Koordinatensysteme

Details

Kategorie: Sphärische Astronomie

Eines der Ziele der sphärischen Astronomie ist die Festlegung der Positionen der Sterne im Raum. Zu diesem Zweck verwendet man verschiedene Koordinatensysteme, die abhängig von der jeweiligen Aufgabenstellung gewählt werden können.  In allen gebräuchlichen Koordinatensystemen bedient man sich sphärischer Polarkoordinaten (Kugelkoordinaten) zur Ortsbestimmung der Gestirne. Mit Hilfe der sphärischen Geometrie ist die Umrechnung zwischen den verschiedenen Koordinatensystemen möglich, doch erst sollen hier die verschiedenen gebräuchlichen Koordinatensysteme kurz vorgestellt werden.

 Diese Koordinatensysteme sind:

• Horizontalkoordinaten
• Äquatorialkoordinaten
• Ekliptikalkoordinaten
• Galaktische Koordinaten

Die Koordinaten beziehen sich immer auf eine bestimmte Ebene, die Bezugsebene und zwei Winkel, die die Richtung des Sternortes vom Bezugspunkt (Mittelpunkt) des Koordinatensystems angeben. So erhält man das Bild des Gestirns auf einer imaginären Himmelskugel. Für viele Zwecke, z. B. das Auffinden des Sterns mit dem Teleskop sind diese Angaben ausreichend. Die Lage des Sterns im Raum ist durch Angabe der Entfernung auf dem Richtungsstrahl als dritte Größe festgelegt.

 Horizontalkoordinaten

Die Achse des Horizontalsystems ist die Verbindungslinie des Zenits und des auf der Kugel gegenüberliegenden Punktes, dem Nadir. Die Horizontalebene steht normal auf diese Achse und bildet die Bezugsebene des Horizontalsystems.

Die Nullrichtung in der Horizontebene wird durch den Meridian oder die Mittagslinie festgelegt. Im Meridian (Süd) erreichen die Sterne infolge der Erdrotation ihre größte Höhe über dem Horizont.

Vom Meridian in Richtung Westen wird die erste Bestimmungsgröße, das Azimut gezählt.

Der zweite Winkel zur Bestimmung des Sternortes wird von der Horizontebene auf einem Großkreis (ein Kreis auf dem der Zenit, der Nadir und der Stern liegen) nach oben gemessen und gibt die Höhe des Sterns über der Bezugsebene an. Oft wird auch der Komplementärwinkel, also der Winkel vom Zenit bis zum Stern – die Zenitdistanz, angegeben. Die Umrechnung ist einfach die Ergänzung auf 90°.

Nicht ganzzahlige Anteile der Winkel werden nicht in Dezimalgrad sondern in Minuten und Sekunden angegeben.

Umrechnung Dezimalgradgrad -> ms:

Den Teil hinter dem Komma multiplizieren wir mit 60 und erhalten so durch den ganzzahligen Anteil des Ergebnisses die Anzahl der Minuten. Den Teil des Ergebnisses hinter dem Komma multiplizieren wir wieder mit 60 und erhalten so die Anzahl der Sekunden. Die Sekunden werden nun als Kommazahl, üblicherweise gerundet auf zwei Stellen angegeben.

Ein Beispiel – 165,73°

0,73*60 = 43,8 -> 43 Minuten

0,8*60= 48      -> 48 Sekunden

165° 43‘ 48‘‘

und wieder retour:

165°+43/60+48/3600=165,73°

Betrachten wir zur Festigung noch einige besondere Koordinaten:

Himmelsrichtungen

West->Azimut =90°

Nord->Azimut = 180°

Ost-> Azimut =270°

Süd-> Azimut = 0° (bzw. 360°).

Sterne in der Horizontebene haben eine Höhe von 0°. Ein Stern im Zenit hat die Höhe 90°.