)|Blendung]] gefährdet sind als jüngere. Die letzten Stufen der Hell-Dunkel-[[Adaptation (Auge)|Adaptation]] werden bereits durch eine geringfügige Beleuchtung (insbesondere durch blauhaltiges Licht) gestört, weshalb [[Astronom]]en zum Betrachten von [[Sternkarte]]n nur ein sehr mattes rötliches Licht verwenden.

Der Nachthimmel ist auch bei guter Wetterlage nie völlig schwarz – abgesehen von wenigen Fällen in der [[Raumfahrt]]. Aufhellend wirken neben dem Mond und der Bewölkung u. a. [[Staubteilchen]] in der Lufthülle – insbesondere in der [[Dunstglocke]] über größeren Städten – und die sogenannte [[Lichtverschmutzung]] durch nach oben gerichtete [[Straßenlampe]]n bzw. Scheinwerfer (zum Beispiel Disco-Strahler). Auch im günstigsten Fall (ohne jede Fremdbeleuchtung) gibt es eine geringfügige Aufhellung des Nachthimmels durch das sog. [[Rekombinationsleuchten]] der Luftmoleküle in den ersten Nachtstunden.

Weitere Aufhellungen haben astronomische Ursachen, zu denen (gereiht nach Größe des Effekts) gehören:

* der [[Mond]], der in den Tagen um [[Vollmond]] jede hochqualitative Himmelsaufnahme verhindert, sie aber auch schon als schmale [[Mondsichel]] beeinträchtigt,
* [[Aerosol]]e in der höheren Atmosphäre, zum Beispiel Saharastaub und fein verteilte vulkanische Asche.,
* [[Polarlicht]]er (Aurora) und leuchtende Nachtwolken (dünne Eiswolken in der [[Mesosphäre]]),
* zeitweilig das [[Zodiakallicht]] (Feinstaub in der [[Ekliptik]]),
* die Lichtstreuung der helleren Sterne in der [[Troposphäre]].

Die Aufhellungen des terrestrischen Nachthimmels bewirken, dass auch mit den größten [[Spiegelteleskop]]en keine Sterne schwächer als etwa 23m beobachtet werden können. Diese Grenze, die einigen [[Kerzenstärke]]n in Mondentfernung entspricht, kann nur durch [[Weltraumteleskop]]e überschritten werden.

== Himmelsaufnahmen ==
Mit [[Lichtstärke (Photometrie)|lichtstarken]] Fotoobjektiven und hochempfindlichen [[Fotografischer Film|Filmen]] oder [[Digitalkamera]]s kann man auf Standorten im [[Hochgebirge]] bis zu einigen Stunden belichten, bevor die Aufhellungen als „Grauschleier“ wirksam werden und die schwächeren Sterne vom Bildhintergrund überstrahlt werden. Am Rand einer Großstadt verringert sich diese maximale [[Belichtungszeit]] auf wenige Minuten. Bei flächenhaften Himmelsobjekten wird diese Einschränkung noch wesentlich deutlicher spürbar, weshalb man in Städten beispielsweise das leuchtende Band der [[Milchstraße]] nur mehr ganz selten sehen kann.

Wichtige Überlegungen zur Helligkeit des Nachthimmels und zur Struktur des gesamten [[Universum]]s stellte um 1800 der Bremer Arzt und Amateurastronom [[Wilhelm Olbers]] an. Seine Frage, warum uns der Nachthimmel überhaupt dunkel erscheint, ist unter der Bezeichnung „[[Olberssches Paradoxon]]“ bekannt geworden.

== Helligkeit ==
Das Maß der Lichtverschmutzung kann mit Hilfe der [[Bortle-Skala]] angegeben werden. Zur Bestimmung mit optischen Hilfsmitteln gibt es verschiedene [[Seeing#Skalen|Seeing-Skalen]].

Die Helligkeit des Nachthimmels in einer Stadt liegt bei ca. 19 mag/arcsec² (4000 S10). Unter optimalen Bedingungen (Hochgebirge, [[Sternenpark]]s) sinkt sie unter 21,6 mag/arcsec² (370 S10). Der Anteil des [[Airglow]]s liegt bei 150 S10, der des Zodiakallichts bei 60 S10. Nahe dem Horizont muss das Sternenlicht mehr als 40 [[Luftmasse (Astronomie)|Luftmassen]] ''L'' passieren und wird nahezu ausgelöscht. Gemäß der Abschätzung

:<math>m_\text{Beobachtung} = m_\text{Stern} - 0{,}3 \cdot L</math>

verliert man drei Größenklassen, wenn man Sterne bereits bei 10 Grad über dem Horizont, entsprechend ca. 5 Luftmassen, beobachten möchte (siehe auch [[Extinktion (Astronomie)|Extinktion]]).

Die [[Flächenhelligkeit]] des Himmels wird mit einem [[Sky Quality Meter]] gemessen.

== Literatur ==
* Arnold Henslmeier: ''Den Nachthimmel erleben. Sonne, Mond und Sterne, praktische Astronomie zum Anfassen''. Springer Spektrum, Berlin 2015, ISBN 978-3-662-46031-3.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* [https://astro.univie.ac.at/ueber-uns/lichtverschmutzung/ Universität Wien: Messungen der Nachthimmelshelligkeit]

[[Kategorie:Beobachtende Astronomie]]
[[Kategorie:Atmosphärische Optik]]

Nachthimmel - Versionsgeschichte

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