Himmelskugel

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geozentrische Himmelskugel

Die Himmelskugel ist eine gedachte, beliebig dünne Kugelschale mit unendlich großem Durchmesser beziehungsweise eine Richtungs- oder Einheitskugel, die als geozentrische Himmelskugel die Erde, als topozentrische den Beobachter umgibt. Sie dient als mathematische Rechenfläche für Koordinaten in der Astronomie und Geodäsie.

Die Himmelskugel wird auch Himmelssphäre oder Firmament genannt. Diese Bezeichnung leitet sich von der antiken Vorstellung der Sphäre ab: An eine der durchsichtigen Sphären des Himmels dachte sich die antike Astronomie die Himmelskörper „angeheftet“ (lateinisch firmamentum „Befestigungsmittel“). Als älteste und bedeutendste Himmelsdarstellung gilt die Himmelsscheibe von Nebra.

Die Position der Himmelskörper wird mit Hilfe des auf der – wegen der Erddrehung scheinbar rotierenden – Himmelskugel zu denkenden Äquatorialen Koordinatensystems angegeben. Die Himmelskugel hat, wenn sie geozentrisch ist oder unendlich groß gedacht wird, ihre Pole in der Verlängerung der Erdachse. Die Gerade durch diese Pole wird als Himmelsachse bezeichnet. Der Himmelsäquator ist entsprechend die Projektion des Erdäquators an die Kugel. Die Achse der topozentrischen Himmelskugel ist eine Parallele zur Erdachse, der Himmelsäquator liegt in der zur Äquatorialebene der Erde parallelen Ebene durch den Beobachterstandort. Beobachtete Koordinaten sind immer topozentrisch und müssen gegebenenfalls in geozentrische umgerechnet werden. Der Unterschied zwischen geozentrischer und topozentrischer Himmelskugel wird um so größer, je näher der betrachtete Himmelskörper ist.

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