Die Sonnenwende markiert den Zeitpunkt, bei dem die unter Aberration und Nutation berücksichtigte ekliptikale geozentrische Lage der Sonne 90° oder 270° beträgt. Auf gut Deutsch heißt dies, dass die Sonne zum einen der Nordhalbkugel oder zum anderen der Südhalbkugel zugewandt ist und dabei in der jeweiligen Hemisphäre im Zenit steht. Die Tage werden bis zur Sommersonnenwende länger, denn die Sonnenwende gibt den längsten Tag des Jahres an. Am längsten Tag des Jahres auf der nördlichen Hemisphäre liegt der größte Teil des Sonnenlichts auf der Nordhalbkugel.
Das Gegenteil ist bei der Wintersonnenwende der Fall. Hier liegt der größte Teil des Sonnenlichts auf der Südhalbkugel, wo die Sonne auch im Zenit steht. Deshalb markiert die Wintersonnenwende auch den kürzesten Tag des Jahres für die Bewohner der Nordhalbkugel. Im Prinzip kann also gesagt werden, dass es während des Jahres stets zwei Sonnenwenden gibt. Je nachdem auf welcher Hemisphäre man sich gerade befindet, spürt man entweder eine Sommer- oder eine Wintersonnenwende.
Wie groß ist der Neigungswinkel?
Die Neigung der Erdachse zur Ekliptik steht die Sonne zur Sommersonnenwende 23,5 Grad nördlich des Äquators.
Umrundet die Sonne die Erde oder die Erde die Sonne?
Die Erde umrundet die Sonne mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 108.000 km/h, wobei sie über Jahrmillionen gesehen immer langsamer werden wird. Die Umrundungsbahn ist eine fast kreisförmige Ellipsenbahn, wodurch die Sonne nie genau den Bahnmittelpunkt bilden kann. Im Jahresverlauf kann demzufolge der Abstand der Erde zur Sonne schwanken und zwar so, dass der geringste Abstand zur Sonne, das Perihel, 147,1 Millionen Kilometer aufweist, der sonnenfernste Punkt, das Aphel 152,1 Millionen Kilometer.
Die Erde kreist aber nicht gerade um die Sonne, sondern gekippt. In 23,93 Stunden hat die Erde die Sonne einmal umkreist, wobei sie um 23,5° gegenüber der Ekliptik, der Bahnebene, geneigt ist. Da diese Neigung relativ genau beibehalten wird, kommt es bei einem Umlauf zu unterschiedlichen Sonneneinstrahlungen auf beiden Hemisphären, die dann schließlich zu den Jahreszeiten und zu den Sonnenwenden führen.
Können sich die Erdbahn und die Erdachse verändern?
Beide Komponenten sind veränderlich, sei es durch äußere Einflüsse wie der Gravitation anderer Planeten oder Himmelskörper oder durch die Exzentrizität (Abweichung) der Erdumlaufbahn, die alle 100.000 Jahre schwankt. Nicht zu vergessen ist die Drehachse der Erde, die sich in etwa alle 42.000 Jahre verändert. Diese Veränderungen können zusammen mit der Präzession, also der von Mond und Sonne hervorgerufenen Kreiselbewegung, langfristige Klimaveränderungen hervorrufen.
Warum können andere Himmelskörper die Drehachse der Erde verändern?
Enorme Himmelskörper, wie der Jupiter, der zugleich der größte Himmelskörper unseres Sonnensystems darstellt, können durch ihr Herumirren, bis sie ihre Laufbahn gefunden haben, durch ihre massive Gravitation andere Himmelskörper in ihrer Laufbahn stören, von dieser ablenken und aus dem Sonnensystem sogar hinausschleudern. Himmelskörper, denen dies passiert, irren dann im Weltall solange herum, bis sie eines Tages entweder einem Schwarzen Loch zu nahe kommen, mit einem anderen Himmelskörper kollidieren oder sich einem Sonnensystem anschließen, wo sie dann mit viel Glück ihre Laufbahn finden.
Ein wirklich sehr interessanter Fall ist der Uranus, der viermal so groß ist wie die Erde und der um etwa 90° gekippt ist, seine Ringe nicht waagerecht hat, sondern kurioserweise senkrecht. Was ist passiert? Astrologen gehen davon aus, dass der Uranus von einem großen anderen Himmelskörper angerempelt wurde, so dass dieser durch seine enormen Masse den Uranus schlichtweg umgekippt hat. Daher hat der Gasplanet auch seine Ringe senkrecht und nicht wie beispielsweise der Saturn waagerecht. Dieser Riesenplanet benötigt für einen Umlauf um die Sonne 84 Jahre, sprich seine Sonnenwende würde rein theoretisch alle 42 Jahre stattfinden. Da aber der Uranus rückläufig rotiert, ist einmal seine Südhalbkugel und einmal seine Nordhalbkugel der Sonne zugewandt.
Gibt es Planeten ohne Sonnenwende?
Diese Planeten gibt es. Kelt-9b ist eines dieser bizarren Himmelgeschöpfe. Er wurde erst 2017 entdeckt und ist bis zu 5.000° C heiß. Das Besondere an diesem Planeten ist, dass er dank seiner getakteten Rotation immer mit einer Seite zu seinem Stern zugewandt ist. So ist es auf einer Seite immer kochend heiß, auf der anderen Seite immer dunkel und kalt. Auch wenn kalt hier für unsere Begriffe immer noch heiß ist, denn die kalte Seite von KELT-9b ist nur bis zu 800 Grad kühler.
Das Gegenteil ist ein Planet, der die sechseinhalbfache Masse des Jupiter hat, sich in etwa 80 Lichtjahren von unserer Erde bewegt und mit dem netten Namen PSO J 318.5-22 bezeichnet wird. Dieser Planet hat keinen Stern, er ist ein Einzelgänger und irrt mal hier mal da herum. Auf ihn herrschen Minus 200°C, da ihm eine wärmende Sonne fehlt, um die er kreisen könnte. Damit ist er also das Gegenteil von Kelt-9b. Eines haben die beiden aber gemeinsam: Auch PSO J 318.5-22 hat keine Sonnenwende, denn wo keine Sonne ist, kann auch keine Sonnenwende eintreten.
Noch exotischer geht es beim extrasolaren Planeten WASP-12b zu, der von seiner Sonne aktuell verzehrt wird. Wie man sieht, gibt es unter Planeten auch so etwas wie Kannibalismus. Der Planet wird in einem Zeitraum von ein paar Millionen Jahren bis zu einer Milliarden Jahre bis auf seinen übrig gebliebenen Kern verschwinden. So ergeht es allen Planeten, die ihrer Sonne zu nahe kommen. Die Atmosphäre wird aufgesogen und der Planet durch die Gravitation in die Länge gezogen. Er gleicht dann förmlich einem Ei. Eine Sommersonnenwende oder Wintersonnenwende gibt es auch hier nicht, denn der Planet kann sich durch den Sog des Sterns kaum selbst frei bewegen.
Wann findet die Sonnenwende 2022 auf der Erde statt?
Die Sommersonnenwende markiert den astronomischen Sommer und findet am 20. oder 21. Juni auf der Nordhalbkugel und am 21. oder 22. Dezember auf der Südhalbkugel statt. Die Wintersonnenwende hingegen markiert den astronomischen Winter, der entweder am 21. oder 20. Juni auf der Südhalbkugel und am 21. oder 22. Dezember auf der Nordhalbkugel stattfinden.
Sommersonnenwende: 21 Juni
Wintersonnenwende: 21 Dezember
Die Sommersonnenwende wird 2022 auf der Nordhalbkugel am 21. Juni stattfinden, die Wintersonnenwende dagegen am 21. Dezember 2022.