Der Himmel – Astronomie

Sternzeit: Warum Sterne jede Nacht früher aufgehen

Ein Sterntag dauert etwa 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden: die Zeit, die die Erde für eine Umdrehung relativ zu den fernen Sternen braucht. Ein Sonnentag dauert im Mittel 24 Stunden, weil sich die Erde zugleich auf ihrer Bahn weiterbewegt. Dieser Unterschied von knapp vier Minuten lässt die Sterne jede Nacht etwa vier Minuten früher aufgehen.

Beobachte denselben Stern an mehreren klaren Abenden, und dir fällt etwas Merkwürdiges auf: Er erreicht eine bestimmte Stelle am Himmel jede Nacht ein wenig früher. Deine Uhr geht nicht falsch, und es ist auch keine Täuschung. Es ist eine direkte Folge davon, wie sich die Erde dreht und um die Sonne wandert. Astronomen halten das mit der Sternzeit fest (einer Zeit, die nicht nach der Sonne, sondern nach den Sternen gemessen wird).

Sonnentag und Sterntag

Der Alltag richtet sich nach der Sonne. Ein Sonnentag ist die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Momenten, in denen die Sonne am höchsten steht, also von einem Mittag zum nächsten. Im Durchschnitt dauert er 24 Stunden, und unsere Uhren und Zeitzonen beruhen darauf.

Ein Sterntag nutzt einen anderen Bezugspunkt: die fernen Sterne, die für diesen Zweck praktisch fest stehen. Er ist die Zeit, die die Erde für genau eine Umdrehung relativ zu ihnen braucht, etwa 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden.

Woher kommt der Unterschied? Die Erde dreht sich nicht nur, sie bewegt sich auch auf ihrer Bahn um die Sonne. Wenn der Planet eine volle Drehung relativ zu den Sternen vollendet hat, hat er bereits ein kleines Stück seines Jahresweges zurückgelegt. Die Sonne ist deshalb noch nicht an dieselbe Stelle am Himmel zurückgekehrt, und die Erde muss sich noch ein wenig weiterdrehen, bis es wieder Mittag ist.

Der Unterschied von etwa vier Minuten

Die Erde braucht etwa 365,25 Tage für einen Umlauf um die Sonne. Ein voller Kreis hat 360 Grad, also verschiebt sich unser Blickwinkel jeden Tag um etwa ein Grad. Die Erde dreht sich um etwa 15 Grad pro Stunde, ein Grad dauert also etwa vier Minuten. Das ist der Unterschied: 24 Stunden minus etwa 3 Minuten 56 Sekunden ergeben den Sterntag.

Die Folgen lassen sich leicht überprüfen:

• Jeder Stern geht auf, überquert den Meridian (die gedachte Nord-Süd-Linie durch den Punkt über dir) und geht unter, und zwar nach der Uhr etwa vier Minuten früher als am Vortag.
• Über eine Woche summiert sich das auf etwa eine halbe Stunde, über einen Monat auf etwa zwei Stunden.
• Über ein Jahr erreicht es volle 24 Stunden. Deshalb macht die Erde in einem Jahr eine Umdrehung mehr relativ zu den Sternen, als es Sonnentage gibt: etwa 366,25 gegenüber 365,25.

Kurz gesagt: Die Sterne haben es nicht eilig. Unsere Uhren folgen der Sonne, nicht den Sternen.

Wie sich der Himmel im Lauf der Jahreszeiten verändert

Diese sich aufsummierende Verschiebung erklärt, warum in verschiedenen Jahreszeiten unterschiedliche Sternbilder zu sehen sind. Wenn du den Himmel an aufeinanderfolgenden Nächten um 22 Uhr betrachtest, wandert das Muster langsam nach Westen, um etwa ein Grad pro Nacht. Ein Sternbild, das am Monatsanfang hoch am Himmel steht, ist einen Monat später tiefer und näher am Untergang, während im Osten neue erscheinen.

Der Grund: Im Lauf des Jahres zeigt die Nachtseite der Erde in eine andere Richtung des Raums. Sterne hinter der Sonne gehen im Tageslicht unter; drei Monate später blickt die Nachtseite in einen anderen Teil des Himmels. Über ein Jahr werden nacheinander verschiedene Bereiche sichtbar, während Sterne nahe den Himmelspolen die ganze Nacht über zu sehen sein können. Für Beobachter in mittleren nördlichen Breiten gehen die Sterne um den Polarstern nie unter.

Der Weg der Sonne zwischen den Sternen folgt der Ekliptik, und die Tierkreissternbilder liegen entlang dieser Linie, sodass jedes von ihnen in jedem Jahr eine Zeit lang im Glanz der Sonne verschwindet. Sternbilder wie Orion sind natürliche Wegmarken der Jahreszeiten: ein Anblick des Winters auf der Nordhalbkugel und im Sommer am Abendhimmel kaum zu sehen. Praktische Tipps findest du unter Den Himmel beobachten.

Sternzeit in der Himmelsberechnung

Astronomen nutzen die Sternzeit auch, um die Uhrzeit anzugeben. Die Ortssternzeit gilt für einen bestimmten Ort und zeigt, welche Punkte des Himmels gerade den örtlichen Meridian überqueren. Per Definition entspricht sie der Rektaszension (dem himmlischen Gegenstück zur geografischen Länge, gemessen entlang des Himmelsäquators) der Objekte, die gerade auf dem Meridian stehen.

Das ist sehr praktisch. Wenn du die Ortssternzeit kennst, weißt du, welche Objekte am höchsten stehen und am besten zu beobachten sind. Teleskope werden oft danach ausgerichtet, und Sternwarten planen ihre Nächte so, dass die Ziele nahe dem Meridian stehen, wo ihr Licht die geringste Luftschicht durchquert.

Die Zählung beginnt am Frühlingspunkt, an dem die Sonne zur Tagundnachtgleiche den Himmelsäquator kreuzt. Da sich dieser Punkt langsam verschiebt, weil die Erdachse taumelt (Präzession), enthalten genaue Berechnungen kleine Korrekturen. In der strengen Astronomie wird die Sternzeit deshalb aus anerkannten Formeln und Daten berechnet, und die Genauigkeit hängt von den verwendeten Modellen ab; siehe Ephemeriden und Genauigkeit.

Das Konzept ist auch für Himmelskarten wichtig, die an einen Moment und einen Ort gebunden sind. Um herauszufinden, welche Teile des Himmels zu einer bestimmten Zeit aufgehen, braucht man die Ortssternzeit. Deshalb ist eine genaue Geburtszeit wichtig, wenn ein Horoskop erstellt wird: Der astronomische Teil der Berechnung nutzt sie, um zu bestimmen, welche Grade der Ekliptik in diesem Augenblick aufgehen und welche kulminieren (den Meridian überqueren).

Kurz gesagt

Der Sonnentag folgt der Sonne und dauert im Mittel 24 Stunden. Der Sterntag folgt den Sternen und dauert etwa 23 Stunden 56 Minuten. Der Unterschied von knapp vier Minuten verwandelt sich über ein Jahr den Nachthimmel in einen langsam rotierenden Kalender: Jeden Abend gehen die Sterne etwas früher auf, und im Lauf des Jahres sehen wir verschiedene Teile des Himmels.

Die Positionen in Astronativa sind astronomisch exakt. Die Deutung dient der Inspiration. · Glossar · Nutzungsbedingungen · Datenschutz · Danke