Blickrichtung Norden

In dem dunkelsten Bereich des Himmels, in dem nie die Sonne zu sehen ist, umrunden die Zirkumpolarsterne in Vollkreisen den Himmelsnordpol. Es gilt, je weiter ein Stern vom scheinbaren Zentrum entfernt ist, desto größer wird sein Kreisbogen. Diese Situation wird durch das Foto belegt, auf dem die einzelnen Bogenabschnitte nach außen hin länger und gestreckter abgebildet sind. Ferner erzeugen helle Sterne natürlich auch hellere und breitere Leuchtspuren (Abbildung 1).

Trotz der offensichtlichen Gleichförmigkeit der nördlichen Sternenbahnen kommt drei Zirkumpolarsternen eine besondere Bedeutung zu (siehe Abbildung 2): Ein Stern passiert, wenn er in der oberen Kulmination seinen höchsten Punkt durchläuft beinah den Zenit, den Punkt direkt über dem Kopf des Beobachters. Ein anderer Stern steht dem Himmelsnordpol (HNP) am nächsten und somit kann durch ihn die Nordrichtung und dann auch alle anderen Richtungen bestimmt werden. Schließlich erreicht der äußerste der Zirkumpolarsterne exakt im Nordpunkt (N) seinen unteren Kulminationspunkt, wenn er gerade noch über der Landschaft wahrnehmbar ist. — Doch sobald man weiter nordwärts oder südwärts reist, verändert sich die Höhe des Nordpols und aller Zirkumpolarsterne, weshalb dann andere Sterne diese Zeigerfunktionen einnehmen.
Die Sterne außerhalb des Zirkumpolarkreises gehen mit zunehmender Entfernung vom Himmelspol immer weiter westlich des Nordpunktes unter und östlich davon wieder auf, wodurch der unsichtbare, unterläufige Bereich der täglichen Kreisbahn beständig länger wird.

Besonders helle Zirkumpolarsterne fungieren als Sternenuhr

Heute, wie vermutlich auch schon in der Bronzezeit, waren im Norden die sieben Sterne des Großen Wagens am leichtesten von allen Konstellationen zu erkennen. Verlängern wir heutzutage das hintere Ende seines Kastenaufbaus oder der hinteren Achse, um das Fünffache, treffen wir auf unseren Polarstern Polaris, der der erste Stern am Griff oder der Deichsel des Kleinen Wagen ist. Dies ist heute der wichtigste Stern in unserer nördlichen Himmelshälfte. Er vollführt nur eine ganz winzige Kreisbewegung, die wir kaum bemerken und er scheint als einziger Stern stillzustehen, da er nur knapp 1° vom Himmelspol entfernt ist. Die Linie zwischen dem Kastenende des Großen Wagens und dem Polarstern, können wir als kleinen Zeiger einer großen Uhr betrachten.

Da aber die Himmelspole wegen einer Taumelbewegung der Erdachse, der sogenannten Präzessionsbewegung, in etwa 26.000 Jahren annähernd eine Kreisbahn am Himmel zurücklegen und sich dadurch auch das gesamte Firmament verschiebt, müssen nach einigen Jahrhunderten andere Sternenzeiger gefunden werden. Die Astronomen der Frühbronzezeit hatten damals gleich zweimal das Glück, wie auf der Himmelsscheibe von Nebra verborgen dargestellt ist, dass helle Zirkumpolarsterne gleichzeitig beinah übereinander zwischen dem Nordpunkt und der Himmelsnordpol standen und ebenfalls Sternenzeiger bildeten.

Insgesamt ist zu bedenken, dass die Nächte je nach Jahreszeit unterschiedlich lang sind, weshalb auch die Zirkumpolarsterne nur für gewisse Zeiträume sichtbar sind. Hinzukommt, dass zwar alle Sterne in 24 Stunden einen vollen Umschwung durchlaufen, aber ein Sternentag ist 4 Minuten kürzer als ein Sonnentag. Denn, wenn wir uns einen Fixstern über dem Süd-oder Nordpunkt merken, vergehen nur rund 23 Stunden und 56 Minuten bis er wieder dort ankommt. Dies entspricht einer Umdrehung der Erde um die eigene Achse. Dagegen benötigt die Sonne für denselben Umlauf 24 Stunden, weil die Erde zusätzlich noch jeden Tag die Sonne um rund 1 Grad umrundet. Demzufolge geht jeder Stern vier Minuten früher auf und später unter. Diese zeitliche Verschiebung zum Sonnenjahr bewirkt, dass wenn man einen Sternenzeiger immer zur Mitte der Nacht betrachtet, er sich jeweils zu Beginn der vier Jahreszeiteneine Viertel Umdrehung weitergedreht hat, und alle Gestirne mit ihm.

Mit den Zeigersternen einer Sternenuhr, die den Nordpol als Zentrum hat, versteht man am einfachsten die Tages- und Jahresbewegung der Fixsterne.

Nur in Blickrichtung Norden kreisen Sterne auf vollständigen Parallelkreisen um ein Zentrum und der gesamte Umschwung erfolgt gegen den Uhrzeigersinn.

Weiterlesen: Acht wichtige Zirkumpolarsterne

Blickrichtung Osten

In dieser Himmelsrichtung fallen vor allem die am Horizont pendelnden Sonnenaufgänge auf, was die Horizontbögen der Himmelsscheibe verraten. Zudem können des nachts fortwährend Sternenaufgänge beobachten werden. An einem Standort mittlerer geografischer Breite sind im Nordosten die ersten unterläufigen Sterne noch auf den zuvor beschriebenen linksdrehenden Kreisbögen zu sehen, wie die Langzeitaufnahme zeigt (Abbildung 3). Aber je südlicher sich die Sterne emporschwingen, umso mehr strecken sich ihre Bahnen. Der größtmögliche Umschwung erfolgt genau zwischen dem Ost- und Westpunkt und nur am Ostpunkt steigen die Sterne in geraden Linien schräg nach rechts auf. Direkt anschließend, im Südosten, wird der oberirdische Teil ihrer Kreisbahnen weiterhin kleiner, aber diesmal krümmen sie sich in Richtung Himmelssüdpol.

Um diesen scheinbaren Richtungswechsel zu verstehen, können wir mit dem Arm den Umlauf der Zirkumpolarsterne nachahmen. Dann drehen uns langsam in Richtung Süden um, wobei wir den weiterhin um dasselbe nördliche Zentrum kreisenden Arm anwinkeln und am Körper vorbei in unser neues Gesichtsfeld führen. Es ist unverkennbar, dass alle Kreisbahnen zwar den Himmelspol als Zentrum haben, aber tatsächlich stehen wir im Mittelpunkt einer gleichbleibenden Drehbewegung. Denn zuerst sehen wir im Norden die wachsenden Kreisbögen von vorne, wie sie sich gegen den Uhrzeigersinn drehen. Doch als sie über uns ihre größten Durchmesser erreichen, wenden wir uns bei einem Blickwinkel von 90 Grad um und nehmen im Süden die wieder kleiner werdenden Bögen von hinten wahr, die sich nun im Uhrzeigersinn drehen.

In Blickrichtung Osten ist vor allem der Stern auffällig, der am 51. Breitengrad* am Ostpunkt in gerade Linie schräg nach rechts aufgeht. Außerdem bieten sich die beständig gleichbleiben und präzisen Aufgangsorte der Fixsterne am Horizontkreis für Berechnungen und Forschungszwecke an. Jedoch gehören die Anfänge der konzentrischen Parallelbögen zu den nördlichen und südlichen Bewegungsabläufen. — Im Osten sind also nur die Sternenaufgänge am Horizontkreis von Interesse!

*Für jeden Breitengrad gilt, dass er der Höhe des Himmelsnordpols (51°) über dem Horizont und des Himmelssüdpols (51°) unter dem Horizont entspricht und ebenso dem Winkel zwischen einer senkrechten Linie zum Horizont und der Auf- und Untergangsrichtung eines Gestirns im Ost- und Westpunkt (51°).

Blickrichtung Süden

Das Merkmal dieses Horizontbereichs sind die halbkreisförmigen Bögen der Fixsterne, deren Drehpunktim Himmelssüdpol (HSP) unterhalb des Horizontes liegt. Um die Bewegung dieser Parallelbögen zu verfolgen, eignet sich für Anfänger am besten ein helles Sternenpaar, das kurz nacheinander zwischen Ost und Südost erscheint. Denn einerseits entstehen in dieser Region nur recht niedrige Umlaufbahnen, weshalb man den Kopf nicht in den Nacken legen muss. Und andererseits erreichen die Sterne schnell eine Höhe, in der ihr Licht nicht mehr durch die Erdatmosphäre gedämpft wird.

Die folgenden Sternenkarten sind wieder für das Jahr 1950 v.Chr. und den 51. Breitengrad gültig und es ist, wie anfangs erwähnt, eine Verzerrung der Strecken und Flächen zu berücksichtigen. Außerdem ist in diesen Seitenansichten der Horizontkreisim Querschnitt als abgedunkelte Landschaft dargestellt, weswegen in Blickrichtung Süden die extremen Auf- u. Untergangsorte in NO oder NW nicht angezeigt werden können.
Darüber verläuft ein hellblauer konzentrischer Bogen, bei dem es sich um den Himmelsäquator handelt, den ins Weltall hinaus projizierten Erdäquator. Somit ist auch er von beiden Himmelspolen ringsum gleichweit entfernt. Dieser Großkreiswird auch Himmelsgleicher genannt, denn egal an welchem Standort man sich befindet, stehen alle Gestirne, deren Bahnen mit ihm identisch sind, genau 12 Stunden über und 12 Stunden unter dem Horizont. Himmelskörper die südlich des Gleichers aufgehen, sind mit zunehmender Entfernung von ihm auf immer kürzere Kreisbögen unterwegs, nördlichere Sterne dagegen auf immer längeren.

Der Himmelsäquator verläuft genau durch die Ost- und Westpunkte und halbiert das Himmelsgewölbe in eine südliche und nördliche Hemisphäre. In Blickrichtung Süden gehören die Sterne oberhalb des Äquators schon zur nördlichen Hemisphäre. Ferner steht er rechtwinklig zu einem weiteren Großkreis, dem Meridian, welcher den Nord- und Südpunkt sowie beide Himmelspole und den Zenit verbindet. *
Überdies ist in den Karten eine rote Linie eingezeichnet, die Ekliptik, welche der scheinbaren Bahn der Sonne vor dem Hintergrund der Tierkreisbilder entspricht.

*Am 51. Breitengrad erhebt sich der Himmelsnordpol 51° über dem Horizont, 39° weiter befindet sich über dem Beobachter der Zenit und wieder 51° weiter in Richtung Süden verläuft der Himmelsäquator, 90° von HNP entfernt (siehe Abbildung 2). — Ein Großkreis schneidet den Horizont immer in zwei gegenüberliegenden Punkten und der Betrachter steht im Mittelpunkt.

In Abbildung 4 sind die Sternpunkte vergrößert worden, da die lichtschwachen Sterne in dem kleinen Kartenformat sonst unsichtbar wären. Hier soll nur vermittelt werden, wie herrlich eine sternenklare Nacht sein kann, wenn man in einer Gegend ist oder in eine Zeit zurückreist, in der es noch keine Lichtverschmutzung gibt. Daher war es vor allem früher, als man mit dem bloßen Auge noch zirka 6780 Sterne wahrnehmen konnte, einfacher diese in der Morgen- oder Abenddämmerung zu beobachten, weil dann zuerst nur die hellsten Sterne hervortreten.

Im linken Teil der Abbildung 5 ist derselbe Himmelsauschnitt, wie zuvor, mit der verzerrten Sternenkonstellation namens ˈWintersechseckˈ abgebildet. Im Anschluss folgen zwei weitere Sternenkarten im Abstand von jeweils 4 Stunden, mit dem Stern Sirius als Zeitzeiger.

Heutzutage erstrahlt die lichtstarke Sechseck-Konstellation zur Wintersonnenwende gegen Mitternacht hoch am Himmel. Jedoch um 1950 v.Chr. stand sie rund drei Grad niedriger über dem Horizont und sie erreichte diese mitternächtliche Position bereits einige Tage vor dem Wintersolstitium. Damals vergingen vom Erscheinen des hellsten Sterns Sirius bis er im Meridian und am Westenhorizont ankam jeweils etwa 4 Stunden. Da der Stern Rigel fast dieselbe niedrige Umlaufhöhe hatte, traf dies auch auf ihn zu, nur schon fast zwei Stunden zuvor. Hingegen erschien Procyon, weil er nördlich des Ostpunktes aufging, sogar noch etwa zwanzig Minuten früher als Riegel. Aber auf seinem sehr viel höheren Parallelbogen benötigte Procyon auf Grund des längeren Bogenlaufes, allein nur für die ¼ Umdrehung bis zum Meridian, etwas mehr als 6 Stunden / einen Viertel Tag. Als höchster Stern des Sechsecks ging Capella nördlich von NO und NW auf und unter (Azimut 40° bis 320°). Somit hatte man jeweils zirka9 beziehungsweise 18 Stunden Zeit diesen¾ Abschnitt des täglichen Umschwungs zu verfolgen. Wenn man mit Winkelgraden rechnen konnte, war es relativ leicht den Himmel und auch die Zeit, anhand bestimmter Sternpositionen, in Einheiten zu unterteilen.

Auf der Himmelscheibe hatten nachweislich einige Sterne solche Zeitzeigerfunktionen, wobei die Zeit in der Frühbronzezeit anscheinend in Winkelgraden gemessen wurde. Wie die Himmelsscheibe verrät, wurde ein Viertel der Nacht durch unterschiedliche Konstellationen von Vega, Procyon, Altair, Capella und Arcturus im Zusammenhang mit zwei nördlichen Sternenzeigern angezeigt. Diese Vielzahl an Möglichkeiten deutet an, dass durchaus auch noch anderer Sterne als Zeitzeiger genutzt worden sein können..

Für solche und andere Forschungen war es früher sicherlich unerlässlich bestimmte helle Sterne gedanklich mit Linien zu verbinden und zu gruppieren, um sich ihre Positionen leichter einzuprägen.
Daher zum Abschluss noch eine Sternkarte, in die Verbindungslinien und Motive zu den Namen der Sternbilder eingeblendet sind (Abbildung 6). Es wird deutlich, dass sich unser Gehirn abstrakte Dinge besser merken kann, wenn wir uns dazu Geschichten und Bilder merken.

Das Besondere an der südlichen Blickrichtung ist, dass der gesamte Umschwung im Uhrzeigersinn erfolgt. Und dabei erreichen die Sterne im Lauf eines Jahres auf ihren parallelen Kreisbögen, in einem festen Gefüge übereinander und nebeneinander, ihren Höchststand über dem Südpunkt. Aus ihren Aufgangsorten lässt sich ihr relativer Kulminationspunkt im Meridian ermitteln. Und ihre Positionen stehen in enger Beziehung zu den Jahreszeiten.

Weiterlesen: Zwei große Sternenkonstellationen

Blickrichtung Westen

Auf der nächsten Langzeitaufnahme sieht man wie alle Sterne am winterlichen Abendhimmel eine Lichtspur hinterlassen. Diesmal allerdings in einem schräg absteigenden Neigungswinkel zum westlichen Horizont,(Abbildung 7). Im Grunde sehen wir nur den letzten Abschnitt des Bewegungsmusters, das im Osten begann und dessen Zentrum im Süden liegt.

Im westlichen Viertel des Horizontkreises sind die gleichen Auffälligkeiten festzustellen, wie in Blickrichtung Osten, nur horizontal gespiegelt.