Grundlagen der Himmelsmechanik

3. Grundlagen der Himmelsmechanik

Die Bewegung der Sterne

Der Einsteiger/Anfänger wird anfangs durch die scheinbare Bewegung der Sterne verunsichert. Die Sterne behalten die scheinbare Entfernung zueinander bei. Doch Sie erscheinen jede Nacht an einer etwas anderen Position und bewegen sich dann weiter. Einige Sterne und Sternbilder sind ganzjährig am Nachthimmel sichtbar, andere entschwinden nach einigen Stunden am westlichen Horizont, neue Sterne und Sternbilder erscheinen an deren Position. Die „Bewegung“ der Sterne ist sehr langsam und für Beobachter kaum zu erkennen.

Erdachse

Abb. 49: Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse. Diese Erdachse ist wiederum nicht senkrecht, sondern um 23,27° gegenüber der Bahnebene um die Sonne geneigt.

Richtet man aber ein Teleskop mit höherer Vergrößerung auf einen Stern, so wird der Stern nach einigen Minuten aus dem Gesichtsfeld des Teleskops verschwinden und man muss das Teleskop auf die neue Sternposition ,,nachführen“. Durch ein Experiment kann man ganz leicht feststellen, dass sich die Positionen der Sterne verändern (ein Hinweis darauf, dass die Erde sich dreht): Suchen Sie einen hellen Stern oder ein Sternbild, das über einem markanten, feststehenden Punkt auf der Erde erscheint, ein Haus, ein Baum oder ein Mast eignen sich dafür sehr gut. Stellen Sie jetzt die Uhrzeit fest und beobachten die Position des Sterns oder des Sternbilds eine Stunde später. Was stellen Sie fest? Sie werden feststellen, dass sich die Sterne westwärts in Bezug auf den Markierungspunkt bewegt haben. Dabei haben sie ihre Position zueinander nicht verändert. Wenn Sie diese Sterne in den folgenden Nächten wieder um dieselbe Uhrzeit beobachten, stellen Sie fest, dass diese jede Nacht etwa vier Minuten früher über dem Markierungspunkt stehen. Dreht sich die Erde langsamer als einmal in 24 Stunden um die eigene Achse? Ja! Sie braucht genau 23 Stunden, 56 Minuten und 26 Sekunden. Diese Differenz wird über die Schalttage ausgeglichen.

Zirkumpolare Sterne und Sternbilder

Befinden wir uns auf dem fünfzigsten nördlichen Breitengrad über dem Äquator, so steht der Himmelsnordpol genau 50 Grad über dem Nordhorizont. Alle Sterne, die weniger als 50 Winkelgrade vom Polarstern entfernt stehen, gehen an unserem Beobachtungshorizont niemals unter. Man nennt diese Sterne „zirkumpolar“. Je südlicher wir uns befinden, desto tiefer steht der Polarstern am Himmel und es verkleinert sich der Bereich der Zirkumpolarsterne. Am Äquator gibt es somit keine Zirkumpolarsterne mehr. Genau auf dem Nordpol und dem Südpol hingegen gehen die Sterne niemals auf oder unter, sie kreisen immer in konstanter Höhe um den Horizont.

Plejaden

Abb. 50 Wenn Sie sich um 4:15 (links) die Plejaden und das Sternbild über einem markanten Punkt einprägen, dann werden sie eine Stunde später feststellen, das sich sich nach Westen bewegt haben. Jedoch haben Sie die Position zueinander beibehalten.

Abgesehen von den Zirkumpolarsternbildern ist die Auswahl an verfügbaren Himmelsobjekten von der Jahreszeit abhängig. Mittels einer drehbaren Sternkarte kann man für den jeweiligen Beobachtungsplatz die Sichtbarkeit der Sternbilder zu jeder Jahreszeit ermitteln. Weitere  Orientierungshilfen bieten die erwähnten Jahrbücher und Fachzeitschriften. Nach diesen Grundlagen möchten wir nun einige sehenswerte Objekte vorstellen. Wir beschränken uns hierbei auf leichte und mittelschwere Objekte:

Zirkumpolare Sternbilder: Die Sternbilder Großer und Kleiner Bär, Luchs, Cassiopeia, Cepheus, Giraffe und Eidechse gehen in unseren Breiten niemals unter. Man kann sie zu jeder Jahreszeit beobachten. Dabei sind die Beobachtungsbedingungen auch vom Beobachtungstermin abhängig, denn auch zirkumpolare Sternbilder stehen mal tief oder hoch am Himmel.

Der Polarstern ist zu jeder Zeit gleich gut sichtbar. Er steht dem Himmelspol sehr nahe und ist, was viele nicht wissen, ein Doppelstern. Etwa 18 Bogensekunden neben „Polaris“ kann man ein schwaches Sternchen ausmachen. Der Große Bär beinhaltet das berühmteste Doppelsternpaar des Himmels. Mizar und Alkor, die wir schon in der Einführung beschrieben haben. Die beiden lassen sich gerade noch mit dem bloßen Auge trennen und gelten seit je her als Augenprüfer. Im Teleskop finden wir neben Alkor einen weiteren Begleiter, der nur 14 Bogensekunden Abstand hat und ein physikalischer Doppelstern ist. Mizar und Alkor stehen hingegen nur räumlich so nah beieinander. Ein tiefroter Stern ist im Sternbild Cepheus zu finden. Wegen seiner Farbe wird ?-Cephei als Granatstern bezeichnet. b-Cephei ist ein schöner Doppelstern. Zwei Sterne unterschiedlicher Helligkeit stehen im Abstand von 13 Bogensekunden beieinander. Die fünf hellsten Sterne der Cassiopeia bilden das auffällige Himmels- “W“. Im Fernglas können wir die offenen Sternhaufen M103 und M52 ausmachen, die Mitglieder unserer Milchstraße sind. h- Cassiopeia ist ein Doppelstern. Ein gelblicher und ein rötlicher Stern umkreisen sich gegenseitig im Abstand von 13 Bogensekunden.

Spiegelreflex-Kamera

Abb. 51: Eine klassische Spiegelreflex-
Kamera mit Drahtauslöser (A). Die
Belichtungszeit steht auf „B“.

Zirkumpolare Sterne und der Polarstern fotografieren

Zirkumpolare Sterne kann man fotografisch sichtbar machen. Und zwar am besten zu Beginn des Jahres. Im Sommer ist es nachts zu hell für solch eine Aufnahme.

Teleskope mit äquatorialer Montierung und Nachführmotoren oder Computersteuerung eignen sich für die Astrofotografie.

Sie benötigen dazu eine Kamera mit einem Drahtauslöser, einen empfindlichen Film (400 ASA/27 DIN oder weniger reichen völlig aus) und ein standfestes Stativ. Wichtig ist, dass der Verschluss der Kamera über die Funktion „B“ (beliebig) bei der Wahl der Belichtungszeit verfügt. Damit können wir den Verschluss der Kamera für eine beliebige Zeit offen lassen und den Film über eine lange Zeit belichten.

Legen Sie den Film in die Kamera ein, stellen die Filmempfindlichkeit ein und drehen das Rad der Belichtungszeit auf Stufe „B“. Die Kamera wird nun auf dem Stativ verschraubt und auf einige helle Sterne ausgerichtet. Schrauben Sie den Drahtauslöser auf den Auslöserknopf. Stellen Sie den Fokus auf (Unendlich). Die Blende wird vollständig geöffnet. Öffnen Sie nun durch hereindrücken und feststellen des Kameraauslösers den Verschluss der Kamera für mindestens 30 Minuten. Je nach Empfindlichkeit des eingesetzten Filmes können Sie ein solches Bild mit bis zu zwei Stunden und mehr Belichtungszeit anfertigen. Fixieren Sie den Drahtauslöser nach dem Hereindrücken mit der Feststellschraube. Wenn die Zeit verstrichen ist, lösen Sie die Feststellschraube einfach wieder und der Verschluss schließt sich wieder.

Trick: bevor Sie den Drahtauslöser betätigen, ebenso vor Beendigung der Aufnahme, empfiehlt es sich das Kameraobjektiv mit einer dunklen Pappkarton abzudecken. So verwackeln Sie das Bild nicht und die entstehenden Sternstriche bzw. Sternbögen zeigen keine Zacken am Anfang und am Ende der Aufnahme. Während der Belichtungszeit ist der Sucher der Kamera nicht verfügbar.

Nachthimmel

Abb. 52: Während der Belichtung des Filmes ziehen die Sterne am Nachthimmel weiter. Auf dieser Aufnahme – die im Frühjahr entstand – wird sichtbar, welche Sterne zu keiner Zeit hinter dem Horizont verschwinden, d. h. „untergehen“. 2 Stunden-Aufnahme, mit einem 400 ASA-Film aufgenommen

Wenn Sie den Film bei Ihrem Händler zur Entwicklung bringen, weisen Sie unbedingt darauf hin, dass es sich um astronomische Aufnahmen handelt. Ansonsten werden die Bilder bei der automatischen Entwicklung nicht abgezogen. Versuchen Sie verschiedene Belichtungen. Experimentieren Sie!

Bereich der zirkumpolaren Sterne

Abb. 53: Gleiches Bild wie rechts:
Eingezeichnet ist hier der
Bereich der zirkumpolaren
Sterne, die nicht untergehen.

Auf den Aufnahmen wird sichtbar, dass sich die Sterne in unterschiedlichen Bahnen scheinbar um einen Mittelpunkt drehen. Dieser Mittelpunkt ist der Polarstern.

Bei Sternen, die auf dem Foto als Kreisbogen sichtbar sind, handelt es sich um die erwähnten zirkumpolaren Sterne, d. h. diese Sterne sind in der Nacht immer am Himmel zu sehen und sie gehen nie am Horizont unter, sie kreisen immer in der Polgegend des Himmels.

In welchem Himmelsareal finden wir "zirkumpolare" Sterne?

Wenn wir uns nach Norden wenden, finden wir das Sternbild des Großen Wagens, ein Teil des großen Bären. Dieses Sternbild ist „zirkumpolar” d. h. wir können es in jeder Nacht zu jeder Zeit am Himmel sehen.

zirkumpolare Sterne

Abb. 54: Die Grafik zeigt den Bereich der zirkumpolaren Sterne zwischen Polarstern und Nordpunkt

Je nach Jahreszeit ist der Große Bär dicht über dem Horizont zu sehen, manchmal steht dieses Sternbild beinahe senkrecht über uns. Wie auch immer die Stellung sein mag, die beiden hintersten Sterne des „Wagenkastens“ geben immer die Richtung zum Polarstern an. Denken wir uns eine Linie, die vom Polarstern senkrecht zum Horizont fällt. Diese Linie trifft den Horizont im so genannten Nordpunkt. Alle Sterne, die zwischen Polarstern und Nordpunkt liegen, können niemals unter den Horizont tauchen: Sie sind zu jeder Zeit des Jahres sichtbar, es handelt sich um zirkumpolare Sterne.

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3.1 Warum ändert sich der Himmel über das Jahr?

Stellen Sie sich vor, Ihr Teleskop steht fest installiert und zeigt zu einer bestimmten Zeit auf Sirius, den hellsten Stern am nördlichen Himmel, dann würden Sie genau nach einer Erdumdrehung Sirius wieder im Okular erblicken und durch das Gesichtsfeld eines Okulars bewegen sehen. Die Erde dreht sich in Wirklichkeit schon in 23 Stunden, 56 Minuten und 26 Sekunden einmal um ihre eigene Achse. Blickten wir 24 Stunden später durch das Okular, so hätten wir den Durchgang von Sirius im Okular um genau 3 Minuten und 34 Sekunden verpasst. Aus diesem Grund geht ein helles Objekt wie Sirius täglich um genau diese 3 Minuten und 34 Sekunden früher auf. In zehn Tagen also rund 35 Minuten. Das gleiche gilt für die anderen nicht zirkumpolaren Sterne. Dasselbe gilt natürlich auch für Sternbilder, die somit täglich etwa 4 Minuten früher aufgehen. Beobachten Sie Sirius, den Hauptstern im Sternbild „Großer Hund“ über einem markanten Punkt Ihres Beobachtungshorizontes und notieren Sie sich über einen Zeitraum von zehn Tagen täglich um welche Uhrzeit er dort seine Position einnimmt. Nach zehn Tagen müsste Sirius etwa 35 Minuten früher diese Position passieren. Die Dauer einer Erdumdrehung nennt man astronomischer Erdtag oder auch siderischer Tag.

Wir Menschen haben der Einfachheit halber den Tag in 24 Stunden eingeteilt und nehmen dabei in Kauf, dass sich dadurch die Sternbilder im Laufe des Jahres Tag um Tag verschieben und somit die typischen Frühlings-Sommer-Herbst und Wintersternbilder in den Abendstunden darbieten.

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3.1.1. Warum gibt es Schalttage und Schaltjahre?

Unser Himmel, im astronomischen Sinne gesehen, ist sehr vielfältig, denn im Laufe einer Sonnenumrundung beschreibt die Erde eine Ebene um die Sonne und bewegt sich dabei sehr kreisförmig um das Zentralobjekt unseres Sonnensystems.

Bei dieser Umrundung dreht sich die Erde in etwa 365-mal um sich selbst und somit um ihre Polachse. Es vergehen 365 Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge und etwas weniger als 6 Stunden. Kalendarisch vereinbarten die Menschen vor langer Zeit das Jahr habe 365 Tage. Die Natur jedoch benötigt dafür eben ein paar Stunden mehr.

Alle vier Jahre gesteht man der Natur diese Zeitschuld der echten Umrundungsdauer von 365 Tagen zu und fügt alle vier Jahre einmal einen zusätzlichen Tag in unseren Kalender ein.

Damit verhindern die Menschen, dass kalendarisch gesehen die Jahreszeiten sich alle vier Jahre um einen Tag nach hinten verschieben. Ihr Geburtstag bleibt beispielsweise am 27. August, da ändert sich nichts. Das Wetter jedoch schon. Im Frühling gibt es ein Datum, also einen kalendarischen Tag an dem zu einem Zeitpunkt die Sonne zwölf Stunden über dem Horizont und zwölf Stunden unter dem Horizont sichtbar ist, dem Frühlingsbeginn am 21.3. eines jeden Jahres. Bezogen auf das Jahreswetter bedeutete dies eine stetige Verschiebung der Wetterzeiträume durch alle Kalendermonate, einmal in etwa 365x~ 4 Jahre. Ein feststehender Geburtstag, beispielsweise der sommerliche 5. Juli würde sich jahreszeitlich in den Frühling bewegen. Es gibt sehr viele Bräuche und Sitten, kulturelle Riten überall auf der Welt, die sehr vom Wetter abhängen. Durch das Beifügen eines zusätzlichen Ausgleichstags, dem Schalttag, belässt man diese Feste und Ereignisse an einem beschlossenen Kalendertag und stellt sicher den Frühlingsanfang jährlich pünktlich am 21. März beginnen zu lassen.

Den Zeitpunkt nennt man das Datum der Frühlings-Tag- und Frühlings-Nachtgleiche. Die Sonne steht zeitlich mittig in diesem Zeitraum immer an einem bestimmten Punkt des Himmels, dem Frühlingspunkt. Vergisst man den Schalttag alle vier Jahre hinzuzufügen, so würde die Sonne den Frühlinspunkt nach vier Jahren erst am am 22. März, also einen Tag später erreichen. Somit würde sich der Frühlingsanfang alle vier Jahre um einen Tag verschieben. Bitte verwechseln Sie das nicht mit der Tatsache, dass die Erdrehung etwas weniger als 24 Stunden beträgt.

Die Regelung, dass ein Tag 24 Stunden habe und das Jahr eben 365 Tage stellt nur eine praktische Erleichterung für uns Menschen dar. Ein Erdjahr (astronomisch) und das irdische Jahr (kalendarisch) unterscheiden sich somit.

 

Das Frühjahr

Das dominierende Sternbild des Frühjahrhimmels ist der Löwe. Der Löwe ist leicht zu erkennen, er hat eine sehr markante Erscheinung. Man findet im Sternbild Löwe einige Galaxien, die allerdings wegen ihrer recht geringen Helligkeit nicht ganz einfach zu finden sind. Es handelt sich dabei um M65 und M66 sowie um M96, allesamt Spiralgalaxien.

Frühjahr

Frühjahr

Etwas westlich vom Sternbild Löwen steht das Sternbild Krebs. Der Krebs ist ein eher unscheinbares Sternbild, in dem zwei wunderschöne offene Sternhaufen stehen. Die prachtvolle Krippe oder Bienenkorb, wie der Sternhaufen M 44 volkstümlich genannt wird, ist schon im Fernglas schön in Einzelsterne aufgelöst. Man kann mindestens 40 Sterne in etwa 500 Lichtjahren Entfernung erkennen. Etwas weiter südlich findet man den offenen Sternhaufen M 67, der zwar wesentlich kleiner ist, aber aufgrund seiner höheren Sternkonzentration genau so beeindruckt. Der Sternhaufen ist etwa 2700 Lichtjahre entfernt.
Östlich des Löwen findet man das Sternbild Haar der Berenike und südlich davon die Jungfrau. Attraktion dieser Sternbilder ist der Virgohaufen. Richtet man sein Teleskop in Richtung des Virgohaufen und durchmustert dieses Gebiet aufmerksam, fallen einige kleine verschwommene "Sterne" auf. Es handelt sich dabei um sehr weit entfernte Galaxien, die oft erst bei genauerem Hinsehen als Galaxien erkannt werden können. Die Entfernung dieses Galaxienhaufens ist mit über 40 Millionen Lichtjahren angegeben.
Das ist natürlich nur ein kleiner Teil des sichtbaren Himmels. Ein Blick auf eine detaillierte Sternkarte offenbart eine Fülle an weiteren Objekten. Die noch recht dunklen Nächte im Frühjahr und das oft überraschend gute Wetter lassen diese Nächte oft kurzweilig werden.
 

Der Sommer

Im Sommer wird es erst spät oder gar nicht ganz dunkel. Dies ist für astronomische Beobachtungen nicht von Vorteil. Bei klarem Wetter und angenehmen Temperaturen macht das Beobachten dennoch Spaß. Mondlose Nächte sind trotzdem noch dunkel genug um die Sommermilchstraße zu bewundern. Schon mit dem Fernglas scheint man im Sternenmeer zu ertrinken. Lehnen Sie sich zurück! Die Milchstraße liefert uns mit ihren vielen offenen Sternhaufen und Gasnebeln viel Unterhaltung. Die drei Hauptsternbilder, deren Hauptsterne man als Sommerdreieck bezeichnet, sind der Schwan, die Leier und der Adler mit ihren hellen Sternen Deneb, Wega, und Atair. Das Sternbild Schwan, das im Band der Milchstraße liegt, beherbergt einen der schönsten Doppelsterne überhaupt. Das Sternpärchen nennt sich Albireo und stellt den Kopf des Schwans dar. Im Abstand von 34 Bogensekunden stehen ein gelblicher Stern und ein saphirblauer Stern. Man kann hier wunderschön die unterschiedlichen Farben der Sterne erkennen.

Sommer

Sommer

In der Leier findet man ebenfalls einen schönen Doppelstern, der ?-Lyrae genannt wird. ?-Lyrae steht in Nähe der Vega. Die beiden Komponenten stehen 207 Bogensekunden auseinander, das ist fast 1/10 des Monddurchmessers. Bei höherer Vergrößerung und gutem Seeing kann man die beiden Sterne noch mal in zwei dicht beieinander stehende Sterne trennen, die etwa zweieinhalb Bogensekunden von einander entfernt sind. Wir haben es hierbei mit einem echten Vierfach-System zu tun, also Sterne die räumlich ein Gravitationssystem bilden ähnlich dem Erde-Mond-System.
Das wohl bekannteste Objekt der Leier ist der Ringnebel der Leier oder M57. Um dieses Juwel zu finden, müssen wir unser Teleskop auf ?-Lyrae richten und dann langsam zu ?-Lyrae schwenken. Bei schwacher Vergrößerung kann man auf halben Weg einen schwachen Rauchkringel erkennen. Bei höherer Vergrößerung wird die Ringstruktur noch deutlicher. Bei diesem Objekt handelt es sich um einen planetarischen Nebel, der aber trotz des Namens nichts mit Planeten zu tun hat. Vielmehr sieht man die Staub- und Gashülle eines implodierten Sterns, die durch den heißen Sternrest, einem weißen Zwerg, zum Leuchten angeregt wird.
Westlich der Leier findet man das Sternbild Herkules, das auch zwei Objekte des Messierkataloges beherbergt. Zum einen den Kugelsternhaufen M 92 zum anderen den Kugelsternhaufen M 13, der als der schönste Kugelsternhaufen des nördlichen Himmels gilt. M 13 kann schon mit dem Fernglas als kleines, verwaschenes „Sternchen“ ausgemacht werden. Doch die wahre Schönheit am Himmel offenbart er im Teleskop. Man kann schon in kleinen Teleskopen die Randpartien der Einzelsterne erkennen.
Bereits mit einem Fernglas können wir tief in das Band der Milchstraße eintauchen. Bewegen wir das Fernglas nach Süden in Richtung Sternbild Schütze, so können wir bei guter Horizontsicht einige Gasnebel und Sternhaufen entdecken. Unter ihnen ist zum Beispiel der Wildenten-Sternhaufen im Sternbild Schild, der bei vielen Amateurastronomen als Lieblingsobjekt gilt. Dazu zählen auch der Omega-Nebel und der Adlernebel, welche aus riesigen Wasserstoffwolken bestehen und als Geburtsstätte für Sterne gelten.

Der Herbst

Im Herbst verabschieden sich langsam die Sommersternbilder und bereits nach Mitternacht hat man die Möglichkeit einen Blick auf den kommenden Winterhimmel zu riskieren. Die merklich längeren Nächte lassen es zu, bereits am Abend mit den astronomischen Beobachtungen zu beginnen. Das auffälligste Sternbild im Herbst ist der Pegasus. Pegasus hat einige Galaxien zu bieten, die jedoch sehr schwach leuchten. Lohnenswerter ist da schon der Kugelsternhaufen M 15, der 31.000 Lichtjahre entfernt ist. M 15 ist zwar nicht ganz so imposant wie M 13, lässt sich aber auch in Einzelsterne auflösen.

Herbst

Herbst

Östlich vom Sternbild Pegasus befindet sich das Sternbild Andromeda. In diesem Sternbild befindet sich eine der berühmtesten Galaxien überhaupt, der Andromedanebel oder M31 genannt. Dieser 2,2 Millionen Lichtjahre entfernte Spiralnebel ist bereits in dunklen Nächten als verwaschener „Stern“ erkennbar. Im Teleskop sieht man auf jeden Fall den hellen Kern unserer Nachbargalaxie. Wegen der Größe des Objekts am Himmel kann man auch nur einen Teil der Galaxie in das Gesichtsfeld eines Teleskops bringen. Schaut man sich in der Nachbarschaft des Kerns um, erahnt man bereits weitere Details der Spiralarme. Die Andromedagalaxie hat zwei Begleitgalaxien, die leicht zu erkennen sind. Zum einen die Galaxie M 32 und die Galaxie NGC 205, beides elliptische Galaxien.
Die Sternbilder Cassiopeia und Perseus stehen im Herbst sehr hoch. Die beiden Sternbilder sind noch in der Milchstraße angesiedelt und bieten einige wunderschöne offene Sternhaufen. Der schönste Sternhaufen, vielleicht sogar der schönste überhaupt, steht im Sternbild Perseus. Es ist der Doppelsternhaufen h und ? Persei (NGC 884/NGC 889). Diese beiden stehen nur 50 Bogenminuten auseinander und sind bereits im Fernglas als hübsches Pärchen zu erkennen. Durch Ihr Teleskop ist dieses sehr schön zu betrachtende Objekt mit weniger als 50-facher Vergrößerung am besten zu sehen. Wir sehen dann auf einen 8000 Lichtjahre entfernten Doppelsternhaufen mit jeweils rund 400 Sternen.

Der Winter

Da die Nächte im Winter zeitig beginnen, kann man schon in den frühen Abendstunden mit der "Arbeit" beginnen. Es gehört schon viel Liebe zum Hobby, bei Temperaturen unter null Grad lange durchzuhalten. Die richtige Kleidung, warme Getränke und ein Platz zum Aufwärmen sind gute Vorbedingungen für eine dennoch angenehme Beobachtungsnacht.

Winter

Winter

Abb. 30: Der offene Sternhaufen der Plejaden, M45, von C. Kimball

Abb. 30: Der offene Sternhaufen
der Plejaden, M45, von C. Kimball

Abb. 46: Ringnebel M57, aufgenommen von M. Moilanen und A. Oksanen

Abb. 46: Ringnebel M57, aufge-
nommen von M. Moilanen und
A. Oksanen

Abb. 55: Der Krebsnebel, M1, aufgenommen von J. Newton

Abb. 55: Der Krebsnebel, M1, auf-
genommen von J. Newton

Abb. 56 Der Orionnebel, M42, aufgenommen von C. Kimball

Abb. 56: Der Orionnebel, M42, auf-
genommen von C. Kimball

Die Beobachtung in kalten Winternächten lohnt sich allemal, denn der Winterhimmel hat einige spektakuläre Ansichten zu bieten. Die Sternbilder Fuhrmann, Stier, Zwillinge und Orion dominieren den Winterhimmel mit ihren hellen Sternen. Diese Sternbilder haben aber noch mehr zu bieten. Blicken wir zum Sternbild Stier, das gleich mit zwei hellen offenen Sternhaufen auftritt. Zum einen präsentiert das Sternbild Stier die Plejaden, die auch als Siebengestirn bezeichnet werden, zum anderen die Hyaden, in dessen Zentrum der helle Stern Aldebaran steht. Die Plejaden bestehen aus mindestens 500 jungen Sternen, die vor etwa 100 Millionen Jahr entstanden. Mit dem bloßen Auge kann man mindestens sechs Sterne sehen, bei guten Bedingungen sogar bis zu neun. Die Plejaden (M 45) stehen nahe der Erdbahnebene und bekommen daher hin und wieder Besuch vom Mond, der zu interessanten Sternbedeckungen führt. Die Hyaden stellen auch einen offenen Sternhaufen dar, der sich in der Nähe der Ekliptikebene befindet, so nennt man die Ebene, welche durch die jährliche Sonnenumrundung der Erde beschrieben wird. Dort wandert der Mond ebenfalls regelmäßig hindurch. Der Stern Aldebaran ist kein Hyadenstern, er steht räumlich vor den Hyaden.
Im Sternbild Stier steht das Objekt M 1, der erste Eintrag im Messier-Katalog. M 1 ist der Überrest einer Supernova, die sich im Jahre 1054 n. Chr. ereignete und in China auch schriftlich dokumentiert wurde. Wegen seiner Erscheinungsform wird M 1 auch Krebsnebel genannt. Im Zentrum des Krebsnebels befindet sich ein schnell rotierender Pulsar, der die umgebende Materie eindrucksvoll zum Leuchten anregt.
Das Sternbild Fuhrmann liegt in der Milchstraße und bietet neben dem hellen Stern Capella einige offene Sternhaufen. Diese sind zwar nicht so hell wie die Hyaden und Plejaden, sind aber wegen des Sternreichtums lohnende Objekte. Es handelt sich um die Sternhaufen aus dem Messier-Katalog: M 36, M 37 und M 38, die als Nebel im Fernglas zu erkennen sind.
Eines der bekanntesten Wintersternbilder ist das Sternbild Orion, das an den Himmelsjäger Orion in der griechischen Mythologie erinnert. Markant sind die drei Gürtelsterne, die auch Jakobsstab genannt werden. Auffälligstes Objekt ist der Orionnebel (M 42), der das Schwert des mythologischen Himmelsjägers Orion symbolisiert. Der Nebel ist der hellste Gasnebel unseres Himmels. Eine gewaltige Wasserstoffwolke wird durch junge, heiße Sterne zum Leuchten angeregt. Mitten im Orionnebel kann man eine Konstellation aus vier Sternen sehen, die als Trapezsterne bezeichnet werden. In größeren Teleskopen sind noch zwei weitere Sterne sichtbar. Der Orionnebel ist 1.600 Lichtjahre entfernt und hat einen Durchmesser von über 66 Bogenminuten. Er ist damit am Firmament viermal größer als die Vollmondscheibe. Im Teleskop fällt aber nur das helle Zentrum auf.
Südöstlich des Sternbilds Orion, befindet sich das Sternbild des Großen Hundes. In ihm leuchtet der hellste Stern des Himmels. Der Hundsstern oder auch Sirius genannt scheint wegen seiner Horizontnähe in allen Farben zu flimmern.
Nördlich des Sternbild Orion befindet sich das Sternbild Zwillinge. Zu den hellsten Sternen der Zwillinge zählt der Stern Castor. Im Teleskop präsentiert sich Castor als Doppelstern. Die beiden Sterne sind am Himmel nur 3 Bogensekunden voneinander entfernt. Ein schönes Objekt in den Zwillingen ist der offene Sternhaufen M 35, der bereits im Fernglas als Nebelfleckchen ausgemacht werden kann.

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3.2 Gebrauch der drehbaren Sternkarte

Abb. 57: Die drehbare Sternenkarte ist ein praktischer Helfer zum Planen der Beobachtungssitzung

Abb. 57: Die drehbare Sternenkarte
ist ein praktischer Helfer zum
Planen der Beobachtungssitzung

Um Beobachtungsnächte besser planen zu können, gibt es neben den Sternkartenprogrammen für Computer praktische drehbare Sternkarten, gefertigt aus Kunststoff oder Pappe. Auf ihnen stellt man an einer Skala am Rande des kreisförmigen Instrumentes das Beobachtungsdatum und die gewünschte Uhrzeit ein. Ein kreisförmiges Schablonenfenster zeigt nun den sichtbaren Himmelsausschnitt an, der am gewünschten Beobachtungstag zu einer bestimmten Zeit sichtbar sein wird. Hier wird kurz erläutert, wie man mit solch einer Karte praktisch umgeht. Wichtig wäre noch zu erwähnen, dass es sowohl für die Nordhalbkugel als auch für die Südhalbkugel der Erde verschiedene Karten zu kaufen gibt. Achten Sie also beim Erwerb der Karte darauf.

Wichtig
Die Ortszeit drehbarer Sternkarten ist für die nördliche Hemisphäre für Mitteleuropa ausgelegt. Für die Sternkarte gilt die mitteleuropäische Zeit (MEZ). Während der Sommerzeit ziehen Sie bitte von der Ortszeit eine Stunde ab (dies hat mit der Umstellung von Winterzeit auf Sommerzeit zu tun).

Wenn es ganz genau sein soll:

Ermitteln Sie den Längengrad Ihres Ortes (z. B. 10° Ost für Hamburg) und die Differenz zum Bezugsmeridian für die MEZ (15° Ost). Also 15° – 10° = 5° Diese Differenz multiplizieren Sie mit 4. Das Ergebnis sind nun die Minuten, die Sie von der MEZ noch abziehen müssen. Sie haben nun die so genannte wahre Ortszeit an Ihrem Beobachtungsort. Diese können Sie nun an der Sternkarte einstellen.

Auch im Internet gibt es Möglichkeiten, diese Daten herauszusuchen. Die Seite www.heavens-above.com ist eine solche leistungsfähige Datenbank.

Was kann ich im Moment sehen?

Drehen Sie den oberen Teil der Sternkarte so, dass sich die MEZ bzw. die wahre Ortszeit mit dem aktuellen Datum decken. Drehen Sie nun die gesamte Karte so dass der jeweilige Horizont (Norden, Süden, Osten, Westen) mit Ihrer Blickrichtung an Ihrem geographischen Ort übereinstimmt. Nun stellt der Kartenausschnitt den tatsächlichen Himmelsanblick für diesen Augenblick dar.

Wo steht die Sonne?

Drehen Sie den Zeiger so, dass er sich mit dem aktuellen Datum deckt. Dort wo nun der Zeiger die Linie der Ekliptik (die scheinbare Sonnenbahn am Himmel) schneidet, ist der momentane Ort der Sonne von Ihrem Ort aus betrachtet. Wann wird es hell oder dunkel? Stellen Sie, wie oben beschrieben, den Ort der Sonne ein. Drehen Sie nun den oberen Teil der Karte so, dass der Ort der Sonne sich mit einer Dämmerungslinie deckt. Die drehbare Sternkarte ist entsprechend gekennzeichnet. Es gilt:

• bürgerliche Dämmerung - hellste Sterne erkennbar

• nautische Dämmerung - Sternbilder erkennbar

• astronomische Dämmerung - Beginn/Ende der völligen Nachfinsternis

Wo stehen Mond oder Planeten?

Schlagen Sie in einem astronomischen Jahrbuch die Koordinaten des gewünschten Planeten nach. Drehen Sie nun den Zeiger, bis die Rektaszension (Stundenwert) des Planeten auf dem Stundenkreis eingestellt ist. Die Deklination, also die Winkelhöhe über dem Himmelsäquator (angegeben in Grad) wird ebenfalls an der Zeigerskala abgelesen. Hinweis: Mond und Planeten befinden sich immer auf bzw. in der Nähe der Ekliptik. Das hat mit der Geschichte unseres Sonnensystems zu tun.

Ermitteln der momentanen Sternzeit

Die Sternzeit (ST, sidereal time) wird zum Positionieren des Teleskops von Himmelsobjekten mit Hilfe der Koordinaten benötigt. Drehen Sie den oberen Teil der Sternkarte so, dass sich Datum und Ortszeit decken. Drehen Sie den Zeiger so, dass er genau auf den Südpunkt der Karte zeigt. Nun können Sie an der Stundenskala die Sternzeit (Stundenwinkel des Frühlingspunktes) ablesen.

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3.3 Warum kann man nur einen Teil des Himmels sehen?

Die Antwort ist sehr einfach. Die Erde ist eine Kugel und wir können auf der Wiese liegend in den Himmel blickend seitlich in Richtung Horizont nicht um die Erdkrümmung sehen. Es bietet sich uns ein Himmel, den wir räumlich mit einer sehr großen transparenten Halbkugel beschreiben können.Sichtbar wird die Erdkrümmung an Küstengebieten, am Strand kann man mit einem Fernglas oder Teleskop am Horizont Segelschiffe auf und untergehen sehen, sofern keine Havarie vorliegt, eine Folge der Erdkrümmung.Weil die Erde kugelförmiger Gestalt ist, wird sie immer nur zu einer Hälfte durch die Sonne beschienen. Die gegenüberliegende Seite befindet sich im Schatten und bildet die Nachtseite. So können wir von der Erde aus immer nur eine Hälfte des Firmaments überblicken.

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3.3.1 Sehfeld des Auges

Andererseits können wir mit unseren Augen höchstens einen Winkel von 110° in unserem eigenen Gesichtsfeld auf einmal überblicken. Davon nur 5°scharf bei gesundem Auge; diese werden jedoch mehr oder weniger unbewußt so gesteuert, dass das, was von Interesse ist, automatisch in dem 5°Bereich zentriert wird. Wenn das Eigengesichtsfeld eines Okulars nun viel kleiner als das Gesamtgesichtsfeld des Auges ist, so spricht man von einem sog. Tunnelblick: man sieht nur einen kleinen Bereich, umgeben von Schwärze. Gute Standardokulare haben ein Eigengesichtsfeld von ca. 50°,womit bereits komfortabel beobachtet werden kann. Darüber hinaus gibt es auch Weitwinkelokulare mit einem Eigengesichtsfeld von teilweise bis über 80° - hiermit entsteht beim Beobachten der Eindruck, nicht mehr durch ein Fernrohr zu blicken sondern quasi im Weltraum vor dem Objekt zu schweben,da das Okular nun fast das gesamte Gesichtsfeld des Auges ausleuchtet.

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