Wie wir einen Nachthimmel rekonstruieren
Eine Sternenkarte besteht aus drei Aufgaben: welche Sterne es gibt, welche Hälfte der Himmelskugel in diesem Moment Ihrem Ort zugewandt war, und wie man eine Halbkugel auf Papier abflacht. So wird jede gelöst.
1. Die Sterne, die wir zeichnen
Wir zeichnen die Sterne heller als 5,5 mag aus der HYG-Datenbank, die den Yale Bright Star Catalog mit Hipparcos- und Tycho-2-Astrometrie verbindet. Ihre J2000-Rektaszension und Deklination werden mit den IAU-1976-Ausdrücken auf das Äquinoktium Ihres Datums präzediert (Meeus, Astronomical Algorithms, Kapitel 21).
Die Eigenbewegung bleibt absichtlich unberücksichtigt: Zwischen 1900 und 2100 verschiebt sich ein typischer Stern um weit unter 0,01 Grad, weniger als ein Pixel in der fertigen Karte. Größe folgt der scheinbaren Helligkeit, Farbe dem B-V-Farbindex - deshalb wird Beteigeuze orange und Rigel blauweiß.
2. Welche Himmelshälfte Ihnen zugewandt war
Das entscheidet eine einzige Zahl: die örtliche scheinbare Sternzeit. Wir berechnen die Greenwicher scheinbare Sternzeit mit der IAU-1982-Reihe und addieren Ihre östliche Länge. Das Ergebnis ist die Rektaszension, die in diesem Moment Ihren Meridian kreuzt.
Daraus liefert der Stundenwinkel jedes Sterns über die Standardtransformation Höhe und Azimut. Ihre Uhrzeit wird mit dem historischen Zeitzonenoffset umgerechnet, sodass die Sommerzeitregeln des betreffenden Jahres stimmen.
3. Die Halbkugel abflachen
Wir verwenden eine stereografische Projektion mit dem Zenit in der Mitte und dem Horizont genau am Rand. Sie ist konform, also winkeltreu, sodass Orion oder das Kreuz des Südens unverzerrt bleiben - im Gegensatz zu einer einfachen Darstellung von Höhe gegen Azimut.
Die Scheibe folgt der Konvention gedruckter Sternkarten: Norden oben, Osten links. Genau das sehen Sie, wenn Sie auf dem Rücken liegen und hinaufschauen, und deshalb gleicht die Karte dem Himmel und nicht einer Landkarte.
4. Mond und Planeten
Der Mond nutzt die gekürzte Mondtheorie ELP2000-82B, die Sonne die Reihe der scheinbaren Länge aus Meeus Kapitel 25, Merkur bis Saturn die volle VSOP87-Reihe mit Lichtlaufzeit- und Aberrationskorrektur.
Es sind dieselben Reihen, die unser Geburtshoroskop-Rechner nutzt und die dort gegen NASA JPL Horizons auf besser als eine Bogenminute geprüft wurden. Die ekliptikale Breite ist enthalten, damit die Mondmarkierung auf der richtigen Seite der Ekliptik liegt.
5. Das Band der Milchstraße
Der weiche Schimmer über die Scheibe stammt aus dem galaktischen Koordinatensystem: Wir zeichnen Kreise konstanter galaktischer Breite und projizieren sie mit allem Übrigen. Er zeigt, wo das Band verläuft, nicht wie hell es war.
Das ist eine visuelle Näherung, keine Photometrie - Dekoration, die zufällig an der richtigen Stelle sitzt.
Datenquellen und Literatur
- HYG-Datenbank (Hipparcos, Yale Bright Star Catalog und Tycho-2-Astrometrie), veröffentlicht mit three-starmap unter der MIT-Lizenz.
- Sternbildlinien von d3-celestial, BSD-3-Clause.
- Meeus, J. Astronomical Algorithms, 2. Aufl. (Willmann-Bell, 1998): Kapitel 12, 21, 22, 25 und 32.
- VSOP87-Planetentheorie (Bretagnon & Francou, 1988) und ELP2000-82B-Mondtheorie (Chapront-Touze & Chapront, 1983), über die Bibliothek astronomia.
Was diese Karte ist - und was nicht
Sie ist ein geometrisch korrektes Bild davon, wo die Sterne standen: Positionen, Drehung und Projektion sind berechnet, nicht von Hand gezeichnet. Sie ist keine Fotografie. Refraktion hebt Sterne am Horizont um bis zu einen halben Grad, Stadtlicht verschluckt alles, was schwächer als etwa 4 mag ist, und die Milchstraße ist ein stilisiertes Band. Wenn Sie wissen wollen, ob ein bestimmter schwacher Stern in jener Nacht mit bloßem Auge sichtbar war, sagt die Karte Ihnen, wo er stand - nicht, ob Sie ihn hätten sehen können.