Polarstern, auch Stella Polaris oder Nordstern
Der Polarstern wird manchmal auch Polaris oder Nordstern genannt - aus gutem Grund! Er befindet sich nämlich genau im Norden. Nun wirst du sagen, auch andere Sterne sind in nördlicher Richtung zu sehen, nicht nur einer! Das ist richtig. Der Polarstern hat noch eine Besonderheit: Er ändert seine Position im Laufe der Nacht nicht. Er ist stets an der gleichen Stelle des Himmels zu finden. Alle anderen Sterne wandern weiter.
Der Polarstern scheint der Mittelpunkt der Sterne zu sein. Alle Sterne wandern im Laufe der Nacht um ihn herum, nur er bleibt stehen. Der Polarstern selbst ist dabei nur ein relativ unscheinbarer, aber ganz normaler Stern wie viele andere auch. Die Phänomene, die wir beobachten können, hängen mit der Drehung der Erde zusammen.
Blick Richtung Norden an einem Herbstabend
Die Erdachse zeigt zufälligerweise fast genau auf auf den Polarstern. Die Erde dreht sich um diese Achse, einmal in 23h 56min. Da wir auf der Erde stehen und uns mit ihr mitdrehen, scheint es für uns, als stünden wir fest und unbeweglich, und der Sternenhimmel dreht sich um uns. Das ist eine optische Täuschung. Nicht die Sterne drehen sich, sondern wir mitsamt der Erdkugel.
Dabei gibt es zwei Punkte, die sich nicht mitdrehen oder besser gesagt, die sich an Ort und Stelle um sich selbst drehen. Das ist auf der nördlichen Halbkugel, wo wir in Europa leben, die Gegend um den Polarstern. Auch von der südlichen Halbkugel aus gesehen gibt es einen solchen speziellen Ort am Himmel, um den sich scheinbar alles dreht. Nur steht ausgerechnet da kein Stern.
Der Polarstern wird nicht auf ewig der Drehpunkt des Himmels bleiben. Dieser verschiebt sich im Lauf der Jahrhunderte allmählich und wandert weiter. Wie das genau abläuft, erfährst du auf dieser Seite weiter unten und auf der Seite über die Präzession der Erdachse.
Der Polarstern und sein Sternbild
Der Polarstern gehört zum Sternbild Kleiner Bär, das auch Kleiner Wagen genannt wird. Er ist das Deichselende des Wagens oder eben die Schwanzspitze des Bärenkindes. Der Kleine Bär ist das nördlichste Sternbild und stets in Nordrichtung zu finden. Er hängt mit seinem Schwanz am Himmelsnordpol und umkreist ihn fortwährend.
Die Sterne des Kleinen Bären sind normalerweise gut zu sehen, aber nicht sehr auffällig. Sie leuchten nicht so hell wie die der Großen Bärin.
Ist der Himmel zu stark aufgehellt, durch das Mondlicht oder aber durch die Lichter der Stadt, ist es schwierig bis unmöglich, alle seine Sterne zu erkennen. Ein Stern nach dem anderen bleibt unsichtbar, je nach Lichtverschmutzung.
Das Sternbild Kleiner Bär ist darum gut geeignet, die Dunkelheit des Himmels abzuschätzen und den Grad der Lichtverschmutzung festzustellen.
Wie das genau geht, erfährst du beim Nachthimmeltest auf der Mach mit Seite.
Wie kann ich den Polarstern zu finden?
Der Polarstern ist kein sehr auffälliger Stern am Himmel, aber doch gut mit bloßem Auge zu erkennen - wenn man weiß, wo man ihn suchen muss! Dafür gibt es einen guten und einfachen Trick: das Sternbild Großer Wagen (auch Große Bärin genannt) kennt fast jeder und ist ganz leicht am Himmel zu finden. Die Sterne des Großen Wagen sind alle etwa gleich hell und bilden den Umriss eines Handwagens mit Deichsel.
Außerdem ist dieses Sternbild zirkumpolar, das heißt es sinkt nie unter den Horizont, ist also IMMER am Himmel zu finden, zumindest in unseren Breiten hier in Mitteleuropa.
Nun suche den Großen Wagen und schau dir die hintere Kante des Wagens an. Zieht man durch diese beiden Sterne eine Linie, zeigt diese genau auf den Polarstern. Die Entfernung beträgt in etwa die fünffache Länge der Wagenkante (siehe Abbildung).
Großer Wagen und Kleiner Wagen haben zueinander immer die gleiche Position, auch wenn sie sich mitsamt dem Sternenhimmel drehen und dabei manchmal auf dem Kopf stehen. Ihre Deichseln zeigen in entgegengesetzte Richtungen.
Der Polarstern gehört nicht gerade zu den hellsten Sternen am Himmel. Wäre er aber an der Stelle unserer Sonne, könnten wir sehen, dass er in Wirklichkeit sehr hell leuchtet, so unglaublich hell wie 2300 Sonnen! Da er aber 430 Lichtjahre von uns entfernt ist, erscheint er uns eher schwach. Stünde die Sonne an seiner Stelle, könnten wir sie mit bloßem Auge überhaupt nicht wahrnehmen.
Weitere Größenvergleiche von Sternen findest du in der Sternentabelle.
Der Polarstern und der Breitengrad
Da Polaris immer an der gleichen Stelle des Himmels zu finden ist, nämlich genau im Norden, diente er früher der Orientierung auf dem Land, in der Seefahrt und am Sternenhimmel. Mit ihm ist es ganz schnell und leicht möglich, die Himmelsrichtungen festzustellen.
Das war besonders für Seefahrer sehr hilfreich, denn sie verfügen auf offenem Meer über keinerlei Orientierungspunkte. Ringsum gibt es nur Wasser. Welche Richtung soll man nun einschlagen?
Der Polarstern zeigt die Nordrichtung an, und davon lassen sich dann Osten, Süden und Westen ableiten. Bei Tag half der Stand der Sonne weiter (Aufgang im Osten, Höchststand im Süden, Untergang im Westen), bei Nacht konnten sich die Seeleute an Polaris orientieren.
Zur besseren Orientierung kann man sowohl die Erde als auch den Himmel mit einem Koordinatennetz überziehen. Die Oberfläche der Erde ist in Längengrade und Breitengrade unterteilt. Damit hat jeder Ort auf der Welt seine eigenen Koordinaten.
An der dicksten Stelle der Kugel befindet sich der Äquator. Reist man von dort aus nach Norden oder Süden, wechselt man den Breitengrad. Deutschland liegt zwischen dem 49. und 54. nördlichen Breitengrad.
Der Polarstern befindet sich nicht ganz genau am Himmelsnordpol, sondern eine Winzigkeit daneben. Er ist aber zur Zeit der Stern, der dem Nordpol am nächsten kommt.
Der Polarstern gibt nicht nur die Nordrichtung an, sondern auch die geographische Breite des Beobachters. Am Nordpol der Erde steht er genau über unseren Köpfen am Zenit, dem höchsten Punkt des Himmels. Nahe des Erdäquators dagegen ist er knapp über dem Horizont zu finden. Auf der südlichen Halbkugel dagegen taucht er überhaupt nicht auf.
Die jeweilige Höhe des Polarsterns entspricht dem Breitengrad, auf dem man sich gerade befindet.
Der Äquator hat den Breitengrad Null, dort schafft es der Polarstern die ganze Nacht nicht über den Horizont. Auf dem Bild befinden wir uns mitten in Afrika, auf dem 10. Breitengrad Nord.
Der Polarstern steht dort nur knapp über dem Nordhorizont. Höher steigt er nicht, denn er befindet sich auch da immer an der gleichen Stelle, nur eben deutlich tiefer als bei uns in Mitteleuropa.
Südlich des Äquators ist der Polarstern niemals zu sehen. Einen Südstern gibt es dort aber nicht, wohl aber einen Punkt am Himmel, um den sich der Südhimmel dreht. Denn genau wie das nördliche Ende der Erdachse auf einen festen Punkt am Nordhimmel zeigt, ist das südliche Ende der Erdachse auf einen Punkt am südlichen Sternenhimmel ausgerichtet.
Je weiter man aber nach Norden kommt, desto höher steht der Polarstern am Himmel.
In Deutschland hat er eine Höhe von ca. 50 Grad, je nachdem wo man sich gerade befindet.
Hamburg beispielsweise liegt auf dem 54. Breitengrad, der Polarstern steht hier also 54 Grad hoch, gemessen vom Horizont aus.
In München befindet man sich ungefähr auf dem 49. Breitengrad, also erreicht der Polarstern hier eine Höhe von 49 Grad am Himmel.
So kann man also einerseits mit Hilfe des Sternenhimmels herausfinden, auf welchem Breitengrad der Erde man sich gerade befindet. Andererseits kann man, wenn man den Breitengrad kennt, gezielt am Himmel den nördlichsten Punkt und damit den Polarstern suchen.
Am Nordpol erreicht der Polarstern eine maximale Höhe von 90 Grad, steht also genau über dem Kopf des Beobachters. Dieser höchste Punkt heißt auch Zenit.
Allerdings halten sich am Nordpol nur ganz selten Menschen auf, die das beobachten könnten, es ist viel zu kalt.
Deshalb ist hier in der Abbildung ein Standort dargestellt, der sich noch auf europäischem Festland befindet. Wir stehen hier auf 70° nördlicher Breite, ganz weit oben in Norwegen.
In Zeiten, als es noch keine GPS-Satelliten im Weltall gab, konnte mit Hilfe des Polarsterns rasch die eigene Position bestimmt werden, egal ob zu Wasser oder auf dem Land.
Wer immer am gleichen Ort bleibt, wird den Polarstern immer an der gleichen Stelle des Himmels finden. Wer unterwegs ist und dabei den Breitengrad wechselt, wird feststellen, dass auch der Polarstern seine Höhe ändert. Einzig seine Nordrichtung wird er immer beibehalten.
Warum dreht sich alles?
Die Sternbilder wandern nachts allmählich über den Himmel, so auch der Kleine Wagen. Da er mit der Deichselspitze fast den Himmelsnordpol berührt, scheint er daran festzuhängen und um ihn herum zu rotieren.
Einzig der Polarstern bleibt die ganze Nacht über an der gleichen Stelle. Wenn du ihn einmal gefunden hast, kannst du ihn immer genau dort wieder entdecken.
Die Drehung des Sternenhimmels ist übrigens eine optische Täuschung. Nicht der Himmel dreht sich, sondern die Erdkugel und wir mit. Wenn eine Drehung vollendet ist, sind genau 23 Stunden und 56 Minuten vergangen, ein Tag ist vorüber.
Auf den Wechsel von Tag und Nacht wurde in der Animation verzichtet, um die komplette Drehung des Sternenhimmels um den Himmelsnordpol darstellen zu können.
Welcher wird der nächste Nordstern?
Vor 2000 Jahren, im Zeitalter der Antike, als in Griechenland viele der heute bekannten Sternbilder benannt wurden, war Polaris noch weit vom heutigen Himmelsnordpol entfernt. Damals stand der untere Kastenstern des Kleinen Wagen, genannt Kochab, dem Nordpol viel näher.
Polaris wird auch nicht für immer und ewig unser Nordstern bleiben. Durch die Taumelbewegung der Erde (Präzession) beschreibt die Erdachse im Laufe der Jahrtausende einen großen Kreis am Himmel.
Dieser Pfad der Erdachse ist auf dem rechten Bild als oranger Kreis dargestellt. Die Markierungen auf ihm sollen Zeitabschnitte mit der Länge von etwa 2000 Jahren andeuten.
In ca. 2000 Jahren wird die Erdachse z.B. auf den oberen Stern des Sternbildes Kepheus zeigen (die Spitze des Häuschens).
Dann wird sich der gesamte Sternenhimmel scheinbar um diesen Stern drehen. Auch der bekannte Stern Wega im Sternbild Leier bekommt irgendwann die Ehre, Polarstern sein zu dürfen. In etwa 13000 Jahren ist es soweit.
Nach insgesamt etwa 25800 Jahren hat sich der Kreis vollendet, und Polaris im Kleinen Bär ist wieder an der Reihe, den Nordpol zu markieren.
Einige Grafiken dieser Seite wurden mit Hilfe der Planetariumssoftware Stellarium erstellt. Dieses Planetarium für den heimischen PC kann kostenlos heruntergeladen und verwendet werden.
Tags: Zirkumpolares Sternbild, Sterne
