Sternbilder

Sternbilder Übung

• Fasse dein Wissen über die Grundlagen zur Orientierung am Sternenhimmel zusammen.

  Tipps

  Die Erde dreht sich von Westen nach Osten.

  Lösung

  Schon aus der Bronzezeit vor über 4 000 Jahre finden sich Belege dafür, dass die Menschen gezielt den Sternenhimmel beobachtet und genutzt haben. Die so genannte Himmelscheibe von Nebra ist dafür ein eindrucksvoller Beleg. Diese diente jedoch nicht der Orientierung im Raum, sondern markierte wahrscheinlich unter anderem wichtige Daten im Jahr für die Aussaat und Ernte.

  Im Laufe eines Jahres verändert sich das Aussehen des Sternenhimmels. Welche Sternbilder an welchem Standort an welchen Tagen zu sehen sind, kann man beispielsweise mit einer Sternscheibe bestimmen. Es gibt Sternbilder, die ganzjährig auf der Nordhalbkugel zu sehen sind, manche hingegen nur zu bestimmten Jahreszeiten und wieder andere, die gar nicht beobachtet werden können, weil sie nur auf der Südhalbkugel zu sehen sind.

  Im Laufe einer Nacht dreht sich außerdem der Sternenhimmel von Ost nach West. Auch dies kann man mit Hilfe der Sternkarte ermitteln. Fast alle Sterne (außer der Polarstern) bewegen sich auf einer kreisförmigen Bahn von Osten nach Westen. Ursache dafür ist aber nicht die Bewegung der Sterne, sondern die Drehung der Erde um ihre eigene Achse von Westen nach Osten. Die Erde bewegt sich quasi unter dem Sternenhimmel entlang. Um dies zu erkennen, kann man entweder den Sternenhimmel eine ganze Nacht lang beobachten oder ein Langzeitfoto erstellen. Am beeindruckendsten ist jedoch der Besuch eines Planetariums, das diese Bewegungen an einem künstlichen Sternenhimmel im Zeitraffer simuliert.

• Benenne wichtige Begriffe an der Himmelskugel.

  Tipps

  Gegenüber des Zenit liegt der Nadir.

  Gegenüber des Himmels-Nordpols liegt der Himmels-Südpol.

  Der Meridian verläuft durch Himmels-Nordpol und -Südpol, durch Nadir und Zenit.

  Der Himmelsäquator bildet für den Beobachter die Horizontlinie.

  Lösung

  Ein Beobachter orientiert sich mit Hilfe des Polarsterns an der Himmelskugel über sich. Der fest stehende Polarstern bildet den Himmels-Nordpol. Diesem gegenüber liegt der Himmels-Südpol.

  Die Horizontebene bildet der sogenannte Himmelsäquator. Senkrecht über dem Beobachter befindet sich der Zenit. Das gegenüberliegende Pendant zum Zenit heißt Nadir. Der Meridian verläuft durch Himmels-Nordpol, -Südpol, Zenit und Nadir.

• Entscheide, um welche Sternbilder es sich jeweils handelt.

  Tipps

  Orion ist der Himmelsjäger. Er besitzt einen charakteristischen Gürtel aus drei Sternen.

  Das Sommerdreieck wird von den Sternen Deneb, Wega und Altair gebildet.

  Cassiopeia bildet je nach Lage den Buchstaben W oder M.

  Der Große Wagen ist ein Teil des Sternbildes Großer Bär.

  Lösung

  Orion ist ein markantes Sternbild des Winterhimmels in Deutschland. In den Frühlingsmonaten ist er nicht zu beobachten. Der sogenannte Himmelsjäger fällt besonders durch seine drei eng beieinander liegenden Gürtelsterne auf.

  Cassiopeia bildet das so genannte Himmels-W (oder je nach Ausrichtung auch den Buchstaben M). Das Sternbild besteht aus fünf Sternen. Dieses Sternbild kann von Deutschland aus das ganze Jahr über gut beobachtet werden.

  Der Große Wagen ist Teil des Sternbilds Großer Bär. Die Konstellation aus drei Deichselsternen und vier Kastensternen ist für uns ein sehr vertrauter Anblick und sehr gut zu beobachten. Der Große Wagen ist ganzjährig von Deutschland aus zu beobachten.

  Alle diese Sternbilder spiegeln unter anderem Gestalten und Sagen der griechischen Mythologie wieder. Hinter jedem Sternbild verbirgt sich mindestens eine spannende Geschichte wie die von der eitlen Kassiopeia, die die Götter beleidigte und zur Strafe ihre Tochter Andromeda opfern sollte. Doch natürlich wurde diese von einem Helden, Perseus, gerettet, bevor ein monströses Seeungeheuer sie verspeisen konnte...und auch diese Gestalten finden sich in Form weiterer Sternbilder am Nachthimmel wieder.

  Das Sommerdreieck aus den Sternen Wega, Altair und Deneb (die zu unterschiedlichen Sternbildern gehören) ist in Deutschland im Sommer gut zu beobachten. Analog gibt es übrigens auch ein Frühlingsdreieck, Herbstviereck und Wintersechseck.

• Beurteile die Aussagen zum Auffinden des Nordpols am nächtlichen Sternenhimmel.

  Tipps

  Ein anderer Name für Polarstern ist Nordstern.

  Welche charakteristischen Merkmale neben seiner Helligkeit machen den Polarstern zum zuverlässigen Orientierungspunkt auf der Nordhalbkugel?

  Lösung

  Der Polarstern oder Nordstern ist ein vergleichsweise heller Stern und gut mit dem bloßen Auge zu beobachten. Er ändert seine Position am nördlichen Nachthimmel im Verlauf einer Nacht nicht und ist für einen Beobachter das ganze Jahr über an der gleichen Stelle zu sehen. Daher weist er seit Jahrtausenden Menschen den Weg in Richtung des geografischen Nordpols.

  Um sicher nach dem Polarstern navigieren zu können, benötigt man eindeutige Hinweise, um ihn nicht mit anderen Sternen zu verwechseln. Da er nur von der Nordhalbkugel aus zu sehen ist, hat man dafür das Sternbild Großer Wagen ausgewählt. Dieses kann ebenfalls das ganze Jahr über beobachtet werden. Der Abstand der beiden hinteren Sterne wird entlang einer gedachten Linie verfünffacht und weist dann direkt auf den Polarstern. Damit ist der Polarstern gleichzeitig auch der äußerste Punkt der Deichsel des Kleinen Wagens. Eine andere Orientierung ermöglicht das Sternbild Cassiopeia. Dessen Mittelstern weist in Verlängerung ebenfalls in Richtung Nordstern.

• Gib an, wie man die Position eines Sterns am nächtlichen Sternenhimmel mit Hilfe der Sternenscheibe bestimmen kann.

  Tipps

  Zwei Informationen werden zum richtigen Bedienen der Sternscheibe benötigt.

  Wie verändert sich die Position der Sterne mit der Zeit?

  Lösung

  Die Sternscheibe ist ein einfaches und günstiges Hilfsmittel, um sich am Sternenhimmel zu orientieren. Die Sternscheibe zeigt an, wie sich der Sternenhimmel im Laufe eines Jahres und im Verlauf jeder Nacht verändert.

  Auf der Sternenscheibe ist der aktuell zu beobachtende Nachthimmel mit den Himmelsrichtungen bestimmbar. Um bestimmte Sterne oder Sternbilder am Nachthimmel aufzufinden, muss man sich also in Bezug auf die Himmelsrichtungen sicher sein (zum Beispiel mit Hilfe des Polarsterns). Da sich der Nachthimmel im Verlauf einer Nacht durch die Rotation der Erde stark verändert, musst du darüber hinaus die aktuelle Uhrzeit kennen. Und da sich der Sternenhimmel außerdem im Verlauf eines Jahres verändert, benötigst du darüber hinaus das Datum.

• Leite dir her, wie lange das Licht vom Polarstern benötigt, um einen Beobachter auf der Erde zu erreichen.

  Tipps

  Die Lichtgeschwindigkeit beträgt $3\cdot 10^5\frac {km} {s}$.

  Lösung

  Der Polarstern ist rund 420 Lichtjahre von der Erde entfernt.

  Das Licht, das wir heute vom Polarstern sehen, wurde bereits vor über vierhundert Jahren von ihm abgestrahlt! (siehe Rechnung)