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Sonne, Mond und Sterne

XEphem 3.5.2

01.06.2003
Wie heißt der helle Stern da oben? Ist der sich bewegende Lichtpunkt ein Flugzeug oder ein Satellit? Antworten auf diese Fragen und (viel) mehr liefert XEphem (sprich: "eks-i-fem"), das seit 1990 nicht nur für diverse Unix-Systeme, sondern auch für MacOS X und Windows entwickelt wird. Wir nehmen die aktuelle Version 3.5.2 unter die Lupe.

XEphem kommt vom Clear Sky Institute [1] in den USA, das 1993 zur Entwicklung von Technologie zur Fernsteuerung von Observatorien gegründet wurde. Auf der Homepage von CSI liegt das Paket xephem-3.5.2.tar.gz zum Download bereit (siehe Kasten "Installationshinweise"); alternativ kann auch eine umfangreiche CD-ROM erworben werden. Das Programm liegt allerdings nur in englischer Sprache vor. Nach erfolgreicher Installation bietet sich dem Sternenfreund dann zunächst das Hauptfenster, in welchem die grundlegenden Einstellungen zur Beobachtungsumgebung vorgenommen werden. Mit Umgebung ist hier einmal der Standort auf unserem Planeten gemeint, der entweder aus einer umfangreichen Liste (Städte oder z. B. Observatorien) gewählt oder auch manuell (Längen- und Breitengrad-Koordinaten und Höhe über dem Meeresspiegel erforderlich) eingegeben werden kann. Zur noch präziseren Berechnung können der lokale Luftdruck und die Temperatur angegeben werden; dann wird die Lichtbrechung der Atmosphäre berücksichtigt.

Weiterhin gehört natürlich auch der Beobachtungszeitpunkt zur korrekten Berechnung: Uhrzeit, Datum und Zeitzone (TZ) sollten konfiguriert werden. Weitere astronomische Zeitangaben sind Standard: XEphem bietet Einstellungen wie z. B. abendliches Dämmerungsende (Dusk) oder Weltzeit (UTC) an, aber auch spezielle Daten wie z. B. Siderische Zeit oder Delta-T dürfen eingetragen werden. Beim Datum ist der User übrigens nicht auf Daten ab 4713 v. Chr. (Julianisches Datum 0) beschränkt wie sonst üblich: Durch Eingabe negativer Julianischer Tagesnummern kann die Zeitreise mehrere hunderttausend Jahre in die Vergangenheit gehen. Hinsichtlich Präzessionist das noch ok, bei Planetenpositionen wirkt sich aber die Ungenauigkeit vor allem durch nicht berücksichtigte Störungen anderer Planeten in diesen Zeiträumen wesentlich stärker aus. Nicht fehlen darf natürlich eine Animations- bzw. Zeitsteuerung, um so den Inhalt eines Fensters zum Leben zu erwecken. Damit lässt man die Planeten um die Sonne fliegen oder die Sterne über den Nachthimmel ziehen. Diese Einstellungen sind im unteren rechten Teil des Fensters untergebracht. Vom Menü des Hauptfensters aus lassen sich andere Fenster und Dialoge öffnen. Bevor wir zu diesen kommen, werfen wir zunächst ein Blick auf die verfügbaren Daten und Sternenkarten für XEphem.

Abbildung 1: Das Hauptfenster nach dem Start

Sterne wie Staub

Standardmäßig kommt XEphem mit dem YBS-Katalog (Yale Bright Stars), der lediglich 3141 Sterne enthält – also ungefähr die am Nachthimmel mit bloßem Auge sichtbaren Sterne. Um mehr Sterne auf den Bildschirm zu zaubern, gibt es drei Möglichkeiten: Sie laden Daten aus dem Internet herunter, verwenden CD-ROMs oder beziehen die Informationen per Online-Verbindung. Im Internet werden auf verschiedenen Seiten Kataloge für XEphem zum Download angeboten [2]. Diese liegen im programmeigenen Format vor und haben die Dateiendung .edb. Andere Kataloge lassen sich aber problemlos mit Tools wie z. B. cat2edb [3] konvertieren.

XEphem verarbeitet verschiedene Arten von Sternenkatalogen, z. B. die sogenannten Proper-Motion-Kataloge. Dies sind Tabellen mit Positionen, Eigenbewegungen, Helligkeiten etc. von Sternen. Zu den beiden bekanntesten Katalogen gehören der PPM-Katalog (Positions and Proper Motions) vom Astronomischen Rechen-Institut Heidelberg [4] mit 468586 Sternen, und der TYCHO-2- kombiniert mit dem HIPPARCOS-Katalog (2,5 Millionen Sterne) vom European Southern Observatory [5]. So genannte Field-Stars-Kataloge enthalten lediglich digitalisierte Aufnahmen des Sternenhimmels und verfügen daher nur über Positions- und Helligkeitsdaten. Der "Klassiker" ist zweifelsohne der Hubble GSC (Guide Star Catalog) mit über 15 Millionen Sternen. Dieser Katalog dient dem Hubble-Weltraumteleskop zur Ausrichtung und ist bei (kommerziellen) Astronomieprogrammen inzwischen Standard. Eine noch umfangreichere Datenbasis stellt der A-Katalog des U.S. Naval Observatory [6] bereit: 54 Millionen Sterne – das entspricht ca. 325 Sternen auf einer Fläche, die so groß wie der Vollmond ist. Schließlich unterstützt XEphem noch den Digitized Sky Survey (DSS) [7] des Space Telescope Science Institute (STScI) und des European Southern Observatory (ESO). Diese können mit speziellen Funktionen vielfältig analysiert werden. Die digitalen Himmelsausschnitte werden online von den entsprechenden Servern geladen. Was beim DSS ein Muss ist, ist beim Guide Star Catalog (GSC) [8] die Alternative, falls er nicht als CD-ROM vorliegt. Außer den einzelnen Sternen sind so genannte Deep-Sky-Objekte wichtig: Darunter versteht man Gas- und Staubnebel, Sternhaufen und Galaxien. Diese werden lediglich im Messier-Katalog (106 Objekte) [9] mitgeliefert.

Von den Tiefen des Universums nun zurück zu unserer kosmischen "Heimat". Schließlich will man auch die Planeten, Asteroiden und Kometen unseres Sonnensystems am nächtlichen Sternenhimmel identifizieren oder natürlich im Voraus wissen, wann beispielsweise der Mars günstig zu beobachten ist. Außer den neun großen Planeten mit ihren Monden ist leider zunächst kein weiteres Objekt in XEphems eigener Datensammlung, aber per Update über eine Internet-Verbindung (siehe Abbildung 2) lassen sich fehlende Daten nachladen. Aktuelle Informationen zu Kleinplaneten gibt es beispielsweise vom Minor Planet Center [10].

Abbildung 2: Internet-Update und Online-Zugriff auf externe Sternkataloge

Wem das alles zu aufwendig ist, kann XEphem als Kaufversion auf CD-ROM beziehen. Für den stolzen Preis von 59,95 Dollar erhält man nicht weniger als 14 Sternkataloge, elf Deep-Sky-Kataloge, zwei für Kleinplaneten und Kometen und einen Katalog für Satelliten. Das Handbuch (online als PDF-Dokument verfügbar) muss allerdings für 12,95 Dollar gesondert bestellt werden. Informationen dazu gibt es auf der Website von XEphem.

Auf zu neuen Fenstern

Über die fünf Menüs des Hauptfensters nimmt man diverse Einstellungen vor oder öffnet weitere Fenster. Jede Fensterart lässt sich aber nur jeweils einmal starten, z. B. können Sie nur eine Sternenhimmel-Darstellung öffnen. Haben Sie eine Zeitsteuerung aktiviert, wirkt diese auf alle eventuell geöffneten Windows ein. Sämtliche Fensterelemente, z. B. Farbe und Schriftart, dürfen vom Benutzer individuell konfiguriert werden. Ebenso gibt's zu fast allen Elementen eine Quick-Info, und jedes Fenster hat eine oder mehrere Hilfeseiten parat. Damit lässt sich hervorragend arbeiten – ein Blick ins Handbuch ist nur selten nötig.

Im Menü Data lassen sich fehlende Daten nachladen. Kataloge zu Sternen, Kleinplaneten und Kometen dürfen einzeln hinzugefügt und wieder entfernt werden. So lässt sich beispielsweise ganz gezielt die Anzahl an Kleinplaneten in der Sonnensystem-Darstellung (Solar System) einschränken, da sonst vor lauter Punkten im Solar-System-Fenster nichts anderes mehr zu sehen ist. Die vielfältigen Möglichkeiten zur Auswahl der lokalen Datenbanken sind in Abbildung 3 zu sehen.

Abbildung 3: Die Datenbasis der lokalen Daten

Das Data-Menü beherbergt noch eine weitere interessante Funktion: Search and ObjXYZ (siehe auch Abbildung 4). Damit können alle rechts aufgelisteten Objekte, also vom Erdsatelliten bis zum Kugelsternhaufen, angezeigt, manipuliert oder im "Sky-view"-Fenster markiert bzw. zentriert werden. Ist ein Teleskop (z. B. das MAEDE LX200) mit GOTO-Steuerung über die serielle Schnittstelle angeschlossen, richtet ein Klick auf Tel Goto das Teleskop auf das Objekt entsprechend aus. Das gewünschte Objekt kann auch anhand eines Strings im Speicher gesucht werden.

Abbildung 4: Objektsuche im Speicher

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