Warum sich der Nachthimmel im Jahreslauf verändert

Jeder Stern geht jede Nacht etwa 4 Minuten früher auf. Das ergibt 2 Stunden pro Monat.

Gleiche Uhrzeit, andere Sterne

Gehst du im Januar um 21 Uhr hinaus, steht Orion hoch im Süden. Im Juli um 21 Uhr ist er nirgends zu sehen. Skorpion und Sommerdreieck haben seinen Platz eingenommen. Die Sterne haben sich nicht bewegt. Verändert hat sich der Ort der Erde auf ihrer Umlaufbahn und damit die Blickrichtung ihrer Nachtseite. Nachts schauen wir von der Sonne weg. Im Laufe eines Jahres wandert diese Richtung einmal um den gesamten Himmel.

Die Erde braucht 365.25 Tage für einen Sonnenumlauf. Sie bewegt sich daher täglich etwa 360° ÷ 365.25 ≈ 0.986°, ungefähr ein Grad, auf ihrer Bahn weiter. Von der Erde aus scheint die Sonne dadurch täglich ein Grad nach Osten vor den Hintergrundsternen zu wandern. Damit die Sonne wieder den Meridian erreicht, muss sich die Erde täglich etwa 361° statt 360° drehen. Das zusätzliche Grad dauert etwa 4 Minuten. Daher unterscheiden sich der 24-stündige Sonnentag und der Sterntag mit 23 Stunden 56 Minuten.

Unsere Uhren richten sich nach der Sonne. Die Sterne gehen ihnen deshalb voraus. Ein Stern geht jede Nacht etwa 4 Minuten früher auf: nach einer Woche eine halbe Stunde früher, nach einem Monat 2 Stunden und nach drei Monaten 6 Stunden. Nach einem ganzen Jahr summiert sich der Vorsprung auf 24 Stunden, und der Stern steht zur gleichen Uhrzeit wieder am Ausgangsort. Probiere es im Modell: Lass die Uhrzeit bei 21:00 und gehe jeweils einen Monat weiter. Der Himmel springt um etwa 30°, also zwei Stunden Himmelsdrehung.

Ekliptik und Tierkreis

Die jährliche Bahn der Sonne zwischen den Sternen heißt Ekliptik. Sie ist um 23.44° gegen den Himmelsäquator geneigt, weil die Erdachse um denselben Winkel geneigt ist. So steht es im Erd-Steckbrief der NASA. Schalte im Modell Ekliptik ein, um die goldene Linie zu sehen. Die Sternbilder, durch die die Ekliptik verläuft, bilden den Tierkreis. Traditionell sind es zwölf. Nach den IAU-Grenzen durchquert die Sonne jedoch auch ein dreizehntes, Ophiuchus, den Schlangenträger. Das Bildungsbüro der IAU führt alle dreizehn auf. Laut EarthSky steht die Sonne ungefähr vom 30. November bis zum 18. Dezember vor dem Schlangenträger. Die Sternbilder sind auch nicht gleich groß: Vor der Jungfrau bleibt die Sonne etwa anderthalb Monate, vor dem Skorpion nur rund eine Woche. Astrologische Tierkreiszeichen sind etwas anderes: zwölf gleich große Abschnitte der Ekliptik von je 30° ohne wissenschaftliche Grundlage.

Die Neigung der Ekliptik erklärt auch die Jahreszeiten am Himmel. Zur Juni-Sonnenwende steht die Sonne 23.44° nördlich des Himmelsäquators. In Seoul beträgt ihre Mittagshöhe dann 90° − 37.57° + 23.44° ≈ 75.9°. Zur Dezember-Sonnenwende steht sie 23.44° südlich, und die Mittagssonne erreicht nur etwa 29.0°. Eine hoch stehende Sonne bleibt länger über dem Horizont und erwärmt den Boden direkter: Es ist Sommer. Dieselbe Geometrie gilt nachts: Die Wintersonne steht tief, also sind Winternächte lang. Der Abschnitt der Ekliptik am winterlichen Nachthimmel verläuft durch Stier und Zwillinge und steht hoch.

Ein Kalender des koreanischen Abendhimmels

Die Tabelle wurde mit dem Modell für Seoul geprüft. Du kannst sie selbst überprüfen: Stelle den 15. April um 21:00 ein, dann steht der Löwe nahe am Meridian, fast 70° hoch. Am 18. Oktober stehen Pegasus und Schwan hoch, während Orion noch nicht aufgegangen ist. Die Präzession verschiebt all diese Daten langsam. Laut Sky and Telescope verschiebt sich der Eintritt der Sonne in ein Sternbild etwa alle 70 Jahre um einen Tag.