Astronomiegrundlagen und Begriffserklärungen

Frühlingspunkt     Koordinatengitter     Sonne am 21.3 tagsüber     Sonnenbahn       Parallaxe     Polhöhe     Polarstern     Winkelmesser    

Zwei Parallelen die von einer Geraden geschnitten werden

Die Beziehungen der Winkel in diesem Bild sind für das Verständnis der Polhöhe wichtig. Der innere Kreis ist hier wieder unsere Erde. Der grüne Winkel vom Erdmittelpunkt zum Breitenkreis 51° ist eben genau 51°. Da Himmelsäquator und Himmelsachse einen Winkel von 90° bilden, kann man leicht den gelben Winkel ausrechnen  90° - 51° (grün)  = 39° (gelb). Die Linie, die durch das Teleskop und den weißen Pfeil läuft (Sehrichtung zum Polarstern) ist eine Parallele der Himmelsachse. Also müssen beide Geraden (Sehrichtung zum Polarstern und Himmelsachse) die Gerade ‘Zenit - Erdmittelpunkt’ im gleichen Winkel schneiden.. Dadurch ist es nun leicht auch den oberen gelben Winkel zu bestimmen - er ist  genau 39° - das haben wir oben schon ausgerechnet. Die Horizontebene und die Gerade ‘Zenit - Erdmittelpunkt’ bilden - das ist leicht zu sehen! - einen Winkel von 90°. Schließlich können wir nun ganz einfach die Polhöhe bestimmen:  90° - 39° (gelb) = 51° (grün). Damit ist bewiesen, dass die Polhöhe immer exakt dem Breitengrad entspricht auf dem der Beobachter gerade steht. Max hält sein Teleskop also in einem Winkel von 51° zur Horizontebene.

Soll das richtig sein? Einmal zeigt der weiße Pfeil vor Maxens Teleskop zum Polarstern  (siehe Text im Bild unten) und einmal der gelbe Punkt mit der Beschriftung “Polarstern” zu eben diesem.  Es kann doch nur eins stimmen! Prinzipiell ist dieser Einwand richtig, praktisch ist er aber ohne Belang. Das ist deshalb so, weil die Himmelskugel fast unendlich weit entfernt gedacht werden muss. Der Polarstern z.B. ist 430 Lichtjahre* von der Erde entfernt, das sind rund 4,07 x 10¹⁵ km  oder  4070000000000000 km  (die letzte Zahl kann ich nicht aussprechen!

Das heißt, Max kann getrost 5000 km - der Radius des Breitenkreises 51° -  von der Himmelsachse wegstehen, das ist im Verhältnis weniger als 1/1000 mm und hat für den Winkel Horizontebene /Himmelsachse keine praktische Bedeutung!

Max mit einem selbst gebastelten Winkelmesser. Ein Stern wird über eine Visiereinrichtung angepeilt und anschließend kann der Winkel an der Schnur des Lotes (das zeigt immer zum Erdmittelpunkt) abgelesen werden. Wer will kann sich hier eine Schablone zum basteln eines Winkelmessers downloaden.

Die hintere Wand des großen Wagens wird 5x verlängert (gelbe Linie) - so erreicht man  den Polarstern. Nachbearbeitete Sternkarte aus CdC

Die Sonne am 21.3, die dahinter stehenden Sterne kann Max nicht sehen

Stand der Sonne am 21.3  12.00 Uhr                                                               ... und am 21.4  12.00 Uhr

Deutlich kann man sehen, dass die Sonne am 21.3 scheinbar im Sternbild Fische steht. Daneben steht Max  einen Monat später - wieder während einer künstlichen Sonnenfinsternis. Am 21.4 steht die Sonne höher und in einem anderen Sternbild, nämlich im Widder. Die Sonne ist also auf ihrer scheinbaren Bahn  vom Sternbild Fische zum Sternbild Widder “gewandert”. Wer eine kleine Animation der scheinbaren “Wanderung” der Sonne während eines Jahres sehen will, kann das hier tun. Das dafür verwendete Planetariumsprogramm CdC ist in der Softwareliste der Literaturseite aufgeführt.

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Die Parallaxe eines Sterns ist der Winkel (blau) unter dem der Erdbahnradius vom Stern gesehen erscheinen würde. Die Entfernung in der die Parallaxe 1” ist, wurde als Einheit mit der Bezeichnung  Parsec* oder abgekürzt pc definiert. 1 pc = 3,1 x 10¹³ km oder  3,26 ly*

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Aufsuchkarte des Frühlingspunktes:

Vom Polarstern zieht man eine gedachte Linie zum Stern Beta in Cassiopeia (blaue Linie), anschließend zum Stern Alpha in Andromeda (rote Linie) und schließlich weiter zum Frühlingspunkt (blaue Linie). Alle Teilstrecken sind ca 30° lang.

Nachbearbeitete Sternkarte aus CdC

Koordinatengitter im Horizontsystem

Koordinatengitter im Äquatorsystem

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