Umlaufzeit

Die Umlaufzeit oder Revolutionsperiode ist in der Astronomie die Zeit, in der ein Himmelskörper auf seiner Umlaufbahn eine vollständige Umrundung von 360° zu einem Bezugspunkt vollführt.

Grundlagen

Hierbei ist zu beachten, dass es verschiedene Bezugspunkte geben kann, zu denen die vollständige Umrundung von 360° gemessen wird: So kann z. B. die Umlaufzeit des Mondes mit oder ohne Einrechnung der gleichzeitigen Bewegung der Erde um die Sonne angegeben werden.

Die astronomischen Koordinatensysteme liegen im Allgemeinen nicht gegeneinander ortsfest im Raum. Daher wird die Umlaufzeit gegen ein möglichst statisches Bezugssystem angegeben:

• Entweder dient dafür der Sternhimmel, eine solche Umlaufzeit wird siderische Periode (relativ zu den Sternen) genannt.
• Oder die Umlaufzeit wird in der Bahnebene in Bezug auf das Perizentrum (den mittelpunktsnähesten Punkt der Bahnellipse) gemessen, das ist die anomalistische Periode, die Bahnperiode, wie sie sich aus dem dritten Keplergesetz ergibt.
• Speziell bei der Erde ist die tropische Periode entscheidend, sie berücksichtigt die Drift des Frühlingspunktes, der der Basisbezugspunkt für alle geozentrischen Koordinatensysteme ist
• Für Langzeitberechnungen von Galaxien ist deren Mittelpunkt ausschlaggebend, so für die Milchstraße das galaktische Zentrum (galaktisches Koordinatensystem).

Der Bezug kann aber auch die (scheinbare) Sonnenposition sein (synodische Periode), der Knoten einzelner Planetenbahnen (drakonitische Periode), der Schwerpunkt des gesamten Sonnensystems, seines Gesamtmassenzentrums (baryzentrische Periode) oder der „Rest des Universums“ (siehe Inertialsystem) sein.

Tabelle der Umlaufzeiten in unserem Sonnensystem

Die Umlaufzeiten folgen dem newtonschen Gravitationsgesetz:

$U={\sqrt {\frac {4\pi ^{2}a^{3}}{G\left(M_{1}+M_{2}\right)}}}$

mit

• U die Umlaufzeit,
• a die Große Halbachse,
• M₁ und M₂ die Massen des Zentralkörpers und des Satelliten,
• G die Gravitationskonstante.

Die Umlaufzeiten der Planeten verhalten sich zueinander nach dem dritten Keplerschen Gesetz:

Die Quadrate der Umlaufzeiten stehen im gleichen Verhältnis wie die Kuben der großen Halbachsen.

Objekt	Siderische anomalistische Umlaufzeit	Synodische Umlaufzeit
	„in Bezug zu den Fixsternen / der Bahngeometrie“	„in Bezug zu Erde und Sonne“
ISS	00001,51 Stunden I1	0001,53 Stunden I2
Geosynchron	00023,93 Stunden G1	0024,00 Stunden
Mond M1	000027,322 Tage / 000027,554 Tage M2	0029,53 Tage
Merkur	000087,969 Tage	0115,88 Tage
Venus	000224,701 Tage	0583,92 Tage
Erde E1	000365,256 Tage	000–
Mars	000686,980 Tage	0779,94 Tage
Ceres	000004,605 Jahre	0466,72 Tage
Jupiter	000≈11,862 Jahre	0398,88 Tage
Saturn	000≈29,458 Jahre	0378,09 Tage
Uranus	000≈84,014 Jahre	0369,66 Tage
Neptun	00≈164,793 Jahre	0367,49 Tage
Pluto	00≈247,940 Jahre NP	0366,73 Tage
Orcus	00≈247,970 Jahre NP	000–
Varuna	00≈283,560 Jahre NP	000–
Haumea	00≈284,610 Jahre NP	000–
Quaoar	00≈285,090 Jahre NP	0366,54 Tage
Makemake	00≈309,410 Jahre NP	000–
Eris	00≈557,400 Jahre NP	000–
Sedna	≈10704,000 Jahre NP	0365,29 Tage
Sonne S	00≈230 Mio. Jahre	000–

^I1 Anomalistische Umlaufzeit: 91,4887 Minuten

^I2 Das ist die Zeit zwischen zwei Sonnenaufgängen für einen ISS-Astronauten. Die ISS läuft prograd um die Erde, daher kommt ihr die Sonne „entgegen.“ Bis sie wieder über einem Breitenkreis ankommt, vergehen 1,61 Stunden

^G1 siderischer Tag

^M1 Zur Bahnperiode des Mondes siehe ausführlich: Mondbahn

^M2 Die drakonitische Periode ist die Zeit zwischen zwei Durchgängen durch denselben Mondknoten. Sie spielt für die Finsternisse eine Rolle, bei den Planeten und Kleinplaneten ist sie ohne sonderliche Aussage

^E1 Zur Bahnperiode der Erde siehe ausführlich: Erdbahn

^NP Die Bahnperioden von Objekten jenseits Neptuns sind so lang, dass die moderne Astronomie sie noch nicht vollständig erfasst hat. Die angegebenen Werte beruhen auf Planetentheorien (wie der VSOP 87), die in Modellrechnungen dann sinnvolle Ergebnisse liefern. Die Bestätigung durch Messung steht aber noch aus. Am 11. April 2009 hat Neptun seine erste vollständig beobachtete Periode vollendet, und kann seitdem relativ genau angegeben werden.

^S Um das Zentrum der Milchstraße, siehe Die Sonne im Milchstraßensystem

Siehe auch

• Umlaufzeit - Artikel in der deutschen Wikipedia