Astronomie

Sternbeobachtung

Lauf der Gestirne

  • Wie orientiert man man sich auf der Himmelskugel
  • Wie bestimmt man eigentlich Entfernungen im Weltall?
  • Warum sind die Sterne unterschiedlich hell?

Lauf der Gestirne

Stellt man einen Fotoapparat auf ein feststehendes Stativ und fotografiert bei klarem Nachhimmel mit langer Belichtungszeit (mehrere Stunden) so ergibt sich ein Bild, wie das nebenstehende. Alle Sterne zeichnen Kreisbögen mit unterschiedlichem Radius und dem Polarstern im Kreiszentrum. Die Mittelpunktswinkel der Kreisbögen sind alle gleich und lassen sich aus der Belichtungszeit berechnen.

Historisch:

Heraklid von Pontos (388 – 315v.Chr.) vermutete als erster, dass die scheinbare tägliche Bewegung der Gestirne auf die Erdrotation zurückzuführen ist.

Platon (427-347 v.Chr.)– Aristoteles (383-322 v.Chr.) - Hipparch (190-125 v.Cr.) und Ptolemäus(87-170 n. Chr.) erklären die Sphären als um die Erde kreisende Kristallkugeln. Hipparch führte die Epizyklen der Planetenbahnen ein.

Auf Grund der Erddrehung gehen Sterne, Planeten, Sonne und Mond im Osten auf und im Westen unter. Dies ist allerdings nur für Sterne in der Äquatorebene richtig.
Sterne die nördlich der Äquatorebene sind (\(\delta > 0\)), gehen im Nordosten auf und im Nordwesten unter und Sterne die südlich des Äquators sind (\( \delta < 0\)), gehen im Südosten auf und im Südwesten unter.

Auf dem Himmelmeridian, der durch Zenit, Nadir, Nord- und Südpunkt verläuft, haben die Sterne ihre größte Höhe \(h_{o}\) (die obere Kulmination) und geringste Höhe \(h_{u}\) (untere Kulmination).

Es gilt: \[ h_{o} = \delta + h_{ä} \] und \[ h_{u} = \delta - h_{ä} \]

wegen \( h_{ä} = 90^\circ - \varphi \) gilt
\[ \begin{array}{} h_{o} = \delta + \left( 90^\circ - \varphi \right) \\ \, \\
h_u = \delta - \left( 90^\circ - \varphi \right) \end{array} \]

Begriffe:
Zirkumpolarsterne, sind Sterne, die immer über der Horizontebene sind: \( h_{u} > 0 \quad \Rightarrow \quad \delta > 90^\circ - \varphi \)
Ein Stern ist nie sichtbar, wenn er immer unter der Horizonteben ist: \( h_{o} < 0 \quad \Rightarrow \quad \delta < - \left( 90^\circ - \varphi \right) \)
Sterne mit \( - \left( 90^\circ - \varphi \right) < \delta < 90^\circ - \varphi \) sind zeitweise sichtbar.

Sonderlagen:
Am Pol sind alle sichtbaren Sterne zirkumpolar und sonst keine sichtbar.
Am Äquator gibt es keine zirkumpolaren Sterne, keine unsichtbaren Sterne, alle sind zeitweilig sichtbar.

Zeiten und Winkel:
Die Zeit seit seiner oberen Kulmination (Südrichtung) ist der Stundenwinkel t eines Gestirns.
Der Winkel von Norden bis zum Fußpunkt des Sterns ist der Azimut A.
Es gilt nicht \(A + 180^\circ = t\) (in Grad umgerechnet)!

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