Perigäum und Apogäum

Transkript

1 Perigäum und Apogäum Perigäum: Erdnächster Punkt einer elliptischen Planetenoder Kometenbahn. Apogäum Erdfernster Punkt einer elliptischen Planetenoder Kometenbahn. Perihel und Aphel Perihel ist der Punkt auf der Umlaufbahn eines Planeten oder Kometen um die Sonne, an dem er der Sonne am nächsten ist. Aphel ist der Punkt auf der Umlaufbahn eines Planeten oder Kometen um die Sonne, an dem er am weitesten von der Sonne entfernt ist. Elongation Elongation bezeichnet in der Astronomie den Winkelabstand eines Himmelskörpers im Sonnensystem von der Sonne, und zwar von der Erde aus gesehen. Nur für die inneren Planeten Merkur und Venus gibt es eine so genannte maximale Elongation, bei der die größten Winkelabstände von der Sonne, während eines Umlaufs um dieselbe, in Richtung Osten oder Westen erreicht werden, Eine Elongation von 90 heißt Quadratur, eine von 0 Konjunktion und eine von 180 Opposition. Vor einer westlichen Elongation spricht man, wenn der Himmelskörper vor der Sonne aufgeht. Von einer östlichen Elongation spricht man dagegen dann, wenn der Himmelskörper nach der Sonne aufgeht. Der Himmelskörper kann bei einer westlichen Elongation am Morgenhimmel beobachtet werden, bei einer östlichen Elongation hingegen nimmt der irdische Beobachter den Himmelskörper am Abendhimmel wahr.

2 Die Elongation ist zwar maßgeblich für die vorhandene oder nicht vorhandene Sichtbarkeit eines Himmelskörpers am irdischen Himmelsgewölbe, aber aus einer maximalen Elongation ergibt sich nicht zwangsläufig eine gute Sichtbarkeit des Himmelskörpers von der Erde aus gesehen. Diese Aussage möchte ich an einem Beispiel festmachen. Der Planet Merkur erreicht in unseren Breiten im Sommer und Herbst seine maximale östliche Elongation. Dennoch ist er nicht am Abendhimmel zu beobachten, obwohl diese größer ausfallen als die größten östlichen Elongationen im Frühling oder Winter. Das liegt daran, daß in unseren Breiten die Ekliptik im Sommer und Herbst am Abend sehr flach in Relation zum Horizont steht und Merkur aus eben diesem Grunde bereits während der hellen Dämmerung untergeht. Im Frühling und Winter hingegen geht Merkur schon während der hellen Dämmerung auf. Konjunktion Konjunktion ist eine Ausrichtung von zwei Himmelskörpern im Sonnensystem relativ zur Erde, so daß sie von der Erde aus gesehen fast in der gleichen Position am Himmel erscheinen. Ein Planet steht in Konjunktion, wenn er in derselben ekliptikalen Länge steht wie die Sonne und daher nahezu in derselben Richtung. Der Himmelskörper hat also eine Elongation von 0. Für die unteren Planeten, also Merkur und Venus, spricht man im Zusammenhang mit einer astronomischen Konjunktion mit der Sonne auch von einer oberen Konjunktion und einer unteren Konjunktion. Die Unterscheidung zwischen unterer und oberer Konjunktion wird nach dem Standort des Planeten getroffen. Steht der Planet Merkur oder auch der Planet Venus hinter der Sonne, so befindet er sich in Oberer Konjunktion, steht er aber zwischen der Sonne und unserer Erde, so befindet er sich in Unterer Konjunktion. Beide Planeten haben zum Zeitpunkt ihrer oberen Konjunktion mit der Sonne den größten Abstand zur Erde, In unterer Konjunktion haben sie dagegen den kleinsten Erdabstand, sind aber nur in Ausnahmefällen sichtbar. Diese Ausnahmefälle sind für Merkur und Venus während eines Durchgangs vor der Sonne gegeben, und für den Planeten Venus zusätzlich zum erstgenannten Fall bei einem großen nördlichen oder südlichen Sonnenabstand. Für die oberen Planeten, also alle Planeten außer Merkur und Venus, gibt es nur eine Art der Konjunktion mit der Sonne. Dieser Fall ist dann gegeben, wenn sich der betroffene Planet hinter der Sonne befindet. Immer wenn sich einer der oberen Planeten in Konjunktion mit der Sonne befindet, hat er gleichzeitig auch den maximalen Abstand von der Erde erreicht. Außerdem ist er zu diesem Zeitpunkt selbstverständlich für den irdischen Beobachter unsichtbar. Dem gegenüber erreicht ein äußerer Planet seine beste Sichtbarkeitsperiode für den irdischen Besucher dann, wenn er in Opposition mit der Sonne steht.

3 Opposition Opposition bezeichnet in der Astronomie den Zeitpunkt, bei dem sich zwei Himmelskörper des Sonnensystem am abendlichen Himmelszelt in einem Winkelabstand von 180 Grad zueinander befinden. Für die äußeren Planeten kann man also feststellen, daß sich der Planet zum Oppositionszeitpunkt am Himmel gegenüber der Sonne befindet. Für den astronomisch interessierten Himmelsbeobachter ist in aller Regel nur der Zeitpunkt einer Planeten-Opposition zur Sonne wichtig, Das liegt daran, daß der betroffene Planet nur um diesem Zeitpunkt herum die ganze Nacht über beobachtet werden kann. Dann steht er auch gegen Mitternacht im Zenit, hat also seine höchste Stellung am Himmel genau im Süden erreicht. Ein weiterer Vorteil für den Planetenbeobachter ergibt sich daraus, daß der Himmelskörper in zeitlicher Nähe zum Oppositionszeitpunkt auch seine geringste Entfernung von der Erde erreicht. Da die Planeten sich nicht auf Kreis-, sondern auf elliptischen Bahnen bewegen, ist der Abstand zur Erde in Oppositionsstellung nicht konstant sondern höchst variabel. Beim Planeten Mars ist dieser Effekt besonders ausgeprägt. Ebenfalls interessant für die Beobachtung des Planeten ist der Umstand, daß sich der Planet um den Oppositionszeitpunkt herum, in seiner vollen Phase befindet. Wenn zwei Planeten fast zur gleichen Zeit in Opposition zur Sonne stehen, kann es wegen der scheinbaren Schleifenbahnen der Himmelskörper am Himmel auch zu einer so genannten dreifachen Konjunktion kommen. Der Name ergibt sich aus der Tatsache, daß sich die beiden Planeten dann insgesamt drei mal innerhalb nur weniger Monate am Himmel begegnen. Die unteren Planeten Merkur und Venus, aber auch alle anderen Himmelskörper, die sich innerhalb der Erdbahn um die Sonne bewegen, können zu keiner Zeit in Opposition zur Sonne kommen. Daher sind sie auch nie während der gesamten Nacht zu beobachten, sondern nur am Abend- oder am Morgenhimmel

4 Quadratur Quadratur bezeichnet in der Astronomie den Zeitpunkt, bei dem von der Erde aus gesehen ein Himmelskörper im Sonnensystem von einem anderen Objekt einen Winkelabstand von 90 Grad erreicht hat. Man kann auch sagen, daß der Planet zu diesem Zeitpunkt eine Elongation von 90 Grad erreicht hat. Wenn, was hier und da mal der Fall ist, einer der beiden beteiligten Himmelskörper nicht mit seinem Namen bezeichnet ist, so handelt es sich in den meisten Fällen um eine Quadratur zur Sonne, Steht ein oberer Planet in Quadratur zur Sonne, so zeigt er sich nicht voll beleuchtet sondern in seinem sogenannten Phasenwinkel, der zum Zeitpunkt der Quadratur maximal ausfällt. Der irdische Beobachter kann dies eigentlich nur am Aussehen des Planeten Mars im Teleskop feststellen. Er sieht dann ungefähr so aus, wie wir den Mond etwa drei bis vier Tage vor oder nach Vollmond sehen. Die beiden unteren Planeten Merkur und Venus können niemals in Quadratur zur Sonne stehen, denn sie befinden sich in einer inneren Umlaufbahn um die Sonne. Wenn wir die Planeten einmal außer Betracht lassen, und uns statt dessen dem Mond zuwenden, dann stellen wir fest, daß der Mond sowohl im Ersten als auch im Letzten Viertel in Quadratur mit der Sonne steht.. Rechtläufigkeit und Rückläufigkeit Rechtläufig oder prograd ist in der Astronomie die Bezeichnung für Objekte des Sonnensystems, die aus Richtung des Nordpols der Ekliptik gesehen ihren Zentralkörper entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen. Im Uhrzeigersinn umlaufende Objekte heißen rückläufig oder retrograd. Diese Bezeichnungen werden sowohl für die um die Sonne kreisenden Planeten, Asteroiden und Kometen benutzt, als auch für deren Satelliten, die einen dieser astronomischen Körper umlaufen. Als Folge der Entstehung des Sonnensystems bewegen sich alle Planeten und die meisten Satelliten und kurzperiodischen Kometen rechtläufig. Einige Satelliten und viele langperiodische Kometen sind rückläufig. Die Rotation der meisten größeren Körper des Sonnensystems erfolgt ebenfalls in rechtläufiger Richtung. Die mit roten Punkten in der Grafik dargestellte scheinbare Bahn des Planten Mars am Himmel beginnt im Mai 1992 rechts unten. Mars zieht nach links zur ersten Schleife um seinen Weg nach rechts oben fortzuführen bis zu seiner zweiten Schleife. Nach dem der Mars die Schleife vollendet hat, zieht er weiter nach links unten, wo er im Monat April 1993 angekommen ist. Darstellung der scheinbaren Planetenschleife des Planeten Mars in den Jahren 1992/ angefertigt mit The Sky 5D - Mayer

5 Scheinbare rechtläufige und rückläufige Bewegung Von der Erde aus gesehen bezeichnet man in der Astronomie Objekte des Sonnensystems als rechtläufig, wenn sie sich entlang der scheinbaren Sonnenbahn (Ekliptik) von West nach Ost bewegen, rückläufig hingegen bei einer Bewegung von Ost nach West. Da die Umlaufzeiten der Objekte des Sonnensystem verschieden von der Umlaufzeit der Erde um die Sonne sind, kommt es während der Überholvorgänge zu Wechseln der scheinbaren Bewegungsrichtung der betreffenden Objekte. Es kommt dann zu den charakteristischen Planetenschleifen. Als Planetenschleife bezeichnet man das Phänomen, daß die oberen Planeten, das sind Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun, in den Monaten um ihre Opposition, am Sternhimmel zurückwandern, um später ihre rechtläufige Bahn wieder fortzusetzen. Bei den unteren Planeten, das sind Merkur und Venus, geschieht dieser Vorgang während der Zeit ihrer Elongation. Wenn sich die Erde vor dem Überholen genau auf den Planeten zubewegt, scheint er einige Tage vor dem Hintergrund der Fixsterne stillzustehen. Einige Zeit später, nachdem die Erde den Planeten überholt hat, läuft sie vom Planeten weg und ein zweiter Stillstand tritt ein. Wenn zwei Planeten in der Zeit um ihre Opposition das selbe Sternbild durchwandern, kann es vorkommen, daß sich ihre Schleifen überlagern und sie sich nicht nur einmal, sondern dreimal begegnen, was von den Astronomen als dreifache Konjunktion bezeichnet wird. Alle paar Jahrhunderte tritt dies ausschließlich für die beiden Planeten Jupiter sowie Saturn ein. Bahnknoten des Mondes Die Bahnknoten bezeichnen die Stellung des Mondes auf seiner scheinbaren Sonnenbahn (Ekliptik) Aufsteigender Knoten (Südlichste Lage): Der Mond überschreitet die Ekliptik nach Norden Absteigender Knoten (Nördlichste Lage): Der Mond überschreitet die Ekliptik nach Süden Größte Nordbreite: Der Mond steht am weitesten in nördlicher Richtung von der Ekliptik entfernt Größte Südbreite: Der Mond steht am weitesten in südlicher Richtung von der Ekliptik entfernt Die Bahnknoten sind die Schnittpunkte der Mondbahn mit der scheinbaren Sonnenbahn (Ekliptik). Im aufsteigenden Knoten wechselt der Mond von der Süd- auf die Nordseite der Ekliptik. Im absteigenden Knoten wandert der Mond von der Nordseite der Ekliptik kommend auf die Südseite. Die Nordbreite oder Südbreite des Mondes ist die Abweichung von der scheinbaren Sonnenbahn (Ekliptik) im Winkelmaß. Die Nordbreite entspricht der positiven ekliptikalen Breite, die Südbreite der negativen ekliptikalen Breite des Mondes. In den Mondlauftabellen der Jahrbücher und in Planetariumsprogrammen werden die Termine der größten Nord- und größten Südbreite des Mondes angegeben. Der Mond hat eine größte Nordbreite von 5. Er steht dann 5 nördlich der Ekliptik. Dasselbe gilt für die größte Südbreite. Sie ist die maximale Abweichung von der Ekliptik in südlicher Richtung, angegeben im Winkelmaß und beträgt ebenfalls 5.

6 Libration des Mondes Durch die Libration des Mondes sehen wir etwa 60 Prozent der Mondoberfläche Während eines Umlaufes des Mondes um die Erde dreht sich der Mond auch einmal um seine eigene Achse. Dadurch hat noch kein Mensch die Rückseite des Mondes von der Erde aus sehen können. Der Mond zeigt uns immer nur die uns zugewandte Seite. Bei seinem Lauf um die Erde und um sich selbst gerät der Mond aber immer ein wenig aus dem Takt, weil seine Bahngeschwindigkeit ungleichförmig verläuft. Dadurch schwingt der Mond ein wenig hin und her. Das nennt man Libration in der Länge. Nun ist die Mondachse aber auch noch etwa 6,5 aus der Bahnebene gekippt. Dadurch zeigt er uns mal ein wenig mehr von seiner Nordhalbkugel und mal ein wenig mehr von seiner Südhalbkugel. Dies kann man in etwa mit den Jahreszeiten auf der Erde vergleichen. Diesen Effekt nennt man dann Libration in der Breite. Im Ergebnis der beiden Librationsbewegungen können wir deshalb etwa 60% der Mondoberfläche sehen. Durch die Libration in Breite kann man bis zu 6,7 über den Nord- oder Südpol des Mondes hinwegsehen. Sie ergibt sich aus der Summe der Neigungen von Mondbahn und Mondachse. Durch die Libration in Länge kann man bis zu 7,9 hinter den Ost- oder Westrand des Mondes blicken. Sie ergibt sich aus der variierenden Bahngeschwindigkeit. Libration Nord Die Nordhalbkugel des Mondes ist uns ein klein wenig mehr zugedreht. Libration Süd Die Südhalbkugel des Mondes ist uns ein klein wenig mehr zugedreht Libration West Die westliche Mondseite hat sich uns zugedreht. Libration Ost Die Ostseite des Mondes hat sich zu uns gedreht. Die Ekliptik Unsere Erde kreist auf der haargenau gleichen Ebene um die Sonne wie es auch alle anderen Planeten tun. Diese Ebene der Umlaufbahnen der Planeten und der Erde nennt man auch Planetenebene (Ekliptik). Selbst unser Erdtrabant, der Mond, bewegt sich ungefähr in der Ekliptik um unsere Erde. Könnten wir das vom äußeren Rand unseres Sonnensystems betrachten, erschiene die Ekliptik als eben diese Ebene. Von der Erde aus nehmen wir die Ekliptik jedoch völlig anders wahr. Sie erscheint uns nämlich als eine Linie am Himmel, auf der wir im Lauf des Jahres die Sonne und auch die Planeten über den Himmel ziehen sehen. Dadurch bewegen sie sich immer durch die gleichen Sternbilder des Tierkreisgürtels, der auch Zodiakus genannt wird. In diesem Tierkreisgürtel finden wir die Tierkreissternbilder. Widder, Stier, Zwillinge, Krebs, Löwe, Jungfrau, Waage, Skorpion, Schütze, Steinbock, Wassermann und Fische. Der Tierkreis umspannt die Himmelskugel und bezeichnet eine Zone von jeweils 8 Breite beiderseits der Ekliptik, der scheinbaren Sonnenbahn am Himmel. Der Tierkreis ist dabei in 12 Abschnitte zu je 30 Länge eingeteilt.