22 4 Jährliche Bewegung der Erde Abb. 4.13 E Jährliche scheinbare Sonnenbahn für die geographische Breite ✚ = 50° 1: Sommersonnenwende 2: Frühlingsund Herbstbeginn 3: Wintersonnenwende Zenit HN HS Nadir NS W O 1 2 3 E Aufgaben 4 Weisen Sie die beiden folgenden Ergebnisse durch eine Rechnung nach und veranschaulichen Sie sie an einer Zeichnung nach Art der Abb. 4.12. a) Für alle Sterne, die bei der geo graphischen Breite nie unter dem Horizont verschwinden (sogenannte Zirkumpolarsterne), gilt: δ > 90° – ϕ. b) Für alle Sterne, die für die geographische Breite ϕ immer unter dem Horizont bleiben, gilt: δ < ϕ – 90°. 5 Zeigen Sie anhand einer Zeichnung nach Art der Abb. 4.12, dass die Höhe hP für den Himmelspol mit der geographischen Breite des Beobachtungsorts übereinstimmt. 6 Welche äquatorialen Koordinaten hat der nördliche Ekliptikpol? 7 Am Frühlingsbzw. Herbstbeginn bzw. am Sommeranfang auf der Nordhalbkugel geht die Sonne für bestimmte geographische Breiten nicht unter (den Horizont). Bestimmen Sie diese Breiten. (ϕ = 90°; ϕ ≥ 66,5°: Polarkreis!) 8 Skizzieren Sie nach Art der Abb. 4.13 die scheinbaren Sonnenbahnen im Horizontsystem zum Zeitpunkt der Tagund Nachtgleichen und der Sonnenwenden für folgende Werte von ϕ. a) ϕ = 0° b) ϕ = 90° 9 Wie kann man durch eine Messung der oberen Kulmination der Sonne zu einem geeigneten Zeitpunkt den Winkel zwischen der Äquatorebene und der Ekliptikebene, die sogenannte Schiefe der Ekliptik, bestimmen? 4.4 Präzession Bisher sind wir davon ausgegangen, dass die Erdachsenrichtung raumfest ist. Das gilt allerdings nur für „kurze“ Zeiten. Die Erdkugel ist nämlich kein kräftefreier Kreisel. An ihr greifen hauptsächlich die Gravitationskräfte von Mond und Sonne an. Die Erde reagiert darauf, indem ihre Rotationsachse einen Kegelmantel um eine Achse durch den Erdmittelpunkt und den Ekliptikpol beschreibt. Dieses Verhalten lässt sich sehr schön an einem Modellversuch demonstrieren (Abb. 4.14). Diese Präzessionsbewegung ist allerdings sehr langsam. Die Erdachse braucht etwa 26 · 103 Jahre, um den Präzessionskegel einmal voll zu durchlaufen. Diesen Zeitraum nennt man Platonisches Jahr. An der Himmelskugel spiegelt sich die Präzession in einer Wanderung des Himmelsnordpols, der in einem Platonischen Jahr einen Kreis mit dem Winkeldurchmesser von 2 · 23,5° = 47° beschreibt (Abb. 4.15). Als weitere Folge dieser Präzessionsbewegung verlagert sich auch die Äquatorebene und damit die Punkte, in denen sich diese und die Ekliptikebene schneiden. Einer dieser Punkte ist der Frühlingspunkt. Er bewegt sich entgegen der scheinbaren jährlichen Bewegung der Sonne. Im Jahre 2000 v. Chr. lag er noch im Sternbild Widder . Heute – ca. 4000 Jahre später – beindet er sich bereits zwischen den Sternbildern Fische und Wassermann (Abb. 4.1). N u r zu P rü fz w e c k n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s