Am 7. Kurstag gab es wieder einen theoretischen Teil. Wir beschäftigten uns mit der Frage, wie der Lauf der Planeten um die Sonne von der Erde aus wahrgenommen wird. Dabei spielen geometrische Überlegungen und die sogenannten Keplerschen Gesetze eine ganz wesentliche Rolle….
Die ‚echten‘ Planeten unseres Sonnensystems umkreisen unsere Sonne auf fast kreisförmigen Bahnen. Genau genommen sind es Ellipsen, wie es das sog. erste Keplersche Gesetz fordert. Richtige Ellipsenbahnen kann man am ehesten bei Kometen beobachten, die sich die meiste Zeit fern der Sonne aufhalten, dann auf einer langgezogenen Ellipsenbahn in Richtung Sonne stürzen und sich dann wieder, langsamer werdend, entfernen. Dieses langsamer werden ist übrigens das 2. Keplersche Gesetz, das besagt, dass bei Ellipsenbahnen die Bahngeschwindigkeit z.B. eines Kometen in Sonnennähe hoch und in Sonnenferne gering sind (vereinfacht ausgedrückt).
Das dritte Keplersche Gesetz besagt, dass sich die Quadrate der Umlaufzeiten wie die Kuben der großen Ellipsen-Halbachsen verhalten. Das bedeutet, dass Planeten, die die Sonne auf einer annähernden Kreisbahn umlaufen, dies auf den Innenbahnen schneller tun als auf weit entfernten, äußeren Bahn. Mit anderen Worten überholt in Planet immer seine äußeren Kollegen auf seiner Bahn um die Sonne.
Des weiteren ist festzustellen, dass alle Planeten die Sonne in gleicher Richtung umkreisen; es gibt unter den Planeten also keine ‚Geisterfahrer‘.
Zusätzlich vollführen die Planeten eine Umdrehung um die eigene Achse. Diese Eigenrotation kann jedoch sehr unterschiedlich ausfallen: Während bei der Erde die Rotationsachse nicht senkrecht auf der Umlaufebene (Ekliptik) steht, sondern etwa um 23.5 Grad geneigt ist, ist sie bei Uranus fast völlig gekippt. Bei der Venus steht sie tatsächlich senkrecht zur Ekliptikebene; allerdings dreht sich der Planet im Gegensatz zu den anderen Planeten anders herum um seine eigene Achse.
Aus geometrischen Überlegungen folgt, dass man die inneren Planeten niemals zu Mitternacht zu Gesicht bekommt, sondern immer zu den Abend- oder Morgenstunden. Laufen die inneren Planeten (Merkur oder Venus) auf die Erde zu, sind sie als Abendstern sichtbar, entfernen sie sie wieder, kann man sie als Morgenstern beobachten. Nicht sichtbar sind die inneren Planeten zum Zeitpunkt ihrer unteren und oberen Konjunktion, wenn sie vor bzw. hinter der Sonne stehen.
Die von der Erde aus gesehenen äußeren Planeten (Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun) lassen sich in den Morgenstunden im Osten beobachten, wenn die Erde sich anschickt, sie auf ihrer Innenbahn zu überholen. Wenn die Erde den äußeren Planeten auf ihrer Innenbahn gerade überholt (sie ist ja schneller unterwegs), spricht man von Opposition; der Planet kann nun die gesamt Nacht über beobachtet werden. Enteilt die Erde wieder, kann man den Planeten noch eine Zeitlang am Abendhimmel im Westen sehen. Befindet sich der äußere Planet von der Erde aus gesehen hinter der Sonne, ist also unbeobachtbar, so spricht man von Konjuktion; er steht dann zusammen mit der Sonne auf gleicher Höhe am Tageshimmel.
