Wo sind die Sterne am Tag:
(Markus Fulde im August 2004)

Wenn wir unseren Blick in der Nacht zu den Sternen richten so haben wir den Eindruck eines statischen und unwandelbaren Universums. Doch der Schein trügt!
Die Erde rotiert in 23 h und 56 min einmal um ihre eigene Achse. Bei einem Erddurchmesser von 12.756 km erreicht ein Punkt auf dem äquator eine Rotationsgeschwindigkeit von 1.674 km/h. Gleichzeitig bewegt sich die Erde mit 107.280 km/h auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne durch das Sonnensystem. Die Sonne läuft innerhalb eines Jahres auf der scheinbaren Sonnenbahn - der Ekliptik - vor dem Hintergrund der 12 Tierkreissternbilder über den Himmel.

Mit einer Geschwindigkeit von 792.000 km/h kreist die Sonne im Orion-Spiral-Arm um das galaktische Zentrum unserer Milchstraße und mit 950.400 km/h bewegt sich unsere Galaxie durch den interstellaren Raum in Richtung der Andromeda-Galaxie im Sternbild Andromeda. Es geht zu wie auf einer astronomischen Achterbahn.

Doch von allen diesen Geschwindigkeiten und Bewegungen merken wir alle auf der Erde nichts. Die Erde liegt spürbar still unter unseren Füßen. Ganz langsam und für den Beobachter fast unmerklich ziehen Sterne, Mond und Planeten auf ihren Bahnen über den Nachthimmel.
Sie gehen im Osten auf, steigen bis zum höchsten Punkt ihrer Bahn, dem Kulminationspunkt welcher sich auf dem Meridian, der Mittagslinie befindet um dann langsam dem Westhorizont zuzuwandern und unterzugehen. Der Sternenhimmel bewegt sich dabei in jeder Minute um 0,25° von Ost nach West, oder 15° in einer Stunde. Die Eigenbewegung ist so gering das man sie praktisch nicht wahrnimmt. Eine Veränderung fällt dem wachsamen Beobachter erst nach längeren Zeitabschnitten auf.

Für uns Menschen ist der nächtliche Sternenhimmel ein vertrauter Anblick und schon jedes Kind weiß, dass der Sternhimmel am späten Abend erst zu sehen ist und in den frühen Morgenstunden bei Dämmerung wieder verschwindet. Doch wo sind die Sterne am Tag?

Schauen wir uns zunächst die Dämmerungsphase an. Streulicht, hervorgerufen durch kleinste Teilchen und Feuchtigkeit in der Erdatmosphäre verhindert, dass es nach Sonnenuntergang sofort völlig Nacht wird. Auch die zunehmende Lichtverschmutzung in Großstädten und Ballungsgebieten verhindert einen ungetrübten Blick zum Sternhimmel.

Wenn die Sonne nach Sonnenuntergang 6° unter dem Horizont steht ist erst das Ende der "bürgerlichen Dämmerung" erreicht. Bei klarem Himmel werden erstmals die hellsten Sterne mit 1. Größenordnung sichtbar. Nur einige helle Planeten wie z.B. Venus (max. 4,4m) oder Jupiter (max. -2,7m) können schon zeitiger gesichtet werden. Mit dem Ende der "nautischen Dämmerung" oder "mittleren Dämmerung" steht die Sonne 12° unter dem Horizont. Sterne 3. Größe werden sichtbar und die Umrisse der markantesten Sternbilder treten klar hervor. Die völlige Nacht ist aus astronomischer Sicht erst mit der "astronomischen Dämmerung" erreicht. Die Sonne steht 18° unter dem Horizont und es ist wirklich Dunkel. Der nächtliche Sternhimmel entfaltet seine volle Pracht.

Die Astronomie teilt die Helligkeiten von Gestirne auf einer Skala ein, welche auf Hipparch und Ptolemäus zurück geht. Der Astronom sprich von Größenklassen (m = magnitudo) wobei die Einheit nichts mit der tatsächlichen Größe eines Stern zu tun hat sondern vielmehr ein Maß für seine scheinbare Helligkeit ist. In dieser Skala sind die Sterne einer bestimmten Größenklasse 2,512-mal heller als die der nachfolgenden und umgekehrt. Unter den besonders hellen Sternen sind Beispielsweise Wega mit 0,03m, Arktur 0,00m, Sirius -1,44m zu benennen.
Der Voll-Mond hat eine Helligkeit max. -13m, Mars max. -3 und Saturn max. 0,43m.

Die heutige Skala reicht von -27m (die Sonne als hellstes bekanntes Objekt) bis zu +30m, den schwächsten und nur mit leistungsfähigen Instrumenten zu erreichbaren Sternen.

Doch wo sind nun die Sterne am Tag und was hat Dämmerung mit Helligkeit zu tun?

Ganz einfach! Die Sterne sind am Tag genau dort, wo sie auch in der Nacht sind, nämlich am Himmel.
Genau zur Mittagszeit durchwandert die Sonne das jeweils gültige Tierkreissternbild und die nachts fehlenden Sternbilder sind am Taghimmel. Im Sommer wäre das Wintersechseck, im Winter das Sommerdreieck, im Frühling das Herbstviereck und im Herbst das Frühlingsdreieck sichtbar, wenn es sie nicht gäbe. Die Sonne.

In direkter Umgebung zur Sonne wird durch die enorme Helligkeit der Sonne jedes Objekt gänzlich überstrahlt. Aber am restlichen Himmel sieht man selbst bei schönem Wetter und klarer Sicht nichts, fast nichts. Die durch das Sonnenlicht verursachte Blaufärbung des Taghimmels verhindert durch ihre Helligkeit das Durchdringen des relativ betrachtet "dunkleren" Sternenlichts.

Für die Blaufärbung des Taghimmels sind nicht die Staub- oder Wasserteilchen verantwortlich, sondern die Gasmoleküle der Luft selbst. Das Sonnenlicht besteht aus elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Frequenz und Wellenlänge. Der blaue Teil hat eine kürzere Wellenlänge und damit eine höhere Frequenz als der rote. Häufig findet man die Erklärung, das der kurzwellige blaue Teil mit einer zehn Mal höheren Wahrscheinlichkeit absorbiert und abgestrahlt wird als der rote Teil. Die nicht blauen Teile des Lichts gehen fast ungehindert durch die Atmosphäre, während die blauen Teile in einem gewissen Umfang von den Luftmolekülen abgelenkt werden. Schaut man nun irgendwo in den Tageshimmel, trifft dieses bläuliche Streulicht die Augen und der Himmel wirkt blau.

Genau genommen ist die Entstehung des blauen Taglichts aber ein wenig komplizierter. Wenn das Licht auf ein Stickstoff- oder Sauerstoffmolekül in der Atmosphäre trifft bringt dies Elektronen und Protonen in den Gasmolekülen zum Oszillieren. Diese Oszillation ist die eigentliche Quelle des Blaulichts.

Nur besondere Ereignisse wie zum Beispiel das helle Strahlen einer Supernova können auch am Taghimmel beobachtet werden. Manchmal ist die Venus am Taghimmel zu sehen. Sie wird dann gerne auch als Abendstern oder Morgenstern bezeichnet und sie ist zunächst das einzige Objekt am schwindenden oder kommenden Taghimmel. Auch der Mond kann in der zunehmenden Phase - zwischen erstem Viertel und Vollmond - in den späten Nachmittagsstunden und in der abnehmenden Phase - zwischen letzten Viertel und Neumond - sehr gut bis fast zur Mittagszeit am Taghimmel beobachtet werden. In diesen Fällen kann das helle "Blaulicht" der Atmosphäre "durchdrungen" werden.

Eine sehr schönes anderes Himmelsphänomen zeigt ebenfalls die Sterne des Taghimmel, eine totale Sonnenfinsternis. Wenn der Mond für einige Minuten die glühende Scheibe der Sonne bedeckt und der sonst unsichtbare Tag-Sternenhimmel zum Vorschein kommt. Spätestens zu diesem bewegenden Zeitpunkt erfährt man, dass auch die Sterne am Tag dort sind, wo sie hingehören, nämlich am Himmel.