Die Sonne sehen wir fast täglich, wenn das Wetter passt und sie vom Himmel strahlt. Sich etwas intensiver mit ihr zu beschäftigen lohnt sich auf jeden Fall, denn wir sollten uns darüber bewusst sein, wie wichtig sie für uns Lebewesen ist. Ohne ihr Licht und ihre Wärme würden wir in kürzester Zeit verkümmern. Die Sonne beobachten heißt auch, sie und ihre Wirkung auf uns besser zu verstehen.
Die Sonne ist der einzige Körper im Sonnensystem, bei dem Veränderungen schon bei recht kurzen Beobachtungen am Teleskop festgestellt werden können. Zudem ist es ganz praktisch, dass sie über viele Stunden am Himmel sichtbar ist. So ergibt sich fast täglich eine Gelegenheit zur Beobachtung.
Wir haben zahlreiche Möglichkeiten, die Sonne zu beobachten. Zum Einen können wir ihren Weg über den Himmel mitverfolgen und über einen Tag und ein Jahr gesehen bestimmte Gesetzmäßigkeiten feststellen. Beobachtungstipps dafür finden sich auf dieser Seite.
Zum Anderen ist vor allem die direkte Beobachtung von Vorgängen auf ihrer Oberfläche interessant. Wir haben hier die Wahl zwischen verschiedenen Phänomenen wie Sonnenflecken, Flares, Protuberanzen und vieles mehr. Diese Erscheinungen werden im 3. Teil der 'Sonne beobachten'-Serie vorgestellt.
Außerdem verursacht das Sonnenlicht eine Vielzahl von Leuchterscheinungen in der Erdatmosphäre, denken wir nur an Regenbögen oder Polarlichter. Darauf gehen wir auf der Seite 'Sonne beobachten Teil 2' ein.
Teil 1: Die Bewegung der Sonne am Firmament
Wollen wir den Lauf der Sonne über den Himmel betrachten, dann müssen wir zwischen einer täglichen und einer jährlichen Bewegung unterscheiden. Das heißt, in Wirklichkeit ist es nicht die Sonne, die sich bewegt, sondern die Erde.
Da wir als Erdbewohner einen festen Beobachtungsstandpunkt auf der Erdoberfläche einnehmen, machen wir alle Bewegungen der Erde mit und haben dabei das Gefühl, dass sich alles andere um die Erde dreht.
Dieser Eindruck führte zum Entwurf des geozentrischen Weltbildes, bei dem die Erde im Mittelpunkt steht und alle anderen Himmelskörper sie umkreisen.
Seit Kopernikus, Galilei und Kepler wissen wir, dass es nicht so ist. Tatsächlich steht die Sonne im Mittelpunkt, alle anderen Körper einschließlich der Erde umkreisen sie. Das heliozentrische Weltbild hat sich durchgesetzt und entspricht den tatsächlichen Gegebenheiten im Sonnensystem.
Die Erde umrundet die Sonne auf einer leicht elliptischen Bahn. Sie hat dabei eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 107.000 km/h und legt eine Strecke von rund 940 Millionen Kilometern zurück. Dafür benötigt sie ein Jahr und einen viertel Tag.
Neben ihrer Bewegung um die Sonne vollzieht die Erde eine weitere Bewegung - die Rotation um sich selbst. Innerhalb von 23 Stunden 56 Minuten und 4 Sekunden dreht sich die Erde einmal um ihre Achse.
Nach genau dieser Zeit sehen wir ein und denselben Stern wieder genau an der selben Stelle des Himmels.
Bei der Sonne ist das etwas anders, da sie uns sehr viel näher ist als all die anderen Sterne und da wir sie umkreisen. Nach einem Tag ist die Sonne im Vergleich zu den Sternen ein kleines Stück in östliche Richtung versetzt.
Das ist der Grund, weshalb sich die Sonne vor dem Sternenhintergrund durch die Sternzeichen bewegt.
Die Bewegung der Sonne im Jahresverlauf
Die Sonne bewegt sich also ebenso wie der Mond durch die Sternbilder hindurch. Während wir das beim Mond mitverfolgen können, da auch bei Mondschein noch Sterne sichtbar sind, haben wir bei der Sonne keine Chance, die Sternenumgebung zu sehen.
Wir behelfen uns hier mit einem Trick, den die alten Griechen auch schon kannten: Wir beobachten stattdessen, welches Sternbild sich um Mitternacht genau im Süden befindet. Dem genau gegenüber befindet sich das Sternbild, in dem sich gerade die Sonne aufhält.
Die folgende Animation zeigt den Weg der Sonne vor dem Sternenhintergrund für die Monate Mai bis Oktober. Tag für Tag ist die Position der Sonne gegenüber der Sternbilder leicht nach links verschoben. Das ergibt über die Monate gesehen die Bewegung, die in der Animation dargestellt ist.
In der Astrologie begann man vor über 2000 Jahren damit, den Stand der Sonne am Geburtstermin zur Festlegung des Sternzeichens für ein Neugeborenes zu Rate zu ziehen. Das setzte detailliertes astronomisches Wissen voraus.
Die Schlussfolgerungen auf Charakter und Lebesweg des Kindes waren dagegen nicht wissenschaftlich zu begründen, aber doch weit verbreitet. Auch heute noch beschäftigt viele Menschen ihr Bezug zum Sternzeichen, unter dem sie geboren wurden.
Die heutigen Termine des Sonnenstandes stimmen allerdings schon lange nicht mehr mit denen des antiken Griechenlandes überein. Der Weg der Sonne hat sich über die Jahrhundert verschoben. Die Gründe hierfür stehen auf der Seite 'Präzession'.
In der nächsten Animation sehen wir, wie sich durch die Bewegung der Erde um die Sonne unser Blickwinkel verändert. Wenn wir Richtung Sonne schauen (rote Linie) und uns den dahinter liegenden Sternenhimmel vorstellen, erkennen wir die scheinbare Bewegung der Sonne durch die Sternbilder der Ekliptik.
Gleichzeitig können wir hinter uns schauen, also von der Sonne weg. Wenn wir uns auf der Nachtseite befinden, sehen wir da die Sterne. Befinden wir uns gerade auf der Tagseite der Erde, sehen wir die Sonne am Himmel.
Verlängern wir die Linie nach hinten, sehen wir das Sternbild, das dem Sternbild genau gegenüber steht, in welchem sich für uns Erdenbewohner gerade die Sonne befindet. Es hat gegen Mitternacht seine höchste Position am Himmel und befindet sich genau über dem Südhorizont.
Somit wird auch klar, weshalb wir unser persönliches Sternzeichen nicht an unserem Geburtstag am Himmel sehen können: Es befindet sich dann gerade am Taghimmel und wird von der Sonne überstrahlt.
Der Lauf der Sonne an einem Tag
Bestimmt kennt jeder folgenden Spruch:
Im Osten geht die Sonne auf,
im Süden steigt sie hoch hinauf,
im Westen wird sie untergeh'n,
im Norden ist sie nie zu seh'n.
Im Großen und Ganzen stimmt das auch, allerdings gibt es da gewisse jahreszeitabhängige Verschiebungen. Außerdem kommt es auch noch darauf an, wo auf der Erdkugel wir uns gerade befinden. Auf der südlichen Halbkugel geht die Sonne ebenfalls im Osten auf und im Westen unter. Ihren Weg vom Auf- zum Untergangspunkt nimmt sie allerdings über Norden und nicht Süden.
Der Spruch trifft die Situation am Himmel am besten für den Zeitraum der Tag- und Nacht-Gleiche im Frühjahr und im Herbst auf der nördlichen Halbkugel. Sowohl um den 21. März herum als auch um den 21. September geht die Sonne ziemlich genau im Osten auf und im Westen unter.
Ihr Weg über den Himmel ist in der folgenden Animation im Mittelbereich dargestellt. Ein Klick auf den Button 'Frühjahr/Herbst' lässt die Sonne auf- und untergehen.
Vom Sonnenaufgangspunkt im Frühjahr aus geht die Sonne im weiteren Jahresverlauf jeden Tag ein kleines Stück weiter nördlich auf. Die Aufgangspunkte verschieben sich allmählich Richtung Nordost, bis sie am 21. Juni ihren Extrempunkt erreichen. In der Animation ist das der äußere, große Bogen des Sonnenlaufs.
Dieser Tag wird auch Sonnenwende genannt, da die Sonne nun nicht noch weiter nördlich aufgeht, sondern ihre Aufgangspunkte nun in die Gegenrichtung verlagert, also wieder Richtung Osten.
Am 21. September geht die Sonne wieder ziemlich genau im Osten auf. Im weiteren Verlauf des Jahres wandert der Sonnenaufgangspunkt weiter Richtung Süden und erreicht dann am 21. Dezember seinen Extrempunkt im Südosten.
Dieser Tag wird Wintersonnenwende genannt. Noch weiter südlich geht die Sonne nicht auf. Von nun an verlagert sie ihre Aufgangspunkte wieder Richtung Osten.
All das, was für die Aufgangspunkte gilt, trifft natürlich auch auf die Sonnenuntergangspunkte zu. Zur Tag-und-Nacht-Gleiche geht die Sonne im Westen unter. An den folgenden Tagen und Wochen verschiebt sich der Untergangspunkt immer weiter Richtung Nordwesten.
Der Tagbogen der Sonne wird zugleich immer größer, die Sonnenscheindauer verlängert sich. Am 21. Juni hat die Sonne ihren extremsten Untergangspunkt am nordwestlichen Himmel erreicht und geht dann in den kommenden Tagen und Wochen wieder mehr Richtung Westen unter.
Am 21. September hat sie den Untergang im Westen und geht in den folgenden Tagen und Wochen immer weiter Richtung Südwesten unter, bis sie am 21. Dezember ihren Wendepunkt erreicht. Dann kehrt sich alles wieder um.
Die Verschiebung der Aufgangs- und Untergangspunkte der Sonne ist schon lange bekannt. Auch unsere Vorfahren waren aufmerksame Beobachter. Das derzeit früheste Dokument für die Erkenntnis, dass sich die Sonnenauf- und untergänge am Horizont verschieben, ist die Himmelsscheibe von Nebra.
An ihrem Rand sind goldene Bögen angebracht. Sie symbolisieren den Bereich, in dem die Sonne am östlichen Himmel aufgeht und am westlichen Himmel untergeht. Selbst die Größe der Bögen ist den realen Gegebenheiten angepasst. Weitere Informationen dazu finden sich auf der Seite 'Himmelsscheibe'.
Vier besondere Tage im Jahr
Die Sonne markiert vier ganz spezielle Tage im Jahr. In der folgenden Tabelle sind die Merkmale dieser Tage angeführt, die mit der Sonne zusammenhängen. Die Angaben beziehen sich auf einen Ort auf dem 50. Breitengrad und dem 10. Längengrad (entspricht in etwa der Mitte Deutschlands).
Das Datum schwankt deshalb zwischen drei Werten, weil sich die Zeitpunkte durch die Schalttage verschieben.
| Datum | Bezeichnung | Aufgang | Mittagshöhe | Tageslänge | Untergang |
|---|---|---|---|---|---|
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20.-22. März |
Frühjahrs-Tagundnacht-Gleiche, Äquinoktikum, Frühlingsbeginn |
Osten | 40° | 12 Stunden | Westen |
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20.-22. Juni |
Sommersonnenwende, Sommer-Solstitium, Sommerbeginn |
Nordost | 63,4° | 16 Stunden | Nordwest |
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20.-22. September |
Herbst-Tagundnacht-Gleiche, Äquinoktikum, Herbstbeginn |
Osten | 40° | 12 Stunden | Westen |
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20.-22. Dezember |
Wintersonnenwende Winter-Solstitium Winterbeginn |
Südost | 16,6° | 8 Stunden | Südwest |
Tagstunden und Nachtstunden an den 4 markanten Tagen | |
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Frühlingsäquinoktikum (Tag- und Nachtgleiche 21. März) |
Sommersonnenwende um den 21. Juni |
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Herbstäquinoktikum (Tag- und Nachtgleiche 21. Sept.) |
Wintersonnenwende um den 21. Dezember |
Geschichtliches zur Sonnenbeobachtung
Unsere Vorfahren nahmen große Anstrengungen auf sich, um den richtigen Moment dieser Konstellationen herauszufinden. Sie errichteten schon vor 7000 Jahren große Anlagen zur Sonnenbeobachtung, wie z.B. die Kreisgrabenanlage in Goseck oder später dann das Steinzeitobservatorium in Stonehenge.
Die Anordnung der Holzpfähle in Goseck ist darauf ausgerichtet gewesen, einen festen Horizont zu schaffen. Zur Beobachtung des Sonnenlaufes begab man sich in die Mitte der Anlage.
In der Umgrenzung waren absichtlich Lücken, durch die die Sonne beim Auf- bzw. Untergang nur an ganz bestimmten Tagen des Jahres hindurchscheint. Somit konnte man genau sagen, ob beispielsweise der Tag der Wintersonnenwende schon gekommen ist.
Ein ähnliches Prinzip verfolgte man auch in Stonehenge. Am Morgen des Mittsommertags, wenn die Sonne im Jahresverlauf am nördlichsten steht, ging die Sonne direkt über dem Fersenstein auf. Somit wussten die Menschen von damals, dass immer an diesem Tag ein komplettes Jahr vollendet ist. Anhand dieser Beobachtungen konnten sie ihren Kalender aufstellen.