Astronomiekurs für Anfänger Stuttgart

Hier fängt Ihr kostenloser Kurs für Astronomie an. Dieser Astronomiekurs wendet sich an Amateurastronomen und solche, die es werden wollen. Lernen Sie etwas über Sonnenzeit und Sternzeit, Zeitzonen, Sterne, den Mond, Planeten, Finsternisse, Wie stehen Planeten zueinander? Wie bewegt sich der Mond über den Himmel.  Schwarze Löcher, Neutronensterne, die Eigenbewegung der Sterne, Meteoriten, Mikrometeoriten. 

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 Sonne und Mond gehen im Osten auf - Tag- und Nachtgleiche

Die Sonne geht zu Frühlingsbeginn am 21. März im Osten auf und am Abend im Westen unter. An diesen Tagen haben wir Tag- und Nachtgleiche. Die Sonne geht um 6 Uhr auf und um 18 Uhr unter. Zu Herbstanfang passiert dasselbe. Im Winter geht die Sonne morgens im Südosten auf, im Südwesten unter und im Sommer geht sie im Nordosten auf und im Nordwesten unter. Die Sonne geht jeden Tag in einem anderen Tagbogen über den Himmel.

Der Mond und seine Masse und sein Alter

Der Mond umrundet seit über 4 Milliarden Jahre unsere Erde. Mit seinen 3476 Kilometern Durchmesser ist er mehr als ein Viertel größer als die Erde. Sein Volumen entspricht 1/50 des Erdvolumens. Seine Masse nur 1/81 der Erdmasse. Was auf eine geringere Dichte des Mondes schließen lässt.

Aufgangspunkt des Mondes

Haben Sie schon einmal gesehen, dass der Vollmond sich genau dann über den Horizont erhebt, wenn die  Sonne auf der anderen Seite untergeht? Das ist ganz einfach: Bei Vollmond wird der gesamte Mond von der Sonne angestrahlt.

Entstehung der Mondphasen

Wenn die Sonne dem Mond in einem Winkel von 180 Grad gegenüber steht, dann ist Vollmond. 2 Wochen später steht der Mond hinter der Sonne. Er wandert  mit der Sonne über den Taghimmel und ist in der Nacht nicht sichtbar. 

Am Abend nach Neumond steht die ganz schmale Mondsichel  im Westen. 

Ein Tag nach Neumond wandert der Mond über den Taghimmel wie zu Neumond. Die schmale Sichel ist am Abend im Westen sichtbar. Der Mond rückt immer einen Tag nach nach Osten, wenn wir ihn jeden Tag immer zur gleichen Zeit anschauen. Nach einer Woche sehen wir gegen Abend den hellen Halbmond im Süden am Himmel, bis wir ihn wieder gut beleuchtet in der Dunkelheit beobachten können. Eine Woche vor Vollmond steht der Mond am Abend oder, wenn er noch heller am Himmel steht, im Osten. Am Tag des Vollmondes geht der Mond genau gegenüber der Sonne auf. Er geht auf, wenn die Sonne im Westen unter geht.

Nach Vollmond geht der Mond immer später auf, bis er dann im Letzten Viertel erst nach 24 Uhr über den Horizont kommt. Er kann dann am Morgen gesehen werden, auch wenn die Sonne schon aufgegangen ist.

Unterschiedliche Höhe des Mondes im Sommer und Winter

Sommers beschreibt der Mond den Bogen, den die Sonne im Winter am Taghimmel geht und umgekehrt. Im Winter steht der Mond höher als im Sommer.

Wie lange braucht der Mond für eine Umrundung der Erde

Für eine Umrundung des Mondes um die  Erde vergehen 27,3 Tage. Man nennt diese Zeit den siderischen Monat (von Stern zu Stern). 

Von Vollmond zu Vollmond - Synodischer Monat

Synode bedeutet Zusammenkunft. Von Vollmond zu Vollmond vergehen 29.5 Tage.  Das ist der synodische Monat.  Da die Erde schon weiter auf ihrer Bahn um die Sonne gelaufen ist, dauert es noch zwei Tage, bis wieder Vollmond ist. Wenn der Mond wieder im selben Stern in der Ekliptik steht, so ist die Sonne um ca. 27 Grad ostwärts gelaufen. Da der Mond am Tag ca.  13 Grad am Himmel zurücklegt, dauert es noch 2 Tage länger bis wieder Vollmond oder Neumond ist. Unser Kalender richtet sich nach dem synodischen Monat.

Sonne, Mond und Planeten laufen durch den Tierkreis

Der Mond läuft in einem Monat durch den Tierkreis, durch die Tierkreissternbilder.  So wie die Sonne im Jahreslauf jeden Monat das Sternbild des Tierkreises wechselt. Man nennt ihn auch Zodiak oder Ekliptik.   Der Tierkreis besteht aus 12 Tierkreiszeichen. Jeden Monat steht die Sonne in einem anderen Sternbild.  Die Tierkreiszeichen der Astrologie und die, in der die Sonne steht, stehen stimmen nicht mehr überein. Auch der Frühlingspunkt, der  Widderpunkt genannt wird, steht nicht mehr im Widder.  Das wird weiter unten genauer erklärt, warum das so ist. Der Mond und die Planeten entfernen sich nie weiter als 5 Grad von der Ekliptik. 

Wie weit läuft der Mond an einem Tag

 Der Mond läuft an einem Tag um 13 Grad  am Himmel weiter (von West nach Ost läuft er durch die Sternbilder). An zwei Tagen kommt er 26 Grad weiter. Jedes Sternbild steht etwa 30 Grad von dem nächsten Sternbild entfernt. Nach etwa zwei Tagen steht der Mond in einem anderen Sternbild. Der Tierkreis besteht aus zwölf Sternbildern: 360 Grad durch 12 Sternbilder ergibt 30 Grad pro Sternbild.  

Die Mondknoten

Die Knoten der Mondbahn sind die Schnittpunkte zwischen der Bahn des Mondes und der Ekliptik. An diesen Knoten überschreit er die Ekliptik vom südlichen Teil zum nördlichen.  Es gibt einen absteigenden Knoten und einen aufsteigenden, je nach dem ob der Mond die Ekliptik von Süden nach Norden überschreitet oder umgekehrt. 

 Knoten der Sonnenbahn

Die Sonnenbahn hat auch Knoten. Dort nennt man diese Knoten den Frühlingspunkt und den Herbstpunkt. An diesen Knoten steigt die Sonne über den Himmelsäquator. Sie steigt zu Frühlingsbeginn, am 21. März, über den Frühlingspunkt,  dem Schnittpunkt zwischen Himmelsäquator und Ekliptik nach oben. Die Sonne steigt immer weiter nach oben, zu Herbstbeginn am Herbstpunkt wieder hinab. 

Schraubenbewegung des Mondes am Himmel - Große Mondwende, Kleine Mondwende

In manchen Jahren steht der Mond höher am Himmel und in manchen tiefer. Der Mond vollführt eine Schraubenbewegung am Himmel. Dieses Auf- und Absteigen geschieht innerhalb einer Periode von 18 1/2 Jahren. Der Grund für diese Veränderung: Die Knoten des Mondes wandern ebenfalls. Der Aufgangspunkt des Mondes verschiebt sich in dieser Zeit von Südsüdosten bis Nordnordosten. Man spricht von der kleine Mondwende und der großen Mondwende. Bei der kleinen geht der Mond im Südsüdosten auf und im Südsüdwesten unter. Bei der großen Mondwende geht seine Bahn vom Nordosten bis zum Nordwesten. Dann dreht er wieder um und wandert in einer Schraube den Himmel wieder hinab. Dies war in der Steinzeit schon bekannt. Man richtete sehr große Steine auf diese beiden extremen Punkte aus. Diese Steine sind heute noch zu finden. Einige dieser Kultstätten dienten zu Totenkulten. 

Entstehung einer Mondfinsternis 

Mondfinsternisse können nur bei Vollmond stattfinden. Sie entstehen nur, wenn der Mond in der Nähe eines Mondknoten steht. Während einer Mondfinsternis geht der Mond durch den Schatten der Erde.  Der Erdschatten besteht aus einem helleren Schatten, dem Halbschatten, der Penumbra oder dem dunkleren Schatten, dem Kernschatten, der Umbra. Im Kernschatten leuchtet er Kupferrot. Das Kupferrot kann bei jeder Finsternis heller oder dunkler sein. Die Farbe reicht von einem ganz dunklen Kupferrot bis zum hellen Orange. Bei Vollmond geht der Mond am Erdschatten vorbei und er wird nicht verfinstert. 

Bei manchen Mondfinsternissen tritt der Mont nicht in den Kernschatten, sondern nur in den Halbschatten. Wir können dann eine Halbschattenfinsternis beobachten. 

Helle Mondfinsternisse und dunkle Mondfinsternisse

2015 September Mond kupferrot

Manche Mondfinsternis ist sehr dunkel und andere Finsternisse sind sehr hell. Der Mond war bei  der Mondfinsternis 2015 zur Totalität rötlich bis orange. 2018 war der Mond so dunkel, dass man ihn am Himmel kaum sah. Vor einem Sonnenminimum ist der Mond besonders dunkel. 2019 gab es auf der Sonne schon sehr wenige Flecken und im Jahre 2020 und 2021 waren es auch nicht viele. Erst 2022 werden es wieder mehr. Das Minimum scheint durchschritten zu sein. Dieses Minimum trug auch dazu bei, dass die Sommer nicht ganz so heiß waren. 

Bei Vollmond geht  der Erdschatten am Mond vorbei

Meistens geht bei Vollmond der Erdschatten am Mond vorbei. Der Mond verfinstert sich nicht. Tritt der Mond teilweise in den Erdschatten, ist der Mond nur teilweise verfinstert. Wird er vom Erdschatten getroffen, sehen wir einen total verfinsterten Mond.  Wenn der Mond weiter weg ist, entsteht nur eine ringförmige Mondfinsternis.  

Schatten der Erde ist auch ohne Mondfinsternis auf dem Mond sichtbar

Schaut man auf den zunehmenden Mond, sieht man nicht nur die beleuchtete Sichel. Den unbeleuchteten Teil kann man ebenso in schwarz-grau sehen. Der unbeleuchtete Teil wird vom Erdschatten beleuchtet. Dieser entsteht durch die Sonne, die bei Nacht hinter der Erde steht. Dieser Schatten ist dann in der Dunkelheit sichtbar.  

Gezeiten und der Mond

Der Mond beeinflusst Ebbe und Flut. Galilei und Kepler haben sich damit befasst. Der Mond geht jeden Tag 50 Minuten später auf. Ebbe und Flut treten jeden Tag später auf. Galilei hatte nicht nur über die Gezeiten geschrieben. Durch seine Beobachten mit dem Fernrohr hat er die Libration entdeckt. Wir sehen manchmal ein Stück hinter den Mond. Die Mare an der West- und Ostseite werden sichtbar. Der Mond nickt aber auch. Wir können ein Stück mehr vom Norden oder Süden sehen. Doch Kepler sah den Zusammenhang zwischen dem späteren Aufgehen des Mondes und des Vorrückens von Ebbe und Flut.

Erdmeteorit auf dem Mond

In einem neune Kilo schweren Mondgestein, dass die Apollomission 14 1973 auf die Erde zurück gebracht hat wurde ein Einschluss gefunden, der auf irdische Kristalle hinweist. Sie sollen von dem Asteroideneinschlag auf der Erde vor 4 Milliarden Jahren stammen. Das Gestein ging auf dem Mond nieder und wurde bei Asteroideneinschlägen im Mare Imbrium wohl wieder freigelegt. 

Wie entstand der Mond

Der Mond ist durch einen Impakt entstanden: ein Körper wurde aus der Erdkruste am Äquator der Erde herausgeschlagen. Dieses Ereignis dauerte nur Stunden. Die Masse rotierte und verdichtete sich. Es dauerte tausende Jahre bis der Mond entstanden ist. Schon mit einem kleinen Fernrohr sieht man tausende von Kratern, die auf der Mondoberfläche verteilt sind. Vor Jahrmillionen entstanden durch den Meteoriteneinschlag die unzähligen Krater. 

Was sieht man auf dem Mond

Sehr auffällig sind auf dem Mond die dunklen Mare, die man schon mit dem bloßen Auge erkennen kann. Auf dem Mond gibt es zahlreiche Gebirge, die die Namen von Gebirgen auf der Erde tragen, wie das Apeninnengebirge in Italien. Der Mond ist von vielen Rillen bedeckt. Manche Krater sind Gebirge mit hohen Wällen. Am besten sieht man die Krater und Gebirge, wenn die Sonne von der Seite her schein. Da der Mond nach seinem ersten erscheinen nach Neumond immer voller wird, können wir immer weitere Krater entdecken. Die Trennungslinie zwischen der dunklen Hälfte und der beleuchteten nennt man Die Krater und Gebirge, die am Terminator liegen sieht man besonders gut. Bei Vollmond liegt eine platte Mondlandschaft mit dunklen Maren und auffälligen Kratern vor uns. Dies sind der Krater Tyche auf der Südhalbkugel, der durch seine Strahlen auffällt. Auffällig sind die Krater Kepler und Kopernikus in einem dunklen Mare. Schon in einem kleinen Fernrohr kann man viele Krater beobachten. 

Auf dem Mond gab auch Vulkanismus. Die Mare auf dem Mond, die aus Basalt bestehen, entstanden durch Vulkanismus. Das Gestein des Mondes enthält Wasser, auch kristallines Wasser.

Man dachte, man könne auf dem Mond Helium 3 abbauen. Helium, das von der Sonne kommt. Doch es ist sehr schwierig, das Helium-3 zu ernten. Mit Helium-3 könnte man ohne Radioaktivität Energie gewinnen. 

Gab es Wasser auf dem Mars

Es könnte auf dem Mars Bakterien gegeben haben. Vor Milliarden Jahren gab es auf dem Mars Wasser. Der Mars hatte früher viel mehr Wasser als heute. Spuren auf dem Mars legen nahe Doch er konnte das Wasser nicht halten, weil der kleiner als die Erde ist. Als der Vulkanismus nachgelassen hat, konnte der Vulkanismus die Atmosphäre des Mars nicht mehr mit Gasen beliefern. Auch wurde das  Wasser nicht mehr nachgeliefert.  Nachdem der Vulkanismus aufhörte, verlor der Mars langsam seine Atmosphäre.  Das Wasser, das versickert ist, liegt in Linsen unterhalb der Marsoberflächen. Diese Wasserlinsen könnten Habitate für Mikroorganismen sein. 

Die hellsten Sterne am Himmel 

Der hellste Stern am Himmel ist die Venus. Sie taucht oft in der Morgen- oder Abenddämmerung auf und wird Morgen- oder Abendstern genannt. Der nächste hellere Stern ist der Planet Jupiter, dann der kommt der Mars und dann der Saturn. Uranus ist gerade noch mit bloßem Auge zu sehen. Unter den Fixsternen ist die weiße Wega der nächst hellere Stern, dann Deneb im Schwan, Sirius im Großen Hund, Riegel im Orion, Beteigeuze und die gelbe Kapella. An einem dunklen Himmel sieht man mit dem bloßen Auge 3000 Sterne, mit einem Fernrohr können es 10.000 Sterne.

Planet oder Fixstern 

Planeten leuchten, weil sie von der Sonne beleuchtet werden.  Das Licht eines Fixstern flackert. Ein Planet wird von der Sonne angestrahlt. Somit flackert sein Licht nicht wie das eines Sternes, auch wenn dessen Licht genauso durch die Schichten der Atmosphäre hindurch muss, wie das Licht eines Sterns.  

Helligkeit der Sterne

Für die Helligkeit gibt es eine Größenskala, die in Magnituden angegeben wird. Die Skala geht in den positiven Bereich sowie in den negativen. Deneb ist ein Stern 0ter Größe, Wega -1 mag, Venus kann bis - 4,5 mag hell werden. Die Helligkeit des Mondes beträgt minus 12,5 mag und die Sonne hat eine Größe von - 26 mag. Die mit bloßem Auge unter einen sehr dunklen Himmel noch sichtbaren Sterne haben die Größenordnung 6, geschrieben, 6 mag. Darunter sind der Uranus, mit 5,9 mag. Die Sterne der Kassiopeia sind 2 mag hell.

Sterne können ihre Helligkeit verändern

Manche Sterne verändern ihre Helligkeit. Sie werden Veränderliche genannt. Warum das geschieht, kann verschiedenen Gründe haben: ein Begleiter in einem Doppelsternsystem zieht am anderen Stern vorbei und verdunkelt ihn. Oder Sterne entlassen ihre oberen Schichten ins Weltall, wie der Stern Beteigeuze im Orion, weil er die äußere Hülle abstößt. Diese Gas verdunkelt dann den Stern. Dies geschieht meist bei alten Sternen am Ende ihres Lebens. 

Einteilung der Sternbilder nach den Jahreszeiten

Die Sternbilder werden nach den Jahreszeiten eingeteilt. Man spricht von Sommersternbilder, Wintersternbilder, Frühling- und Herbststernbilder. Im Sommer sieht man am Abend, wenn es spät dunkel wird, den Schwan. Ein Sternbild mit einem auffälligen Hauptstern  und in der Form eines Kreuzes. Der bekannte Orion ist ein Wintersternbild und begleitet uns in den Abendstunden am Himmel. Diese Sternbilder gehen an anderen Tagen nach Mitternacht oder am Morgen und dann am Tag über den Himmel. 

Warum haben wir Jahreszeiten

Wir haben Jahreszeiten weil die Erdachse geneigt ist. Die Erde wird nicht mit mehr oder weniger Sonnenwärme versorgt, weil die Erde weiter von der Sonne entfernt ist oder näher an ihr dran ist. Auf der Nordhalbkugel ist von Juni bis September Sommer. Im Februar ist Erde an ihrem nächsten Punkt zur Sonne auf ihrer elliptischen Bahn, wenn es auf der Nordhalbkugel Winter ist und auf der Südhalbkugel Sommer. Die Ekliptik ist ebenso um geneigt und zwar um 5 Grad. Die Planeten entfernen sich am Himmel nicht weiter von ihr, denn die Planeten wandern mit dieser Neigung auf ihren Bahnen um die Sonne. Der Mond zieht ebenso seine Bahn. Der Mont stabilisiert die Erdachse. Sie schwankt periodisch zwischen mehr als 22 Grad mehr als 24 Grad. Wäre das nicht so, gäbe es auf der Erde mehr Klimaschwankungen. 

Zodiakallicht

Das Zodiakallicht ist  ein lichtschwacher Kegel, der nach Sonnenuntergang am westlichen und vor Sonnenaufgang am östlichen Himmel sichtbar wird. Das Zodiakallicht erstreckt sich entlang der Ekliptik. Das Zodiakallicht wird durch Sonnenlicht verursacht, das am interplanetaren Staub gestreut wird. Die spektrale Charakteristik des Zodiakallichts zeigt, dass die streuenden Partikel eine Größe von bis zu 300 μm besitzen. Da es sich um gestreutes Sonnenlicht handelt, ließen sich auch Variationen in der Sonnenstrahlung, beispielsweise Flares im Zodiakallicht nachweisen. Das Zodiakallicht ist in den Tropen am hellsten und erreicht dort etwa die Helligkeit der Milchstraße.

In sehr dunklen Gegenden der Erde sieht man das Zodiakallist im Frühjahr in den Monaten Februar und März nach Sonnenuntergang über dem Westhorizont und im September und Oktober vor Sonnenaufgang am Osthorizont. Das Zodiakallicht  ist dort zu sehen, wo die Ekliptik den Horizont trifft. Es ist als Pyramide oder Streifen am Himmel zu sehen, bis zu einer Höhe von 30 Grad und an sehr klaren Tagen zu 60 Grad.

Sonnenfinsternisse

Eine Sonnenfinsternis kann nur bei Neumond auftreten. Der dunkle Mond schiebt sich vor die Sonne. Dann sieht man Strahlen, die von der Sonne ausgehen. Es gibt wie beim Mond auch ringförmige Finsternisse und partielle. Bei den partiellen Sonnenfinsternissen schiebt sich nur ein Teil der Mondscheibe über die Sonne. Bei der ringförmigen Sonnenfinsternis ist der Mond auf seiner elliptischen Bahne weiter weg. Er kann die Sonne nicht vollständig bedecken. Der Mond entfernt sich jedes Jahr ein wenig von der Erde. In ferner Zukunft kann der Mond die Sonne nicht mehr ganz bedecken. Wir werden dann nur noch ringförmige Sonnenfinsternisse sehen können. 

Wie sieht die Sonne aus

Die Sonne zeigt auf ihrer Oberfläche heisses Gas, das herausschiesst. Dies sind die Protuberanzen. 

Protuberanzen im H-alpha Licht

Protuberanzen im H-Alpha-Licht

Sonnenflecken im Weißlicht

Sonnenflecken im Weißlicht

An der Oberfläche der Sonne gibt es dunkle Flecken. Diese bestehen aus einer dunklen Umbra und einer helleren Penumbra (die Farbe Umbra gibt es im Malkasten. Es ist das dunkelste Braun). Sonnenflecken sind wie Röhren, die "in das Innere der Sonne" blicken lassen. Durch diese Flecken gehen Magnetfelder, deren Linien in geschlossenen Linien wieder auf die Sonnenoberfläche in einem geschlossenen Kreis zurückgehen. 

Planeten am Himmel

Wann sehen wir den Merkur und die Venus besonders gut

Wenn die Ekliptik zum Horizont einen steileren Winkel aufweist, können wir den Merkur oder die Venus besser sehen, als wenn die Ekliptik einen flacheren Winkel zum Horizont aufweist. Im Herbst und im Frühling ragt die Ekliptik steiler auf. Dann können sich die beiden inneren Planeten nicht aus den Dunstschichten erheben. Merkur und Venus sind als Morgenstern, oder Abendstern sichtbar und sind im Osten oder Westen zu sehen. Venus und Merkur sind vor Sonnenaufgang am Osthimmel zu sehen und am Abend am Westhimmel vor dem Sonnenuntergang. Beim Merkur ist es nicht so einfach: mit den bloßen Auge kann man ihn oft nicht ausmachen, wenn er in den Strahlen der Sonne steht und sich wegen seiner Nähe zur Sonne nur knapp über den Horizont erhebt. Venus ist der hellste Stern am Himmel. Die Venus kann sich bis zu 20 Grad vom Horizont erheben. Der Winkel, den beiden inneren Planeten mit der Sonne einschließen wird Elongation genannt.

 Obere und untere Konjunktion der inneren Planeten

Die beiden inneren Planeten Venus und Merkur (innen weil sie näher zur Sonne sind als die Erde) stehen nicht einfach wie die äußeren  Planeten (die Planeten, die weiter als die Erde von der Sonne weg sind) in Konjunktion zur Sonne.  Sie stehen in unterer und oberer Konjunktion. Während die äußeren Planeten in Konjunktion sind, wenn sie hinter der Sonne stehen, können die inneren Planeten Merkur und Venus hinter der Sonne, sowohl auch zwischen Erde und Sonne stehen. Stehen diese beiden Planeten hinter der Sonne, spricht man von oberer Konjunktion, stehen sie zwischen Erde und Sonne, dann spricht man von unterer Konjunktion.

Opposition und Konjunktion der äußeren Planeten

Die äußeren Planten, von Mars bis Neptun, stehen in Opposition und in Konjunktion. Das geschieht bis auf den Mars einmal im Jahr. Der Mars kommt nur alle zwei Jahre in Opposition und Konjunktion. Wenn ein Planet in Opposition ist, ist er die ganze Nacht hindurch sichtbar. Danach wird seine Bahn am Himmel wieder kürzer, bis er zu Einbruch der Dunkelheit so weit im Westen steht und nur kurz sichtbar ist. Damit steht der Planet von uns aufgesehen sehr nahe zur Sonne.  Er steuert dann auf seine Konjunktion zu und läuft dann mit der Sonne über den Taghimmel, bis er sich aus den Strahlen der Sonne befreien kann und  zum Morgenstern wird.  Seine Aufgänge verführen sich dann immer weiter. Der Morgenstern geht dann bald zu Mitternacht auf und wird langsam zum Abendstern. Ist der Planet am Abendhimmel zu sehen strebt er wieder seiner Opposition zu, ist die ganze Nacht sichtbar und alles geht rückwärts. Wie lange ein Planet in einem Sternbild bleibt hängt natürlich von seiner Umlaufzeit ab. Uranus steht schon eine ganze Weile im Widder und Neptun im Wassermann, da ihre Umlaufzeiten so lang sind. 

Die Ekliptik - der Tierkreis

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. Bei den Chinesen gibt es 28 Tierzeichen. Sie werden als Häuser eingeteilt. Die Chinesen sehen darin Ratten, Schweine usw.

 Der Mond und die Planeten wandern durch die Ekliptik

• Die Ekliptik ist 23 1/2 Grad gegenüber dem Äquator geneigt.
• Der Mond und die Planeten wandern durch die Ekliptik. Die Planeten und der Mond entfernen sich nie weiter als 5 Grad von der Ekliptik. Sie ist die Sichtlinie auf die Planeten in unserem Sonnensystem. Einen Planeten sucht man im Tierkreis. Diese Sternbilder liegen in der Ekliptikebene. Die Sonne wandert am Tag durch die Ekliptik. Wenn wir in einem bestimmten Monat in einem bestimmten Sternbild sind, wie im Kalender angegeben, können wir das Sternbild nicht am Abendhimmel sehen.

In der Astronomie verwendete Punkte  und Winkel zur Orientierung am Himmel

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

Die Höhe des Poles entspricht der geografischen Breite. Im Norden ist der Pol durch einen Stern im Kleinen Bären gekennzeichnet. Auf der Südhalbkugel vom Kreuz des Südens, dass aber nicht genau auf der südlichen Achse steht.

Das Sternbild Oktans steht näher  zum Südpol, weswegen bei einem Polsucher für das Fernrohr die Kassiopeia, der Kleine Wagen und das Sternbild Oktans eingeritzt sind, um den Pol zu finden. Damit sind die Polsucher für den Nord- und den Südhimmel verwendbar. 

Die in der Astronomie am häufigsten verwendeten Koordinatensysteme

Winkelgrade im azimutalen Koordinatensystem

Die Koordinaten werden im azimutalen Koordinatensystem in Winkelgraden angegeben. Für jeden Punkt ist sofort auch die Uhrzeit anzugeben. Die Sterne bewegen sich ja. Der Geometer auf der Erde muss keine Zeit angeben.

Azimutales Koordinatensystem

Höhe und Azimut eines Sterns

Der Ort eine Sterns wird als Schnittpunkt zwischen seiner Höhe und seinem Azimut angegeben.

Die Höhe eines Sterns wird vom Horizont aus gemessen bis zum Stern.  Die Höhenkreise, Almukanterate genannt, zerschneiden die Himmelskugel wie eine Apfelsine. Die Almukanterate gehen vom Zenit aus und schneiden den Horizont.  Die zweite Koordinate ist der Azimut. Er wird in der Astronomie am Horizont entlang vom Südmeridian  aus in Richtung  Westen gemessen.

Südpunkt und Nordpunkt am Horizont

Am Horizont liegen im Norden der Nordpunkt, im Süden der Südpunkt. Der Südpunkt wird vom Südmeridian am Horizont geschnitten, der Nordpunkt vom Meridian am Nordpunkt.

Das äquatoriale Koordinatensystem

 Im äquatorialen Koordinatensystem wird die Höhe eines Sternes vom Äquator aus in Winkelgraden gemessen. Die Rektaszension, die entlang des Himmelsäquators gemessen wird gibt man in Stunden an. 

Äquatoriales Koordinatensystem

Da die Erde um 23 1/2 Grad geneigt ist, gibt es noch das äquatoriale Koordinatensystem. Die Koordinaten des Sterns werden als Deklination, vom Äquator aus in nördlicher Deklination mit + angegeben und unterhalb des Äquators mit minus.  Die andere Koordinate, die beim horizontalen Äquatorsystem dem Azimut entspricht, ist die Rektaszension. Die Rektaszension wird in Winkelgraden oder Stunden angegeben. Da die Erde sich in 60 Minuten um 15 Grad weiterdreht, können wir so den Sternen folgen. Früher brachte man an einem Fernrohr, dessen eine Achse auf den Polarstern ausgerichtet war, eine Uhr an, die dann mit der anderen Achse in der gleichen Geschwindigkeit folgen konnte. 

Wie verändern sich die Sternbilder, wenn wir nach Süden fahren?

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, wie in Italien, den ganzen Stachel, bei uns nur die Scheren und den hellen roten Stern Antares, der auch Gegenmars genannt wird. Den Orion sieht man am Südhimmel, dort steht er noch höher. Die Planeten stehen im Süden höher. 

Der Südmeridian

Ein Meridian , der in der Astronomie wichtig ist, ist der Südmeridian. Dort erreichen die Sterne ihren Höhepunkt auf ihrem Weg über den Himmel. Dort kulminieren die Sterne, Planten, Sonne und Mond kulminieren ebenso in diesem Meridian. 

Jedes Koordinatensystem hat seinen Nullpunkt

Der Nullpunkt des äquatorialen Koordinatensystem ist der Frühlingspunkt. Der Frühlingspunkt liegt im Widder. Diesen Nullpunkt können wir wie bei einem Ziffernblatt auf einer Uhr als 0 Uhr ansehen. Diese Scheibe ist feststehend und die Stunden der Rektaszension werden vom Widderpunkt nach Osten gemessen. Da dieser Punkt über den Himmel wandert, brauchen wir, wenn wir die Koordinaten für einen Stern zu einer bestimmten Stunde angeben wollen, den Stundenwinkel. Der Stundenwinkel wird vom Südmeridian nach Westen gemessen. Der Stundenwinkel hat mit der Zeit zu tun. Den Stundenwinkel stellen wir bei einem Fernrohr mit einer äquatorialen Montierung ein. 

 Wie hoch steht der Äquator am Himmel

Die Höhe des Polarsterns entspricht der geografischen Breite.  Wenn wir nach Süden schauen, und die geografische Breite vom Zenit abziehen: 90 Grad - geografische Breite, dann erhalten wir die Höhe des Himmelsäquators.

Einstellen der Sterne nach Koordinaten

Um einen Stern oder einen Planeten nach Koordinaten einzustellen, brauchen wir noch die  Zeit, zu der wir den Stern oder den Planeten einstellen wollen. Wir wollen zu einer bestimmten bürgerlichen Zeit unseren Stern beobachten. Hier wird aber mit der Sternzeit, besser gesagt, mit der der Ortszeitsternzeit gearbeitet. Die Sternzeit wird vom Frühlingspunkt zum Südmeridian  nach Westen hin gemessen. Diese verändert sich jeden Tag gegenüber der bürgerlichen Zeit um die Differenz von 3 Minuten und 56 Sekunden.
Den Winkel, den wir am Fernrohr, nach einer kleinen Rechnung einstellen, ist der Stundenwinkel.

Der Stundenwinkel des Sterns

Der Stundenwinkel

Der Stundenwinkel wird vom Südmeridian nach Westen gemessen.  Den Winkel, den wir an der Rektaszensionsachse unseres Fernrohrs ablesen zu einem bestimmten Zeitpunkt, ist der Stundenwinkel und nicht die Rektaszension.

 Zeiten in der Astronomie

Da der Stundenwinkel mit der Zeit verbunden ist, kommt die Sternzeit mit ins Spiel.

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. An jedem Tag ist zur gleichen bürgerlichen Zeit eine andere Sternzeit.  

Ermittlung der Sternzeit

Diese findet man in Tabellen für eine bestimmte Stunde des Tages. 

 Wann beginnt der Sterntag

Der Sternentag beginnt, wenn der Frühlingspunkt im Südmeridian kulminiert. Dann ist 0 Uhr Sternzeit.

 Wie ermitteln wir aus einer Tabelle die Sternzeit

 In den Tabellen steht, wann es bei uns z.B. um 21 Uhr bürgerlicher Ortszeit eine bestimmte Sternzeit ist. Die Sternzeit ist an jedem Tag um 21 Uhr bürgerlicher Zeit eine andere. Wir müssen den Längengrad unseren Ortes kennen. Die Sternzeit  ist in den Tabellen für den Längengrad von Greenwich. UT, Universal Time, angegeben. Wir müssen diese angegebenen Zeit für unseren Längengrad korrigieren. Ein Grad bedeutet ca. 4 Minuten Zeitkorrektur. Jede Zeitzone umfasst  15 Grad oder 1 Stunde. Zu dieser Zeitkorrektur (jetzt haben wir die Ortssternzeit)  werden noch die Stunden hinzugezählt, oder abgezogen, zu dem Zeitpunkt an dem wir beobachten wollen.

Ortssternzeit = Sternzeit plus oder minus der Zeitkorrektor

Sind wir westlich, müssen wir die Korrektur abziehen, östlich dazuzählen

Errechnung des Stundenwinkels - Einstellung am Fernrohr

Stundenwinkel = Rektaszension - Sternzeit

Wir stellen nun den Stundenwinkel am eingesüdeten Fernrohr ein. Eingesüdet oder eingenordet ist das Gleiche.

 Steht die Ekliptik über dem Äquator oder unterhalb des Äquators?

Die Sonne geht durch die Ekliptik. Die Ekliptik schneidet den Himmelsäquator am Frühlings- und am Herbstpunkt. Das heißt, die Sonne steht im Sommer über dem Äquator und im Winter unterhalb des Äquators. Im Winter steht sie im Schützen. Der Schütze ist ein Sternbild, dass am Horizont im Sommer nicht so hoch steht. Wenn die Sonne im Schützen ist, geht sie mit dem Schützen über den Taghimmel. Wir sehen den Schützen am nächtlichen Himmel tief am Horizont. Die Zwillinge hingegen stehen höher am Himmel. Da steht die Ekliptik über dem Äquator. Das erklärt auch, wieso die Planeten in manchen Jahren sehr tief am Himmel stehen und in anderen sehr hoch. Das kommt darauf an, in welchem Sternbild sie stehen. Im Herbst und im Frühjahr steht die Ekliptik flacher zum Horizont.

Im Englischen heissen  die beiden Punkte Points of Aries

 Der Frühlingspunkt, engl. vernal equinox, wird als Widderpunkt bezeichnet und trägt das Zeichen des Widders, dass an ein Horn erinnert.  Vor 2000 Jahren stand der Frühlingspunkt im Widder und ist zwischenzeitlich in die Fische gewandert.  Das ist der Grund, warum die Sternbilder, die in der Astrologie und der Astronomie verwendet werden, nicht mehr übereinstimmen. Diese Punkte wandern wie die Knoten der Mondbahn. 

Die Kreiselbewegung der Erdachse - oder der Globus quietscht und eiert

Die gedachte Achse durch den Pol der Erde vollführt einen Vollkreis. Dafür braucht es ca. 26.000 Jahre. Zurzeit ist der unscheinbare Stern im Kleinen Bären der Polarstern, der fast auf dem Nordpol steht. Zur Zeit Columbus stand er ein halbes Grad davon weg. 

 In 11.000 Jahren wird die helle Wega unser Polarstern sein. 

Der Pol wandert auf dem soeben beschriebenen Kreis entlang. Bei der Erforschung der Pyramiden stellte man fest, dass in antiker Zeit, der Stern Thuban im Drachen Polarstern gewesen war. Diese Wanderungsbewegung nennt man Präzession. 

Präzession - Wanderung der Äquinoktien und Wanderung des Polarsternes

Die Frühlings- und Herbstpunkte nennt man die Äquinoktien. So wie die Achse des Polarsternes im Laufe der Zeit auf einen anderen Stern zeigt, durch die Kreiselbewegung der Erde, so wandert der Frühlingspunkt ebenso durch die Ekliptik. Diese Bewegung wird Präzession genannt.  Stand der Frühlingpunkt vor 2000 Jahren im Widder, ist er in der Zwischenzeit  in die Fische gewandert. Doch der Frühlingspunkt trägt immer noch das Widderzeichen.  Demnächst wird der Frühlingspunkt in den Wassermann wandern. Wir sprechen dann vom Wassermannzeitalter. Der Frühlingspunkt wandert von Ost nach West durch den Tierkreis.

Die Epoche in der Astronomie

Die Epoche ist ein Datum, von dem sämtliche Berechnungen in der Astronomie, ob Planeten oder Sterne, ausgegangen wird. Die Sterne und andere Punkte am Himmel verändern sich doch ein wenig durch die Kreiselbewegung der Erde. Dadurch entsteht eine Veränderung sämtlicher wichtiger Punkte. Das hat nichts mit der Eigenbewegung der Sterne zu tun.  Da für die Berechnung der Gestirne eine gute Genauigkeit erreicht werden soll, muss die Epoche immer wieder an ein neueres Datum angepasst werden. Rechnete man im letzten Jahrhundert mit der Epoche 1. Januar 1950, so wird nun mit der Epoche 1. Januar 2000, 00 Uhr gerechnet, damit die Planeten und Mondberechnungen stimmen, da die Punkte sich am Himmel in dieser kurzen Zeit schon durch die Präzession merklich verschieben können. 

Die Planeten im Sonnensystem

Unser Sonnensystem besteht aus 8 Planeten. Die Planeten sehen so aus, wie auf der Zeichnung wiedergegeben: Der Mars ist rot, etwas größer als die blaue Erde. Jupiter ist bräunlich, Saturn gelblich, Uranus grün und Neptun blau. Pluto hat irgendeine Farbe.

Kleinplaneten - Pluto kein Planet mehr

Pluto wurde sein Planetenstatus 2006 aberkannt. Pluto zählt zu den Kleinplaneten. Er ist nicht groß genug für einen Planeten, er kreist aber um die Sonne und er ist rund. Doch hat er im Gegensatz zu einem Planeten seine Bahn nicht freigeräumt. Das macht ihm zum Kleinplaneten.  Ursprünglich wurde seine Größe mit 14 000 Kilometer angegeben, neuere Messungen ergaben aber einen Durchmesser von 2300 Kilometer. Der Durchmesser von Venus ist doppelt so groß. Weiter draußen soll der Planet X sein. Nach diesem Planeten wird intensiv geforscht.

Staub fällt auf die Erde nieder

Ältestes Material auf der Erde aus dem Sonnensystem

Der Murchison-Meteoriten, der 1969 in Australen niederging enthält Staubkörnchen älter als unser Sonnensystem. 50 nur wenige Mikrometer großen Staubkörnchen bestehen aus SiC (Siliziumcarbid).

Mikometeoriten fallen auf die Erde 

Staubkörnchen in der Größe von Mikrometern fallen ständig auf die Erde herab. Man muss sie nur finden. Nicht nur in entlegenen Gegenden sind sie zu finden, nein, man findet diese kleinen Staubkörner aus dem All auch im Schmutz der Städte. Unter dem Elektronenmikroskop kann ihre kosmische Herkunft geklärt werden.  

In einer chemischen Untersuchung findet man sämtliche Elemente und Verbindungen, die auch auf der Erde vorkommen: Silicium-, Eisen-, Magnesiumverbindungen. Darunter sind Phosphor, Nikel, Chrom, und Sauerstoff, Calcium und Aluminium.

Glas fällt vom Himmel - Tektite

Diese glasartigen Gebilde werden Tektite genannt. Die Meteoriten werden durch die Hitze beim Eintritt in die Erdatmosphäre aufgeschmolzen und kühlen schnell ab. Glas ist eine unterkühlte Schmelze. Man findet solche Tektite in der Antarktis, in Australien, in Südchina - eigentlich sind sie auf der ganzen Welt verstreut. Sie gehen auf einen Meteoriteneinschlag vor 800 000 Jahren zurück.  Der Krater einiger Tektite wurde doch gefunden. Er soll sich in Laos unter dem Vulkanfeld des Bolaven-Plateuas befinden. 

Boliden die Bomben am Himmel

Sternschnuppen sind in der dunklen Jahreszeit etwas, woran wir uns erfreuen. Manche Meteoriten verglühen schnell andere nicht. Eine Sorte- die Boliden - sind sehr hell und leuchten mehrere Sekunden lang. Manche scheinen wie ein Tropfen aus dem Himmel auf einem zu zu fallen.  

Trümmer weit draussen im Weltall

In der Ebene der Planeten weit draußen befindet sich die Oort'sche Wolke. Sie besteht aus zahlreichen Trümmern.  Aus der  Oort'schen Wolke kommen die meisten Kometen. Pluto ist ein Kleinplanet im Kuiper-Gürtel. Kuiper-Gürtel und Oort'sche Wolke stehen im 90-Grad-Winkel zueinander.  

Trümmer zwischen Mars und Jupiter - der Asteroridengürtel

Zwischen Mars und Jupiter liegt der Asteroidengürtel. Der erste Asteroid wurde in der Silvesternacht zum Jahr 1800 entdeckt. Man vermutet, dass ein Planet der Gravitation, die der Jupiter auf ihn ausgeübt hat, nicht Stand hielt. In letzter Zeit wird von der Wissenschaft auch die These vertreten, dass diese Trümmer Reste aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems darstellen. 

Kryovulkanismus - Kalte Geysire auf dem Saturnmond Enceladus

Kryovulkanismus findet man nicht nur auf Enceladus, sondern auch auf anderen Himmelskörpern wie dem Kleinplaneten Ceres. Dort ritt aus dem Krater Occator eisreiches Material aus. Enceladus ist ein Kandidat für die Entstehung von Leben. Dort finden sich Black Smokers, wie auf der Erde. Um die Black Smokers im Ozean und um Geysire entstand das Leben. Auf Enceladus funktioniert das auch. Nur bei tieferen Temperaturen. 

Leben auf anderen Himmelskörpern

Methan und andere organische Verbindungen auf dem Saturnmond Titan entdeckt

Wissenschaftler haben auf dem Saturnmond Titan Methan und andere organische Verbindungen entdeckt,  wie Ethan und noch langkettigere Moleküle, sowie komplexer Ringmoleküle wie Benzol. Bei diesen tiefen Temperaturen auf dem Mond Titan sammeln sich die Hydrocarbone in Seen auf dem Grund. Die in der Atmosphäre befindlichen Wasserstoff- Sauerstoff- und Kohlenstoffmoleküle werden durch energiereiche Strahlung von der Sonne und energiereiche Partikel vom Saturn zu diesen Molekülen geformt. In Wolken des Weltalls fand man schon in früheren Jahren organische Moleküle durch die Radioastronomie. Darunter waren komplizierter Moleküle wie Ammoniak, Alkohole etc., Das Entstehen von Leben im All, scheint nichts Außergewöhnliches zu sein. 

Die Eigenschaften des Umlauf der Planeten und die Keplerschen Gesetzte

Den ungleichen Lauf der Planeten kannte man schon im Altertum. Doch den Grund dafür kannte man noch nicht. Es sollte erst Johannes Kepler gelingen, dies genau zu erforschen und zu beschreiben. Das zweite Kepler'sche Gesetz wurde zuerst postuliert. Lag es doch durch die Messungen auf der Hand. 

Das 2 Kepler'sche Gesetz ist heute in der Raumfahrt wichtig. 

• Es lautet: Ein Planet überstreicht in gleichen Zeiten gleichgroße Flächen. Bei einer exakten Kreisbahn wären die Kreisabschnitte auf der Kreislinie immer gleich. Der Kreis hat einen Mittelpunkt. Die Verbindungslinie Mittelpunkt Planet würde sich immer gleich schnell bewegen und somit wären die Kreisabschnitte immer gleich lang. Da aber bei einer Ellipse zwei Brennpunkte vorhanden sind, sind die Abschnitte auf der Kreisbahn größer, wenn der Planet ganz nah an dem einen Brennpunkt vorbeiläuft, und weiter, wenn er ganz weit an  dem anderen Brennpunkt vorbeiläuft. Läuft er näher an dem einen Brennpunkt vorbei, so bewegt der Planet sich schneller, ist er sehr weit weg, so läuft der Planet langsam. Da die Bahnen der Planeten einem Kreis sehr nahe kommen, sind die Unterschiede nicht so groß. Die größte Abweichung von einer Kreisbahn hat der Planet Mars. 

Das 1. Keplersche Gesetz besagt: Die Umlaufbahnen der Planeten sind Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht. 

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 emittieren können, die heute als Hawking-Strahlung bezeichnet wird.  Einige Teilchen der Antiteilchen-Teilchen-Paare tauchen an Ereignishorizont eines Schwarzen Loches auf.