Säkular (Astronomie)

Als säkular (von lat. saeculum für Jahrhundert) werden in der Astronomie sehr kleine, aber langfristige Änderungen der Bewegung (Bahnelemente, Rotation) von Himmelskörpern bezeichnet. Die wichtigsten dieser säkularen Trends sind:

1. die Verlangsamung der Erdrotation und damit die Zunahme der Tageslänge (derzeit knapp 0,002 s pro Jahrhundert),
2. langsame, meist monotone Änderungen der Bahnelemente von Erde, Planeten und deren Monden, vor allem bezüglich der Bahnebenen (Präzession) und der Apsidenlinien,
   • ähnlich auch bei künstlichen Erdsatelliten (hier allerdings schon in Tagen bis Wochen deutlich merkbar),
3. die Zunahme der Sonnenleuchtkraft (um einige Prozent in 500 Mill. Jahren) und die (schwächere) Abnahme ihrer Masse durch ihre Kernfusion,
4. die Expansion des Universums um etwa 0,000 000 01 Prozent pro Jahr.

Der größte – und bereits von antiken Astronomen entdeckte – Effekt ist die Präzession, eine langsame Verlagerung der Erdachse. Die anderen Phänomene wurden zwar schon im 18. oder 19. Jahrhundert vermutet, aber erst in den letzten 120 Jahren nachgewiesen.

Ursachen

Die wichtigsten Ursachen solcher Bahnstörungen und Veränderungen sind Abweichungen vom kugelsymmetrischen Schwerefeld der Sonne, das den Kepler-Gesetzen zugrunde liegt. Dadurch sind die Bahnelemente der Erde und aller anderen Planetenbahnen langsamen Änderungen unterworfen (siehe Dreikörperproblem).

Die Symmetrie im solaren Schwerefeld, in dem sich die Erde bewegt, wird vor allem durch die Existenz des Mondes und der anderen Planeten „gestört“. Die größte Wirkung hat der Erdmond, aber auch die (relativ nahe) Venus und der Riesenplanet Jupiter. Außerdem weichen alle rotierenden Himmelskörper von der idealen Kugelgestalt ab (Abplattung der Erde 0,3 %, des Jupiters 15 %), wodurch sie ihr eigenes Schwerefeld verformen.

Kleinere Einflüsse kommen von den unterschiedlichen Rotationsachsen der Planeten, von etwas unregelmäßiger Massenverteilung in ihrem Innern (als Zentralkörper ihrer Monde), von gegenseitigen Wechselwirkungen Planet-Mond, von leichter Bremsung durch interplanetare Materie, vom Lichtdruck der Sonne, der allmählichen Abnahme der Sonnenmasse und von durch die allgemeinen Relativitätstheorie erklärbaren Einflüssen.

Hingegen verlangsamt sich die Erdrotation durch die vom Mond hervorgerufenen Gezeiten. Bremsend wirken sie aber nur unter Flachmeeren, insbesondere der Beringsee.

Literatur

• Manfred Schneider: Himmelsmechanik. Band 4 Theorie der Satellitenbewegung, Bahnbestimmung. Spektrum-Verlag Heidelberg 1999, ISBN 3-8274-0484-3.
• Karl Stumpff, H.-H. Vogt: Das Fischer-Lexikon Astronomie. Neubearbeitete 8. Auflage, Fischer Taschenbuch Verlag, Frankfurt/Main 1972.