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Entdeckungen am Nachthimmel im Kreis Kassel: Wie lange dauert ein Tag?

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Der Sternhimmel vereinfacht dargestellt als rotierendes Ziffernblatt einer Himmelsuhr: Die Bildmontage zeigt den Blick von der Volkssternwarte Rothwesten auf das Kasseler Becken mit der Himmelsansicht am 24. Februar 2022, 20 Uhr MEZ (Sonnenzeit). Die Sternzeit wird auf der Skala am Meridian abgelesen, Bezugspunkt ist der Frühlingspunkt (0 Uhr Sternzeit). Für einige ausgewählte Sterne sind die Zeiten des Meridiandurchgangs notiert. Beteigeuze im Sternbild Orion befindet sich im Meridian, es ist 5.55 Uhr Sternzeit.
Der Sternhimmel vereinfacht dargestellt als rotierendes Ziffernblatt einer Himmelsuhr: Die Bildmontage zeigt den Blick von der Volkssternwarte Rothwesten auf das Kasseler Becken mit der Himmelsansicht am 24. Februar 2022, 20 Uhr MEZ (Sonnenzeit). Die Sternzeit wird auf der Skala am Meridian abgelesen, Bezugspunkt ist der Frühlingspunkt (0 Uhr Sternzeit). Für einige ausgewählte Sterne sind die Zeiten des Meridiandurchgangs notiert. Beteigeuze im Sternbild Orion befindet sich im Meridian, es ist 5.55 Uhr Sternzeit. © Ralf Gerstheimer

Der Nachthimmel birgt viele Geheimnisse. In einer Serie bringen wir etwas Licht ins Dunkel und stellen spannende Himmelserscheinungen vor, die jeder ohne Hilfsmittel selbst beobachten kann.

Wolfhager Land – „Der Weltraum, unendliche Weiten. Wir schreiben das Jahr 2200 ….“. 1972 brach im deutschen Fernsehen der Raumkreuzer Enterprise zu seiner ersten Mission auf. „Computerlogbuch der Enterprise, Sternzeit 81,31,6. Admiral Kirk, Raumschiff Enterprise auf dem Flug nach …“. So oder ähnlich begannen die Einträge von Captain Kirk ins Logbuch des Raumschiffs.

Die Verwendung der Sternzeit zur Datierung der Geschehnisse klang dabei futuristisch und hoch wissenschaftlich, für die Handlung war sie jedoch praktisch bedeutungslos. Aber was ist eigentlich die Sternzeit und wodurch unterscheidet sie sich von der Normalzeit?

Sonnenzeit/Normalzeit

Die Zeiteinteilung im alltäglichen Leben orientiert sich am Lauf der Sonne. Jeden Mittag um 12 Uhr steht die Sonne exakt im Süden, am höchsten Punkt ihres Tagbogens. Sie passiert dabei eine für Astronomen wichtige, gedachte Linie, den sogenannten astronomischen Meridian. Dieser erstreckt sich vom Südpunkt am Horizont über den Zenit bis hin zum Himmelspol.

Die Dauer eines Tages ist wissenschaftlich festgelegt als die Zeit zwischen zwei Meridiandurchgängen der Sonne. Mit der Sonne als Bezugspunkt ist ein Tag deshalb genau genommen ein Sonnentag, unsere Normalzeit ist die Sonnenzeit.

Obwohl diese Festlegung für jeden Ort auf der Erde gilt, kann nicht überall gleichzeitig Mittag, Mitternacht usw. sein. Orte auf unterschiedlichen Längengraden haben auch unterschiedliche Sonnenzeiten. Diese sogenannte Wahre Ortszeit (Wahre Sonne) unterliegt allerdings Schwankungen der Tageslänge. Ursache dafür sind die elliptische Erdbahn und die Neigung der Erdachse. Im Laufe eines Jahres können Tage bis zu 16 Minuten länger bzw. 14 Minuten kürzer sein als der Durchschnittstag.

Für das gesellschaftliche Leben wäre es nun sehr unpraktisch, wenn jeder Ort seine eigene Ortszeit verwenden würde. Aus diesem Grund wurde die fiktive Mittlere Ortszeit (Mittlere Sonne) eingeführt: Alle Tage sind gleichlang, und als Tageslänge wird die durchschnittliche Dauer eines Tages festgelegt. Außerdem wurden global 24 Zeitzonen geschaffen, innerhalb derer jeweils eine Einheitszeit gilt. In Deutschland beispielsweise ist die Mitteleuropäische Zeit (MEZ) bzw. die Mitteleuropäische Sommerzeit (MESZ) gültig und als Normalzeit gesetzlich festgeschrieben.

Sterntage/Sternzeit

Die Sternzeit dagegen orientiert sich am Lauf der Sterne, die Dauer eines Sterntages ist festgelegt als die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meridiandurchgängen eines Sterns. Der Sterntag ist mit 23 Stunden, 56 Minuten und vier Sekunden etwas kürzer als ein Sonnentag, wird aber wie der Sonnentag in 24 (Sterntag-) Stunden unterteilt. Folglich sind die Stunden des Sterntages etwas kürzer als die des Sonnentages. Da sich die Sterne zu einer bestimmten Sternzeit immer an derselben Position am Himmel befinden, eignet sie sich sehr gut zur astronomischen Zeitbestimmung. Auch das soge-nannte Äquatoriale Koordinatensystem der Himmelskugel leitet sich daraus ab.

Himmel als Sternzeituhr

Man kann sich den Sternhimmel als ein riesiges, rotierendes Ziffernblatt einer Uhr vorstellen, mit den Himmelspolen als Dreh- und Mittelpunkt. Die Meridianlinie dient dabei als feststehender Stundenzeiger, die Sterne sind Zeitmarkierungen. Der Nullpunkt für die Stundenzählung ist der sogenannte Frühlingspunkt (allerdings befindet sich dort kein Stern). Jedem Stern kann der Zeitpunkt seines Meridiandurchgangs zugeordnet werden. Umgekehrt steht der Meridiandurchgang eines Sterns für die entsprechende Sternzeit. Beispielsweise passiert der Stern Beteigeuze im Sternbild Orion den Meridian um 5.55 Uhr Sternzeit. Wenn der Frühlingspunkt im Meridian steht, ist es 0 Uhr Sternzeit.

Je östlicher bzw. westlicher der Beobachtungsort liegt, desto früher bzw. später gehen dort die Sterne auf. Die Auf- und Untergangszeiten sind also standortabhängig, pro Längengrad verschiebt sich die Sternzeit um +/- vier Minuten. Aus diesem Grund wird die Sternzeit häufig bezogen auf den nullten Längengrad (Zeit der Sternwarte Greenwich/London GMST) angegeben. (Ralf Gerstheimer)

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