Für das Lesen von Sternenkarten, das Auffinden von Himmelsobjekten und die Bedienung einer parallaktischen Montierung ist das Verständnis des äquatorialen Koordinatensystems sehr hilfreich.
Objekte außerhalb unseres Sonnensystems sind so weit entfernt, dass wir ihre Bewegung kaum wahrnehmen und sie quasi still am Himmel stehen. Nur durch die Drehung unserer Erde um sich selbst scheinen sie sich zu bewegen.
Das ist eine ideale Voraussetzung, ein Koordinatensystem über den Himmel zu legen, um die genaue Position einzelner Himmelsobjekte festzulegen und sie schnell zu finden.
Über das kugelförmige Bild des Universums hat man ein Koordinatensystem gelegt, das äquatoriale Koordinatensystem.
Himmelsäquator
Dafür wurde der Äquator unserer Erde auf den Sternenhimmel projiziert.
Dieser gedachte Kreis am Himmel nennt sich Himmelsäquator.
Daher auch der Name dieses Koordinatensystems.
Himmelspole
Senkrecht auf der Äquatorebene unserer Erde steht die Erdachse, um die sich die Erde dreht. Sie wird Rotationsachse der Erde genannt.
Die Rotationsachse der Erde zeigt auf der Nordhalbkugel auf den Himmelsnordpol des äquatorialen Koordinatensystems. Er steht im Zenit. Eine gedachte Linie vom Erdmittelpunkt zum Himmelsnordpol steht genau in einem +90° Winkel auf der Himmelsäquatorebene.
Sehr nahe am Himmelsnordpol steht ein Stern, der Polarstern, der einen nur sehr kleinen Kreis um ihn zieht.
Auf der Südhalbkugel zeigt die Rotationsachse auf den Himmelssüdpol des äquatorialen Koordinatensystems. Er steht im Nadir. Eine gedachte Linie vom Erdmittelpunkt zum Himmelssüdpol steht genau in einem -90° Winkel auf der Himmelsäquatorebene.
Damit haben wir zwei Achsen für das äquatoriale Koordinatensystem, den Himmelsäquator und eine Linie vom Himmelsnordpol zum Himmelssüdpol.
Welche Maßeinheiten werden für dieses Koordinatensystem verwendet?
Deklination
Alle Himmelsobjekte außerhalb unseres Sonnensystems scheinen sich durch die Erdrotation auf einer Umlaufbahn zu bewegen, die parallel zum Himmelsäquator verläuft.
Diese Umlaufbahn hat einen immer gleichbleibenden Winkelabstand zum Himmelsäquator.
Dieser Winkelabstand wird Deklination (lateinisch: Abweichung, Beugung) genannt und ist die erste Koordinate im äquatorialen Koordinatensystem.
Der Himmelsnordpols hat eine Deklination von +90°, der Himmelsäquators 0° und der Himmelssüdpols -90°.
Bei der großen Anzahl von teilweise sehr dicht beieinander liegenden Himmelsobjekten wären 180° sehr unpräzise für eine Richtungsangabe.
Deshalb werden für die Deklination Grad (+90° bis -90°), Bogenminuten (1° = 60′) und Bogensekunden (1′ = 60″) angegeben (siehe auch Fachbegriffe: Bogenminute und Bogensekunde).
Mit der Deklination wird angegeben wie hoch (oder tief) im Verhältnis zum Himmelsäquator ein Himmelsobjekt zu finden ist.
Rektaszension
Um zu bestimmen, in welcher Richtung des Himmelsäquators ein Himmelsobjekt liegt, wird eine zweite Koordinate benötigt. Sie heißt Rektaszension (lateinisch: gerader Aufstieg).
Für eine Richtungsangabe auf dem Kreis des Himmelsäquators wird ein Startpunkt (Nullpunkt) und eine Winkelangabe (Rektaszension) benötigt.
Für den Nullpunkt hat man den Ort der Sonne auf dem Himmelsäquator am astronomischen Frühlingsbeginn des Jahres 2000 genommen. Die astronomische Bezeichnung dieses Punktes lautet Frühlingsäquinoktium und wird auch Frühlingspunkt genannt.
Da sich die Erde in 24 Stunden einmal um sich selbst dreht, steht ein Himmelsobjekt alle 24 Stunden in der gleichen Richtung. Für die Rektaszension werden dazu passend die Koordinaten in Stunden, Minuten und Sekunden angegeben.
Dabei sind
- 24 h (Stunden) = 360°,
- 1 h (Stunde) = 15°,
- 1 m (Minute) = 15′ (Bogenminuten) und
- 1 s (Sekunde) = 15″ (Bogensekunden).
Das klingt zunächst verwirrend, hat aber bei der Beobachtung eines Himmelsobjekts den Vorteil, dass es sich in einer Zeitstunde auch in der Rektaszension eine Stunde bewegt.
Vom Frühlingspunkt beginnend wird die Winkelangabe der Rektaszension gegen die Himmelsdrehung aufsteigend gezählt.
Zusammenfassung
- Mit der Deklination wird der Höhenwinkel im Verhältnis zum Himmelsäquator und
- mit der Rektaszension der Blickwinkel im Verhältnis zum Frühlingspunkt des Himmelsäquators angegeben,
um ein Himmelsobjekt mit dem äquatorialen Koordinatensystem zu finden.
Beispiel
Auf der folgenden Abbildung werden Rektaszension und Deklination mit dem Blick auf den Himmelsnordpol veranschaulicht.
Die Sternenkonstellation des großen Wagens besteht aus 7 Himmelsobjekten, die auf der Abbildung markiert sind.
Der Winkelabstand des großen Wagens zum Himmelsäquator ändert sich in den 24 Stunden nicht. Er bleibt unverändert zwischen +50° und +60° Deklination.
Der Große Wagen läuft wie der Frühlingspunkt des Himmelsäquators in 24 Stunden genau einmal um den Himmelsnordpol. Er bleibt dabei unverändert in Richtung 12 h Rektaszension.
