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Astronomie für Anfänger

Zenit

Der Zenit ist der Punkt über unseren Köpfen. Seine Höhe beträgt 90 Grad.

Der Himmelspol

Die Höhe des Poles entspricht der geografischen Breite. Im Norden ist der Pol durch einen Stern im Kleinen Bären gekennzeichnet. Fahren wir nach Süden, sinkt der Polarstern herab. Auf der anderen Seite des Himmels, im Süden steigt der Himmelsäquator an.  Die Sternbilder verändern sich. Vom Skorpion, der bei uns nur knapp über dem Horizont steht, sieht man in südlicheren  geografischen Breiten den ganzen Stachel, bei uns nur die Scheren.

Die Bahnen der Sterne in unterschiedlichen Breiten

Auf der Nordhabkugel laufen die Sterne schräg über den Himme, um den geneigten Himmelspol herum. Die Sterne gehen in den Tropen steil über dem Horizont auf. Die Sonne läuft auch auf diesen Bahnen. In den höheren Breiten können wir deshalb eine ausgedehntere Dämmerung erleben. In den Tropen geht die Sonne schneller unter. Die Tage sind in den Tropen etwa gleich lang. Die Nacht bricht so gegen 18 Uhr an. Der Morgen beginnt um 6 Uhr in der Frühe.

Ganz im Norden kreisen die Sterne um den Beobachter herum. Der Polarstern steht dort noch höher. In den nördlichen Breiten sind die Tage und die Nächte länger. Zur Mittsommernacht geht die Sonne nicht unter. Im Sommer sitzt man oft bei der langen Dämmerung bis zu Mitternacht draussen. Im Winter ist es dafür lange dunkel.

Zirkumpolare Sternbilder

Zirkumpolar nennet man jene Sternbilder, die am Nordhimmel nie untergehen. Dies sind die Kassiopeia, der Perseus und der Kepheus, der Große Wagen und der Drache. Sie kreisen immer um den Polarstern und sinken nie unter den Horizont. Auf der Zeichnung sind das die Sterne, die innerhalb des eingezeichneten Kreises liegen.

Zirkumpolare Sternbilder werden in Richtung Norden gesehen









Die Ekliptik

Die Ekliptik wird auch als Tierkreis oder Zodiak bezeichnet. Die Sternbilder, die unsere Vorfahren sahen, gehen auf die griechische Sagenwelt zurück. So stehen dort die Fische, der Widder, der Wassermann, der Steinbock, der Schütze, die Waage, die Jungfrau, der Löwe, der Krebs, die Zwillinge und der Stier. Sie sind aus der Astrologie bekannt.

Der Mond und die Planeten wandern durch die Ekliptik

Der Mond und die Planeten wandern durch Ekliptik. Die Planeten wandern nie mehr als 5 Grad von ihr ab. Sie ist die Sichtlinie auf die Planeten in unserem Sonnensystem

Der Weg des Mondes

Der Mond vollführt am Himmel eine Schraubenbewegung innerhalb eines Zyklus von ca 18 Jahren. An manchen Jahren steht er höher am Himmel, neune Jahre später tiefer. Im Sommer steht der Mond so tief am Himmel, wie die Sonne im Winter. Nach 6 Monaten ist es umgekehrt.

Mehr über den Mond auf der Seite  Mond 

Die Höhe und der Azimut eines Sterns

Azimutales Koordinatensystem


Die Höhe eines Sterns wird vom Horizont aus gemessen. 90 Grad über dem Horizont liegt der Zenit. Die Höhenkreise zerschneiden die Himmelskugel wie ein Apfelsine.  Die zweite Koordinate ist der Azimut. Er wird am Himmel vom Südmeridian nach Westen gemessen.


Azimutales KoordinatensystemAzimutales Koordinatensystem








Das Äquatoriale Koordinatensystem

Die Erdachse ist geneigt. Die Sterne laufen parallel zum Himmelsäquator über den Himmel. Damit der Stern beim Beobbachten nicht schnell aus dem Bildfeld läuft, werden Fernrohre in äquatorialer Aufhängung angebracht.


Äquatoriales KoordinatensystemÄquatoriales Koordinatensystem







Die Deklination und die Rektaszension eines Sternes

Die Koordinaten, die Rektaszension der Sterne legt sich wie ein Netz über die Himmelskugel und diese bleiben somit fest. Die Deklination wird vom Himmelsäquator in südlicher und nördlicher Richtung gerechnet. Die Rektaszension wird in Winkelgrad oder Stunden vom Frühlingspunkt aus im Gegenzeigersinn aufgetragen, wenn wir nach Süden schauen. Der Frühlingspunkt liegt am Schnittpunkt zwischen dem Äquator und der Ekliptik. Hier nicht eingezeichnet.

Der Frühlingspunkt

ist der Punkt, an dem die Sonne zu Frühjahrsbeginn den Himmeläquator von Süden nach Norden überschreitet. Im Herbst tut sie das am Herbstpunkt.  Man nennt diese Punkte auch die Äquinokten.

Im Englischen heissen sie Point of Aries. Der Frühlingspunkt wird als Widderpunkt bezeichnet und trägt das Zeichen des Widders im Tierkreises, auch Zodiakalkreis genannt, dass durch die Hörner eines Widders angedeutet wird. Das war vor zweitausend Jahren. Der Frühlingspunkt ist in die Fische gewandert. Das ist der Grund, warum die Sternbilder, die in der Astrologie und der Astronomie verwendet werden nicht mehr übereinstimmen.

Die Kreisbewegung der Erdachse

Die Erde taumelt. Die Erdachse vollführt deswegen einen Kreis. Das führt dazu, dass wir in größeren Zeitabständen einen anderen Polarstern haben werden. Zu Zeiten der ägyptischen Hochkultur war eine Stern im Drachen mit Namen Thuban Polarstern. In 11.000 Jahren wird es die Wega sein. Diese Kreiselbewegung dauert 26.000 Jahre. Diese Wanderungsbewegung nennt man Präzession.

Es gibt die Präzession des Pols und die Präzession des Frühlingspunktes (Herbstpunktes).

Präzession - Wanderung der Äquinokten

Der Frühungs- und der Herbstpunkt nennt man die Äquinoktien. Somit bewegt sich der Frühlingspunkt durch die Ekliptik. Vor 2000 Jahren stand der Frühlingspunkt im Widder. In der Zwischenzeit ist er in die Fische gewandert. Er wird als nächstes in den Wassermann wandern. Wir sprechen dann vom Wassermanzeitalter.

Die Sternzeit

Die Erde braucht für eine Umdrehung 23h56min4s. Sie rückt jeden Tag ein Stück auf ihrer Bahn um die Sonne weiter. Dies ist die bürgerliche Zeit, die 24 Stunden beträgt. Die Sternzeit geht gegenüber der bürgerlichen Zeit vor. Jeden Tag ist zur gleichen bürgerlichen Zeit andere Sternzeit. Die Sternzeit rückt gegenüber der bürgerlichen Zeit vor. 

Der Stundenwinkel

Der StundenwinkelDer Stundenwinkel

Den Winkel, den wir am Fernrohr zum Auffinden eines Stern einstellen, ist der Stundenwinkel. Dieser wird vom Südmeridian im Uhrzeigersinn nach Westen gemessen. Der Stundenwinkel ist mit der Zeit verbunden.

Dabei kommt noch die Sternzeit ins Spiel. Diese findet man in Tabellen zu einer Stunden eines Tages. Die Sternzeit wird vom Frühlingspunkt zum Südmeridian hin gemessen. Die Rektaszension wir vom Frühlingspunkt im im Gegnzeigersinn nach Osten gemessen.





 Nun eine kleine Rechnung: Stundenwinkel = Sternzeit - Rektaszension.

Elongation von Venus und Merkur

Die beiden innersten Planeten entfernen sich am Himmel nie sehr weit von der Sonne. Sie sind entweder kurz vor Sonnenaufgang oder kurz nach Sonnenuntergang zu sehen. Ihr Abstand beträgt nur maximal 20 Grad von der Sonne. Dieser Winkel wird Elongation genannt.

Das expandierende Universum

Mit dem expandierenden Universum hatte sich in den 20iger Jahren des letzten Jahrhunderts nicht nur Hubble in Amerika beschäftigt, sondern auch LeMaitre. LeMaitre arbeitete zu dieser Zeit in Amerika an verschiedenen Institutionen. Dadurch bekam er Kenntnis der Messungen der Geschwindigkeiten der sich von der Milchstrasse entfernenden Galaxien durch Vesto Sliper. Slipher arbeitete am Lowell Observatorium. Hubble publizierte zu dieser Zeit über die Entfernungen der Andromedagalaxie und der Rotverschiebungen und damit der Ausdehnung des Weltalls. Die Veröffentlichungen LeMaitres wurden in der Wissenschaft nicht so bekannt, wie die von Hubble.

Die Lichtablenkung

Das Sternenlicht wird von Körpern wie der Sonne abgelenkt. Das konnte man zum Ersten Mal bei einer totalen Sonnenfinsternis 1919 beweisen. Die Sterne, die man am Himmel fotografiert hatte, waren am Tag der Sonnenfinsternis nicht genau an  der gleichen Stelle neben der Sonne. Genauso funktioniert das mit den Gravitationslinsen, die die Galaxien, die dahinter liegen verzerren. Das heisst, vor ihnen muss eine große Masse sein.

Schwarze Löcher strahlen

Die Theorie der Schwarzen Löcher stammt von dem deutschen Physiker Karl Schwarzschild. Er beschrieb diese Theorie 1910. Nach der Theorie konzentriert sich eine nicht rotierende Masse auf einen Punkt unendlicher   Dichte.  Der britische Physiker Stephen Hawking erkannte, dass Schwarze Löcher doch Partikel emitieren können, die heute als Hawking-Strahlung bezeichnet wird.  Einige Teilchen der antiteilchen-teilchen Paare tauchen an Ereignishorizont eines Schwarzen Loches auf.  

Woher das Gold kommt

Die höheren Elemente entstehen erst in größeren Sternen. Für die Fusion sind höhere Temperaturen notwendig, die in kleineren Sternen nicht auftreten können. Um höhere Elemente entstehen zu lassen, muss ein größerer Neutronenfluss vorhanden sein. Diese Neutroen werden in die Kerne eingebaut. Die neu entstandenen Elemente  fliegen auch wieder auseinander.

Wenn zwei Neutronensterne verschmelzen entsteht ein Gammastrahlenblitz. Dabei werden höhere Elemente fusioniert. In den Sternen entsteht unter anderem auch  Gold.

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