Drei Sonnenbahnen

Die Mehrfachbelichtung der Sonnenbahn ist an drei verschiedenen Tagen über den Sonnenuntergang gelegt. Der obere Pfad wurde zur der Sommersonnenwende aufgenommen, der mittlere Pfad zur Tagundnachtgleiche und der untere Pfad zur Wintersonnenwende Sonnenwende. Im Vordergrund sind Gras und einige Felsen und Bäume zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Marcella Giulia Pace

Zieht die Sonne jeden Tag dieselbe Bahn? Nein. Die Sonnenbahn ändert sich im Laufe des Jahres. Im Sommer legt sie einen längeren Weg zurück als im Winter.

Hier seht ihr den Sonnenbogen dreier Tage von Mittag bis Sonnenuntergang: Der höchste entstand zur Sommersonnenwende, in der Mitte verläuft zur Tag- und Nachtgleiche, der tiefste zeigt die Wintersonnenwende. Die Bilder wurden 2020 und 2021 in der Nähe von Gatto Corvino auf der italienischen Insel Sizilien fotografiert.

Die Höhe der Sonnenbahn und die Zeitdauer der Sonne am Himmel sind wichtiger für die Jahreszeit als die Entfernung zwischen Erde und Sonne. Tatsächlich ist die Erde im Jänner der Sonne am nächsten, also im nördlichen Winter.

Heute ist Sonnenwende. Die Sonne zieht heute am Himmel der Nordhalbkugel der Erde die längste Bahn des Jahres und die kürzeste Bahn auf der Südhalbkugel.

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Äquinoktium: Analemma über den Steinen von Callanish

Das Bild zeigt die Sonne in vielen Positionen über den Steinen von Callanish.

Bildcredit und Bildrechte: Giuseppe Petricca

Wie ändert sich die Position der Sonne, wenn man jeden Tag zur selben Zeit hinausgeht und ein Foto von der Sonne macht? Eine visuelle Antwort auf diese Frage ist ein Analemma – das ist ein Komposit aus Bildern, die im Laufe eines Jahres regelmäßig zur selben Zeit am selben Ort fotografiert wurden.

Die Bilder für dieses Analemma wurden alle paar Tage zu Mittag in der Nähe des Dorfes Callanish auf den Äußeren Hebriden in Schottland im Vereinigten Königreich fotografiert. Im Vordergrund stehen die Steine von Callanish. Dieser Steinkreis wurde etwa um 2700 v. Chr. in der Bronzezeit errichtet. Es ist nicht bekannt, ob die Steine von Callanish astronomisch ausgerichtet sind oder waren.

Der Grund für die Achterform der Schleife eines Analemmas sind die Neigung der Erdachse und die Elliptizität der Erdbahn um die Sonne. Zu den Sonnenwenden steht die Sonne am oberen oder unteren Ende des Analemmas. Doch die Äquinoktien entsprechen den mittleren Punkten des Analemmas – nicht dem Schnittpunkt.

Diesen Freitag um 01:04 Uhr (UT) – auf dem amerikanischen Kontinent ist es der Donnerstag – ist Äquinoktium („gleiche Nacht“). Tag und Nacht sind dann auf dem ganzen Planeten Erde gleich lang. Viele Kulturen feiern zum Äquinoktium den Wechsel der Jahreszeiten.

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Analemma über Taipeh

Dieses Analemma aus Teipeh zeigt den Bewegung der Sonne am Himmel im Lauf eines Jahres, die Einzelbilder wurden immer nachmittags zur selben Zeit fotografiert.

Bildcredit und Bildrechte: Meiying Lee

Kehrt die Sonne jeden Tag an dieselbe Stelle am Himmel zurück? Nein. Eine bessere und visuellere Antwort auf diese Frage ist ein Analemma. Das ist eine Kombination von Bildern, die ein Jahr lang zur selben Zeit und am selben Ort fotografiert wurden.

Dieses Analemma entstand aus Bildern, die 2021 an vielen Nachmittagen um 16:30 in Taiwan fotografiert wurden, im Vordergrund seht ihr die Silhouette von Taipeh und den hohen Taipei 101. Die Position der Sonne im Dezember – zur Dezember-Sonnenwende – befindet sich links, die Juni-Sonnenwende seht ihr rechts. Zu den Sonnenwenden und den Äquinoktien wurden die Positionen der Sonne auch während des restlichen Tages fotografiert.

Heute ist die Juni-Sonnenwende 2022 und somit der Tag auf der Nordhalbkugel der Erde, an dem die Sonne die längste Zeit am Himmel bleibt. In vielen Ländern ist heute der offizielle Beginn einer neuen Jahreszeit, zum Beispiel beginnt heute auf der Südhalbkugel der Erde der Winter.

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Der Himmel im Jahr 2021

Der Himmel des ganzen Jahres 2021 ist als Keogramm dargestellt. Alle Bilder ergeben eine Sanduhrform, welche die Nächte darstellt. Links und rechts ist der blaue Tageshimmel. 12 helle, leicht schräge Streifen in der Sanduhr zeigen, wo nachts der Mond schien.

Bildcredit und Bildrechte: Cees Bassa (Niederländisches Institut für Radioastronomie)

Stellt euch vor, ihr könntet den Himmel eines ganzen Jahres sehen – und zwar auf einmal! Ungefähr das sieht man hier. Im Jahr 2021 fotografierte eine Allsky-Kamera alle 15 Sekunden den Himmel über den Niederlanden. Dann wurden die mittleren Streifen ausgerichtet und zu diesem Keogramm kombiniert. Oben ist Jänner, unten Dezember. Die Stunden um Mitternacht verlaufen senkrecht links neben der Mitte.

Was sehen wir? Zuerst fällt auf, dass der Tageshimmel großteils blau ist und der Nachthimmel überwiegend schwarz. Die zwölf Lichtbänder, die den Nachthimmel kreuzen, stammen vom Licht des Mondes. Der dünnste Teil der dunklen Sanduhrform markiert die Sonnenwende im Sommer, wenn die Tage am längsten sind. Dagegen zeigt der breiteste dunkle Teil die Sonnenwende im Winter.

Gestern war Äquinoktium – Nacht und Tag waren ungefähr gleich lang. Im Keogramm ist auch das nördliche Frühlingsäquinoktium von vor einem Jahr markiert. Es liegt im oberen Viertel.

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Sonnenaufgänge eines Jahres

13 Sonnenaufgänge in den Monaten des Jahres 2021 in Edmonton im kanadischen Alberta.

Bildcredit und Bildrechte: Luca Vanzella

Geht die Sonne immer in dieselbe Richtung auf? Nein. Im Lauf der Monate ändert sich auch die Richtung des Sonnenaufgangs.

Dieses Bild zeigt die Richtungen zum Sonnenaufgang in jedem Monat des Jahres 2021 in Edmonton im kanadischen Alberta. Die Kamera blickt immer nach Osten. Links ist Norden, rechts ist Süden. Das obere Bild wurde, wie ein Begleitvideo zeigt, im Dezember 2020 aufgenommen. Das unterste Bild wurde im Dezember 2021 fotografiert. Das ergibt insgesamt 13 Bilder. Die Sonne geht zwar allgemein im Osten auf, doch zur Dezember-Sonnenwende geht sie am weitesten im Südosten auf und zur Juni-Sonnenwende am weitesten im Nordosten.

In vielen Ländern gilt die Dezember-Sonnenwende als offizielle Wende der Jahreszeiten. Sie ist zum Beispiel der erste Tag des Winters im Norden. Die Menge der Sonnenwärme und der gespeicherten Energie in der Erdoberfläche und der Atmosphäre ist im Winter am geringsten. Daher ist die der Winter die kälteste Jahreszeit.

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Sonnwendsonne und Milchstraße

Die heutige Position der Sonne zur Sonnenwende im Sternbild Schütze.

Kompositbild-Credit und Bildrechte: Stefan Seip (TWAN)

Beschreibung: Wir begrüßen die Sonnenwende im Dezember. Heute ist der erste Tag des Winters im Norden und des Sommers auf der Südhalbkugel. Sonnenwende und Äquinoktium sind astronomische Markierungen der Jahreszeiten, die Daten richten sich nach der Sonnenposition auf ihrer jährlichen Reise entlang der Ekliptik am Himmel des Planeten Erde.

Bei der heutigen Sonnenwende erreicht die Sonne um 15:59 UTC ihre größte südliche Deklination von -23,5 Grad, ihr Rektaszensionswinkel auf der Himmelskugel beträgt 18 Stunden. Damit steht die Sonne in Richtung des Sternbildes Schütze nahe dem Zentrum unserer Milchstraße.

Wenn ihr die heutige Sonnwendsonne vor den blassen Sternen und Nebeln im Hintergrund sehen könntet (das ist wirklich schwierig, besonders tagsüber…), wäre eure Aussicht so ähnlich wie dieses Kompositpanorama. Dafür wurden Bilder unserer schönen Galaxis unter dem dunklen Nachthimmel von Namibia fotografiert und zu dieser Panorama-Ansicht zusammengefügt. Von einem Schnappschuss vom 21. Dezember 2015 wurde die Sonne digital als gleißender Stern eingefügt, und zwar an der heutigen Position der nördlichen Wintersonnenwende nahe dem Zentrum der Milchstraße.

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Halloween und der Geisterkopfnebel

Der Geisterkopfnebel NGC 2080, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble der NASA und ESA.

Bildcredit: Mohammad Heydari-Malayeri (Observatorium Paris) et al., ESA, NASA

Beschreibung: Der Ursprung von Halloween, dem Vorabend von Allerheiligen, ist antik und astronomisch. Seit dem fünften Jahrhundert v. Chr. wird Halloween als Kreuzvierteltag gefeiert, es ist der Tag zwischen Tagundnachtgleiche und Sonnenwende (kürzester Tag / längste Nacht auf der Nordhalbkugel). Nach dem modernen Kalender findet Halloween zwar nächste Nacht statt, doch der echte Kreuzvierteltag fällt in die Woche danach. Ein weiterer Kreuzvierteltag ist der Murmeltiertag.

Auch das moderne Halloweenfest knüpft an die historischen Wurzeln, als man sich verkleidete, um die Geister der Toten zu verscheuchen. Diese Ansicht des Geisterkopfnebels, aufgenommen mit dem Weltraumteleskop Hubble, ist vielleicht eine würdige Erinnerung an diesen alten Feiertag. NGC 2080 ähnelt dem Bild eines fiktiven Gespenstes, ist aber eigentlich eine Sternbildungsregion in der Großen Magellanschen Wolke, diese wiederum ist eine Begleitgalaxie unserer Milchstraße. Der Geisterkopfnebel (NGC 2080) ist etwa 50 Lichtjahre groß und in repräsentativen Farben dargestellt.

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Sonnenaufgang zur Sonnenwende über Stonehenge

Sonnenaufgang zur Sommersonnenwende 2008 bei Stonehenge in Großbritannien. Die Sonne ist teilweise von Wolken verdeckt, die Wolken bilden dunkle waagrechte Bänder am orangefarbenen Himmel.
Bildcredit und Bildrechte: Max Alexander, STFC, SPL

Heute ist Sonnenwende. Die Sonne erreicht den nördlichsten Punkt am Himmel des Planeten Erde. In viele Kulturen markiert dieses Datum den Wechsel der Jahreszeiten. Auf der Nordhalbkugel der Erde geht der Frühling zum Sommer über, auf der Südhalbkugel der Erde wechselt der Herbst zum Winter. Genau genommen ist in einigen Teilen der Welt die Sonnenwende heute, in anderen Regionen morgen.

Das Foto entstand 2008 in der Woche der Sonnenwende im Sommer bei Stonehenge in Großbritannien. Es zeigt einen malerischen Sonnenaufgang im Nebel. Über Bäumen, Wolken und Steinen, die vor etwa 4500 Jahren errichtet wurden, leuchtet eine große Kugel, die 4,5 Milliarden Jahre alt ist.

Die Präzession dreht die Rotationsachse der Erde. Trotzdem geht die Sonne seit Jahrhunderten in Stonehenge auf eine astronomisch bedeutsame Art und Weise auf.

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