Sternkoordinaten - Äquatorsystem

Das Äquatorsystem beschreibt für jeden Stern seine Position auf der Sternkarte, genau wie die Koordinaten eines Ortes die genaue Position des Ortes auf der Erdkugel beschreiben.

Auf der Erde werden die Koordinaten in Bezug auf den Äquator (nördl. bzw. südl. Breite) und den nullten Längenkreis (westl. bzw. östl. Länge) angegeben - Münster z.B. ist bei den Koordinaten 51,95° n.B. / 7,62° ö.L. zu finden.

Der Äquator ist auf einer Kugel als der Kreis mit dem größten Durchmesser definiert - der nullte Längenkreis dagegen könnte überall sein - die Lage wurde im 19. Jahrhundert auf einer internationalen Konferenz nach Vorschlag durch die Seefahrernation England festgelegt und läuft daher durch Greenwich, London - Münster befindet sich also östlich von London.

Will man jetzt die Sterne auf der gedachten Himmelskugel entsprechend kartographieren, so benötigt man auch wieder die beiden Nullpunkte. Der Himmelsäquator ergibt sich dabei als Projektion des Erdäquators an den Sternenhimmel. Die Abweichung vom Himmelsäquator nennt man die Deklination und gibt sie nördlich als positive Gradzahl und südlich als negative Gradzahl an.

Die zweite Koordinate ist die Rektaszension. Ihr Nullpunkt wurde als der gedachte Schnittpunkt des Himmelsäquators mit der Ekliptik im Sternbild Fische festgelegt. Dieser Punkt kulminiert Ende März am Mittag und wird darum Frühlingspunkt genannt.1) Im Gegensatz zum Erdkoordinatensystem geht man jetzt aber nicht in zwei Richtungen, sondern läuft mit der Skala einmal im Uhrzeigersinn um die gedachte Himmelskugel.

Übung

Den Stern Deneb im Sternbild Schwan findet man z.B. bei den Koordinaten
46° (Dekl.) / 20h55m (Rekt.),
den Stern Sirius im Sternbild Großer Hund bei den Koordinaten
-19° (Dekl.) / 6h45m (Rekt.).2)

Sternkoordinaten - Horizontsystem

Das Äquatorsystem mit seinen Koordinaten Deklination und Rektaszension wird immer dann verwendet, wenn die Lage eines Himmelsobjekts unabhängig vom Beobachtungsort und der Beobachtungszeit angegeben werden soll.

Will man dieses Objekt dann selbst am Himmel betrachten, muss man zum Auffinden die Äquatorkoordinaten in die Horizontkoordinaten umwandeln. Denn im Horizontsystem kann man angeben, wann und wo man ein Gestirn an einem bestimmten Ort sehen wird.

Mit der drehbaren Sternkarte geht die Umandlung ganz einfach, weil man beide Koordinaten recht problemlos gleichzeitig ablesen kann.

Koordinaten

Im Horizontsystem gibt man mit der Höhe den Abstand eines Gestirns vom Horizont an, sie wird in Grad gemessen. Damit haben also Objekte direkt am (Meeres-)Horizont die Höhe 0°, Objekte direkt über einem, im Zenit3), die Höhe 90°.

Häufig ist der eigentliche Horizont aber durch Häuser oder Bäume verdeckt, so dass Beobachtungen in der Stadt in der Regel erst ab einer Höhe von ca. 20° möglich sind.

Man kann die Höhe gut abschätzen, indem man mit ausgestrecktem Arm Handbreiten abmisst - eine Handbreite entspricht ca. 10°.

Die zweite Koordinate im Horizontsystem ist das Azimut, also die Himmelsrichtung ausgedrückt in Grad. Man beginnt mit der Zählung im Süden (weil dort die Himmelsobjekte ihre größte Höhe erreichen) und geht gegen den Uhrzeigersinn über West (90°), Nord (180°) und Ost (270°) wieder zur Südrichtung (0°).

Nochmal zum Vergleich

ÄquatorkoordinatenHorizontkoordinaten
DeklinationHöhe
0° = Himmelsäquator0° = Horizont
RektaszensionAzimut
0h0m = Frühlingspunkt4)0° = Süden

Beispiel:

Der Polarstern liegt fast am Himmelsnordpol und markiert damit das Drehzentrum unseres Himmelsanblicks - die Äquatorkoordinaten sind 89° (Dekl.) und 2:00 (Rekt.).

Befände man sich am Nordpol, wäre der Polarstern im Zenit (Höhe: 90°), am Äquator wäre der Polarstern gerade am Horizont zu sehen (Höhe: 0°). Der Polarstern ist also immer unter der Höhe zu sehen, die der nördl. Breite des Beobachtungsortes entspricht (in Münster: ca. 51,5°), die Himmelsrichtung ist immer Norden (also Azimut 180°).

Bestimmung der Horizontkoordinaten mit der drehbaren Sternkarte

Zunächst einmal muss man das gewünschte Beobachtungsobjekt auf der Sternkarte suchen, vielleicht auch mit Hilfe der Äquatorkoordinaten.

Dann muss man die Folie so einstellen, dass die gewünschte Beobachtungszeit mit dem Beobachtungsdatum übereinstimmt.

Schließlich liest man ab, wie hoch das gewünschte Objekt über dem Horizont steht - Höhe - (ungefähre Werte sind hier ausreichend) und in welche Himmelsrichtung man schauen muss - Azimut.

Beispiel: Jupiter am 3.11.2008

Der Jupiter hat am 3.11. (ungefähr) die Äquatorkoordinaten 19h 12m (Rekt.) und -22° (Dekl.). Er befindet sich also mehr oder weniger am linken Rand des Sternbilds Schütze, auf der Ekliptik.

Bringt man nun den linken inneren Rand des Beobachtungsfensters (Himmelsrichtung: SO) mit dem Standpunkt des Jupiters zur Deckung, so kann man den Aufgangszeitpunkt von Jupiter ablesen (sowie die Kulminationszeit im Süden bzw. den Zeitpunkt des Untergangs in SW).

Mit Hilfe der drehbaren Sternkarte ermittelt man folgende Zeiten und Horizontkoordinaten:

AzimutHöheOrtszeitBeobachtungszeit (Armbanduhr, s. Zeitumrechnung)
Aufgang310° (ca. SO)ca. 12:30ca. 13:00
Kulmination0° (S) ca. 15° ca. 16:20ca. 16:50
Untergang50° (ca. SW)ca. 20:10ca. 20:40

Zeitumrechnung

Deutschland liegt in der Zeitzone UTC+1 (früher: GMT+1), diese Zeit wird MEZ (Mitteleuropäische Zeit) genannt. Betrachtet man die Sonne als Zeitgeber, so muss man feststellen, dass die MEZ nur auf dem 15. östlichen Längengrad gilt (das wäre z.B. Görlitz). An allen Orten, die nicht auf dem 15. Längengrad liegen, weicht die Sonnenzeit (die Ortszeit) von der MEZ, also der Armbanduhrzeit, ab.

In Görlitz würden die bestimmten Zeiten also mit den Beobachtungszeiten, die die Armbanduhr angibt, übereinstimmen - an anderen Orte, so auch in Münster, stimmt das dann aber nicht mehr.

Münster liegt fast in der Mitte zwischen dem 0. und dem 15. Längengrad - da ein Längengrad einer Stunde Ortszeitunterschied entspricht, ist die Abweichung der Ortszeit in Münster zur Armbanduhrzeit eine halbe Stunde. Diese 30 Minuten müssen zu den mit der Sternkarte bestimmten Zeiten addiert werden umd die Beobachtungszeit nach Armbanduhr zu erhalten (addieren, weil es in Görlitz schon dunkel ist, wenn die Sonne bei uns gerade untergeht - nach Armbanduhrzeit geht die Sonne in Münster also später unter als in Görlitz).

in Münster:
Ortszeit nach Sternkarte + 30 Min. = Beobachtungszeit nach Armbanduhr
Beobachtungszeit - 30 Min. = Ortszeit für die Sternkarte
1)
Da im September die Uhrzeit mit der Sternzeit übereinstimmt, kulminiert der Frühlingspunkt dann um Mitternacht - die Rektaszension gibt also die Sternzeit (also die Zeit der Himmelsuhr) an.
2)
Abweichungen im Bereich von wenigen Grad bzw. bis zu 5 Minuten sind auf den Eigenbau der Sternkarte zurückzuführen.
3)
Der Punkt direkt unter einem, also der Gegenpunkt zum Zenit, heißt Nadir.
4)
also der Schnittpunkt von Himmelsäquator und Ekliptik im Sternbild Fische
schule/mint/astro/sternkoordinaten.txt · Zuletzt geändert: 2018/05/29 19:47 von ahrens
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