Sternbilder
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Lerntext zum Thema Sternbilder
Sternbilder – einfach erklärt
Hast du schon einmal in einer klaren Nacht den Himmel beobachtet? Wenn du möglichst weit von Städten und künstlichen Lichtquellen entfernt bist, kannst du mehrere Tausend Sterne unserer Galaxie – der Milchstraße – mit bloßem Auge erkennen. Heute finden die meisten Menschen den Sternenhimmel schön anzusehen und haben Spaß daran, in den Sternen bestimmte Muster – die sogenannten Sternbilder – zu entdecken. Zu früheren Zeiten hat man Sternbilder nicht zum Spaß angesehen, sondern es war überlebenswichtig, diese wiederzuerkennen: Die Seefahrer hatten so eine Orientierung ohne Kompass oder GPS, da sie aus den Sternen die Himmelsrichtung ablesen konnten und wussten, in welche Richtung sie segeln müssen, um sicher wieder an Land zu kommen.
In diesem Lerntext geht es um die wichtigsten Sternbilder und wie man sich mithilfe dieser Sternbilder am Sternenhimmel orientieren kann.
Sternbilder – Definition
Ein Sternbild besteht aus einer Gruppe von Sternen, die ohne Fernglas zu erkennen sind und in einer bestimmten Formation angeordnet sind. Die Namen der Sternbilder sowie der darin enthaltenen Sterne wurden von Astronomen festgelegt und sind häufig sehr alte Namen von Tieren oder Helden aus antiken Legenden.
Es gibt heute 88 offiziell anerkannte Sternbilder, die von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) festgelegt wurden. Die Konstellationen sind ein Erbe der antiken Kulturen, die Mythologien nutzten, um den Himmel zu erklären und Geschichten zu erzählen, die von Generation zu Generation weitergegeben wurden.
Sternbilder solltest du nicht verwechseln mit den Sternzeichen bzw. Tierkreiszeichen, die in der Astrologie verwendet werden und den Menschen aufgrund ihres Geburtsdatums bestimmte Charakterzüge oder Schicksale zuordnen. Die Astrologie wird nicht naturwissenschaftlich untersucht und hat heute keine Schnittstellen mit der Astronomie.
Die scheinbare „Bewegung“ der Sterne
Im Gegensatz zu den Planeten, die sich auf Bahnen bewegen, haben die Sterne eine feste Position zueinander. Trotzdem scheinen sie sich zu bewegen: Wenn man den Himmel über die ganze Nacht hinweg beobachtet oder beispielsweise eine Langzeitaufnahme vom Nachthimmel macht, sieht man, dass die Sterne parallel verlaufende Kreisbogen am Himmel beschreiben. Sie scheinen sich von Ost nach West zu bewegen. Ursache für dieses Phänomen ist die Drehung der Erde um ihre eigene Achse von Westen nach Osten. Dadurch dreht sich die Erde unter dem „Himmelszelt“ hinweg, wodurch sich der Sternenhimmel scheinbar bewegt.
Durch die Drehung der Erde sieht man im Verlauf einer Nacht unterschiedliche Ausschnitte des Sternenhimmels. Weiterhin ändert sich die Position und Ausrichtung der Erde auch im Verlauf des Jahres und auch das hat Einfluss auf das Aussehen des Sternenhimmels: An einem bestimmten Standort kann man einige Sternbilder ganzjährig sehen und andere nur zu bestimmten Jahreszeiten.
Welche Sternbilder an welchem Standort und an welchem Datum zu sehen sind, kann man mit einer Sternscheibe bestimmen. Dabei handelt es sich um eine Sternkarte, die von einer drehbaren Scheibe teilweise abgedeckt wird. In der kreisförmigen Aussparung wird der zu dem eingestellten Datum und der Uhrzeit sichtbare Sternenhimmel gezeigt.
Himmelsbeobachtungen wurden schon vor vielen Jahren durchgeführt und dokumentiert. Ein Beleg dafür ist die Himmelsscheibe von Nebra, die aus der Bronzezeit stammt und etwa 4 000 Jahre alt ist. Zur damaligen Zeit wurde die Himmelsbeobachtung verwendet, um sich im Verlauf der Jahreszeiten zu orientieren und wichtige Termine in der Landwirtschaft wie Aussaat und Ernte nicht zu verpassen.
Orientierung am Sternenhimmel
Im Mittelpunkt der Kreisbogen, die die Sterne an der Himmelskugel beschreiben, befindet sich ein Stern, dessen Position im Lauf der Nacht und des Jahres fast gleich bleibt, während sich andere Sterne um ihn herum drehen: Dies ist der Polarstern.
Der Polarstern bildet einen wichtigen Orientierungspunkt am Nachthimmel, den Himmelsnordpol. Direkt gegenüber kann man den Himmelssüdpol auffinden. Senkrecht über dem Beobachter befindet sich der Zenit und der Gegenpunkt zum Zenit heißt Nadir.
Mithilfe der Bezugspunkte kann man auch wichtige Orientierungslinien festlegen. Die Horizontalebene ist der sogenannte Himmelsäquator. Der Meridian verläuft durch Himmelsnordpol und Himmelssüdpol sowie Zenit und Nadir.
Die Suche nach dem Polarstern
Der Polarstern ist einer der hellsten Sterne unseres nördlichen Nachthimmels. Er ist mit bloßem Auge gut zu beobachten und zeigt den Menschen seit Jahrtausenden die Richtung des geografischen Nordpols an. Daher wird er auch Nordstern genannt.
Aufgrund der Bedeutung des Polarsterns gibt es mehrere Möglichkeiten, um ihn am Nachthimmel eindeutig zu identifizieren: Er ändert zwar seine Helligkeit regelmäßig, aber er ist immer der hellste Stern im Sternbild Kleiner Bär, der auch Kleiner Wagen genannt wird. Um ihn aufzufinden, kann man außerdem das Sternbild Großer Bär suchen, das das Sternbild des Großen Wagens enthält.
Die beiden äußeren Sterne des „Kastens“ des Großen Wagens weisen direkt auf den Polarstern. Verlängert man die Linie zwischen diesen beiden Sternen etwa fünfmal, gelangt man zum Polarstern. Eine weitere Orientierung ermöglicht das Sternbild Cassiopeia: Der Mittelstern dieses Sternbilds weist in Verlängerung ebenfalls in Richtung Nordstern.
Einige bekannte Sternbilder
Von den vielen Sternbildern betrachten wir hier nur die wichtigsten. Alle sind zirkumpolar, also am nördlichen Nachthimmel das ganze Jahr über zu sehen. Der Große Wagen ist ein sehr auffälliges Sternbild. Er ist Teil des Sternbilds Großer Bär. Mit etwas Fantasie kannst du gut die Deichsel und den Kasten erkennen.
Das Sternbild Orion soll den Himmelsjäger darstellen. Charakteristisch für den Orion sind die vier äußeren Sterne, die trapezförmig angeordnet sind und den Torso des Jägers bilden. Die drei mittleren Sterne im Trapez kann man sich als Gürtel des Orion vorstellen.
Das Sternbild Cassiopeia ähnelt je nach Position dem Großbuchstaben M bzw. W.
Zusammenfassung – Sternbilder
- Sternbilder bestehen aus einer Gruppe von Sternen, die ohne Fernglas zu erkennen sind und in einer bestimmten Formation angeordnet sind.
- Welche Sternbilder an welchem Standort und an welchem Datum zu sehen sind, kann man mit einer Sternscheibe bestimmen. Dabei handelt es sich um eine Sternkarte, die von einer drehbaren Scheibe teilweise abgedeckt wird. In der kreisförmigen Aussparung wird der zu dem eingestellten Datum und der Uhrzeit sichtbare Sternenhimmel gezeigt.
- Zur Orientierung am Sternenhimmel wird der Polarstern als Orientierungspunkt genommen, dessen Position beispielsweise durch die Identifikation des Großen und Kleinen Wagens oder durch Cassiopeia gefunden werden kann.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Sternbilder
Sternbilder Übung
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Fasse dein Wissen über die Grundlagen zur Orientierung am Sternenhimmel zusammen.
TippsDie Erde dreht sich von Westen nach Osten.
LösungSchon aus der Bronzezeit vor über 4 000 Jahre finden sich Belege dafür, dass die Menschen gezielt den Sternenhimmel beobachtet und genutzt haben. Die so genannte Himmelscheibe von Nebra ist dafür ein eindrucksvoller Beleg. Diese diente jedoch nicht der Orientierung im Raum, sondern markierte wahrscheinlich unter anderem wichtige Daten im Jahr für die Aussaat und Ernte.
Im Laufe eines Jahres verändert sich das Aussehen des Sternenhimmels. Welche Sternbilder an welchem Standort an welchen Tagen zu sehen sind, kann man beispielsweise mit einer Sternscheibe bestimmen. Es gibt Sternbilder, die ganzjährig auf der Nordhalbkugel zu sehen sind, manche hingegen nur zu bestimmten Jahreszeiten und wieder andere, die gar nicht beobachtet werden können, weil sie nur auf der Südhalbkugel zu sehen sind.
Im Laufe einer Nacht dreht sich außerdem der Sternenhimmel von Ost nach West. Auch dies kann man mit Hilfe der Sternkarte ermitteln. Fast alle Sterne (außer der Polarstern) bewegen sich auf einer kreisförmigen Bahn von Osten nach Westen. Ursache dafür ist aber nicht die Bewegung der Sterne, sondern die Drehung der Erde um ihre eigene Achse von Westen nach Osten. Die Erde bewegt sich quasi unter dem Sternenhimmel entlang. Um dies zu erkennen, kann man entweder den Sternenhimmel eine ganze Nacht lang beobachten oder ein Langzeitfoto erstellen. Am beeindruckendsten ist jedoch der Besuch eines Planetariums, das diese Bewegungen an einem künstlichen Sternenhimmel im Zeitraffer simuliert.
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Benenne wichtige Begriffe an der Himmelskugel.
TippsGegenüber des Zenit liegt der Nadir.
Gegenüber des Himmels-Nordpols liegt der Himmels-Südpol.
Der Meridian verläuft durch Himmels-Nordpol und -Südpol, durch Nadir und Zenit.
Der Himmelsäquator bildet für den Beobachter die Horizontlinie.
LösungEin Beobachter orientiert sich mit Hilfe des Polarsterns an der Himmelskugel über sich. Der fest stehende Polarstern bildet den Himmels-Nordpol. Diesem gegenüber liegt der Himmels-Südpol.
Die Horizontebene bildet der sogenannte Himmelsäquator. Senkrecht über dem Beobachter befindet sich der Zenit. Das gegenüberliegende Pendant zum Zenit heißt Nadir. Der Meridian verläuft durch Himmels-Nordpol, -Südpol, Zenit und Nadir.
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Entscheide, um welche Sternbilder es sich jeweils handelt.
TippsOrion ist der Himmelsjäger. Er besitzt einen charakteristischen Gürtel aus drei Sternen.
Das Sommerdreieck wird von den Sternen Deneb, Wega und Altair gebildet.
Cassiopeia bildet je nach Lage den Buchstaben W oder M.
Der Große Wagen ist ein Teil des Sternbildes Großer Bär.
LösungOrion ist ein markantes Sternbild des Winterhimmels in Deutschland. In den Frühlingsmonaten ist er nicht zu beobachten. Der sogenannte Himmelsjäger fällt besonders durch seine drei eng beieinander liegenden Gürtelsterne auf.
Cassiopeia bildet das so genannte Himmels-W (oder je nach Ausrichtung auch den Buchstaben M). Das Sternbild besteht aus fünf Sternen. Dieses Sternbild kann von Deutschland aus das ganze Jahr über gut beobachtet werden.
Der Große Wagen ist Teil des Sternbilds Großer Bär. Die Konstellation aus drei Deichselsternen und vier Kastensternen ist für uns ein sehr vertrauter Anblick und sehr gut zu beobachten. Der Große Wagen ist ganzjährig von Deutschland aus zu beobachten.
Alle diese Sternbilder spiegeln unter anderem Gestalten und Sagen der griechischen Mythologie wieder. Hinter jedem Sternbild verbirgt sich mindestens eine spannende Geschichte wie die von der eitlen Kassiopeia, die die Götter beleidigte und zur Strafe ihre Tochter Andromeda opfern sollte. Doch natürlich wurde diese von einem Helden, Perseus, gerettet, bevor ein monströses Seeungeheuer sie verspeisen konnte...und auch diese Gestalten finden sich in Form weiterer Sternbilder am Nachthimmel wieder.
Das Sommerdreieck aus den Sternen Wega, Altair und Deneb (die zu unterschiedlichen Sternbildern gehören) ist in Deutschland im Sommer gut zu beobachten. Analog gibt es übrigens auch ein Frühlingsdreieck, Herbstviereck und Wintersechseck.
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Beurteile die Aussagen zum Auffinden des Nordpols am nächtlichen Sternenhimmel.
TippsEin anderer Name für Polarstern ist Nordstern.
Welche charakteristischen Merkmale neben seiner Helligkeit machen den Polarstern zum zuverlässigen Orientierungspunkt auf der Nordhalbkugel?
LösungDer Polarstern oder Nordstern ist ein vergleichsweise heller Stern und gut mit dem bloßen Auge zu beobachten. Er ändert seine Position am nördlichen Nachthimmel im Verlauf einer Nacht nicht und ist für einen Beobachter das ganze Jahr über an der gleichen Stelle zu sehen. Daher weist er seit Jahrtausenden Menschen den Weg in Richtung des geografischen Nordpols.
Um sicher nach dem Polarstern navigieren zu können, benötigt man eindeutige Hinweise, um ihn nicht mit anderen Sternen zu verwechseln. Da er nur von der Nordhalbkugel aus zu sehen ist, hat man dafür das Sternbild Großer Wagen ausgewählt. Dieses kann ebenfalls das ganze Jahr über beobachtet werden. Der Abstand der beiden hinteren Sterne wird entlang einer gedachten Linie verfünffacht und weist dann direkt auf den Polarstern. Damit ist der Polarstern gleichzeitig auch der äußerste Punkt der Deichsel des Kleinen Wagens. Eine andere Orientierung ermöglicht das Sternbild Cassiopeia. Dessen Mittelstern weist in Verlängerung ebenfalls in Richtung Nordstern.
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Gib an, wie man die Position eines Sterns am nächtlichen Sternenhimmel mit Hilfe der Sternenscheibe bestimmen kann.
TippsZwei Informationen werden zum richtigen Bedienen der Sternscheibe benötigt.
Wie verändert sich die Position der Sterne mit der Zeit?
LösungDie Sternscheibe ist ein einfaches und günstiges Hilfsmittel, um sich am Sternenhimmel zu orientieren. Die Sternscheibe zeigt an, wie sich der Sternenhimmel im Laufe eines Jahres und im Verlauf jeder Nacht verändert.
Auf der Sternenscheibe ist der aktuell zu beobachtende Nachthimmel mit den Himmelsrichtungen bestimmbar. Um bestimmte Sterne oder Sternbilder am Nachthimmel aufzufinden, muss man sich also in Bezug auf die Himmelsrichtungen sicher sein (zum Beispiel mit Hilfe des Polarsterns). Da sich der Nachthimmel im Verlauf einer Nacht durch die Rotation der Erde stark verändert, musst du darüber hinaus die aktuelle Uhrzeit kennen. Und da sich der Sternenhimmel außerdem im Verlauf eines Jahres verändert, benötigst du darüber hinaus das Datum.
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Leite dir her, wie lange das Licht vom Polarstern benötigt, um einen Beobachter auf der Erde zu erreichen.
TippsDie Lichtgeschwindigkeit beträgt $3\cdot 10^5\frac {km} {s}$.
LösungDer Polarstern ist rund 420 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Das Licht, das wir heute vom Polarstern sehen, wurde bereits vor über vierhundert Jahren von ihm abgestrahlt! (siehe Rechnung)
Das Sonnensystem
Astrophysik – Was ist was?
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Der Mars – unser Nachbar im All
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