Astronomische Koordinatensysteme (6): Die Sternzeit

Wir haben und in den vorangegangenen Teilen dieser Serie schon das Horizontsystem und das ekliptikale System angeschaut. Bevor wir nun dem am häufigsten genutzten äquatorialen System zuwenden, müssen wir uns noch das Konzept der Sternzeit genauer anschauen.

Sternzeit – der Begriff weckt bei mir immer die Erinnerung an Cpt. Picard und die Enterprise – dabei hat er eine ganz reale und praktische Bedeutung in der Astronomie.

Uhrzeit vs. Sternzeit

Das Konzept der Sternzeit ist eigentlich schnell erklärt, wenn man sich die Parallelen zur normalen Zeitmessung und dem Zeitpunkt anschaut, den man “wahren Mittag” nennt. Wir messen unseren normalen Tag anhand eines mittleren Sonnentages. Im Mittel benötigt die Sonne 24h, um einmal am Firmament einen Kreis zu beschreiben. Geht die Sonne zudem an einem Beobachtungsort durch den Meridian, dann ist an diesem Ort “wahrer Mittag”. Von einem wahren Mittag zum nächsten braucht es wiederum im Mittel 24h. So weit, so gut.

Nun beobachtet man in der Astronomie sehr oft den Fixsternhimmel. Zudem ist ein mittlerer Sonnentag ca. 4 Minuten länger als ein mittlerer Sterntag, also jener Tag, der durch die Rotation des Fixsternhimmels definiert ist. Anstatt nun die Zeit über den Meridiandurchgang der Sonne zu definieren, kann dazu auch ein Punkt des Fixsternhimmels genutzt werden.

Auch nur ‘ne andere Uhr

Als Bezugspunkt für die Sternzeit haben sich die Astronomen den Frühlingspunkt ausgesucht, den wir schon beim ekliptikalen Koordinatensystem kennengelernt haben. Das war einer der beiden Schnittpunkte von Himmelsäquator und Ekliptik. Immer, wenn der Frühlingspunkt an einem Beobachtungsort durch den Meridian geht, startet ein neuer Sterntag, es ist dann 0h Sternzeit. Anschließend rotiert der Frühlingspunkt innerhalb eines Sterntages einmal am Firmament. Der nächste Sterntag beginnt am darauffolgenden Meridiandurchgang des Frühlingspunktes.

Eine Uhr, die diesem Ablauf folgt, geht mit der Rotation des Sternenhimmels am Firmament synchron. Anstatt 24hwie in unserer normalen Zeitmessung, beträgt ein solcher Tag 23h 56m 4s.

Stundenwinkel und Sternzeit

Um nun mit dieser Sternzeit praktikabel arbeiten zu können, definiert man einen vollen Sterntag als 24h. Ein voller Kreis des Fixsternhimmels dauert dann also 24h (wobei das um ca. 4m kürzere 24h sind als unsere über den Sonnentag definierten 24h). So ist es möglich, Winkel direkt in Zeiten anzugeben und umgekehrt. Eine volle Rotation entspricht 24h, ein Halbkreis 12h und ein Winkel von 90° entspricht 6h.

In einem solchen System ist die Frage “Wie spät ist es?” quasi gleichbedeutend mit der Frage “Um welchen Winkel haben die Sterne rotiert?” Der Winkel zwischen Meridian und Frühlingspunkt wird nach Westen gemessen und “Stundenwinkel” genannt (Abb. 1). Demnach ist die Sternzeit gleich dem Stundenwinkel des Frühlingspunktes am jeweiligen Standort.

Abb. 1: Skizze zur Definition der Sternzeit

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Eine Antwort

  1. 18. Oktober 2020

    […] Gestirn in der Regel lange Zeit stabil. Interessant ist nun der Zusammenhang mit der Sternzeit. Im letzten Blogbeitrag ging es um die Sternzeit und kurz zusammengefasst ist die Sternzeit der Stundenwinkel des […]

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