Wie bewegen sich die Sterne?

Es gibt grundlegende „Alltagsfragen“, die ­einen astronomischen Ursprung haben und die wir Ihnen nun beantworten möchten.

Die tägliche Drehung der Erde

„Im Osten geht die Sonne auf, im Süden ist ihr Mittagslauf, im Westen wird sie untergehen, im Norden ist sie nie zu sehen.“ – der tägliche Lauf der Sonne wird durch die Eigenrotation der Erde um ihre Achse erzeugt. Die Menschen südlich des Äquators werden mit dieser „Weisheit“ allerdings nicht einverstanden sein, denn für sie steht die Sonne mittags im Norden.
Die Erde hat näherungsweise eine Kugelgestalt, die Pole bezeichnen die gedachten Durchstoßpunkte (Norden und Süden) der Drehachse. Der Äquator ist der maximale Umfang in Ost-West-Richtung. Zur Orientierung ist die Erde gedanklich mit einem Koordinatennetz überzogen: Von Norden nach Süden werden die Breitengrade von 0° am Äquator jeweils bis zu 90° an den Polen angegeben und in Ost-West-Richtung verlaufen die Längengrade, beginnend mit dem Nullmeridian als Start. Das irdische Koordinatennetz haben die Astronomen an den Himmel projiziert, mit dem Unterschied, dass die Angaben der Längengrade in Stunden, Minuten und Sekunden erfolgen und Rektaszension heißen. Die analogen Breitenkreise werden am Himmel Deklination genannt. Verläuft der Nullmeridian auf der Erde durch das Londoner Greenwich-Observatorium, so verläuft der himmlische Nullmeridian unter anderem durch das Sternbild Pegasus.
Je nachdem, wo wir uns befinden, sehen wir einen anderen Himmelsabschnitt. Nur Beobachter am Äquator können im Laufe des Jahres den gesamten Himmel überblicken.

Zur Positionsbestimmung am Himmel dienen die Koordinaten Rektaszension und Deklination. (Grafik: Vereinigung der Sternfreunde e.V./Alexander Weis)

Zur Orientierung am nächtlichen Himmel wird nicht nur das oben beschriebene Äquatorialsystem verwendet, sondern auch das Horizontalsystem (auch Azimutsystem genannt). Hierbei heißt der Punkt über dem Beobachter Zenit. Der Winkel vom Horizont zum Objekt wird Höhe genannt und reicht von 0° (Horizont) bis 90° (Zenit). Die Orientierung der Himmelsrichtungen heißt Azimut, wobei dem Norden 0° zugeordnet werden, der Osten erhält 90°, der Süden 180° und der Westen 270°.

Der Lauf der Erde um die Sonne

Unser Heimatplanet bewegt sich als dritter Planet auf einer leicht elliptischen Bahn um die Sonne. Die Umlaufdauer beträgt 365,25 Tage und der Abstand zum Sonnenmittelpunkt variiert von 147,1 Mio. km im Januar bis 152,1 Mio. km im Juli. Im Mittel beträgt ihre Bahngeschwindigkeit 29,8 km/s.
Die Drehachse der Erde ist gegenüber der Bahnebene um die Sonne um rund 23,5° geneigt. Daher verläuft die Sonne im Winter während des Tages auf einen flacheren Bogen über den Himmel als im Sommer. So entstehen die Jahreszeiten. Das gilt sowohl für Beobachter auf der Nordhalbkugel als auch südlich des Äquators, mit dem Unterschied, dass für sie der Sommer im Dezember/Januar ist.

Durch die Neigung der Erdachse relativ zu ihrer Umlaufbahn entstehen die Jahreszeiten.(Grafik: Vereinigung der Sternfreunde e.V./Alexander Weis)

Durch die Bewegung der Erde um die Sonne läuft die Sonne scheinbar im Laufe des Jahres auf einer Bahn am Himmel, die Ekliptik genannt wird. Auch die anderen Planeten laufen in etwa der gleichen Ebene um die Sonne wie die Erde, wodurch diese Planeten am Himmel ebenfalls in der Nähe der Ekliptik ihre Bahnen ziehen. Die Sterne selbst verharren für das bloße Auge in festen Mustern, den sogenannten Sternbildern. Sie sind Jahr für Jahr zu gleichen Zeiten am Nachthimmel zu sehen.

Die Helligkeit der Sterne

Um die Helligkeiten der Sterne anzugeben, wird in der Astronomie ein Größenklassen- bzw. Magnitudensystem verwendet: helle Sterne haben kleine Werte, schwache Sterne große.
So beträgt der Helligkeitswert eines hellen Sterns 0 Magnituden (0 mag), eines mittelhellen Sterns 3 mag und eines gerade noch sichtbaren Sterns ungefähr 6 mag.
Durch das logarithmische Helligkeitsempfinden des Auges beträgt der Sprung von einer Stufe zur nächsten dem Faktor 2,512. Um sehr helle Sterne, Planeten, Mond und Sonne einzuschließen, werden negative Werte benutzt. Der Vollmond ist –12,7 mag hell, die gleißende Sonne gar –26,7 mag.