De hemel — astronomie

Sterrentijd: waarom sterren elke nacht eerder opkomen

Een siderische dag duurt ongeveer 23 uur, 56 minuten en 4 seconden: de tijd die de aarde nodig heeft om één keer om haar as te draaien ten opzichte van de verre sterren. Een zonnedag duurt gemiddeld 24 uur, omdat de aarde ook langs haar baan beweegt. Dat verschil van bijna vier minuten zorgt ervoor dat sterren elke nacht ongeveer vier minuten eerder opkomen.

Kijk op een paar heldere avonden naar dezelfde ster en je merkt iets opvallends: hij bereikt een bepaald punt aan de hemel elke nacht iets eerder. Je klok loopt niet fout en het is geen illusie. Het is een direct gevolg van hoe de aarde draait en om de zon beweegt. Astronomen houden dit bij met sterrentijd (tijd gemeten aan de hand van de sterren in plaats van de zon).

Zonnedag en siderische dag

Het dagelijks leven draait om de zon. Een zonnedag is het tijdsverloop tussen twee opeenvolgende momenten waarop de zon het hoogst aan de hemel staat, van de ene middag tot de volgende. Gemiddeld duurt die 24 uur, en onze klokken en tijdzones zijn daarop gebaseerd.

Een siderische dag gebruikt een ander referentiepunt: de verre sterren, die hiervoor praktisch vast staan. Het is de tijd die de aarde nodig heeft om precies één keer ten opzichte van die sterren te draaien: ongeveer 23 uur, 56 minuten en 4 seconden.

Waarom dit verschil? Omdat de aarde niet alleen draait, maar ook langs haar baan om de zon beweegt. Als de planeet een volledige draai ten opzichte van de sterren heeft gemaakt, heeft ze al een klein stukje van haar jaarlijkse route afgelegd. De zon is dan nog niet terug op dezelfde plek aan de hemel, en de aarde moet nog een stukje verder draaien voor het volgende middaguur.

Het verschil van ongeveer vier minuten

De aarde doet er ongeveer 365,25 dagen over om rond de zon te gaan. Een volledige cirkel is 360 graden, dus ons uitkijkpunt verschuift elke dag met ongeveer één graad. De aarde draait ongeveer 15 graden per uur, dus één graad kost ongeveer vier minuten. Dat is het verschil: 24 uur min ongeveer 3 minuten en 56 seconden levert de siderische dag op.

De gevolgen zijn makkelijk na te gaan:

• elke ster komt op, passeert de meridiaan (de denkbeeldige noord-zuidlijn door het punt recht boven je) en gaat onder, volgens de klok ongeveer vier minuten eerder;
• over een week loopt dat op tot ongeveer een half uur, over een maand tot ongeveer twee uur;
• over een jaar is het een volle 24 uur. Daarom maakt de aarde in een jaar één draai meer ten opzichte van de sterren dan er zonnedagen zijn: ongeveer 366,25 tegenover 365,25.

Kortom: de sterren hebben geen haast. Onze klokken volgen de zon, niet de sterren.

Hoe de hemel door de seizoenen verandert

Deze oplopende verschuiving verklaart waarom er in verschillende seizoenen andere sterrenbeelden te zien zijn. Als je op opeenvolgende nachten om 22.00 uur naar de hemel kijkt, schuift het patroon langzaam naar het westen, ongeveer één graad per nacht. Een sterrenbeeld dat aan het begin van een maand hoog boven je staat, staat een maand later lager en dichter bij ondergaan, terwijl er nieuwe in het oosten verschijnen.

De reden is dat de nachtzijde van de aarde door het jaar heen een andere kant van de ruimte op wijst. Sterren achter de zon gaan verloren in het daglicht; drie maanden later kijkt de nachtzijde naar een ander deel van de hemel. In de loop van een jaar komen zo steeds andere gebieden in beeld, terwijl sterren dicht bij de hemelpolen de hele nacht zichtbaar kunnen blijven. Voor een waarnemer op gematigde noordelijke breedtes gaan de sterren rond de Poolster nooit onder.

Het pad van de zon langs de sterren volgt de ecliptica, en de sterrenbeelden van de dierenriem liggen daarlangs, dus elk van hen verdwijnt een deel van het jaar in het zonlicht. Sterrenbeelden zoals Orion zijn natuurlijke seizoensmarkeringen: een wintergezicht op het noordelijk halfrond en in de zomer vrijwel afwezig aan de avondhemel. Praktische tips vind je bij hoe kijk je naar de hemel.

Sterrentijd in hemelberekeningen

Astronomen gebruiken sterrentijd ook als manier om het uur aan te geven. De lokale sterrentijd geldt voor een bepaalde plek en laat zien welke punten van de hemel nu de lokale meridiaan passeren. Per definitie is hij gelijk aan de rechte klimming (het hemelse equivalent van lengtegraad, gemeten langs de hemelequator) van objecten die zich nu op de meridiaan bevinden.

Dat is erg handig. Als je de lokale sterrentijd kent, weet je welke objecten het hoogst staan en het best te zien zijn. Telescopen worden er vaak mee gericht, en sterrenwachten plannen hun nachten zo dat doelen dicht bij de meridiaan staan, waar hun licht de minste atmosfeer doorkruist.

De telling begint bij het lentepunt, waar de zon de hemelequator kruist bij de equinox. Omdat dit punt langzaam verschuift door het tollen van de aardas (precessie), bevatten nauwkeurige berekeningen kleine correcties. In de strikte astronomie wordt sterrentijd daarom berekend met aanvaarde formules en gegevens, en hangt de nauwkeurigheid af van de gebruikte modellen; zie efemeriden en nauwkeurigheid.

Het begrip is ook van belang voor hemelkaarten die aan een moment en plaats gekoppeld zijn. Om te bepalen welke delen van de hemel op een bepaald tijdstip opkomen, heb je de lokale sterrentijd nodig. Daarom is een exacte geboortetijd belangrijk bij het opstellen van een horoscoop: het astronomische deel van de berekening gebruikt die om te bepalen welke graden van de ecliptica op dat moment opkomen en welke culmineren (de meridiaan passeren).

Kort samengevat

De zonnedag volgt de zon en duurt gemiddeld 24 uur. De siderische dag volgt de sterren en duurt ongeveer 23 uur en 56 minuten. Het verschil van bijna vier minuten maakt, opgebouwd over een jaar, van de nachthemel een langzaam draaiende kalender: elke avond komen de sterren iets eerder op, en door het jaar heen zien we andere delen van de hemel.

Posities in Astronativa zijn astronomisch exact. De duiding is bedoeld als inspiratie. · Woordenlijst · Voorwaarden · Privacy · Dank je wel