Astronomie/Horizontalsystem?
Hallo. Kann mir bitte jemand das horizontalsystem/Beobachtungssystem, Äquatorsystem? Ich verstehe das gar nicht und mit diesen ganzen Winkeln und Pfeilen. Ich habe von meinem Lehrer diese Tafelbilder bekommen, aber verstehe trotzdem nichts
Vor allem was Deklination und das andere sind verstehe ich nicht, egal wie oft ich mir das anschaue. Kann mir das jemand erklären? Habe keine Ahnung von Astronomie, ich weiß gar nichts
2 Antworten
Es gibt verschiedene Polarkoordinatensysteme. Jedes hat den Beobachter im Zentrum, jedes hat eine gedachte Ebene, die sich um den Beobachter ausdehnt und senkrecht zu der Ebene einen Pfeil zum Pol des Systems. Der Winkelabstand eines Objekts von der Ebene wird auch verschieden genannt - der Pol hat immer den Winkelabstand 90 Grad.
Im Horizontalen System ist die Ebene der Horizont, der Pol ist der Zenit senkrecht über dem Beobachter, den Winkelabstand nennt man Höhe.
Im Äquatorialen System ist die Ebene der Äquator, der Pol ist der Himmelspol (da zeigt die Drehachse der Erde hin), den Winkelabstand nennt man Deklination. Sternkarten sind meist im Äquatorialen System gezeichnet.
Beide Systeme sind gegeneinander geneigt, außer der Beobachter steht genau am Nordpol. Durch diese Neigung entstehen Tag und Nacht.
Es gibt noch weitere: Das Ekliptikale System mit der Erdbahn um die Sonne als Ebene (das durch die Neigung der Erdachse gegen das Äquatoriale geneigt ist, so entstehen Jahreszeiten), das Galaktische System mit der Milchstraße als Ebene.
Hallo wissenslustly,
das im Heft ist eine sehr knappe ERklärung. Vielleicht tust Du Dir mit der Darstellung auf leifi leichter?
Besonders schön finde ich da die interaktive GRaphik in Abb. 3
https://www.leifiphysik.de/astronomie/sternbeobachtung/astronomische-koordinatensysteme
So: Erstmal: Wozu braucht man das Ganze?
Wenn wir nachts einen Stern beobachten und einem anderen Astronom davon berichten wollen, müssen wir ja irgendwie exakt mitteilen können, welchen Stern wir beobachtet haben. Dazu brauchen wir ein Koordinatensystem, mit dessen Hilfe wir der Position eines Sternes einen exakt angebbaren Zahlenwert zuordnen können.
Das ist nicht anders als auf der Erde, wo wir über Längen- und Breitengrade ja auch ein Koordinatensystem aus zwei Winkeln angeben, um jeden Ort auf der Erde (etwa mittels GPS) zu beschreiben.
Gehen wir von der Erdkugel an die Himmelskugel, liegen 2 verschiedene Koordinatensysteme nahe: Das eine orientiert sich am Horizont eines Beobachters; das zweite am Himmelsäquator.
Horizontsystem
Ein sehr einfaches, intuitives solches Koordinatensystem ist das Horizontsystem. Der Beobachter orientiert sich bei der Angabe der Position des Sterns einfach an seinem Horizont. Er gibt hier die Höhe des Sterns über dem Horizont als eine Koordinate (senkrecht) an und als zweite Koordinate (waagrecht) den Winkel des Sterns zur Nordrichtung. Letzteres nennt man den "Azimut".
Der Vorteil des Horizontsystems ist, dass sich diese beiden Winkel sehr leicht messen lassen.
Der Nachteil ist, dass sich die Erde dreht, was dazu führt, dass Sterne langsam von Osten über Süden nach Westen ihre Bahnen über den Himmel ziehen, wie die Sonne halt auch. Beide Koordinatenwerte des Sterns ändern sich deshalb ständig. Messen wir ein paar Minuten später, dann sind sowohl Höhe als auch Azimut anders als vorher.
Angaben im Horizintsystem machen also nur Sinn, wenn wir dem anderen Beobachter zusätzlich noch unseren exakten Beobachtungsort und die exakte Beobachtungszeit sagen.
Selbst dann muss der Arme noch recht viel rechnen, um herauszufinden, welchen Stern wir gemeint haben.
Deswegen ist es in der Astronomie gebräuchlicher, das sogenannte Äquatorsystem zu benutzen, in dem die Position des Sterns in 2 anderen Koordinaten angegeben wird, die sich am (Himmels-)Äquator orientieren und zeitlich (einigermaßen) fest sind: Rektazension und Deklination.
Äquatorsystem
Der Vorteil dieses Koordinatensytems ist eben, dass es am Himmelspol und dem Himmelsäquator ausgerichtet ist ... und damit eben an der Rotationsachse der Erde. Ein Stern behält (abegesehen von des seeeehr langsamen Eigenbewegungen der Sterne) seine Position relativ zum Äquatorsystem bei.
Die zwei Winkel, die für jeden Stern als Koordniaten dienen, sind hier sein Abstand vom Himmelsäquator ("Deklination") und seine sogenannte "Rektazension", sein Abstand vom Frühlingspunkt - dem Punkt auf dem Äquator, an dem die Sonne beim Frühlingsanfang steht.
Die Deklination eines Sterns ist also ein Winkel: Sein Abstand vom Himmelsäquator. Sirius, der hellste Fixstern, hat z.B. δ = - 16° 42' und liegt damit auf der südlichen Himmelshälfte. Während seine Höhe (also die Höhe über oder unter dem Horizont, also seine Koordinate im Horizontsystem) sich ständig verändert, ist die Deklination zeitlich unabhängig.
Das gilt auch für die Rektazension: Das ist auch ein Winkel, nämlich der Winkel, den der Lotpunkt des Sterns am Himmelsäquator zum Frühlingspunkt hat. Der Frühlingspunkt ist der Schnittpunkt des Himmelsäquators mit der Ekliptik (Ekliptik = Ebene, in der die Erde die Sonne umläuft 0 scheinbare Ebene, auf der die Sonne zwischen den Sternen im Jahreslauf "wandert"), an dem die Sonne bei der Frühlings-Tag-und-Nachtgleiche steht.
Schau Dir oben im Link mal die Bildchen an, die sind etwas ausführlicher beschriftet als Deine im Heft. Vielleicht wird es dann klarer?
Grüße