Astronomische Seltenheit – Zum Jahresende 2020

Große Konjunktion aus Jupiter und Saturn am 21.12.2020

Die Große Konjunktion ist ein wiederkehrendes Ereignis der Planeten Jupiter und Saturn, zu dieser Zeit befinden sie sich äußerst nahe am nächtlichen Himmel. Die Annäherung der Planeten dauert einige Monate und in dieser Zeit entfernen sie sich auch einige Male, denn wir beobachten beide Planeten von der Erde aus, die sich auch um die Sonne bewegt. So kommt es nämlich, dass die Planetenbewegung innerhalb eines Erdenjahrs eine Schleifenbewegung macht. Es ist super selten, denn die Umlaufszeiten von denen dauern beim Jupiter 11 Jahre, 314 Tage und 19 Stunden, sowie beim Saturn 29 Jahre, 166 Tage 19 Stunden.

Hier sind die Planetenschleifen nochmal visualisiert. Da sich die Erde E und der Mars M um die Sonne S drehen und die Erde schneller als der Mars sich bewegt, sowie wir Erdenbeobachter nicht im Zentrum der Bewegungen stehen, kommt es, dass von der Erde aus der Mars eine Schleife macht. Bildquelle: Frog23, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/b/b3/Mars_Loop.gif
Die projizierten Planetenpositionen in 7 Fälle in der Grafik gezeigt. Bildquelle: Schorschi2, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/
commons/5/59/Konstruktion_Planetenschleife.png

Wenn wir jetzt wissen wollen, wie oft eine Große Konjunktion geschieht, müssen wir die Umlaufszeiten vergleichen. Im Verhältnis gesetzt, entdecken wir, dass Saturn und Jupiter im 2:5-Verhältnis stehen (genau: 2:4,966 65). Diese Zahl bedeutet, dass nach zwei Saturnumläufe fünf Jupiterumläufe geschehen. Also sind nach ca. 58 Jahren und 334 Tagen Jupiter und Saturn ungefähr wieder in ihrer Ausgangsposition. Natürlich, da das Verhältnis nicht perfekt ist, wird die Zusammenkunft um 8,094 7 Grad jedes Mal weiter nach Westen verschoben.
Jetzt gibt es zwei Ansätze auf die Zeit zu kommen, die es braucht, damit es wieder zu einer Großen Konjunktion kommt. Einmal können wir nach deren Umläufe schauen und die mittlere Winkelgeschwindigkeit berechnen und schauen dann, nach was für einer Zeit sie wieder beieinanderstehen. Oder man bemüht die Synodischen Umlaufszeiten der beiden Planeten, das ist die Zeit, die es zur nächsten Opposition dauert, also wenn die Erde von der Sonne aus gesehen in einer Linie mit dem Zielplaneten steht. Diese Zeit variiert, je nachdem wie nah man am Zielplaneten ist, also wie ähnlich die Entfernung zur Sonne (oder die Umlaufszeit) der beiden Planeten ist, die man für die Synodische Umlaufszeit ansieht. Kurz: Die Zeit, die die Erde braucht, wieder auf einer Linie mit einem anderen Planeten zu sein, wobei der andere Planet sich ja auch noch bewegt. Wenn der Planet weiter von der Sonne weg ist als die Erde, benötigt die Erde immer mehr als ein Jahr wieder auf gleicher Linie zu sein, ist der Planet näher an der Sonne dran, dann kann diese Zeit auch kürzer sein, wenn der Planet aber mehr als 50 % der Sonne-Erde-Entfernung (AE = Astronomische Einheit) hat, dann ist die Synodische Umlaufszeit größer.

Wenn man die Tagesanteile der Bewegung im Sonnenumlauf des Jupiters, mit dem des Saturns in Differenz setzt, also der 4 332,589te Teil des Sonnenumlaufs des Jupiters minus dem 10 759,22te Teil des Sonnenumlaufs des Saturns ergibt einen 7 253,455ten Teil, also 7 253,455 Tage zwischen zwei Großen Konjunktionen mit diesem Ansatz und diesen Daten
Die Synodische Umlaufszeit des Jupiters beträgt 398,88 Tage und die des Saturns 378,09. Wenn man diese ins Verhältnis setzt, kommt 0,94 787 906… heraus. Wenn man diese Zahl von der 1 abzieht, erhält man 0,052 120 939… . Wenn man diesen Wert umkehrt, bekommt man 19,186 147 periode, multipliziert mit der Anzahl an Tagen im Jahr bekommt man 7 007,855 Tage.

Ich denke die obere Variante ist genauer, denn wir wissen hier die Umlaufszeit auf einige Minuten genau und die Synodische Umlaufszeit ist da nicht so sehr vergleichbar. 7 253,455 Tage sind 19 Jahre, 313 Tage und 14 Stunden. Wenn also die Große Konjunktion von 2020 am 21. Dezember um 18:30 Uhr UTC (circa) ist, wäre ja rein theoretisch die nächste dann am 30. Oktober 2040 um 08:30 UTC (circa). Tatsächlich schreibt die Tabelle in der Wikipedia, dass die nächste Große Konjunktion am 31. Oktober 2040 um ca. 12 Uhr UTC sein wird. Vermutlich haben sie mit noch genaueren Werten gerechnet, unsere Rechnung weicht auch nur um wenige Stunden ab.

Einer meiner “Schau”-Videos auf YouTube, hier über die Große Konjunktion.

Und zum Schluss noch was über allgemeine Daten. Jupiter und Saturn sind beide Gasriesen und umlaufen die Sonne in ca. 770 Millionen Kilometer und 1 425 Millionen Kilometer Entfernung, (während der Konjunktion: 762,83 Mio. km und 1 494,28 Mio. km, Die Entfernung untereinander beträgt 733 212 000 Kilometer). Jupiter hat einen volumetrischen Radius von 69 911 Kilometern und Saturn 58 232 Kilometer. Jupiter hat eine Masse von 317,83 Erden während der Saturn eine Masse von 95,16 Erden hat. Die nächste Annäherung von Jupiter und Saturn ist bei ca. 49,1 Grad Nord und 8,5 Grad Ost um etwa 19:26 MEZ am 21.12.2020 und damit nicht sichtbar, da die beiden Objekte zu dem Zeitpunkt um ca. 18:53 MEZ untergehen. Lörrach: 19:01; Flensburg: 18:22. Je nach Örtlichkeit lohnt es sich am 21. Dezember gegen 17:30 bis 18:00 zu beobachten, da Jupiter und der Saturn von der Sonne nur etwa 30 Grad (ungefähr 3 Hände bei ausgestrecktem Arm) entfernt sind, und es schwierig wird die Konjunktion zu beobachten, da wenn es hierzulande dunkler wird, wandern die zwei Planeten immer stärker Richtung Horizont, dort wo sich auch am meisten Dunst aufhält. Also ist es auch ratsam an eine höhergelegene Stelle, und auch möglichst weit Richtung Südwest dafür fahren, zu beobachten, zum Beispiel am Feldberg. Wie gerade eben erwähnt, stehen Jupiter und Saturn Richtung Südwesten und sind übrigens kaum zu übersehen: Jupiter hat eine Helligkeit von ca. -1,97 mag und Saturn +0,63 mag mit einer minimalen Distanz von 00°6′6″, das ist etwa nur ein Fünftel des scheinbaren Erdmonddurchmessers!

Quellen:

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