Präzession
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Einordnung: Astronomisches Koordinatensystem
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Präzession (nicht zu verwechseln mit der Präzision) ist allgemein die Lageveränderung der Achse eines rotierenden Kreisels, wenn äußere Kräfte auf ihn einwirken. Im Speziellen ist damit die Präzession der Erdachse gemeint.
Die Präzession lässt sich bei jedem Spielzeugkreisel beobachten. Steht er genau senkrecht, wirkt kein Moment auf ihn ein, da die Schwerkraft parallel zur Achse ist. Deshalb bleibt die Achse senkrecht, es findet keine Präzession statt. Setzt man ihn dagegen schräg auf, würde er normalerweise durch die Schwerkraft umkippen. Dieses Moment bewirkt bei einem schnell rotierenden Kreisel, dass seine Achse eine Taumelbewegung ausführt, die Präzession.
Präzession der Erde
Die Erde hat keine genaue Kugelform, sondern durch die Abplattung des Erdellipsoids von 1:298,25 einen zusätzlichen "Äquatorwulst" (engl. equatorial bulge) von 21 km. Dadurch bewirken die Gezeitenkräfte von Mond und Sonne ein Drehmoment, das zur Präzession der Erdachse führt. Für eine volle Kegelbewegung benötigt die Erdachse etwa 25.800 Jahre. Dieser Zeitraum wird auch platonisches Jahr oder Großjahr genannt.
Die Mondbahn selbst ist ebenfalls Präzessionsbewegungen mit einer Periodenlänge von 18,6 Jahren unterworfen, was mit ihrer Neigung von 5° und der wechselnden Knotenlage zusammenhängt. Dieser Effekt hat ebenfalls kleinere Auswirkungen auf die Präzession der Erdachse von etwa 20". Die entstehende nickende Bewegung der Erdachse heißt Nutation.
Auswirkungen
Die Präzession der Erdachse führt dazu, dass das tropische Jahr, das sich nach dem Winkel der Erdachse zur Sonne richtet, etwas kürzer ist als das siderische Jahr (ein Umlauf um die Sonne). Dadurch verändert sich die Schnittlinie Äquator-Ekliptik (der sog. Frühlingspunkt), welcher als eine Art "Nullmeridian" dient. Infolgedessen ändern sich auch die Positionen der Fixsterne am Himmel langsam - um etwa 0,01° pro Jahr.
Dieser Effekt ist schon seit über 2000 Jahren bekannt. Der griechische Astronom Hipparchos verglich etwa um 150 v. Chr. die Sternörter seines neu gemessenen Kataloges mit den Daten aus mehrere hundert Jahre alten Aufzeichnungen und stellte Unterschiede fest. Die Babylonier dürften die Präzession aber schon 170 Jahre früher entdeckt haben.
Gegenwärtig zeigt die Erdachse in Richtung des Polarsterns, um den sich scheinbar alle Fixsterne drehen. Als Folge der Taumelbewegung wird in fernerer Zukunft der Himmelspol nicht mehr beim Polarstern liegen, sondern in verschiedenen Sternbildern auf einem Kreis von 23,5° Radius (Schiefe der Ekliptik). In 12.000 Jahren wird sich der Himmelspol beim hellsten nördlichen Stern befinden, der Wega im Sternbild Leier.
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