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03. Jun. 2016

Sternbilder

Der Große Wagen (Ursa major, UMa)
und der Kleine Wagen (Ursa minor, UMi)

Sternkarte Für Beschriftung wird Javascript gebraucht!

Damit ich mich nicht immer wieder darüber wundern muss, wie viele Leute die einfachsten Sternbilder nicht kennen, werfen wir in diesem Monat mal einen Blick nach Norden :-)

Diese Sternkarte stellt die Sternbilder, wie die meisten Sternkarten, bei normalem Betrachtungsabstand viel zu klein dar. Das liegt einfach daran, dass der Himmel ein wenig größer ist als ein Monitor oder ein Stück Papier. Das dargestellte Feld nimmt den halben Nordhimmel ein. Zur Verdeutlichung habe ich eine Winkelstrecke von 10 Grad eingezeichnet, was in etwa der kürzeren Seite einer Postkarte am ausgestreckten Arm entspricht.

Großer Wagen

An Herbstabenden sehen wir den Großen Wagen wie dargestellt sozusagen über den Nordhorizont rumpeln.

Ein Sternbild namens „Großer Wagen“ gibt es einklich net. In Wirklichkeit heißt es nämlich „Großer Bär“ (noch genauer „Größere Bärin“, das bedeutet der lateinische Name wörtlich). Der Wagen ist nur eine „Teilmenge“ des Bären, genauer gesagt dessen Schinkenstück und Schwanz. Der übrige Bär besteht aus schwächeren Sternen, die man nur in klaren Nächten gut sieht.

Der Große Wagen fällt schon durch seine charakteristische Form auf, aber auch dadurch, dass in dieser Himmelsgegend kein so verwirrendes Sterngewimmel ist wie zum Beispiel im Schwan. Oft sind hier außer den sieben hellen Wagensternen, denen die Araber schöne Namen gegeben haben, kaum Sterne zu sehen. Das liegt daran, dass alle Sterne, die wir am Himmel sehen, nicht gleichmäßig um uns verteilt sind, sondern (mit dem gesamten Sonnensystem) zu einem gigantischen Frisbee-förmigen Sternsystem, der Milchstraße, gehören. Wenn man nun in diesem „Frisbee“ sitzt und nach „oben“ und „unten“ schaut, sieht man weniger Sterne, als wenn man der Länge nach hindurchschaut.

Sehtest

Wer sich die „Deichsel“ des Großen Wagens genauer ansieht, stellt fest, dass der mittlere dieser Sterne (Mizar) einen lichtschwachen Begleiter hat (Alkor). Das ist ein bewährter Sehtest: Wer Alkor mit bloßem Auge sieht, braucht keine Brille! Die beiden Sterne haben aber tatsächlich nichts miteinander zu tun, sondern stehen nur zufällig fast in der selben Richtung („optischer Doppelstern“). Mizar ist zwar auch ein „echter“ Doppelstern, doch die beiden Komponenten sind nur im Fernrohr zu trennen.

Wegweiser

Wegweiser
Der Große Wagen als Wegweiser

Die Sterne des Großen Wagens lassen sich als Wegweiser zu anderen Sternen verwenden. Auch deshalb sollte man sich den Großen Wagen gut einprägen, er hilft einem Anfänger gut, sich am Sternhimmel zurechtzufinden.

Einige helle Sterne, die man vom Großen Wagen aus gut findet, habe ich im Bild rechts einmal eingetragen.

Kleiner Wagen

Weniger auffällig ist der Kleine Wagen (oder Kleiner Bär), der nur zwei helle Sterne hat, Polaris und Kochab. Die beiden Bären stammen mal wieder – wer hätte das gedacht – aus der griechischen Mythologie; darauf möchte ich hier aber nicht eingehen.

Und zwischen den beiden Wagen schlängelt sich der Schwanz des ebenfalls griechischen Drachen hindurch.

Positionslicht

Mit dem hellsten Stern des Kleinen Wagens, Polaris oder α UMi, wären wir bei unserem Hauptthema. Jedes Kind weiß: Der Große Wagen zeigt zuverlässig an, wo Norden ist. Wenn man die beiden rechten Sterne des Großen Wagens, Merak und Dubhe, nach oben verlängert, kommt man zu Polaris, der ganz dicht neben dem tatsächlichen Himmelsnordpol steht und damit der Dienst habende Polarstern ist.

Dieser Himmelsnordpol, im Bild oben durch ein Kreuz angedeutet, ist buchstäblich der Dreh- und Angelpunkt des Sternhimmels.

Ein Kreisel namens Erde

Dass Sonne, Mond und Sterne auf- und untergehen, liegt ja nur daran, dass sich die Erde um ihre Achse dreht. Sie dreht sich sozusagen unter dem Himmel weg. Wenn man sich nun ihre Drehachse verlängert denkt, dann zeigt sie genau auf diesen Punkt, den Himmelsnordpol, um den sich der gesamte Sternhimmel einmal täglich zu drehen scheint.

Allerdings nicht für immer, denn die Erdachse verlagert sich langsam, wie ein Kreisel, der neben seiner schnellen Rotation noch eine langsamere Pendelbewegung macht. Für einen solchen Pendelkreis, „Präzession“ nennt das der Astronom, braucht die Erdachse 26000 Jahre. Das scheint lang zu sein, aber vor gerade mal 5000 Jahren stand der Pol so dicht an Thuban im Drachen, wie er heute an Polaris steht, und die Alten Griechen betrachteten noch Thuban als Himmelspol. In 12000 Jahren wird die helle Wega der amtierende Polarstern sein; ob es dann noch Menschen gibt, die das beobachten können?

Eine Erdrotation dauert übrigens nicht 24 Stunden, sondern nur 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden („Sterntag“). Da sich die Erde aber in dieser Zeit auch ein wenig auf ihrer Bahn um die Sonne fortbewegt, muss sie von einem Mittag zum nächsten etwas mehr als eine volle Rotation machen, damit die Sonne wieder genau im Süden steht. Deshalb ist der „Sonnentag“ exakt 24 Stunden lang (im Durchschnitt, weil die Erde auf ihrer Bahn nicht immer gleich schnell ist).

Ein besonderer Stern?

Viele Leute sind enttäuscht, wenn man ihnen den Polarstern zeigt: „So hell ist der ja gar nicht!“ Nö, ist er nicht, eher durchschnittlich, aber warum sollte er auch?

Natürlich ist Polaris an sich nur ein normaler Stern. Dass er so dicht am irdischen Himmelspol steht, ist reiner Zufall. Falls es dort Planeten mit Bewohnern gibt, ahnen diese wahrscheinlich nicht das Geringste von einem 430 Lichtjahre entfernten lichtschwachen Stern namens Sonne (mit bloßem Auge von dort gar nicht mehr sichtbar) mit ein paar Planeten, von denen der dritte mit seiner Achse zufällig gerade in diese Richtung weist.

Falls du dir unter „430 Lichtjahre“ nichts vorstellen kannst: Denk dir die Entfernung von der Erde zur Sonne auf einen Millimeter verkleinert. (Dann ist die Erde nur noch tausendmal so groß wie ein Wasserstoffatom – 0,000085 mm.) In diesem Maßstab wäre Polaris immer noch 27 Kilometer entfernt!

Wer weiß, für wen im All gerade unsere Sonne der Polarstern ist :-)

Es sind andere Dinge, die Polaris für den Astronomen interessant machen:

Breitenmessung

Der Pol gibt aber nicht nur an, wo Norden ist, sondern damit misst man auch die geographische Breite. Vor GPS war das die einzige Möglichkeit zur Breitenmessung.

Man denkt sich dazu vom eigenen Standort aus jeweils eine gerade Linie zum Himmelspol und zum Horizontpunkt direkt darunter (Berge usw. vorher wegdenken!). Der Winkel, den diese beiden Linien einschließen, also die Winkelhöhe des Pols über dem Horizont, ist exakt die geographische Breite des eigenen Standortes.

Mit einem Sextanten, einer Kombination aus Winkelmesser und Zielfernrohr, kann man diesen Winkel sehr genau messen.

In Freiburg (Breisgau) steht der Pol genau 48° hoch, in List (Sylt) sind es schon 55°! Für einen Beobachter am Nordpol steht der Himmelspol genau über seinem Kopf, am Äquator (0° Breite) liegt er am Horizont. Auf der Südhalbkugel der Erde ist der Himmelsnordpol nicht zu sehen, dafür aber der Himmelssüdpol – dummerweise gibt es in dessen Gegend keine hellen Sterne, so dass der Süden momentan ohne Polarstern auskommen muss.

Sag mir, wo die Sternlein stehen ...

Auch am Himmel gibt es ein Koordinatensystem, wie die Längen- und Breitengrade der Erde. Auch dieses System orientiert sich am Pol.

Die „Breitengrade“ am Himmel heißen Deklination. Alle Sterne sind da genauestens vermessen. Der Pol hat natürlich 90° nördliche Deklination, Polaris hat 89,25°, Thuban 64,3°, Dubhe 61,75°. Bei 0° Deklination ist der Himmelsäquator, der nach außen verlängerte Erdäquator. Dort stehen zum Beispiel die Gürtelsterne des bekannten Sternbilds Orion.

Da sich der Pol aufgrund der Präzession laufend verschiebt, verschiebt sich auch das Koordinatensystem. Man muss also bei den Koordinaten eines Sterns immer dazusagen, auf welches Jahr sich diese Koordinaten beziehen; diese Angabe heißt „Äquinoktium“. Die Änderung ist aber innerhalb weniger Jahre so klein, dass sie dem normalen Sternfreund größtenteils egal sein kann.

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