Himmelspol

Als Himmelspole werden die Durchstoßpunkte der Erdachse mit der Himmelskugel bezeichnet. Der Himmelsnordpol ist jener Punkt nahe dem Polarstern (α Ursae minoris) im Sternbild Kleiner Bär (bzw. Kleiner Wagen), um den sich scheinbar das Himmelsgewölbe in seiner täglichen Bewegung dreht; der Himmelssüdpol liegt ihm gegenüber, in seiner Nähe liegt aber nur ein schwacher Stern, σ Octantis.

Der Himmelspol ist nicht völlig stabil relativ zu einem Beobachter auf der Erdoberfläche. Durch die Polbewegung wandert er leicht in einer komplexen Bewegung, die sich vereinfacht als Überlagerung aus Kreisbewegungen und einer Drift darstellen lässt.

Äquatoriales Koordinatensystem

Auf der Himmelskugel, auf der die Astronomie die äquatorialen Himmelskoordinaten Rektaszension und Deklination definiert, liegen die Himmelspole genau über dem geografischen Nordpol (bzw. Südpol).

In den Himmelspolen laufen die Stundenkreise zusammen, ebenso verläuft der Meridian eines Beobachtungsorts durch die Himmelspole. Dem nördlichen Himmelspol entspricht eine Deklination von genau 90°, dem Südpol von −90°.

Himmelskugel mit Himmelspol und -Äquator, Ekliptik und Frühlingspunkt
Kleiner Bär mit Polarstern. Der Ekliptikpol liegt 1 cm außerhalb des linken Bildrandes

Bewegung

Durch den Effekt der Präzession wandert der Himmelspol im Laufe von 25.800 Jahren (dem Zyklus der Präzession) um den Ekliptikpol (in der Mitte der Bilder). Diese Bewegung erfolgt auf einem Kreis mit etwa 23° Polabstand, welcher der momentanen „Schiefe der Ekliptik“ entspricht.

Vor rund 5000 Jahren war Thuban (der Hauptstern α Draconis im Drachen) der Polarstern, danach der lichtschwache Kappa Draconis und vor etwa 3000 Jahren Kochab (β Ursae Minoris) im Kleinen Bären. Heute ist es der Stern Alpha Ursae Minoris oder Polaris (Polarstern). Ab dem Jahre 3000 wird der Himmelsnordpol im Sternbild Kepheus liegen. In etwa 12.000 Jahren wird die helle Wega neuer Polarstern sein (jedoch ca. 6 Grad vom wahren Himmelsnordpol entfernt).

Die Projektion des Präzessionswegs des Nordpols am festen Himmel der Epoche J2000.0 für das Zeitintervall von 48000 v. Chr. Bis 52000 n. Chr.[1]
Der helle Stern unten ist die Wega
Der Weg des Himmelssüdpols um den Ekliptikpol
Der helle Stern nahe der Bildmitte ist Canopus

Diverses

Scheinbare Sternbewegung um den nördlichen Himmelspol (2 Stunden Zeitraffer).
Das Video zeigt die scheinbare Rotation der Sterne um den südlichen Himmelspol.

Alle Sterne bewegen sich auf ihren scheinbaren täglichen Bahnen (Erdrotation in 23:56:04 Stunden) auf einer Kreisbahn genau in Richtung eines Positionswinkels von 90°.

Für die Eichung von Fotometern hat man rings um den nördlichen Himmelspol eine Gruppe von Fixsternen definiert, die Polsequenz oder Nordpolarsequenz. Ihre scheinbare Helligkeit wurde genau gemessen und überdeckt einen Bereich von der 4. bis zur 10. Größenklasse.

Der Positionswinkel zur Angabe von Richtungen zwischen Doppelsternen oder von Bewegungsrichtungen bezieht sich auf die jeweilige Richtung vom Stern zum nördlichen Himmelspol.

Siehe auch

Weblinks

  • Walter Fendt: Die Himmelspole – Zusammenhang zwischen Beobachtungsort, Zenit, Himmelspol

Einzelnachweise

  1. ↑ J. Vondrák, N. Capitaine, P. Wallace: New precession expressions, valid for long time intervals. In: Astronomy & Astrophysics. 534. Jahrgang, 1. Oktober 2011, ISSN 0004-6361, S. A22, doi:10.1051/0004-6361/201117274 (englisch, aanda.org).

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Precession S.gif
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The path of the south celestial pole among the stars due to the precession (assuming constant precessional speed and obliquity of JED 2000)
N pole precession.png
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The outer line with timescale shows the projection of the precession path of the north pole of the Earth on the fixed sky of the epoch J2000.0 for the time interval from 48000 BCE to 52000 CE. The inner line shows the projection of the precession path of the north pole of the Earth's orbit for the same time interval. The dependencies ψA and ωA are used for the precession of the Earth rotation, the dependencies PA and QA are used for the precession of the ecliptic [1]. The white plus indicates the direction of the north pole of the invariable plane [2]. A cyan grid indicates an ecliptic coordinate system and yellow indicates the equatorial coordinate system for the epoch J2000.0. The stars are shown no darker than the magnitude 5.
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Die Ekliptik im geozentrischen äquatorialen Koordinatensystem
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Rotation of the stars around the northern star.
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The south celestial pole, using photos taken with the intervalometer. Every shot had an exposure time of 25 seconds, between 22:53 January 24, 2014, until 02:59 of January 25, 2014. Series of shots where you can see the rotation of the Earth's axis relative to the south celestial pole, clearly see the two Magellanic Clouds in the West of the Milky Way, and the Southern Cross. Near the end of the video you can see the rise of the moon that illuminates the scene. The shots were perform with a Nikon D7000 camera with a 10.5 mm lens nikkor f/2.8 stopped down to f: 3.5 exposure 25 seconds at ISO 800