Einführung in die Astronomie Teil 3 - Einfache astronomische Beobachtungen

3.3 Der Lauf der Planeten

Der Lauf der äußeren Planeten

Während eines kurzen Menschenlebens kann man bei den Sternen mit bloßem Auge keine Veränderung ihrer Position feststellen - außer, daß sie als Folge der Erddrehung im Laufe einer Nacht von Osten nach Westen über den Himmel ziehen. Ihre gegensteitigen Positionen ändern sie dabei nicht. Diese Sterne nennt man Fixsterne. Es gibt aber einge "Sterne" die ihre Position innerhalb der Stenbilder im Laufe von Wochen bereits merklich verändern: Die Planeten, auch "Wandelsterne" genannt. 5 von ihnen - Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn - kann man schon mit bloßem Auge beobachten. Für die drei anderen - Uranus, Neptun und Pluto - braucht man schon ein mehr oder weinger großes Teleskop.

Als Materialien brauchen wir nichts weiteres als eine einfache Sternkarte (die aus dem Weltaltlas genügt völlig), inder wir einmal Monat die Position eines Planeten - z.B. Jupiter - einzeichnen können.
Wer will kann auch einen Kamera mit Stativ nehmen und einmal pro Monat ein Foto vom Planeten machen. Das ist nicht schwer: Kamera mit Normalobjektiv und Drathauslöser nehmen und mit hochempfindlichen (1600ASA) laden. Die Belende sollte ganz geöffnet werden. Die Belichtungszeit sollte etwa zwischen 10 und 20 Sekunden liegen. Bei längerer Belichtungszeit werden die Sterne wegen der Erdrotation zu Strichen auseinandergzogen.

Als nächstes müssen wir in Erfahrung bringen, welcher Planet zur Zeit überhaupt sichtbar ist und wo er steht. Jede bessere Tageszeitung berichtet zu Monatsanfang über den Sternenhimmel des Monats. Sonst kann man auch in ein astronomisches Jahrbuch oder eine Astronomie-Zeitschrift schauen. Aber auch im Web wird man fündig (z.B. Der Sternenhimmel des Monats). Damit wir einen Planeten nicht mit einem Stern verwechseln kann es nicht schaden, wenn wir uns schon mit den Sternbildern ein wenig auskennen. Sonst kann man einen Planeten auch daran erkennen, daß er im Vergleich zu den Sternen nicht flimmert.

Was kann man beobachten?
Bei einem äußeren Planeten z.B. Jupiter sehen wir, daß er sich Anfangs relativ zu den Sternen immer mehr nach links bewegt. Er bewegt sich "rechtläufig", wie die Astronomen sagen. Nach einigen Monaten wird er immer langsamer und bleibt schließlich ganz stehen. Danach kehrt er für einige Zeit seine Bewegungsrichtung für einige Monate um , er ist nun "rückläufig". Nach ein paar Monaten beginnt sich die rückläufige Bewegung zu Verlangsamen bis der Planet bleibt erneut stehen bleibt und anschleißend seine Bewegungseichtung wieder umkehrt. Nun bewegt sich der Planet wieder rechtläufig. Der Planet beschreibt also eine Schleife. Diese Schleife nennt man "Oppositionsschleife".

Die Oppositionsschleife des Planeten Jupiter im Sternbild Steinbock 1997/98. Die Zahlen geben die Position des Planeten zum 1. des jeweiligen Monats an.

Achtung: die oben gezeigte Bewegung der Planeten relativ zu den Sternen hat nichts mit dem Lauf aller Himmelskörper in einer Nacht von Ost nach West als Folge der Erdrotation zu tun!

Wie kann man diese Schleifenbewegung erklären?

Wie bekannt sein dürfte, bewegt sich die Erde, wie alle anderen Planeten auch, um die Sonne. Die Erde braucht für einen Unlauf ein Jahr. Die äußeren Planeten brauchen dafür länger: Mars benötigt für einen Umlauf um die Sonne 687 Tage, Jupiter 11.9 Jahre, Saturn 29.5 Jahre, Uranus 84 Jahre, Neptun 164.8 Jahre und Pluto braucht 248,5 Jahre für einen Umlauf um die Sonne.
Das bedeutet, daß diese Planeten bei ihrem Umlauf um die Sonne regelmäßig von der Erde überholt werden. Was wir oben beobachtet haben ist also nichts anderes als ein "kosmisches Überholmanöver" (siehe Abb, 7kB .gif).
Etwas Ähnliches können Sie beobachten, wenn Sie auf der Straße z.B. einen LKW überholen. Zuerst fährt der LKW vor Ihnen in die gleiche Richtung wie Sie (der LKW ist rechtläufig). Da Sie schneller fahren als der LKW, haben Sie den LKW bald eingeholt. Wenn Sie dabei sind den LKW zu überholen, sehen Sie, wie der LKW scheinbar rückwärts an Ihnen vorbeizieht (er ist nun rückläufig). Wenn Sie den LKW überholt haben, können Sie aus Ihrer Heckscheibe sehen, wie der LKW nun wieder vorwärts weiterfährt (er ist jetzt wieder rechtläufig). In dem o.g. Beispiel ist das schnelle Auto die Erde, und der langsame LKW ist Jupiter.

Mitte Januar 97 stand Jupiter von der Erde aus gesehen genau hinter der Sonne - er stand in "Konjunktion zu Sonne". Bei dieser Stellung ist der Planet unsichtbar. Anfang August hatte die Erde den Jupiter auf seiner Bahn um die Sonne eingeholt. Die Erde stand genau zwischen Sonne und Jupiter. Jupiter stand von der Erde aus gesehen der Sonne am Himmel gegenüber. D.h. der Planet geht genau bei Sonnenuntergang auf und bei Sonnenaufgang unter. Diese Stellung nennt man "Opposition". Außerdem ist während der Opposition die Entfernung Erde-Jupiter am geringsten. Die beste Zeit also für Planetenbeobachter.

Der Lauf der inneren Planeten

Die inneren Planeten halten sich stets innerhalb der Erdbahn auf. Daher stehen sie meistens recht nahe bei der Sonne. Sie sind also nur für eine mehr oder weniger lange (bei Merkur: kurze) Zeit nach Sonnenuntergang im Westen oder vor Sonnenaufgang im Osten zu sehen. Außerdem brauchen Merkur und Venus weniger lange für einen Umlauf um die Sonne, sodaß jetzt die Erde von ihnen überholt wird (siehe Abb. 12kB .gif).
Beobachten wir das Auftauchen der Venus, des Abendsterns, am Abendhimmel: Im Apil 97 stand die Venus von der Erde aus gesehen genau hinter der Sonne. Diese Stellung nennt man "oberer Konjunktion". Zu dieser Zeit ist die Venus unsichtbar. Danach entfernt sie sich im Laufe mehrere Wochen langsam von der Sonne in Richtung Osten, sodaß sie schon kurz nach Sonnenuntergang unter geht. Nach einigen Monaten, wenn sie sich weit genug von der Sonne entfernt hat, ist sie deutlich als heller, weiß-gelber Abendstern in der Dämmerung zu erkennen. Hat die Venus ihren größten Winkelabstand (maximale Elongation) von der Sonne erreicht, so bewegt sie sich wieder auf die Sonne zu. Das geschieht zuerst nur langsam, aber nacher immer schneller. Bis sie dann eines Tages so dicht bei der Sonne steht, daß sie wieder unsichtbar ist. Steht sie genau zwischen Erde und Sonne, so sagt man sie steht in "unterer Konjunktion".

Abendlichtbarkeit der Venus bei Sonnenuntergang

Ca. zwei Wochen später kann man sie dann Morgens vor Sonnenaufgang im Osten als Morgensten wiederfinden. Jetzt läuft das Spiel in die andere Richtung ab: Die Venus entfernt sich sehr schnell von der Sonne, sodaß die Sichtbarkeitsbedingungen von Tag zu Tag besser werden. Schließlich hat sie eines Tages wieder ihren größten Winkelabstand von der Sonne erreicht, und bewegt sich nun wieder auf die Sonne zu, bis sie nach einigen Monaten wieder hinter der Sonne in oberer Konjunktion steht und unsichtbar ist.

Beobachtet man die Venus im Teleskop, so kann man feststellen, daß sie ähnliche Phasen zeigt (siehe Abb. 5kB, gif) wie unser Mond: Wird die Venus nach der oberen Konjunktion zum ersten Mal wieder sichtbar, so erscheint sie als kleines, rundes Scheibchen. Während sie in den nächsten Monaten die Erde langsam einholt, können wir sehen, daß das Venusscheibchen immer größer wird und ihre Phase immer mehr abnimmt. Das liegt daran, daß wir immer mehr von ihrer unbeleuchteten Nachtseite zu sehen bekommen. Steht die Venus in größter Elongation, so sehen wir die Venuns als ein halbbeleuchtetes Scheibchen. In den drauffolgenden Wochen bis zu unteren Konjunktion können wir beobachten, wie die Venus immer mehr zu einer schmalen Sichel wird, bis sie bei ihrer unteren Konkunktion schließlich "Neuvenus" erreicht. Nach der unteren Konjunktion geht das Spiel rückwärts los: die Venus entfernt sich von der Erde, ihr Scheibchendurchmesser wird immer kleiner und ihre Phase nimmt wieder zu, bis bei ihrer oberen Konjunktion schließlich "Vollvenus" erreicht ist.
Aus dem Verlauf der Phasen der Venus kann man folgern, daß sich die Venus um die Sonne dreht und nicht um die Erde, wie man im Mittelalter dachte.

Was über die Sichtbarkeit der Venus gesagt wurde, trifft in etwa auch auf Merkur zu. Da Merkur sich wesentlich schneller um die Sonne bewegt, dauert eine Sichtbarkeitsperiode des Merkur aber nur ein paar Wochen. Außerdem bewegt sich Merkur nicht soweit von der Sonne weg wie Venus: der maximale Winkelabstand Sonne-Merkur liegt bei 27°, während die Venus einen Winkelabstand von der Sonne von 47° erreichen kann.
Die besten Chancen Merkur zu beobachten hat man entweder in den Monaten März/April am Abendhimmel oder im September/Oktober am Morgenhimmel.

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