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Tanz um die Sonne

Wann befindet sich die Erde an ihrem sonnennächsten Punkt?

Im Internet finden sich oft scheinbar widersprüchliche Angaben darüber, wann die Erde im Perihel ist, also in ihrem nächsten Punkt zur Sonne. Wo lassen sich verlässliche Daten finden? Und wie lautet überhaupt die genaue Definition des Begriffs?
Eine westliche Touristin blickt über die Tempel in den Sonnenuntergang von Bagan

Ist man an genauen astronomischen Informationen über die Bahndaten der Erde in Bezug zur Sonne interessiert, kann sich schnell Verwirrung einstellen. Schon die Suche nach dem Erdperihel, also der größten Annäherung der Erde (beziehungsweise ihres Mittelpunkts) auf ihrer Bahnellipse an die Sonne, kann in manchen Jahren uneindeutige Antworten liefern. So fanden sich für das Perihel des Jahres 2016 beispielsweise drei verschiedene Angaben auf drei unterschiedlichen Websites, während sie für 2018 eindeutiger sind:

  • 2. Januar 2016, 23:49 Uhr, auf cyphris.com,
  • 3. Januar 2016, 01:59 Uhr, beim Planetarium Hamburg,
  • 4. Januar 2016, 05:00 Uhr, auf Wikipedia.

Dabei bezieht sich Wikipedia ausdrücklich auf den Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems. Diese Quelle gibt außerdem noch einen Zeitpunkt für die größte Sonnennähe des Erdmittelpunkts an: 2. Januar 2016, 24 Uhr. Das ähnelt verdächtig der Perihelangabe von cyphris.com. Die Angabe des Planetariums Hamburg liegt aber etwa zwei Stunden später. Das wirft die Frage auf, was stimmt – und wo es verlässliche und eindeutige Daten gibt. 2018 sieht es dagegen so aus:

  • 3. Januar 2018, 06:34 Uhr, auf timeanddate.de,
  • 3. Januar 2018, 07:00 Uhr, auf Wikipedia (größte Sonnennähe der Erde),
  • 3. Januar 2018, 15:00 Uhr, auf Wikipedia (Periheldurchgang des Erde-Mond-Schwerpunkts).

Was beeinflusst alles die Erdbahn?

Eine Bahnellipse im strengen Sinn gibt es nur, wenn lediglich zwei Körper beteiligt sind. Hier sind es im Wesentlichen vier, nämlich Jupiter, Erde, Mond und Sonne, die sich gegenseitig beeinflussen. Deshalb wird es nun ein wenig zur Ansichtssache, was man als Perihelzeitpunkt bezeichnet. Mindestens vier Zeitpunkte stehen zur Auswahl:

  • kleinste Entfernung des Erdmittelpunkts, also des Geozentrums (Punkt C in der Zeichnung unten), oder aber des Erde-Mond-Massenzentrums (Punkt D), vom Mittelpunkt der Sonne (Punkt A), und
  • kleinste Entfernung des Geozentrums (C), oder des Erde-Mond-Massenzentrums (Punkt D), vom Baryzentrum des Sonnensystems (Punkt B).

Vier verschiedene Periheldefinitionen (grafische Darstellung)
Vier verschiedene Periheldefinitionen | Es gibt vier denkbare Möglichkeiten, das "Perihel" zu definieren: kleinste Entfernung des Erdmittelpunkts (C) vom Mittelpunkt der Sonne (A) oder vom Schwerpunkt des Sonnensystems (B), oder aber kleinste Entfernung des Erde-Mond-Schwerpunkts (D) von den Punkten A oder B. Die entsprechenden Zeitpunkte können sich um wenige Minuten bis zu vielen Stunden unterscheiden. Der Abstand A – B kann rund eine Million Kilometer erreichen, wenn Jupiter und Saturn von der Sonne aus gesehen in einer ähnlichen Richtung stehen; meist liegt Punkt B aber innerhalb der Sonne. Der Abstand C – D variiert ebenfalls, liegt aber stets im Bereich von 5000 Kilometern; Punkt D befindet sich also immer innerhalb der Erde.
Auch um das Baryzentrum des Sonnensystems beschreibt das Erde-Mond-Massenzentrum keine strenge Ellipse. Trotzdem gebe ich Wikipedia Recht, dass himmelsmechanisch der Minimalabstand des Erde-Mond-Massenzentrums vom Baryzentrum des Sonnensystems ein geeigneter Perihelzeitpunkt ist, also eine sinnvolle Definition eines "Scheitelpunkts der Bahnellipse". Diese führt im Jahr 2018 eindeutig zum 3. Januar, etwa 15 Uhr MEZ.

Was sagen die "offiziellen" Stellen?

Die zuverlässigsten Angaben zu dem ganzen Themenkomplex findet man auf den Webseiten des U.S. Naval Observatory (USNO) und des IMCCE Paris. Diese beiden Institutionen (das USNO zusammen mit dem Jet Propulsion Laboratory) erstellen die besten und in der Astronomie sozusagen offiziellen Sonnensystemmodelle und -ephemeriden, in freundlicher Konkurrenz zueinander. Sehen wir uns also die Perihelangabe des USNO an: Es findet im Jahr 2018 demnach um 05:35 Uhr UT, also 06:35 Uhr MEZ am 3. Januar statt und ist dort ausdrücklich als kleinste Entfernung zwischen Sonnen- und Erdzentrum definiert. Das entspricht dem zitierten Wert von timeanddate.de und wohl auch dem gerundeten Wert von Wikipedia zur größten Sonnennähe der Erde.

Diese Definition entspricht übrigens derjenigen, die das Astronomische Rechen-Institut (ARI) in Heidelberg in seinem für ganz Deutschland quasi offiziellen Jahrbuch "Astronomische Grundlagen für den Kalender" verwendet. Aus diesem Buch stammen all die astronomischen Zahlenwerte und Zeitpunkte in vielen deutschen Kalendern, auch die Mondphasen, Äquinoktien, Fastnachts- und Ostertermine und Ähnliches. Es erscheint alljährlich jeweils zwei Jahre vor dem Gültigkeitsjahr.

Juni 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum Juni 2016

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