Tag 7: Wie die inneren Planeten ticken

Am 7. Kurstag stand der bevorstehende Merkurtransit am 11. November 2019 im Vordergrund. Höchste Zeit also, sich einmal mit den möglichen Konstellationen der inneren Planeten Merkur und Venus zu befassen und ihre Sichtbedingungen daraus abzuleiten.

Am kommenden Montag, den 11. November um 13:40 soll es in Mitteleuropa soweit sein: Planet Merkur tritt als kleiner Punkt vor die Sonnenscheibe. Das Ereignis kann man bis zum Sonnenuntergang bestaunen. Wir Stecknitz-Astronomen haben uns diesen Fall gut vorbereitet und werden an unserem Beobachtungsstandort bei Sierksrade präsent sein – sofern uns das Wetter keinen Strich durch die Rechnung macht.

Doch was ist eigentlich ein Transit und wie kommt es dazu? Um diese Frage zu klären, haben wir uns am 7. Kurstag ausgiebig mit den Bahnen der inneren Planeten beschäftigt.

Zunächst einmal folgt aus den sog. Keplerschen Gesetzen, dass innere Planeten sich schneller um die Sonne bewegen als äußere. Das heisst vom Standpunkt der Erde aus gesehen, dass diese vom Merkur und auch von der Venus innen überholt wird. So dauert der Umlauf von Merkur um die Sonne ca. 88 Tage (also weniger als 3 Monate), der der Venus ca. 225 Tage. Planet Merkur, der sonneninnerste Planet, kann die Erde also 4x jährlich auf der Innenbahn überholen.

In Bezug auf die Erde gibt es einige interessante Konstellationen, die ein sonneninnerer Planet einnehmen kann:

• Der Planet befindet sich genau hinter der Sonne. Von der Erde aus ist er also unsichtbar, da er in gleicher Blickrichtung (Elongation) zur Sonne liegt und von ihr verdeckt wird (Pos. 1 im Bild unten).

• Der Planet befindet sich auf einem Punkt auf der Bahn, deren Sichtlinie zur Erde die Bahn des Planeten gerade tangiert. Hier hat der hat der Planet den größten Winkelabstand, die größte Elongation, von der Sonne. Diese Situation tritt 2-fach auf: Einmal, wenn er sich auf seinen Innenbahn auf die Erde zubewegt. Hier hat er den größten östlichen Abstand von der Sonne und ist als Abendstern nach Sonnenuntergang noch eine Zeitlang am Westhimmel zu beobachten (Pos. 2ö).

• Und ein zweites Mal, wenn er sich auf seiner Innenbahn von der Erde wegbewegt. Hier erreicht er in der ‚Tangenten‘- Position die größte westliche Elongation und ist somit als Morgenstern noch vor Sonnenaufgang am östlichen Morgenhimmel zu bewundern (Pos. 2w).

• Genau dazwischen erreicht der innere Planet eine Position, die direkt zwischen Erde und Sonne liegt. Hier befindet er sich erneut in der gleichen Sichtlinie zur Sonne. Dies ist die sogenannte untere Konjunktion. Und genau diese Stellung bietet die Möglichkeit zu einer Mini-Sonnenfinsternis; zu einem sog. Transit des Planeten quer über die Sonnenscheibe (Pos. 3).

Würde die Merkurbahn in exakt der gleichen Ebene liegen wie die Ebene der Erdbahn um die Sonne (die Ekliptik-Ebene), dann hätten wir 4x jährlich einen Merkur-Transit. Aber dem ist offensichtlich nicht so, denn sonst würde ja kein so großes Gewese um dieses Ereignis gemacht werden!

Der Grund dafür, warum ein Transit relativ selten ist, liegt darin begründet, dass die Ebene der Merkurbahn (und auch der Venusbahn) gegenüber der Erdbahn um einen kleinen Winkel geneigt ist. Das bedeutet, dass sich der innere Planet (z.B. Merkur) mal knapp oberhalb und mal knapp unterhalb der Erdbahnebene befindet. Kommt es in dieser Situation zu einer unteren Konjunktion, so steht der Planet zwar in Blickrichtung zur Sonne, jedoch oberhalb bzw. unterhalb von ihr und bedeckt sie daher nicht. Dies tritt in den meisten unteren Konjunktionen ein.

Doch es gibt eine Chance. Und zwar dann, wenn der sonneninnere Planet gerade in der Nähe der Schnittlinie liegt, in der die leicht geneigte Sonnenumlaufebene des inneren Planeten die Sonnenumlaufebene der Erde schneidet. Diese Linie ist so angeordnet, dass die Erde sie auf ihrer Bahn um die Sonne im November und auf der gegenüberliegenden Seite im Mai überquert. Befindet sich – rein zufällig – zu diesem Zeitpunkt der sonneninnere Planet in unterer Konjuktion zur Sonne (also genau zwischen Erde und Sonne), so liegt er von der Erde aus gesehen direkt vor der Sonnenscheibe und wir haben unseren Transit! Für Merkur fallen daher seine Transite entweder immer in den Mai oder in den November hinein.