Ordnung am Himmel

Cosmos_Szenario: Ordnung am Himmel (© 2008 W. Hartmann)
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Ordnung am Himmel - Sternbilder
Um
in
der
sammlung
Himmel
chaotischen
von
endlich
Sternen
Ordnung
Anam
zu
schaffen, fassten die einzelnen
Völker verschiedene einprägsame
Sternanhäufungen
Sternbildern
zusammen.
zu
Je
nach Phantasie und Kultur haben diese Völker Sterne und
Sternbilder unterschiedlich benannt. Die alten Chinesen beispielsweise kannten einen anderen Tierkreis als die Griechen
und die Römer. Die meisten
Abbildung 1: Sternenhimmel ohne Lichtverschmutzung
Sternbilder, die wir in den Sternkarten finden, stammen aber aus der griechisch-römischen
Mythologie, viele haben ihre Wurzeln im babylonischen Kulturkreis, einige wiederum kamen im
Abbildung 2: Sternbilder – mythologische Vorstellung
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Mittelalter hinzu.
Abbildung 3: Sternbilder – klassische Darstellung
Abbildung 4: Sternbilder – moderne Einteilung
Die Sternbilder des Südhimmels wurden erst in der Neuzeit von den Entdeckern benannt. Heute hat die Internationale Astronomische Union (IAU) für die gesamte Himmelskugel 88 verschiedene Sternbilder festgelegt und sie mit lateinischen Namen versehen. Jedes Sternbild
besitzt eine Abkürzung von drei Buchstaben, z.B. Sternbild Schwan, lat. Cygnus, Abk. Cyg.
Aufgrund der täglichen Erdrotation gehen alle
Himmelskörper über dem Osthorizont eines Beobachtungsortes auf, erreichen im Süden1 ihren
höchsten Punkt und sinken im Westen wieder unter den örtlichen Horizont. Grundsätzlich versteht
man in der Astronomie unter dem Horizont diejenige Tangentialebene an die Erdkugel, die durch den
Beobachtungsort verläuft. Unter Horizont ist somit
nicht die durch Häuser, Berge oder sonstige Landschaftsformen gebildete Grenze zwischen Himmel
Abbildung 5: Winkel im Horizontsystem
und Erde gemeint. Der Horizont stellt unsere erste
wichtige Bezugsebene dar. Misst man beispielsweise den Winkel, den ein Stern mit der Horizontebene einschließt, so erhält man die Höhe dieses Gestirns über dem Horizont. Legt man
auch noch die Richtung (N-O-S-W) fest, in welcher der Stern erscheint, so ist die Position dieses Sterns zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannt.
Dieses Horizontsystem ist somit für die Positionsbestimmung von Sternen recht gut geeignet.
Die beiden Koordinaten dieses Systems heißen Azimut A und Höhe h. Der Azimut wird in Winkelgraden von Norden ausgehend über Osten, Süden und Westen gemessen und gibt die Rich-
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tung auf dem Horizont an. Auch die Höhe wird in Winkelgraden (vom Horizont aus gemessen).
Beträgt die Höhe eines Sterns genau 90°, so befindet sich dieser im Zenit2 dieses Ortes! Befindet sich ein Stern genau im Süden, so steht er im Meridian (Großkreis durch Norden, Zenit und
Süden) und hat somit den höchsten Punkt seiner Himmelsbahn an diesem Tag erreicht. Der
Meridiandurchgang eines Gestirns wird auch als Kulmination bezeichnet.
Abbildung 6: Himmelskugel mit örtlichem Meridian
Für die Suche nach den Sternbildern ist die jeweilige Entfernung der Sterne von der Erde nebensächlich. Stellen wir uns also vor, die Erde sei von einer großen Himmelskugel umgeben3,
an der alle Sternbilder angebracht sind! Die Verlängerung der Erdachse durchstößt diese Himmelskugel im sogenannten Himmelsnord- und im Himmelssüdpol4. Die Äquatorebene der Erde
fällt mit der Himmelsäquatorebene (HÄ) zusammen.
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Dies gilt für einen Beobachtungsort auf der nördlichen Halbkugel der Erde!
Der Zenit ist genau der senkrecht über dem Beobachter befindliche Punkt der Himmelskugel.
Im Mittelpunkt dieser Himmelskugel steht die Erde.
Kurzbezeichnung: HNP bzw. HSP
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Für den Menschen erscheint das Horizontsystem am natürlichsten, da der Horizont die Bezugsebene markiert und die
Azimutrichtungen auch recht leicht abgeschätzt werden
können. Einen entscheidenden Nachteil bringt es aber unweigerlich mit sich: Jeder Beobachtungsort auf der Erde
besitzt (wie man durch einen Blick auf einen Globus leicht
feststellen kann!) eine andere Horizontebene. Besser ist
es, anstelle des Horizonts den Himmelsäquator als Bezugsebene zu verwenden. Der Winkelabstand eines Sterns vom
Äquator wird dann Deklination δ genannt und stellt die eine
Abbildung 7: Äquatorsystem
Koordinate dieses Systems dar. Die zweite Koordinate wird
Rektaszension α genannt und vom Frühlingspunkt5 gegen den Uhrzeigersinn entlang des Äquators gemessen. Dieses Koordinatensystem heißt folgedessen Äquatorsystem. Aufgrund der
täglichen Erdrotation vollführen (von der nördlichen Hemisphäre der Erde aus betrachtet) die
Sterne6 Kreise um den Himmelsnordpol.
Da die Erdrotationsachse nicht senkrecht auf die Erdbahnebene (Ekliptik) steht, sondern die
Achse zur Normalen der Ekliptik einen Winkel von ca. 23,5° einschließt, können zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedliche Sternbilder beobachtet werden. Man spricht daher von den
typischen Frühlings-, Sommer-, Herbst- und Wintersternbildern.
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Unter dem Frühlingspunkt versteht man den Schnittpunkt der Ekliptik mit dem Himmelsäquator in Richtung des
Sternbildes Widder (= jener Punkt, an dem die Sonne zu Frühlingsbeginn steht.)
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Bei Sonne, Mond und Planeten kommt zusätzlich noch die eigene Bewegung durch das Weltall hinzu.
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Der abendliche Winterhimmel ist reich an hellen Sternen. Das wohl eindrucksvollste Sternbild
des Winterhimmels ist der Himmelsjäger Orion mit seinen drei auffälligen Gürtelsternen. Der
Sage nach ist Orion ein mächtiger Jäger und Krieger. Ein heller, rötlicher Stern namens „Beteigeuze“ (α Orionis) markiert eine Schulter des Jägers, ein zweiter heller, in blauweißem Licht
funkelnder Stern stellt einen Fuß dar. Er heißt „Rigel“ (β Orionis), was arabisch Fußstern bedeutet. Zwischen Beteigeuze und Rigel findet man drei, in einer Reihe stehende Sterne, die
den Gürtel des Orion bilden. In der Nähe des Himmelsjägers sind die beiden Sternbilder der
Hunde zu finden. Im Sternbild Großer Hund strahlt „Sirius“, der hellste Fixstern des Himmels.
Der Hauptstern im Sternbild Kleiner Hund wird „Prokyon“ genannt. Weitere wichtige Wintersternbilder sind die Zwillinge, der Fuhrmann und der Stier. Das Sternbild Fuhrmann (lat. Auriga) prägt sich leicht ein. Es stellt ein Fünfeck mit dem gelblich strahlenden Hauptstern „Capella“ (α Aurigae) dar. In manchen Sternkarten ist anstelle eines Fünfecks ein Sechseck für das
Sternbild Fuhrmann eingetragen. Der Stern gegenüber der Kapella gehört jedoch schon zum
Sternbild Stier. Er heißt „Al Nath“ (β Tauri) und stellt die eine Hornspitze des Stieres dar. Sein
hellster Stern, der rote „Aldebaran“ (α Tauri), markiert das blutunterlaufene Auge des Stieres.
Dem Stier folgen im Tierkreis die Zwillinge, die hauptsächlich von zwei Sternketten dargestellt
werden, an deren Enden zwei helle Sterne, nämlich „Kastor“ (α Geminorum) und „Pollux“ (β
Geminorum) stehen. Die auffälligen Sterne Kapella-Aldebaran-Rigel-Sirius-Prokyon-Pollux bilden ein Sechseck, das am abendlichen Winterhimmel im Osten aufgeht. Dieses Sternensechseck wird daher auch Wintersechseck genannt.
Abbildung 8: Wintersechseck
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Im März ist auch am Sternenhimmel deutlich zu erkennen, daß der Winter nun seinen Abschied nimmt. Die Wintersternbilder sind am Abend allesamt in die westliche Himmelshälfte
gerückt und stehen somit kurz vor ihrem Untergang. Hoch im Südosten erhebt sich das dominierende Frühlingssternbild des Löwen. Es handelt sich dabei um ein steil aufgerichtetes Sternentrapez mit dem auffällig hellen Stern „Regulus“ (α Leonis). Tief im Osten leuchtet ein weiterer heller, orange-rötlicher Stern. Es ist „Arktur“ (α Bootis) im Sternbild des Rinderhirten
(lat. Bootes). Tief im Südosten findet man nun die Jungfrau (lat. Virgo), die wie der Löwe Mitglied des Tierkreises ist. Der hellste Stern der Jungfrau ist die bläulich strahlende „Spica“ (α
Virginis). Der Name Spica kommt aus dem Lateinischen und bedeutet soviel wie Kornähre. Sie
ist das Symbol der Fruchtbarkeit. Die drei hellen Sterne Regulus-Arktur-Spica bilden ein Dreieck, das sogenannte Frühlingsdreieck.
Abbildung 9: Frühlingsternbild Löwe
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Betrachtet man den abendlichen Fixsternhimmel im Juni, so sind die Wintersternbilder komplett von der Himmelsbühne verschwunden, das Frühlingsdreieck schon deutlich in die westliche Hemisphäre gerückt und im Osten bereits die Sommersternbilder aufgegangen. Zu diesen
zählen die Leier (lat. Lyra), der Schwan (lat. Cygnus) und der Adler (lat. Aquila). Die Leier
stellt einen kleinen, aber recht einprägsamen Sternenrhombus dar, neben dem der helle Stern
„Wega“ (α Lyrae) strahlt. In der Nähe der Wega kann mit freiem Auge ein Doppelsternsystem
beobachtet werden. Der Schwan bildet ein großes Sternenkreuz, das man gelegentlich auch
„Kreuz des Nordens“ als Pendant zum wesentlich berühmteren, aber kleineren „Kreuz des Südens“ nennt. Der Schwan fliegt mit ausgebreiteten Schwingen in südliche Richtung durch die
Milchstraße. Sein Hauptstern „Deneb“ (α Cygni) bildet das Ende der Figur. Deneb kommt aus
dem Arabischen und bedeutet soviel wie Schwanz des Schwans. Der auffälligste Stern im Adler
heißt „Altair“ (α Aquilae), „der Fliegende“. Diese drei Sterne Wega-Deneb-Atair bilden das
markante Sommerdreieck.
Abbildung 10: Sommerdreieck
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Im Oktober sind bereits alle Sternbilder des Herbstes aufgegangen; die Himmelsbühne zeigt
ihre Herbstkulissen. In der westlichen Hemisphäre dominiert zwar noch das Sommerdreieck,
der Frühlingsbote Arktur im Bootes ist aber längst untergegangen. Der Anblick des Himmels
wird von der Andromeda-Gruppe charakterisiert. Diese Gruppe, die praktisch den gesamten
Osthimmel einnimmt, setzt sich aus folgenden Bildern zusammen: Kassiopeia, Kepheus, Andromeda, Pegasus, Perseus und Walfisch. Diese Herbstbilder sind zwar nicht so hell wie die
leuchtkräftigen Wintersternbilder, aber sie haben ihren eigenen Reiz und sind mit Ausnahme
des Walfisches alle leicht zu erkennen. Die Kassiopeia stellt eine ganz charakteristische Sternenfigur dar, welche einem großen W gleicht. Aus diesem Grund wird dieses Sternbild auch
Himmels-W genannt. Neben der Kassiopeia nimmt König Kepheus seinen Platz am Himmel ein.
In der Mythologie ist König Kepheus der Gemahl der Kassiopeia. Im Unterschied zum HimmelsW ist die Figur des Kepheus nicht so leicht zu erfassen. Südlich der Kassiopeia ist die Sternenkette der Andromeda zu sehen, an die sich das Pegasusquadrat anschließt. Andromeda ist der
Sage nach die unglückliche Tochter des Königspaares Kassiopeia und Kepheus. Sie ist an einen
Felsen geschmiedet, um dem Meeresungeheuer (Sternbild Walfisch) zum Fraße zu dienen.
Auch der Retter der Andromeda, der strahlende Held Perseus, ist unter den Sternen zu finden.
Er steht knapp östlich der Andromeda. Die Figur des Pegasusquadrats wird mitunter auch
Herbstviereck genannt.
Abbildung 11: Herbstviereck
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Richtet man seinen Blick Richtung Norden, so bemerkt man, dass manche Sternbilder das ganze Jahr über beobachtbar sind. Es handelt sich dabei um jene Sternbilder, die in der Nähe des
Himmelsnordpols zu finden sind. Sterne bzw. Sternbilder, die von einem Beobachtungsort gesehen, niemals untergehen, werden „zirkumpolare Sterne bzw. Sternbilder“ genannt. Beispiele
für zirkumpolare Sternbilder7 sind der Große Bär, der Kleine Bär, die Kassiopeia, der Kepheus
und der Drache. Der „Polarstern“ im Sternbild Kleiner Bär fällt zurzeit mit dem Himmelsnordpol
zusammen. Aus diesem Grund scheint der Polarstern still zu stehen. Er kann somit (an einem
bestimmten Ort unabhängig von der Uhrzeit) immer an der gleichen Position gefunden werden.
Darüber hinaus weist er stets die Richtung nach Norden. Das gesamte Himmelsgewölbe
scheint sich um diesen Stern zu drehen. Die bekannte Sternanordnung des Großen Wagens
bildet einen Teilbereich des Großen Bären.
Die folgende Sternkarte richtet den Blick gegen Norden und zeigt einen Großteil der von Wien
aus beobachtbaren zirkumpolaren Sternbilder.
Abbildung 12: Zirkumpolare Sternbilder für Wien
7
Für den Beobachtungsort Wien.
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Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0
Abb. 2: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0
Abb. 3: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0
Abb. 4: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0
Abb. 5: http://www.astro.uni-jena.de/Teaching/Praktikum/pra2002/A01_2a.jpg
Abb. 6: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0
Abb. 7: http://www.astro.uni-jena.de/Teaching/Praktikum/pra2002/A01_1b.jpg
Abb. 8: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0, Bearbeitung: W. Hartmann
Abb. 9: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0, Bearbeitung: W. Hartmann
Abb. 10: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0, Bearbeitung: W. Hartmann
Abb. 11: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0, Bearbeitung: W. Hartmann
Abb. 12: Screenshot - Open-Source-Software Stellarium 0.10.0, Bearbeitung: W. Hartmann