Grondslagen van de hemelmechanica
Begrijp de bewegingen van hemellichamen en de natuurkundige principes erachter.
Waarom komen sterren elke dag eerder op?
Wie een bepaalde ster meerdere nachten achter elkaar observeert, kan nog een bijzonder verschijnsel vaststellen: sterren verschijnen elke dag iets eerder op dezelfde positie aan de hemel. De reden hiervoor ligt in de beweging van de aarde.
De siderische dag
Ten opzichte van de sterren heeft de aarde voor een volledige omwenteling om haar eigen as 23 uur, 56 minuten en 26 seconden nodig. Deze tijdsduur wordt de siderische dag of sterrendag genoemd.
Onze gewone dag duurt daarentegen 24 uur. Hierdoor ontstaat een verschil van bijna vier minuten. Daarom bereiken sterren en sterrenbeelden elke dag ongeveer vier minuten eerder dezelfde positie aan de hemel.
Zelf observeren: Sterren komen elke dag eerder op
Dit kan bijvoorbeeld worden waargenomen bij de heldere ster Sirius. Onthoud wanneer Sirius boven een bepaald punt aan de horizon staat. Als je hem op de volgende avonden opnieuw observeert, bereikt hij deze positie elke dag iets eerder. Na tien dagen bedraagt het verschil al ongeveer 35 minuten.
Deze dagelijkse verschuiving draagt ertoe bij dat we in de loop van het jaar op een bepaald tijdstip verschillende sterrenbeelden aan de hemel zien. Zo ontstaan de voor de lente, zomer, herfst en winter typische aanzichten van de sterrenhemel.
Circumpolaire sterren – welke sterren gaan nooit onder?
Niet alle sterren verdwijnen in de loop van een nacht onder de horizon. Sommige zijn vanaf onze waarnemingsplaats het hele jaar door zichtbaar. Deze sterren worden circumpolaire sterren genoemd. Ze komen niet op en gaan niet onder, maar bewegen schijnbaar in cirkelvormige banen rond de hemelpool.
Welke sterren circumpolair zijn, hangt af van de breedtegraad van de waarnemingsplaats. Hoe verder naar het noorden we ons bevinden, hoe hoger de noordelijke hemelpool boven de horizon staat en hoe groter het gebied met sterren die nooit ondergaan. Hoe verder we naar het zuiden gaan, hoe kleiner dit gebied wordt.
Ook circumpolaire sterren en sterrenbeelden staan niet altijd op dezelfde plaats. Door de rotatie van de aarde veranderen ze in de loop van de nacht van positie en kunnen ze, afhankelijk van het tijdstip, hoger of lager boven de horizon staan. Ze verdwijnen daarbij echter nooit volledig onder de horizon.
Welke sterrenbeelden zijn bij ons circumpolair?
Op onze breedtegraden behoren onder andere de Grote Beer, de Kleine Beer, Cassiopeia, Cepheus, de Giraffe, de Lynx en de Hagedis tot de circumpolaire sterrenbeelden. Ze kunnen in principe in elk jaargetijde worden waargenomen.
De Poolster vinden
De Poolster (Polaris) is een belangrijk oriëntatiepunt aan de nachtelijke hemel. Hij bevindt zich zeer dicht bij de noordelijke hemelpool en lijkt daarom, in tegenstelling tot de andere sterren, zijn positie aan de hemel nauwelijks te veranderen. De andere sterren lijken in de loop van de nacht rond dit punt te draaien.
✓ Zo vind je de Poolster
Een eenvoudig oriëntatiepunt is de Grote Wagen, die deel uitmaakt van het sterrenbeeld Grote Beer. Zoek eerst de twee achterste sterren van de bak van de Grote Wagen. Als je de denkbeeldige verbindingslijn tussen deze twee sterren naar boven verlengt, wijst deze in de richting van de Poolster.
Als je vanaf de Poolster een denkbeeldige loodrechte lijn naar beneden naar de horizon trekt, kom je bij het noordpunt uit. De Poolster wijst je zo betrouwbaar de richting naar het noorden.
Afhankelijk van het seizoen en het tijdstip van de dag verandert de positie van de Grote Wagen aan de hemel. De twee achterste sterren van de bak blijven echter, ongeacht zijn positie, de weg naar de Poolster wijzen.
Waarom verandert de sterrenhemel in de loop van het jaar?
De sterrenhemel ziet er in de loop van het jaar steeds weer anders uit. Terwijl circumpolaire sterrenbeelden het hele jaar door zichtbaar blijven, kunnen veel andere sterrenbeelden alleen in bepaalde jaargetijden goed worden waargenomen.
De aarde beweegt rond de zon
De aarde draait niet alleen om haar eigen as, maar beweegt tegelijkertijd in haar baan rond de zon. Voor een volledige omloop heeft ze ongeveer een jaar nodig. Daarbij verandert onze kijkrichting in de ruimte voortdurend.
Aan de nachtzijde van de aarde kijken we altijd in de richting die van de zon af is gericht. Omdat de aarde zich in de loop van het jaar op verschillende posities in haar baan bevindt, kijken we 's nachts in verschillende jaargetijden naar verschillende delen van de sterrenhemel.
Waarom zien we slechts een deel van de hemel?
Vanaf onze locatie op aarde kunnen we nooit de volledige sterrenhemel in één keer zien. De reden hiervoor is de bolvorm van de aarde: een deel van de hemel bevindt zich voor ons boven de horizon en is zichtbaar, terwijl het andere deel door de aarde aan het zicht wordt onttrokken.
De horizon vormt daarbij de schijnbare grens tussen hemel en aarde. Sterren en andere hemelobjecten kunnen in het oosten boven de horizon verschijnen, langs de hemel bewegen en later in het westen weer onder de horizon verdwijnen.
De waarnemingsplaats is bepalend
Welk deel van de sterrenhemel zichtbaar is, hangt ook af van waar op aarde we ons bevinden. De breedtegraad van de waarnemingsplaats bepaalt hoe hoog de hemelpool boven de horizon staat en welke sterren en sterrenbeelden überhaupt zichtbaar kunnen zijn.
Daarom ziet de sterrenhemel er bijvoorbeeld op het noordelijk halfrond anders uit dan op het zuidelijk halfrond. Sommige sterrenbeelden kunnen vanaf onze breedtegraden het hele jaar door worden waargenomen, terwijl andere nooit boven onze horizon uitkomen.
De draaibare sterrenkaart correct gebruiken
Een draaibare sterrenkaart helpt je om te bepalen welke sterren en sterrenbeelden op een bepaald tijdstip aan de hemel zichtbaar zijn. Hiervoor stel je eenvoudig de datum en tijd in en richt je de kaart vervolgens overeenkomstig je eigen kijkrichting.
Datum instellen
Zoek op de sterrenkaart de huidige datum op de bijbehorende schaal.
Tijd instellen
Stel de gewenste waarnemingstijd in. Datum en tijd moeten op de daarvoor bestemde schalen tegenover elkaar staan.
Windrichting bepalen
Bepaal in welke richting je kijkt: noorden, oosten, zuiden of westen.
Sterrenkaart uitrichten
Draai de hele sterrenkaart zo dat de betreffende windrichting op de kaart overeenkomt met je werkelijke kijkrichting.
Sterrenbeelden aan de hemel vinden
Vergelijk de weergave op de sterrenkaart met de nachtelijke hemel. Begin bij voorkeur met een opvallend sterrenbeeld en gebruik dit voor verdere oriëntatie.
✓ Houd rekening met de zomertijd
Veel draaibare sterrenkaarten voor Midden-Europa zijn afgestemd op de Midden-Europese Tijd (MET). Tijdens de zomertijd moet je daarom één uur van de actuele lokale tijd aftrekken voordat je de tijd op de sterrenkaart instelt.
Voorbeeld: Als het tijdens de zomertijd 22:00 uur is, stel je op een sterrenkaart die is afgestemd op MET 21:00 uur in.
Zon, maan en planeten op de sterrenkaart vinden
Een draaibare sterrenkaart toont niet alleen sterren en sterrenbeelden. Hiermee kun je ook nagaan in welk deel van de hemel de zon, maan en planeten zich bevinden. Een belangrijk oriëntatiepunt daarbij is de zogenaamde ecliptica.
Waar staat de zon?
De ecliptica beschrijft de schijnbare baan van de zon aan de hemel in de loop van een jaar. Op veel draaibare sterrenkaarten is deze als een lijn aangegeven.
Om de positie van de zon te bepalen, stel je eerst de huidige datum op de sterrenkaart in. Op het punt waar de datum, respectievelijk de bijbehorende aanwijzer, de ecliptica snijdt, bevindt de zon zich op dat moment.
Wat betekenen rechte klimming en declinatie?
Om de exacte positie van een hemelobject aan te geven, worden in de astronomie onder andere de coördinaten rechte klimming en declinatie gebruikt.
De rechte klimming geeft de positie van een hemelobject langs de hemelequator aan en wordt gewoonlijk uitgedrukt in uren, minuten en seconden.
De declinatie beschrijft de hoekafstand van een hemelobject ten noorden of ten zuiden van de hemelequator en wordt uitgedrukt in graden.
Met deze twee coördinaten kan de positie van een hemelobject aan de sterrenhemel nauwkeurig worden bepaald.
