Home - Themenseiten - Orientierung am Sternenhimmel - Teil 2


 

 

Was passiert nach 24 Stunden über unseren Köpfen?


An dieser Stelle müssen wir etwas präziser werden. Denn um die Veränderungen über unseren Köpfen wirklich zu verstehen muss man u.a. wissen, dass sich die Erde nicht in 24 Stunden einmal um sich selbst dreht – sie vollzieht diese Bewegung in rund 23 Stunden und 56 Minuten und 4 Sekunden. Diese Zeit nennt man auch den Sterntag, denn ein Gestirn an unserem Himmel erreicht, verständlicherweise, nach Ablauf dieser Zeit die selbe Stellung am Gewölbe. Das, was wir jedoch mit dem Wort Tag verbinden, ist eine Zeitangabe, die sich auf die Position der Sonne bezieht – der Sonnentag, der knapp 4 Minuten länger ist als der Sterntag. Steht die Sonne zur Mittagszeit in ihrer Höchststellung über dem Horizont, so erreicht sie erst 24 Stunden später erneut diese Position. Dies kommt daher, dass sich die Erde seither ein Stück um die Sonne herumbewegt hat, wodurch sich unsere Position ihr gegenüber und ihre an unserem Himmel leicht verändert. So beweg sie sich vor dem Sternhimmel – ein Vorgang der uns nur durch die extreme Nähe der Sonne auffällt. Jeder Tag wandert sie ein Stück weiter durch den Tierkreis und die Bahn, die sie dabei an unserem Himmel zieht, nennt man Ekliptik. Da die Sonne unseren Tagesrhythmus bestimmt (sie ist für Tag und Nacht verantwortlich), hat unser Tag 24 Stunden und die Differenz von 4 Minuten zum Sterntag bewirkt, dass sich der Sternhimmel über uns im Laufe eines Jahres verändert. Nach 24 Stunden ist er rund einen Grad weitergewandert.

die Sonne am Meridian

die Sonne am Meridian 24 Stunden später

Der Vollständigkeit halber sei gesagt, dass der 24 Stunden Sonnetag nur ein Mittelwert ist. Die Länge des Sonnentages innerhalb eines Jahres schwankt. Auch wenn die oberen Abbildungen es vermuten lassen, so steht die Sonne im Jahreslauf nicht jeden Tag zur selben Ortszeit in größter Höhe oder am Ortsmeridian. Die Deklination der Sonne ändert sich durch die Neigung der Erdachse und die Erde selbst umläuft die Sonne nicht auf einer perfekten Kreisbahn und ist bezüglich ihrer Geschwindigkeit mal schneller und mal langsamer. Zudem bremst der Mond die Erde in ihrer Rotation, auch wenn der Wert in einem Jahrhundert nur eine 2/1000 Sekunde ausmacht.


Die Drehung des Sternenhimmels

Lassen wir die Eigenbewegung der Sterne, da sie für unsere Beobachtung keine Rolle spielt, einmal außer Acht, so erkennt man zusammenfassend zwei Bewegungen:

1.      Die tägliche Bewegung der Gestirne von Ost nach West

(hervorgerufen durch die Erdrotation) und

2.      Die Veränderung des Sternenhimmels innerhalb eines Jahres

(hervorgerufen durch die Bewegung der Erde um die Sonne)

Diese sich überlagernden Bewegungen sind über einen längeren Zeitraum so konstant, dass Menschen die Wiederkehr von Sternen zu einem bestimmten Zeitpunkt als Verbindung zu irdischen Ereignissen nutzen konnten. So kündigte z.B. das Auftauchen des hellen Sirius im Sternbild Großer Hund im alten Ägypten die jährliche Nilüberschwemmung an.

Auch für uns erleichtert diese Stabilität eine Orientierung in der Jahr auf Jahr ohne Veränderung folgt. In den Wintermonaten stehen Sternbilder wie Orion, Stier, Zwillinge, Großer Hund und Fuhrmann über dem Südhorizont. Im Sommer überspannen z.B. die Sternbilder Schwan, Leier und Adler den Himmel.


Zirkumpolare Sterne und die Nordrichtung

Einige Sterne gehen jedoch das ganze Jahr nicht unter. Da die Erdachse etwas zur Bahnebene geneigt ist, die Erde also etwas „schief“ zu ihr steht, kreisen die dem Himmelsnordpol, also dem Punkt, durch den die Erdachse auf der Nordhalbkugel geht, nahen Sterne immer nur um diesen. Dieser Himmelsnordpol, der als einziger Punkt an unserem Himmel relativ stabil an seinem Platz steht, wird erfreulicherweise durch einen Stern markiert, der auch als „Nordstern“ bezeichnet wird, denn er steht genau in nördlicher Richtung. Der „Polarstern“, so ein weiterer Beinname, ist ein Stern im Sternbild Kleiner Bär (ein Teil der Sterne bilden den "Kleinen Wagen") und kann nachts wunderbar dazu genutzt werden, die Himmelsrichtungen zu bestimmen.

zirkumpolare Sternbilder rund um den Polarstern

Das Gestirn ist relativ leicht zu finden, denn als Orientierungshilfe dient ein Sternbild, welches wohl jeder in der Nacht finden kann: der Große Bär oder, wie er in unserem Kulturkreis auch genannt wird, der Große Wagen. Verlängert man die hintere Achse des Wagens fünf mal von diesem weg, so stößt man auf einen nicht besonders hellen, aber in dieser Himmelsregion auffallenden Stern – den Polarstern. Zieht man von ihm aus nun eine senkrechte Linie zum Horizont, hat man die Himmelrichtung Norden bereits bestimmt. Die anderen ergeben sich nun automatisch: nach Norden blickend ist zur rechten Seiten Osten, zur linken Seiten Westen und hinter einem Süden.

der Polarstern weist die Nordrichtung


Welche Koordinatensysteme gibt es ?

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Berlin, im September 2002