Bedeutung
Unter dem Sternenhimmel (auch Sternhimmel) versteht man den Anblick des gestirnten Himmels – des wolkenfreien Nachthimmels auf der Erde – beziehungsweise auch auf anderen Himmelskörpern und im Universum.
Bei günstigen Umständen sind auf dunklen Standorten (Gebirge, Wüste) etwa 3000 bis 6000 Sterne – alle zur Milchstraße gehörig – sowie einzig die Andromedagalaxie mit bloßem Auge (freiäugig) sichtbar.
Die Zahl der mit modernsten Großteleskopen erfassbaren Sterne beträgt etwa 10 Milliarden.
Mathematisch formuliert ist der Himmelsanblick für die sphärische Astronomie die Projektion des Sternenraums auf die Himmelskugel, eine für Berechnungen benützte Einheitskugel. Diese phänomenologische Himmelserscheinung wurde früher als Firmament bezeichnet, an das man sich die „Fixsterne“ angeheftet dachte
Geburt eines Sternes
Sternhimmel als Bezugssystem
In der Astrometrie und sphärischen Astronomie dient der Sternenhimmel als Bezugssystem für sternfeste Koordinaten, siderische Perioden und die Weltzeit (UT). Siehe hierzu auch Zeitsysteme und Fundamentalsystem.
Den Geodäten, der Navigation und verschiedenen Sparten der Physik gibt er die Möglichkeit, absolute Richtungen zu messen, Ortungen durchzuführen und die Gestalt der Erde zu bestimmen: Die Bezugssysteme für Koordinaten und physikalische Messungen werden letztlich aus dem Sternhimmel abgeleitet.
Ihre bestimmenden Parameter und jene der Erde werden international einheitlich definiert – wobei die Dachverbände der Astronomen (IAU), der Physik, der Geophysik (IUGG) und der Geodäsie (IAG, FIG) eng kooperieren.
Basismodell einer drehbaren Sternkarte
Hemisphären
Der Sternhimmel besteht in mehrfacher Hinsicht aus zwei Hälften oder Hemisphären:
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Sichtbarer Himmel und Himmelshälfte unter dem Horizont
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Nordsternhimmel und Südsternhimmel, geteilt entlang dem Himmelsäquator (der Süden enthält das Zentrum der Milchstraße und zeigt daher etwas mehr Sterne)
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Sternhimmel nördlich und südlich der Ekliptik (scheinbare Jahresbahn der Sonne unter den Fixsternen).
Hingegen sind Begriffe wie Sommerhimmel oder Winterhimmel relativ, d. h. von Standort, Jahres- und Uhrzeit abhängig. So sind beispielsweise die für Europa typischen Wintersternbilder des Abendhimmels wie Orion oder Stier im Herbst bereits nach Mitternacht zu sehen.
Sternkarten
Zur Orientierung am Sternhimmel dienen Sternkarten (siehe vorheriges Thema), insbesondere drehbare Sternkarten, die nach Datum und Zeit einstellbar sind.
Im Regelfall sind sie für den Blick nach Süden ausgelegt. Für andere Blickrichtungen ist die gewünschte Himmelsrichtung nach unten zu halten. Die Haupthimmelsrichtungen sind meist mit N (Nord), E (Ost), S (Süd) und W (West) markiert.
Die älteste Sternkarte bzw. Darstellung des Nachthimmels ist auf der Himmelsscheibe von Nebra zu sehen.
Die Himmelsscheibe von Nebra ist eine kreisförmige Bronzeplatte mit Applikationen aus Gold und stellt offenbar astronomische Phänomene und religiöse Symbole dar, ihr Alter wird auf 3700–4100 Jahre geschätzt.
Dieses Artefakt der frühen Bronzezeit Mitteleuropas (Aunjetitzer Kultur) gilt als einer der wichtigsten archäologischen Funde aus dieser Epoche sowie als die älteste bewegliche und derzeit nach der Kalksteinplatte von Tal-Qadi in Malta die zweitälteste Himmelsdarstellung.
Himmelsscheibe von Nebra
Vier Jahreszeiten und Tageslängen
Untenstehend der abendliche Himmelsanblick der vier Jahreszeiten für Mitteleuropa um 21 Uhr in der Monatsmitte von Januar, April, Juli und Oktober.
Die Karten zeigen Sterne bis etwa 4. Größe, die üblichen Konturen der Sternbilder sowie das Wintersechseck und das Sommerdreieck. Der Scheitelpunkt (Zenit) ist jeweils in der Kartenmitte.
Die Himmelsrichtung, in der man beobachten will, ist unten zu halten.
Sternenhimmel im Frühling
Sternenhimmel im Sommer
Sternenhimmel im Winter
Sternenhimmel im Herbst
Unter Tageslänge können verschiedene Zeitspannen verstanden werden:
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tags als Dauer eines lichten Tages – diese Zeitspanne reicht von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang und ist je von der geographischen Breite des Ortes abhängig
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tags und nachts als Summe der Dauer von lichtem Tag und angrenzender Nacht – diese Zeitspanne reicht von einem bis zum nächsten Sonnenuntergang, in der Antike als Nychthemeron bezeichnet, oder wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sonnenaufgängen bestimmt, und auch ganzer Tag, voller Tag bzw. Volltag genannt
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tags und nachts als Summe der Dauer eines lichten Tages und der beiden angrenzenden Nachthälften – diese Zeitspanne reicht von Mitternacht bis zur folgenden Mitternacht, genauer dem (unteren) Meridiandurchgang der Sonne, und liegt dem heutigen Kalendertag zugrunde
Tag und Nacht wurden ursprünglich nicht als ein zusammengehörendes Ganzes betrachtet, sodass mit Tageslänge zunächst ausschließlich die Dauer des lichten Tages gemeint war, der mit Sonnenuntergang zu Ende ging.
Die anschließende Abenddämmerung und Nacht wurde in vielen Kulturen dann als schon den nächsten Tag vorbereitend angesehen (so auch Sonnabend vor Sonntag).
Der aus den Spannen tags und nachts gebildete Begriff wurde im Altgriechischen mit dem Kompositum νυχθήμερον nychthemeron (‘Nachttag’) bezeichnet, und fasste zumeist den Abschnitt von Abdenddämmerung bis Abenddämmerung. Im Hochdeutschen fehlt hierfür ein unmittelbar entsprechendes Wort, weshalb von ganzem oder auch vollem Tag gesprochen wird.
In der Astronomie ist der Sonnentag als die Dauer zwischen zwei Meridiandurchgängen der Sonne eindeutig definiert. Während die Dauer des lichten Tages jahreszeitenabhängig in den gemäßigten Breiten deutlich, in den polaren Breiten extrem schwankt, ist die Dauer eines astronomischen Sonnentages überall auf der Erde im Jahreslauf nahezu gleich. Doch dauern beide über sehr lange Zeitspannen gemittelt zunehmend länger wegen der abnehmenden Rotationsgeschwindigkeit der Erde, wie umgekehrt irdische Tage früherer geologischer Zeitalter kürzer waren
Sternbilder
Als Sternbilder (vereinzelt auch Konstellationen) werden visuelle Einheiten einzelner heller Sterne am Himmel bezeichnet, in die Gruppen von etwa 5 bis 20 Sternen zusammengefasst werden, um die Orientierung am Sternhimmel zu erleichtern. Seit der Jungsteinzeit und insbesondere seit der Antike werden solche Gruppen einer mythologischen Figur, einem Tier oder einem Gegenstand zugeordnet. Ein bekanntes Beispiel ist der Große Wagen (eigentlich Teil des Großen Bären), dessen zwei Kastensterne die Richtung zum Polarstern markieren.
Die Sterne eines Sternbildes haben, von der Erde aus betrachtet, untereinander relativ geringe Winkelabstände und liegen daher im Sinne der Himmelskoordinaten der sphärischen Astronomie relativ nahe beieinander. Diese Nachbarschaft ist aber nur eine scheinbare; die durch genaue Messung der Parallaxe bestimmbaren Entfernungen der Sterne eines Sternbildes vom Sonnensystem können um ein Vielfaches differieren (vgl. Sternenliste des Orion). Teilweise liegen also einzelne Sterne eines Sternbildes der Sonne näher als anderen Sternen desselben Sternbildes. Andererseits können zwei Sterne verschiedener Sternbilder tatsächlich eine kleinere Distanz untereinander haben als scheinbar eng benachbarte Sterne eines einzigen Sternbildes.
Sternbilder waren in vielen Kulturen ein Mittel zur Orientierung am Himmel und daher auch für die Seefahrt von Bedeutung. Während früher die genaue Form der Sternbilder teilweise der persönlichen Interpretation überlassen war, sind sie heute in ihrem Umfang klar definiert und dienen der örtlichen Zuordnung und Kartierung des Himmels. Die Internationale Astronomische Union (IAU) hat die Sternbildgrenzen nach Himmelskoordinaten festgelegt und verwendet sie u. a. zur genäherten Ortsangabe veränderlicher Himmelsobjekte wie Meteore oder Novae.
Ähnliche, aber nicht präzise definierte Anordnungen von Sternen (Sternkonstellationen) werden hingegen als Asterismus bezeichnet. Dieser Begriff umfasst auch die historischen Sternbilder der westlichen Astronomiegeschichte und die Konstellationen anderer Kulturen.Sternbilder lassen sich in fast allen Kulturen feststellen und mit Sicherheit bis in die frühen Hochkulturen zurückverfolgen. Eine besondere Bedeutung haben menschenähnliche Figuren (z. B. Orion), regelmäßige Drei- bis Sechsecke und längere Sternreihen (z. B. Andromeda, Fünfsternreihe, Wasserschlange) bzw. Sternzüge (Drache, Schlange, Eridanus).
Die heutigen Sternbilder gehen von den zwölf babylonischen sowie altägyptischen Tierkreiszeichen aus und wurden im antiken Griechenland auf 48 erweitert. Zwischen 1600 und 1800 wurden weitere eingeführt. Seit 1922 werden 88 von der IAU offiziell anerkannte Sternbilder verwendet, deren Grenzlinien nach Vorarbeit von Eugène Delporte, dessen diesbezügliche Arbeit 1930 erschien, 1928 von der IAU definiert wurden.
Die Astrognosie ist das Fachgebiet der Astronomie, das sich mit den Sternbildern befasst. Die Namen der Sternbilder sind insbesondere für die systematische Benennung von Sternen mit einem griechischen Buchstaben (Alpha, Beta, Gamma, Delta, ...) und Sternbild (lateinische Bezeichnung) von Bedeutung.
Sternbilder am Südhimmel