Wir blicken zu den Sternen

Eine Unterrichtseinheit zum Erlernen des Umgangs mit Sternkarten

Gerhard Rath

 
francais 

Diese Unterrichtseinheit wurde erarbeitet für Schüler des V. Liceums Torun und im Rahmen eines Comenius Lehrertreffens in Torun durchgeführt.


Der Nachthimmel sieht aus wie der Teil einer riesigen Kugel, von innen gesehen. Unzählige Sterne über uns ....

 Unzählige? Wie viele Sterne können wir mit freiem Auge sehen? Zur Antwort!
 

Dieses Bild zeigt uns den Himmel über der nördlichen Halbkugel der Erde, natürlich stark verkleinert. 

Erkennst Du bereits einige Sternbilder?

Bereits im Altertum fasste man auffällige Gruppen von Sternen zu Sternbildern zusammen und gab ihnen Namen. Ganze Geschichtsbücher finden sich da oben, Könige und Königinnen, Tiere, Helden, und so weiter. 

nördlicher Sternenhimmel

Betrachten wir nun so eine alte Sternkarte (aus dem Jahre 1540. Sie zeigt Figuren und einige Linien. Findest Du den großen und den kleinen Bären?
 
Historische Sternkarte

Der kleine Bär ist wichtig, weil das Ende seines Schwanzes ganz nah an dem Punkt ist, um den sich der ganze Himmel dreht. Der letzte Stern des kleinen Bären heißt Polarstern, weil er fast genau über dem Nordpol der Erde steht. Die tägliche Drehung der Erde sehen wir als Drehung des Sternenhimmels um den Himmelsnordpol.  

In welche Richtung müssen wir die Karte drehen?Zur Antwort!

 

Für die Astrologie hat jeder von uns ein Geburtssternzeichen, zum Beispiel Zwillinge, Krebs, Löwe .... Findest Du Dein Sternzeichen?

Die 12 Sternzeichen liegen auf einer Linie, dem sogenannten Tierkreis (Zodiac). 

Warum ist eigentlich ein im September geborener Mensch Jungfrau, ein im Dezember geborener Schütze?   Zur Antwort!

Der Tierkreis ist deshalb so wichtig, weil sich die Sonne, der Mond und die Planeten dort aufhalten. Sie können nur dort gefunden werden und nirgendwo anders am Himmel!

Vielleicht ist Dir aufgefallen, dass die Sternbilder sich bei der richtigen Drehung rückwärts bewegen. Sie sind nicht an der täglichen Drehung ausgerichtet, sondern sehen der Sonne und den Planeten entgegen - diese bewegen sich gegen den Uhrzeigersinn durch den Tierkreis. Der Mond braucht einen Monat, Venus neun Monate, Jupiter 12 Jahre.

Die Sonne braucht für eine Runde ein Jahr, also ist sie einen Monat lang in einem Sternbild.

Wir sehen nie den ganzen Himmel, wie er auf dieser Karte abgebildet ist, auf einmal. Dort wo die Sonne steht ist gerade Tag, hier können wir keine Sterne sehen. In der Nacht sehen wir den Himmel gegenüber der Position der Sonne.

Wenn es Oktober ist, steht die Sonne im Sternbild Waage. 

Welche Tierkreisbilder können wir dann in der Nacht gut sehen? Zur Antwort!


 
 

Einige Sternbilder können wir aber jede Nacht sehen. Man nennt sie Zirkumpolarsternbilder.  

Innerhalb des Kreises finden sich diese Sternbilder in diesem Bild.   

Kennst Du welche davon mit Namen? Zur Antwort!

 

Alle außerhalb liegenden Sterne zeigen dasselbe Verhalten: Sie gehen sie im Osten auf, steigen nach Süden empor und erreichen dort ihren höchsten Stand, nach einiger Zeit gehen sie im Westen unter. 

Damit man diese Bewegungen studieren und Sterne finden kann, gab es bereits im Altertum drehbare Sternkarten. Sie bestehen mindestens aus 2 zueinander drehbaren Teilen, wie zum Beispiel in diesem Bild.
 

Dieses Astrolabium stammt aus dem Mittelalter und ist im Besitz der Universität Krakow. Es wurde vielleicht von Nikolaus Kopernikus bei seinen Studien verwendet! 

Der drehbare Punkt in der Mitte stellt den Himmelsnordpol dar, die Pfeile geben die Positionen wichtiger Sterne an. Man erkennt auch den Tierkreis. Die Grundplatte stellt einen Teil der Erde dar, über dem sich der Sternenhimmel dreht.

Astrolabium


Unsere selbstgebaute Sternkarte
 
 

Die drehbare Sternkarte besteht aus zwei Teilen. 
 

  • Auf der Grundplatte sieht man Sternbilder mit (deutschen) Namen, dazu einige Linien und einen Datumsring.

  • Die drehbare Deckplatte hat außen einen Uhrzeitring und innen ein Fenster mit den vier Himmelsrichtungen.

Zuerst muss die Deckfolie ausgeschnitten und drehbar auf der Grundplatte befestigt werden. Dann kann es losgehen!

Die selbstgebaute Sternkarte

Die Vorlage für den Ausdruck kann aus dem Internet geladen werden (als pdf-Datei):

http://www.infodrom.north.de/~muh/Astronomie/Drehbare/

Meine Vorlage: Sie ist auf 2 A4-Seiten druckbar. Ich habe sie weiter vereinfacht, z.B. wurde die Rekaszensions-Skala auf der Grundscheibe entfernt. Damit wird die Einstellung klarer: Datum/Uhrzeit.

Vorlage Sternkarte pdf-Datei (93 kB)

Wie sieht der Sternenhimmel heute abend aus?

Auf dem Datumsring suchen wir den Tag und drehen das Deckblatt so, dass die Uhrzeit (z.B. 20 Uhr) genau gegenüber steht. Nun sehen wir den richtigen Himmelsausschnitt. Eigentlich muss man dann die Karte über den Kopf halten und von unten betrachten!

Beispiele für 20. Oktober, 20 Uhr. 

Welche Sternbilder stehen gerade im Süden? Zur Antwort!

Welche Sternbilder gehen gerade im Osten auf? Zur Antwort!

Der drehbare Teil der Sternkarte stellt eigentlich einen Teil der Erde dar, bzw. den Himmelsausschnitt über diesem Teil. Er ist für 50° nördlicher Breite konstruiert. Da sich die Erde dreht, dreht sich sozusagen auch dieser Ausschnitt in 24 Stunden einmal ganz herum.

Der Himmel ist durch einen Horizont begrenzt - er zeigt uns die Himmelsrichtungen.

In welche Richtung muss ich das Deckblatt drehen? Zur Antwort!

Am besten zeichnen wir einen Pfeil ein.

Mit diesem Horizont finden wir auch heraus, wann welche Sternbilder auf- oder untergehen.
 

Wann geht am 20. Oktober das Sternbild Löwe auf? Zur Antwort!


Dazu muss das Deckblatt so lange gedreht werden, bis im Osten das Sternbild erscheint.  

Achtung: Die Uhrzeit auf der Sternkarte meint immer die Winterzeit, bei Sommerzeit müssen wir noch eine Stunde dazuzählen!

Löwe geht im Osten auf

Nach dem Aufgang steigt das Sternbild vom Osten hinauf und erreicht dann genau im Süden seine größte Höhe. Danach sinkt es hinab, bis es im Westen untergeht.

Auf dem Deckblatt können wir noch 2 wichtige Dinge einzeichnen (mit Folienstift):

Die Nord-Süd-Linie. Sie geht vom Drehpunkt (Polarstern) nach Süden (12 Uhr)

Den Zenit: Das ist der Himmelspunkt genau über uns. Wir finden ihn, wenn wir die Nord-Süd-Linie drehen, bis sie über dem hellsten Stern des Sternbilds Schwan steht. Dieser erreicht bei uns nämlich genau die Zenithöhe.

Wann steht dieser Stern am 20. Oktober im Zenit?   Zur Antwort!

Nun betrachten wir das Grundblatt etwas näher. Es zeigt uns zuerst 2 konzentrische Kreise.
 

Die beiden dünnen Linien, die quer über das Grundblatt verlaufen (von Juli bis Dezember) zeigen den ungefähren Verlauf der Milchstraße am Himmel.

Es ist auch eine Linie eingezeichnet, entlang der die 12 Tierkreisbilder liegen. In der Astronomie nennt man diese Linie Ekliptik. Sie erscheint als Kreis, der im Dezember am tiefsten und im Juni am höchsten liegt. Die Ekliptik zeigt uns die Position der Sonne. Die Sonne bewegt sich nämlich im Laufe eines Jahres einmal ganz rundherum.

Die beiden Schnittpunkte zwischen Himmelsäquator und Ekliptik heissen Frühlingspunkt (im Sternbild Fische) und Herbstpunkt (im Sternbild Jungfrau). Hier steht die Sonne zu den Tag- und Nachtgleichen.
 

Wie finden wir die Position der Sonne?  

Ganz einfach: Sie steht auf der Ekliptik gerade über dem aktuellen Datum.  

In welchem Sternbild steht die Sonne am 20. Oktober?  Zur Antwort!

Um den Zeitpunkt des Sonnenaufgangs zu finden, merken wir uns ihre Position auf der Ekliptik und drehen das Deckblatt, bis der östliche Horizont genau darüber liegt. Dann können wir die Uhrzeit ablesen, für den 20. Oktober ungefähr 6:15 (also 7:15 Sommerzeit). Tatsächlich geht die Sonne in Torun am 20. Oktober schon um 7 Uhr (Sommerzeit) auf. Warum? Zur Antwort!

In welcher Richtung bewegt sich eigentlich die Sonne auf der Ekliptik? Erinnern wir uns an die alte Sternkarte! Zur Antwort!

Wir können auch sehen, wo die Sonne aufgeht, auf unserem Horizont sind ja die Himmelsrichtungen eingezeichnet. Jetzt im Oktober geht sie noch ungefähr im Osten auf und im Westen unter, aber wie wird es am 20. Dezember sein? 

In welchem Sternbild steht sie? Wann und wo geht die Sonne auf, wann und wo geht sie unterZur Antwort!

Wer genau aufgepasst hat, hat vielleicht bemerkt, dass die Position der Sonne auf der Ekliptik nicht genau mit den Sternzeichen im Horoskop übereinstimmt. Am 20. Oktober steht sie zwischen Jungfrau und Waage, im Horoskop ist aber Waage bereits am Ende, es beginnt Skorpion. Am 20. Dezember steht sie auf der Sternkarte ganz am Anfang des Schützen, im Horoskop aber am Ende. 

Zeigt unsere Sternkarte falsch an? Zur Antwort!

Wenn Du Deine genaue Geburtszeit weißt, kannst Du den Sternenhimmel zum Zeitpunkt Deiner Geburt einstellen. Die Sonne sollte in Deinem Sternzeichen stehen (oder eines vorher).



 
 

Eine professionelle Sternkarte 

Hier siehst Du noch die Abbildung einer drehbaren Sternkarte, die man kaufen kann. Sie hat einen weiteren beweglichen Teil, ein Deklinationslineal. Auf diesem kann man den Winkel ablesen den ein Gestirn über oder unter dem Äquator steht. 

Die Ekliptik kommt auf ihrem tiefsten Punkt 23,5° unter den Äquator, auf ihrem höchsten Punkt 23,5° darüber. Das entspricht genau der Neigung der Erdachse zur Bahnebene Erde-Sonne.

Drehbare KOSMOS-Sternkarte

Wie hoch steht die Sonne am 20. Oktober? Zur Antwort!