Sternenkunde

Sternenkunde
Von Beatrice Rieder, Laubach, Carpe Diem
Europäische Pfadfinderschaft Sankt Georg e.V.
Einleitung:
Was ist Sternenkunde
Hauptteil:
Wie kommen Bären in den Himmel
Die wichtigsten Sternbilder
Hilfsmittel zum Auffinden der Sternbilder am Firmament
Literaturhinweise
Kurzes Glossar
Was ist Sternenkunde oder eine kurze Geschichte
über Astronomie
Die Astronomie ist vereinfacht gesagt die Lehre von den Sternen. Sie ist eine der ältesten
Wissenschaften überhaupt, da die hellen Punkte am nächtlichen Firmament von jeher eine magische
Faszination auf die Menschen ausgeübt haben. In fast allen Kulturkreisen gab es besondere Personen,
zumeist Priester, die den Verlauf der Gestirne beobachteten und deuteten. Dabei stellten sie sich die
Erde als Mittelpunkt der Schöpfung vor, über die der Himmel mit scheinbar „angehefteten“ hellen
Punkten wie eine Käseglocke gewölbt ist.
Die Sonne umkreiste die Erde in regelmäßigen Abständen, was sich durch den Wechsel von Tag und
Nacht zeigte. Von diesem geozentrischen Weltbild, das sich bis zum Beginn der Neuzeit hielt, bis hin
zum modernen Sonnensystem als Teil der Milchstraße („heliozentrisches Weltbild“) war es allerdings
ein weiter Weg.
Die ersten, die eine gewisse Ordnung in das so unübersichtliche Sternenmeer brachten, waren
griechische Wissenschaftler im Altertum. Am bekanntesten ist Ptolemäus (ca. 140 n. Chr.), der das
„Ptolemäische System“ erfand. Für ihn war die Erde eine Kugel, die vom Himmelsgewölbe
eingeschlossen ist und an das die Sterne angeheftet sind. Dieses Himmelszelt drehte sich um die
Verlängerung der Erdachse. Er bemerkte allerdings schon, dass es „Sterne“ gab, die sich schneller als
andere bewegten, die sogenannten Wandelsterne oder Planeten. Dazu zählte für ihn auch der Mond.
Es dauerte fast 1500 Jahre, bis der Deutsche Nikolaus Kopernikus 1543 diese Vorstellung vollständig
umkrempelte. Basierend auf den Beobachtungen der griechischen Astronomen postulierte er, dass die
Erde ein Planet ist, der sich zusammen mit den anderen Planeten um die Sonne dreht. Er war einer der
ersten, der ohne Hightech – Geräte ziemlich genaue Berechnungen der Planetenbahnen erreichte. Erst
durch die Erfindung des Fernrohres, bekanntlich durch Galileo Galilei, wurde diese Theorie bestätigt,
sehr zum Verdruss des Vatikans. Galilei war es auch, der die vier größten Jupitermonde, die Phasen
der Venus und die Mondberge entdeckte.
Von da an gings mit der Erforschung der Himmelskörper wie Planeten, Monde und fernen
Galaxien rasend schnell. Johannes Kepler fand zu Beginn des 17. Jh. die Planetengesetze. Ein
Meilenstein in der Astronomie stellte die Entdeckung der physikalischen Grundgesetze wie
Schwerkraft und Fliehkraft durch Isaac Newton im 18. Jh. dar. Jetzt konnten die Astronomen die
Positionen, Größe, Umlaufgeschwindigkeiten u. v. m. der Gestirne berechnen. Und v. a. war damit
klar, dass wir Menschen gar nicht von der Erde herunterfallen können, obwohl sie sich rasend schnell
um sich selbst dreht.
Die moderne Astronomie ist durch die Raumfahrt – Technik grundlegend revolutioniert worden.
Dadurch haben wir nicht nur sensationelle Bilder von den Himmelskörpern erhalten, sondern wir
wissen mittlerweile, dass unser Sonnensystem nur ein winziger Teil eines viel größeren Systems,
nämlich der Milchstraße, die man in klaren Nächten als milchig – trübes Band am Himmel sehen
kann, ist. Und diese Galaxie ist nur eine von Milliarden anderer Galaxien, denn der Weltraum ist –
nach menschlichem Ermessen - unendlich.
Heute kann man mit Hilfe riesiger Radioteleskope, Satelliten, spezieller Weltraumteleskope wie das
Hubble – Teleskop und (un)bemannten Raumsonden nicht nur neue Galaxien oder unsere
Nachbarplaneten, sondern auch das Entstehen und Vergehen von Sternen sowie die chemischen
Bestandteile von Asteroiden und anderer galaktischer Materie untersuchen.
Aus der „Käseglocke“ von einst ist ein astronomisch unbegrenzter, sich immer weiter ausdehnender,
mit allerlei Arten von gasförmigen, materiehaltigen oder plasmaähnlichen Himmelskörpern gefüllter
(Welt)Raum geworden.
2
Wie kommen Bären in den Himmel?
In einer klaren Nacht sehen wir mit bloßem Auge ca. 3000 Sterne. Dabei fällt auf, dass manche
Gruppen von Sternen scheinbar Figuren darstellen. Am bekanntesten ist wohl das Bild des Großen
Wagens mit den 7 Sternen. Im Verlauf der vergangenen 3000 Jahre entstanden mit Hilfe der Fantasie
ganz viele solcher Sternbilder, und wieder einmal waren es griechische Philosophen und Astronomen,
die die scheinbar wahllos am Firmament stehenden Lichtpunkte zu Gestalten, v. a. aus der
Mythologie, zusammenfassten. Dass wir diese Sternbilder auch heute noch so wie vor 3
Jahrtausenden bestaunen können, verdanken wir der Tatsache, dass all diese leuchtenden Punkte
Fixsterne sind, wie die Sonne auch.
Aber nicht nur die fleißigen Griechen, sondern auch, nach dem Untergang des Römischen Reiches,
die Araber und andere deuteten Tiere, mystische Gestalten und Gegenstände des alltäglichen Lebens
in die Sterngruppen hinein.
Im letzten Jahrhundert. hat die Internationale Astronomische Union IUA insgesamt 88 Sternbilder
auf der Nord - und Südhalbkugel festgesetzt. Damit besteht ein Sternbild aus mehreren Hauptsternen,
welche bestimmte Namen tragen, und so genannten Koordinaten, die die genaue Position der Sterne
festlegen. Damit das ganze auch übersichtlich wird, hat man Sternkarten hergestellt. Nun ist das
Weltall kein eng umgrenzter Raum und die einzelnen Sterne liegen meistens mehrere Lichtjahre
voneinander entfernt. Deshalb wird der Einfachheit halber der Himmel auf Papierebene projiziert, und
ähnlich einer Straßenkarte die Koordinaten eingetragen. Somit entspricht jedes Sternbild einem genau
festgelegten Ausschnitt auf dieser „Himmelskarte“.
Wenn wir in den nächtlichen Himmel blicken, brauchen wir erst mal bestimmte Anhaltspunkte, um
die Sternbilder zu „sehen“. Denn mit Deklination und Rektaszension können die wenigsten etwas
anfangen. Dabei wird schnell klar, dass wir zunächst zwei Fragen beantworten müssen:
(1) An welchem Ort befinde ich mich
(2) Zu welcher Uhr – bzw. Jahreszeit schaue ich in den Himmel
Um zu verstehen, wieso wir im Laufe einer Nacht und im Verlaufe eines Jahres immer wieder andere
Sternbilder zu sehen bekommen, müssen wir ein paar Grundlagen unseres Sonnensystems kennen.
Also, Voraussetzung für die mannigfaltigen Erscheinungen am Himmel ist die Drehung der Erde auf
einer elliptischen Bahn um die Sonne herum. Denn die Erde ist genau wie Merkur, Venus, Mars,
Jupiter, Saturn, Neptun, Uranus und Pluto ein Planet. Die Zeit, die die Erde für eine
Sonnenumkreisung benötigt, beträgt etwas mehr als 365 Tage, ein (Erden)Jahr. In der Astronomie
wird diese elliptische Umlaufbahn (der Erde um die Sonne) auch Ekliptik genannt. Hinzu kommt die
Drehung der Erde um die Erdachse innerhalb von ca. 24 Std., einem Tag. Die Erdachse ist allerdings
um 23,5° geneigt, sodass sie quasi schief zur Erdumlaufbahn steht.
Damit nicht genug, gibt es auch noch eine Pendelbewegung der Erdachse mit einer
„Geschwindigkeit“ von 1 U / 26000 Jahre (Präzession)! Wie ein Kreisel, der am Taumeln ist. Aber
das nur nebenbei.
3
Was passiert nun im Verlaufe einer Nacht? Ähnlich wie beim Auf – und Untergang der Sonne
können wir beobachten, dass die Sterne im Osten „aufgehen“, im Süden ihre höchste Position am
Himmel einnehmen und im Westen wieder „untergehen“. Und das alles wegen der Drehung der Erde
um die eigene Achse. Dabei gibt es Sternen(bilder), die nur ganz kleine Kreise um den
Himmelsnordpol ziehen. Sie sind nicht nur in jeder Nacht zu sehen, sondern auch das ganze Jahr über,
weil sie zirkumpolar stehen.
Nun verändert sich die Szenerie nicht nur während einer Nacht, sondern auch von Tag zu Tag, sodass
wir im Jahreslauf ganz unterschiedliche Bilder am Himmel betrachten können. Umgekehrt bedeutet
das, dass z. B. im Frühling andere Sternbilder aktuell sind als im Sommer oder Herbst. Das heißt, jede
Jahreszeit hat ihr spezielles „Sternenmuster“. Als Beispiel seien hier das Sommerdreieck,
Herbstviereck und Wintersechseck genannt. Dafür ist die Drehung der Erde um die Sonne
verantwortlich. Man könnte auch sagen, die Erde wandert im Verlauf des Jahres an den verschiedenen
Sternbildern vorbei, was natürlich astronomisch gesehen nicht stimmt.
Innerhalb der Sternbilder, die wir auf der Nordhalbkugel sehen können, gibt es 13 besondere, der so
genannte Tierkreis. Sie liegen in der Ebene der Ekliptik.
Woher hat der Polarstern seinen Namen? Wenn wir vom geographischen Nordpol genau senkrecht
in den Himmel schauen könnten, dann stießen wir auf den Himmels – Nordpol. Quasi als
Verlängerung der Erdachse. Der Stern, der fast genau auf diesem Punkt liegt, ist der Nordstern oder
Polarstern. Von uns aus finden wir ihn, indem wir die zwei letzten Sterne des Großen Wagens mit
einer gedachten Linie verbinden und diese „nach oben“ verlängern. Der Polarstern ist aber nicht nur
eine wichtige Orientierungshilfe, sondern gleichzeitig der Anfang des Kleinen Wagens. Eigentlich
sind mit den Wagen – Sternbildern aber zwei Bären gemeint. Der Sage nach hatte sich Göttervater
Zeus in das schöne Mädchen Kallisto verliebt (nicht zum ersten Mal), die aber danach einen Sohn
bekam, Arkas. Göttermutter Hera war darüber ziemlich erbost und verwandelte Kallisto in eine Bärin.
Arkas, später ein berühmter Jäger, wollte diese töten, was Zeus jedoch zu verhindern wusste. Zuerst
wurde Kallisto mit ihrem Dienstmädchen (Großer und kleiner Bär) und danach Arkas als Bärenhüter
an den Himmel verbannt. So kamen die Bären in den Himmel..... Da wir aber meist nur die 7 hellsten
Sterne sehen, die für sich genommen wie eine Deichsel mit „Anhänger“ aussehen, spricht man vom
Großen bzw. Kleinen Wagen.
Warum sehen wir eigentlich nicht alle 88 Sternbilder? Ähnlich wie die Erde wird auch der Himmel
durch einen Äquator in zwei Hälften geteilt. Leider können wir nicht durch die Erde hindurchgucken,
daher sind bei uns nur die Sternbilder der nördlichen Hemisphäre zu sehen.
Außerdem sind manche Sterne so lichtschwach, dass sie nur mit entsprechender Technik aufzufinden
sind. Und vielerorts ist es einfach zu hell in der Nacht, z. B. durch Straßenbeleuchtungen.
Es gibt aber noch andere helle Punkte, die nicht zu den Sternbildern gehören: die Planeten und
natürlich der Mond. Auch sie laufen auf definierten Bahnen um die Sonne herum.
In besonders klaren Nächten, meistens im (Nord)Winter, kann man sogar entfernt liegende Galaxien
erkennen. So z. B. den Andromeda – Nebel, „nur“ ca. 2,9 Mio Lichtjahre von der Erde entfernt. Auch
der in den Gürtelsternen des Orion liegende Orionnebel ist eine Galaxie, in der immer noch Sterne
geboren werden.
4
Die wichtigsten Sternbilder
Zirkumpolarsterne:
Großer und Kleiner Bär / Wagen, Drache, Kassiopeia, Kepheus
Tierkreiszeichen:
Alle Sternbilder, die in der Nähe der Ekliptik „stehen“: Widder, Stier, Zwillinge, Krebs, Löwe,
Jungfrau, Waage, Skorpion, Schlangenträger, Schütze, Steinbock, Wassermann und Fische
Frühling:
Bärenhüter (Bootes), Löwe, Nördliche Krone, Herkules
Sommer:
Sommerdreieck aus Adler, Schwan und Leier. Dabei bilden die jeweiligen Hauptsterne von uns aus
betrachtet ein Dreieck. Der Schwan gilt auch als „Kreuz des Nordens“.
Herbst:
Kassiopeia, Andromeda, Pegasus und Perseus. Der „Körper“ des Pegasus besteht aus vier fast gleich
hellen Sternen, die zusammen genommen wie ein riesiges Viereck (Pegasusquadrat) aussehen.
Winter:
Die hellsten Sterne von Orion (Himmelsjäger), Großer und Kleiner Hund, Zwillinge, Stier und
Fuhrmann bilden, verbindet man sie mit einer Linie, das Wintersechseck. Am auffälligsten davon ist
Orion, der leicht an den drei „Gürtelsternen“ erkannt werden kann.
Wie finde ich die Sternbilder?
Am einfachsten geht das mit einer drehbaren Sternenkarte. Je nach Uhrzeit und Datum wird der
entsprechende Ausschnitt des Himmels angezeigt.
Wer es genauer wissen will, kann einen Feldstecher oder sogar Teleskope zu Hilfe nehmen.
Literaturhinweise:
Kosmos Himmelsjahr, A.: Hans-Ulrich Keller, erscheint jedes Jahr im Kosmos Verlag
Der große Kosmos Himmelsatlas, A.: Mellinger & Hoffmann, Kosmos Verlag
Was ist was – Bd. 6 (Sterne) und Bd. 99 (Sternbilder und Sternzeichen), Tessloff Verlag
Der Sternenhimmel - Ein Praxisbuch für Einsteiger, Arena Verlag
GEO Hefte , Verlag Gruner & Jahr
National Geographic Deutschland, Verlag Gruner & Jahr
5
Glossar
Deklination:
In der Astronomie die Himmelskoordinate, die den Breitengraden (auf der Erde) entspricht. Damit
bestimmt man die nördliche oder südliche Position der Sterne. Angabe in °
Ekliptik:
Die elliptische Umlaufbahn, die die Erde um die Sonne beschreibt. Fast alle anderen Planeten liegen
in der gleichen Ebene, inklusive Mond.
Erdachse:
Die gedachte Verbindung von geographischem Nordpol durch die Erde hindurch zum Südpol. Die
Verlängerung in den Weltraum ergibt die Himmelsachse.
Fixstern:
Selbstleuchtender Himmelskörper, Sonne, dessen Eigenbewegung so verschwindend langsam ist, dass
er quasi am Himmel festgeheftet wirkt.
Galaxie:
Sammelbegriff für Systeme aus Milliarden von Sternen, die bekannteste ist die Milchstraße. Es gibt
spiralförmige, irreguläre oder elliptische Galaxien.
Himmelsäquator:
Die Projektion des Erdäquators in den Weltraum. Der H. markiert die Grundebene im
Koordinatensystem aus Winkelgraden und Bogenmaß.
Himmelsnordpol:
Der Punkt, auf den die Himmelachse im Norden zeigt, ist in etwa der Polarstern. Auf der
Südhalbkugel gibt es allerdings keinen vergleichbaren Stern.
Lichtjahr:
Die Strecke, die das Sonnenlicht innerhalb eines Erdenjahres zurücklegt. Ziemlich astronomisch
große Strecke (nicht ganz 10 Billionen!! km). Gilt als astronomische Maßeinheit.
Milchstraße:
Unsere „Heimatgalaxie“, die Sonne ist einer von ca. 100 Milliarden Fixsternen in der Milchstraße. In
klaren Nächten kann man die Milchstraße als schleierförmiges Band am Himmel sehen. Spiralförmig,
Durchmesser ca. 100000 Lichtjahre!!!!!
Mond:
Die meisten Planeten haben Begleiter, so genannte Trabanten oder Monde. Die Anziehungskraft
unseres Mondes zeigt sich u. a. in den Gezeiten sowie bei besonders empfindlichen Menschen.
Planet:
Wanderer, Begleiter eines Fixsterns, kann aber selber nicht leuchten. Läuft auf einer bestimmten
Bahn um die Sonne herum. In unserem Sonnensystem gibt es 9 P. : Merkur, Venus, Erde, Mars,
Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto.
Rektaszension:
Entspricht den Längengraden. Damit wird die westliche oder östliche Position der Sterne festgelegt.
Angabe in Stunden und Minuten. Der 0-Meridian ist definitionsgemäß der Frühlingspunkt.
6