Beobachtungstipp im April 2012

Das Jahr 2012 ist ein Schaltjahr! Aber warum ist das so? Das ist eine gute Frage...

Vielen Menschen ist bekannt, dass die Erde etwa 365 Tage benötigt, um die Sonne zu umlaufen. Genauer gesagt sind es 365,24219 Tage. Dieser Vierteltag summiert sich in 4 Jahren zu einem Tag auf, der in unserem gregorianischen Kalendersystem als Schalttag eingefügt wird. Die Ungenauigkeiten an den weiteren Stellen führen zu weiteren Regeln. Alle Kalenderjahre, die durch 100 teilbar sind, sind keine Schaltjahre. Das Jahr 1900 und das Jahr 2100 zum Beispiel wird jeweils nur 365 Tage haben. Im Jahr 2000 wurde ein Schalttag eingeführt, weil alle Kalenderjahre, die durch 400 teilbar sind, also 1600, 2000, 2400 dennoch wieder einen Schaltag besitzen. Diese Regeln sorgen dafür, dass über einen Zeitraum von 3000 Jahren kein Tag verloren geht.

Was würde eigentlich passieren, wenn der Schalttag nicht eingeführt worden wäre?
Unser Jahreskalender orientiert sich am Lauf der Sonne. Wir nennen den Zeitraum von 365,24219 Tagen das tropische Jahr. Es ist der Zeitraum, den die Sonne benötigt, den Frühlingspunkt in Folge zu erreichen. Der Frühlingspunkt ist der Punkt am Himmel, an dem die Sonne zu Frühlingsbeginn, also zur Tagundnachgleiche zu finden ist. Soweit so gut. Neben dem tropischen Jahr kennen wir noch das sogenannte siderische Jahr. Das siderische Jahr ist etwa 20 Minuten länger als das Tropische mit 365,25625 Tagen. Worin liegt nun der Unterschied? Das tropische Jahr ist der Zeitraum zwischen zwei Durchgängen durch den Frühlingspunkt. Das siderische Jahr orientiert sich am Sternenhimmel und ist die Zeit, die die Erde benötigt, um relativ zum Sternenhimmel, einmal um die Sonne zu wandern. Die Verschiebung des Frühlingspunktes relativ zum Sternenhimmel ist auf die Präzession der Erdachse zurückzuführen. Was ist die Präzession? Es klingt schlimm, aber die Erde taumelt. Kaum merklich, aber es hat Einfluss auf unser Kalendersystem. Innerhalb von 25.800 Jahren beschreibt die Erdachse, die ja um 23,5° gegen die Ekliptik-Ebene geneigt ist, eine Kreiselbewegung. Das bedeutet für uns, dass sich der Sternenhimmel jahreszeitlich leicht verschiebt. In 13.000 Jahren sind unsere heutigen Sommersternbilder die Wintersternbilder. Wir können uns im Dezember darüber freuen, den atemberaubenden Blick auf das Zentrum der Milchstrasse im Sternbild Schütze werfen zu können, welches hoch am Himmel steht. Der Orion-Nebel wird aber nur auf der Südhalbkugel zu einem lohnenswerten Objekt. Weitere 13.000 Jahre vergehen bis der alte Zustand wieder hergestellt ist.

Mit der Präzession verschieben sich die astronomischen Koordinaten in Rektazension und Deklination. Auf Sternkarten finden wir aus diesem Grund in der Regel den Himweisn zur Epoche für die das Koordinatennetz gültig ist. In der Regel wird die Epoche in 50'er Schritten gezählt. Ältere Sternkarten werden vielleicht noch nach dem Jahr 1950 gezeichnet. Die aktuellen Sternkarten haben die Epoche oder das Äquinoktium J2000.0.

Das tropische Jahr folgt der Präzession und es kommt zu keiner Verschiebung der Jahreszeiten. Der astronomisch Unbeleckte wird davon also nichts mitbekommen. Der Schalttag verhindert, dass sich die Monate jahreszeitlich verschieben. Hätte man 100 Jahre auf Schaltjahre verzichtet, wäre man schon 25 Tage weiter im Jahr. Es wäre nur eine Frage von Jahren bis bei uns im August der erste Schnee fällt. Aber so weit kommt es ja nicht. Für uns Astronomen ist es nur von Nöten, alle 50 Jahre neue Sternkarten zu kaufen und die Vorfreude auf den Winterschützen nicht zu verlieren. - Soviel zum Thema Schaltjahr.

Hin und wieder liest man von Schaltsekunden, die eingefügt werden müssen. Warum macht man das? Unser Tag dauert 24 Stunden. In dieser Zeit dreht sich die Erde relativ zur mittleren Sonne einmal um die eigene Achse. Mittlere Sonne deswegen, weil der Sonnenlauf im Jahr nicht gleichmäßig ist. Effekte der elliptischen Erdbahn und der Schiefe der Ekliptik führen zu zeitlichen Differenzen der Mittagszeit. Die Zeitgleichung beschreibt die Abweichung zwischen Mittag und Sonnenstand.

Die Erdrotation wird vom International Earth Rotation Service überwacht. Die Erdrotation ist nicht gleichmäßig und wird ständig durch die Gezeitenwirkung des Mondes langsamer. Aber auch geologische und meteorologische Effekte spielen eine Rolle bei der Dauer der Erdrotation. Unsere Zeit wird unabhängig von der Erdrotation gemessen. Es sind Atomuhren, die kaum mehr abweichen, die unseren Gang der Uhren bestimmen.

Die Zunahme der Tageslänge, die kontinuierlich und unregelmäßig geschieht, wird bei Bedarf durch eine Schaltsekunde ausgeglichen. Somit sind Himmel und Atomuhr wieder im Einklang.

So, ich wünsche noch einen schönen Tag, egal wie lang er ist.

Clear Skies,
Christian Overhaus