Sternzeit verstehen: Was die lokale Sternzeit (LST) verrät

Warum die Sterne eine eigene Uhr brauchen

Unsere Uhren richten sich nach der Sonne. Ein Sonnentag ist die Zeit von einem Mittag bis zum nächsten, im Mittel 24 Stunden. In dieser Zeit dreht sich die Erde aber nicht genau einmal um sich selbst, sondern ein kleines Stück mehr: Weil sie gleichzeitig auf ihrer Bahn um die Sonne vorankommt, muss sie sich ein knappes Grad weiterdrehen, bis die Sonne wieder im Süden steht.

Gegenüber den fernen Sternen ist eine Umdrehung schon nach 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden vollendet. Das ist der **Sterntag**. Eine Uhr, die nach den Sternen geht, läuft also jeden Tag knapp vier Minuten vor. Nach einem Jahr hat sie einen ganzen Tag gewonnen: Ein Jahr hat rund 365,25 Sonnentage, aber 366,25 Sterntage.

Was die Sternzeit dir sagt

Die Sternzeit ist im Grunde ein Winkel: der Stundenwinkel des Frühlingspunkts. Ihr Wert entspricht der Rektaszension, die gerade auf deinem Meridian steht. Das macht sie für die Beobachtung so nützlich:

• Steht die lokale Sternzeit bei 5 h 35 min, kulminieren gerade die drei Gürtelsterne des Orion.
• Ein Stern kulminiert genau dann, wenn die lokale Sternzeit seiner Rektaszension entspricht.
• Der Stundenwinkel eines Objekts beschreibt, wie weit es schon über den Meridian hinausgewandert ist oder wie weit es noch davon entfernt ist – gemessen am Abstand zwischen Sternzeit und seiner Rektaszension.

Sternzeit, geografische Breite und die Koordinaten eines Sterns legen damit gemeinsam fest, wo er gerade am Himmel steht. Für parallaktisch montierte Teleskope mit Stundenkreis ist sie das zentrale Hilfsmittel.

Auch für die Planung ist sie praktisch: Weil die Sternzeit jeden Tag knapp vier Minuten früher denselben Wert erreicht, kulminiert ein Stern in einem Monat rund zwei Stunden früher als heute. Wer weiß, zu welcher Sternzeit ein Objekt im Süden steht, weiß damit auch, in welcher Jahreszeit es abends günstig steht.

Zur Orientierung: Um die Septembertagundnachtgleiche liegt die Sternzeit um Mitternacht nahe 0 h, um die Märztagundnachtgleiche nahe 12 h. Deshalb stehen im Herbst um Mitternacht Sterne mit kleiner Rektaszension wie die Andromeda im Süden, im Frühling dagegen der Löwe und die Jungfrau.

Wovon die Sternzeit abhängt

Die Sternzeit ist keine Uhr, die irgendwo tickt, sondern ein Maß dafür, wie weit sich die Erde gegenüber dem Frühlingspunkt gedreht hat. Drei Dinge bestimmen ihren Wert:

• Der Zeitpunkt. Die Sternzeit läuft gleichmäßig mit der Erddrehung weiter, nur etwas schneller als die Uhr. Astronomen zählen die Zeit dafür fortlaufend ab einer festen Bezugsepoche, meist J2000, und nicht nach Kalendertagen. Deshalb ist das Julianische Datum der Ausgangspunkt jeder genauen Sternzeit.
• Der Bezugsmeridian. Als Grundwert dient die Greenwicher Sternzeit, die für den Nullmeridian gilt. Sie ist für alle Orte der Erde im selben Moment gleich.
• Deine geografische Länge. Je weiter östlich du stehst, desto weiter hat sich dein Meridian bereits unter dem Himmel hindurchgedreht, und desto größer ist deine lokale Sternzeit. Westlich von Greenwich ist sie kleiner. 15 Längengrade entsprechen dabei genau einer Stunde Sternzeit. Die Zeitzone spielt keine Rolle: Zwei Orte in derselben Zeitzone haben verschiedene Sternzeiten, wenn sie auf verschiedenen Längen liegen.

Daraus folgt eine wichtige Eigenschaft: Die lokale Sternzeit ist an deinen Standort gebunden. Zwei Beobachter in Aachen und Görlitz sehen um dieselbe Uhrzeit nicht dieselbe Himmelsregion im Süden, weil ihr Meridian an einer anderen Stelle des Himmels liegt. Für die genaue Bestimmung kommt hinzu, dass sich die Erddrehung selbst leicht ungleichmäßig verhält und der Frühlingspunkt durch Präzession und Nutation wandert – Feinheiten, die ein guter Rechenkern berücksichtigt.

Mittlere und wahre Sternzeit

Bezieht man die Sternzeit auf den mittleren Frühlingspunkt, erhält man die mittlere Sternzeit. Weil die Nutation den Frühlingspunkt leicht hin- und herschiebt, unterscheidet sich die wahre (scheinbare) Sternzeit davon um einen kleinen Betrag, die Gleichung der Äquinoktien. Sie bleibt unter etwa 1,2 Sekunden. Für die meisten Beobachtungen genügt die mittlere Sternzeit; für Positionen auf Bogensekunden genau zählt auch dieser Unterschied. Streng genommen bezieht sich die Sternzeit außerdem auf UT1, die an der Erddrehung ausgerichtete Weltzeit, die stets weniger als eine Sekunde von UTC abweicht.