Drehbare Sternkarte für das Horizontobservatorium auf der Halde Hoheward

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1 Drehbare Sternkarte für das Horizontobservatorium auf der Halde Hoheward Diese Sternkarte ist speziell für das Horizontobservatorium gefertigt. Sie zeigt im Mittelbereich das Observatorium mit seinem künstlichen Horizont (Rand des grauen Ovals), der von Peilmarken für bestimmte Sonnenstände und Sternzeiten überragt wird. Im Zentrum der Anlage befindet sich das abgesenkte Forum mit der Beobachtungsmitte. Die großen Bögen, die das Observatorium überspannen, sind auf der Sternkarte in Projektion dargestellt. Der Äquatorbogen erstreckt sich als Halbkreis vom Ostpunkt zum Westpunkt über den südlichen Bereich des Horizontes, der Meridianbogen ist in südlicher und nördlicher Richtung stückweise enthalten. Die Zenitregion ist bei dieser Art der Sternkartenprojektion nicht zu sehen. Darstellung des Horizontobservatoriums in Projektion auf dem Deckblatt der Sternkarte Mit der hinterlegten drehbaren Sternkarte lassen sich alle Himmelspositionen einstellen, wie sie vom Horizontobservatorium aus gesehen werden können. Die hellsten Sterne sind namentlich gekennzeichnet, ebenso die Sternbilder, die bei Sternpeilungen im Horizontobservatorium von Bedeutung sind. Der Himmelsäquator ist auf der Sternkarte als grauer Kreis eingezeichnet. Bei der Betrachtung vom Horizontobservatorium ist er durch den Äquatorbogen bzw. die Horizontfläche immer vollständig verdeckt. Die Ekliptik (scheinbare jährliche Sonnenbahn) ist in rot gezeichnet. Die Sonnenstände an den Monatsersten sind als rote Punkte hervorgehoben.

2 Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge im Horizontobservatorium Die Ekliptik schneidet den Horizont an jedem Tag des Jahres bei Sonnenauf- und - untergang an einer anderen Stelle. Durch Drehung der Sternkarte lässt sich dieser Bereich der möglichen Auf- und Untergangsorte der Sonne auf dem Horizont abfahren. Zwischen den Extremständen bei der Sommer- und der Wintersonnenwende liegt ein Winkel von 80, den der in der Mitte des Observatoriums auf dem zentralen Sitzblock postierte Beobachter anhand der beiden großen Sonnenwendmarken und der Gestaltung des Sitzpodestes erkennen kann. Gestaltung des Sitzpodestes in der Mitte des Observatoriums. Der Aufgangsbereich der Sonne zwischen Sommer- und Wintersonnenwende überdeckt einen Sektor von 80 (Untergangsbereich analog). Die besonderen Daten bzw. Sonnenstände, die im Horizontobservatorium durch Peilmarken angezeigt werden, sind durch acht Sonnensymbole auf der Ekliptiklinie der drehbaren Sternkarte hervorgehoben. Es handelt sich dabei um die Sonnenwenden am 2. Juni und am 2./22. Dezember, die Tag-Nacht-Gleichen am 2. März und 23. September, sowie die Quartalstage am 5. Februar, 6. Mai, 5. August und 5. November, die zeitlich genau in der Mitte zwischen den Sonnenwenden und den Tag-Nacht-Gleichen liegen. Durch Drehen der Sternkarte kann man diese acht Sonnenstände an den betreffenden Daten mit den Peillöchern auf dem Horizont zur Deckung bringen. Die großen Sonnenwendpeilmarken sind in einer Höhe von 2 über dem Horizont angelegt, die kleineren Peilmarken für die Quartalstage in einer Höhe von. Peilmarken für bestimmte Sonnenstände. Die großen Marken mit dem großen Loch dienen der Anzeige der Sonnenwenden (hier Aufgang der Sommersonne am 2. Juni). Die kleineren Peilmarken mit dem kleinen Loch zeigen die Sonnenbahnen an den Quartalstagen an (hier Aufgang der Sonne am 6. Mai bzw. am 5. August)

3 Bestimmung der Zeitpunkte bestimmter Ereignisse Zur Bestimmung der Zeitpunkte dieser oder anderer Ereignisse wie z.b. beliebiger Sonnenaufgänge oder Meridiandurchgänge stellt man die Sternkarte so ein, dass das betreffende Ereignis (z.b. Durchgang der Sommersonne am 2. Juni durch das Loch der nordöstlichen großen Sonnenwendmarke in 2 Höhe) dargestellt ist und liest an den äußeren Skalen Datum und Uhrzeit ab (in diesem Beispiel 4.04 Uhr am 2. Juni). Bei der Uhrzeit auf dem Deckblatt der Sternkarte handelt es sich um die sog. Wahre Ortszeit (WOZ), die erst noch durch Anbringung einer datumsabhängigen Korrektur in die Mitteleuropäische Zeit MEZ oder Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ (gilt vom letzten Sonntag im März bis zum letzten Sonntag im Oktober) umzuwandeln ist. Die folgende Tabelle listet diese Korrekturwerte für die Monatsersten auf. Für den 2. Juni entnimmt man + h 33min, die zur Sternkartenablesung in WOZ hinzuzurechnen sind, um zur MESZ zu gelangen. Man erhält demnach für das Ereignis (Sommersonne im Loch der nordöstlichen Sonnenwendpeilmarke) den Zeitpunkt 5.37 Uhr MESZ. Die Korrektur setzt sich zusammen aus einem festen Anteil von +3 Minuten, der auf den Längengradunterschied zum 5. östlichen Längengrad, den Bezugsmeridian der Mitteleuropäischen Zeitzone, zurückgeht und einen im Laufe des Jahres zwischen +4 und -6 Minuten schwankenden Wert, die sog. Zeitgleichung, die von der Neigung der Erdachse und der nicht ganz kreisförmigen Erdbahn herrührt, die von der Erde mit ständig wechselndem Tempo durchlaufen wird. Tabelle zur Umwandlung der WOZ in die MEZ oder MESZ. Januar + 35 min. Februar + 45 min. März + 44 min. April + h 35 min. Mai + h 28 min. Juni + h 29 min. Juli + h 35 min. August + h 38 min. September + h 3 min. Oktober + h 2 min. November + 5 min. Dezember + min Die großen Bögen des Horizontobservatoriums Die markanten Bögen des Observatoriums stellen Koordinaten am Himmel dar. Der Meridianbogen teilt den Himmel in eine östliche Hälfte (aufsteigende Gestirnsbahnen) und eine westliche (absinkende Gestirnsbahnen). Bei der gewählten Kartenprojektion ist die Darstellung des gesamten Meridianbogens nicht möglich. Gezeigt sind ein großes Stück des Südmeridians und ein kleines Teilstück des Nordmeridians (am unteren Rand der Karte).Täglich kommt es um 2 Uhr WOZ zum Sonnenhöchststand im Süden. Im Observatorium ist die Sonne dann für einige Minuten hinter dem Meridianbogen verborgen. Die Korrekturwerte der obigen Tabelle geben an, um welche Uhrzeit in ME(S)Z dieses Ereignis im Laufe des Jahres

4 stattfindet. Man rechnet sie einfach zu 2 Uhr WOZ hinzu und erhält die Kulminationszeiten der Sonne in ME(S)Z. Der Äquatorbogen teilt den Himmel in eine nördliche und eine südliche Hemisphäre. Er erhebt sich im Ostpunkt über dem Horizont und senkt sich im Westpunkt in ihn hinein. Die Zeitskala, die sich am Rand des Deckblatts der Sternkarte befindet (Stundenzählung in WOZ) ist im Horizontobservatorium auf dem Äquatorbogen angebracht. Mit ihrer Hilfe lässt sich die Wanderung der Gestirne am Himmel verfolgen, was mit der drehbaren Sternkarte durch Drehung der hinterlegten Sternkarte im Uhrzeigersinn simuliert wird. Im Schnittpunkt der beiden Bögen befindet sich ein Sehrohr, welches den Blick auf die Sonne an den Tag-Nacht-Gleichen zur Ortsmittagszeit (2 Uhr WOZ) eröffnet. Es sind die einzigen Zeitpunkte, zu denen die Sonne an den Tag-Nacht-Gleichen (2. März und 23. September) im Observatorium sichtbar ist. Sternzeitbestimmung im Horizontobservatorium Mit der drehbaren Sternkarte lassen sich beliebige Stellungen des Himmels in Bezug zum Horizont einstellen. Jeder Position des Himmels wird eine sog. "Sternzeit" zugeordnet. Maßgeblich für den Wert der Sternzeit ist die Stellung des Frühlingspunktes (Schnittpunkt der nach Norden aufsteigenden Ekliptik mit dem Himmelsäquator, auch Sonnenposition am 2. März). Steht der Frühlingspunkt im Süden, Westen, Norden oder Osten, so spricht man von den Hauptsternzeiten 0, 6, 2 und 8 Uhr. Zur Anzeige der vier Hauptsternzeiten sind im Observatorium Sternpeilungen auf die Sterne Beteigeuze im Sternbild Orion und Capella im Sternbild Fuhrmann gesetzt. Die drei Masten für diese Sternzeitpeilungen sind auf dem Deckblatt der drehbaren Sternkarte als schwarze Striche sichtbar, die den Horizont im Osten, Westen und Norden überragen. Steht der Stern Beteigeuze an der Spitze des östlichen (westlichen) Mastes, so beträgt die Sternzeit 0 Uhr (bzw. 2 Uhr). Steht der Stern Capella an der Spitze des nördlichen Mastes, so ist die Sternzeit 8 Uhr. Die vierte Hauptsternzeit - 6 Uhr - tritt ein, wenn der Stern Beteigeuze nach seinem Meridiandurchgang wieder rechts des Meridianbogens sichtbar wird. Jeden Tag treten alle vier Zeitpunkte ein, jedoch sind einige davon jeweils nicht sichtbar, da sie jahreszeitenabhängig am Tage stattfinden können. Mit der drehbaren Sternkarte kann man die Zeitpunkte der sichtbaren Hauptsternzeiten bestimmen. Man stellt die Hauptsternzeiten mit der Sternkarte ein und bestimmt ihre Zeitpunkte am ausgewählten Datum in WOZ. Ist die Sonne am ausgewählten Datum über dem Horizont bzw. in Horizontnähe so ist Tag bzw. Dämmerung und die Sterne sind nicht sichtbar. Für die sichtbaren Ereignisse, die in der dunklen Nacht eintreten, bestimmt man den Zeitpunkt in ME(S)Z durch Anbringung der Zeitkorrektur (siehe obige Tabelle) an die WOZ. Am. Mai z.b. erhält man folgende Zeitpunkte in MESZ für die Hauptsternzeiten: Sternzeit WOZ MESZ Sternpeilung möglich nein nein ja ja

5 Am. Mai sind nur die Sternpeilungen für die Hauptsternzeiten 2 Uhr (Beteigeuze an der Spitze des westlichen Sternmastes) und 8 Uhr (Capella an der Spitze des nördlichen Stermastes) möglich. Die beiden anderen Ereignisse (0 Uhr, Beteigeuze am östlichen Sternmast; 6 Uhr, Beteigeuze direkt rechts neben dem Meridian) finden am Tag statt, wie man auf der Sternkarte anhand der Position der Sonne auf der Ekliptik am. Mai erkennen kann. Die Sonne ist dann jeweils oberhalb des Horizontes. Nachweis der Präzessionsbewegung der Erdachse im Horizontobservatorium Die Erdachse deutet derzeit in Richtung eines Sterns, der "Polarstern" genannt wird. Wegen einer sehr langsamen Taumelbewegung der Erdachse, die als "Präzessionsbewegung" bezeichnet wird, bewegt sie sich in Jahren einmal ganz auf einem Kegelmantel herum. Infolgedessen verändern alle Sterne ihre Lage systematisch in Relation zur Äquatorebene der Erde. Jeder Stern wird deshalb im Laufe der Zeit auf anderen Bahnen als heute über den Himmel wandern. Taumelbewegung der Erdachse Peilung auf den Stern Arktur zum Nachweis der Taumelbewegung der Erdachse. Zum Nachweis dieser Bahnverlagerung befindet sich im Horizontobservatorium eine besondere Peileinrichtung. Da die Verlagerung sehr langsam erfolgt, kann ihre Auswirkung mit einer einfachen Peilung und bloßem Auge frühestens nach Ablauf von Jahrzehnten beobachtet werden. Die Peilung im Horizontobservatorium basiert auf der mehrmaligen Verschwindung des Sterns Arktur im Sternbild Bärenhüter hinter den Zinken eines genau justierten Kamms. Derzeit wird Arktur auf seiner Bahn fünfmal von den Zinken des Kamms überdeckt. In zehn Jahren, wenn sich seine Bahn aufgrund der Taumelbewegung der Erdachse etwas nach unten verlagert hat, beobachtet man nur noch drei Verschwindungen und in Jahren nur noch eine. Die Peilung auf den Stern Arktur im Sternbild Bärenhüter ist auf der drehbaren Sternkarte ebenfalls berücksichtigt. Da diese Peilung im Horizontobservatorium vom Rand der Fläche erfolgt, mit Blick durch das Loch der nordöstlichen Quartalsmarke auf den Zinkenkamm, ist sie in ihrer realen Gestalt jedoch auf der Sternkarte nicht

6 darstellbar. Die Sternkarte geht immer von einer Beobachtung aus dem Mittelpunkt des Observatoriums aus. Stattdessen wurde nur die Himmelsposition des Zinkenkamms, der tatsächlich auf dem nördlichen Sternmast für die Capella- Sternzeitpeilung sitzt, auf dem Deckblatt der Sternkarte eingetragen (rechts unterhalb des Westpunktes). Mithilfe der drehbaren Sternkarte lässt sich die Zeit bestimmen, zu der an einem bestimmten Tag Arktur hinter dem Zinkenkamm vorbeiläuft. Dazu dreht man die Sternkarte, bis Arktur sich in der richtigen Position hinter dem Kamm befindet und liest zum gewünschten Datum die Uhrzeit in WOZ ab. Diese ist noch mit der obigen Tabelle in eine ME(S)Z umzuwandeln. Zu beobachten ist diese Arkturpeilung natürlich nur dann, wenn es zu diesen Zeiten Nacht ist. Am. November z.b. steht Arktur um 8.4 WOZ hinter dem Zinkenkamm, also um 8.56 MEZ. Sonnenuntergang ist am. November um 6.49 WOZ bzw Uhr MEZ. Die Dämmerung ist gegen 8. Uhr MEZ beendet und somit ist Arktur sichtbar, wenn er um 8.56 Uhr MEZ hinter dem Zinkenkamm steht. Bastelanleitung für die Sternkarte Beide Teile der drehbaren Sternkarte - die farbige Sternkarte und das Deckblatt - ausdrucken. Das Deckblatt mit einem Kopierer auf eine transparente Kopierfolie übertragen. Die Kartenblätter jeweils entlang der äußeren Kreislinie ausschneiden und im Mittelpunkt mit einem Druckknopf verbinden. Fertig ist die drehbare Sternkarte für das Horizontobservatorium auf der Halde Hoheward! Westfälische Volkssternwarte und Planetarium Recklinghausen Initiativkreis Horizontastronomie im Ruhrgebiet e.v. Stadtgarten Recklinghausen

7 6 8 2 Uhr SÜD 7 6 OST WEST NORD

8 Rigel Orion Beteigeuze Okt 0 Sep 0 Aug 0 Nov 0 Bärenhüter Arktur Regulus Juli Spica Pollux Kastor 0 Procyon Dez Antares Sirius / Wega.. Aldebaran. 6. Fuhrmann Capella 0 Juni Atair Jan Deneb Mai 0 Feb Apr 0 März 0

9 Rigel Orion Beteigeuze Okt 0 Sep 0 Aug 0 Nov 0 Bärenhüter Arktur Regulus Juli Spica Pollux Kastor 0 Procyon Dez Antares Sirius / Wega.. Aldebaran. 6. Fuhrmann Capella 0 Juni Atair Jan Deneb Mai 0 Feb Apr 0 März 0