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Ein '''siderischer Tag''' ({{laS|''sidus''}} ‚[[Stern]]‘, Genitiv ''{{lang|la|sideris}}'') ist die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden [[Kulmination (Astronomie)|Kulminationen]] (Zeitpunkt der höchsten täglichen Lage auf der scheinbaren Kreisbahn am Himmel) eines fiktiven unendlich weit entfernten [[Fixstern]]s ohne [[Eigenbewegung (Astronomie)|Eigenbewegung]]. Ein siderischer Tag entspricht damit also jeweils der Dauer einer vollen Umdrehung eines Himmelskörpers um sich selbst gegenüber dem Fixsternhintergrund des [[Sternenhimmel]]s; die durchschnittliche Dauer wird ''mittlerer siderischer Tag'' genannt.

Der ''mittlere siderische Tag'' der [[Erde]] dauert derzeit etwa 86.164,0989 [[Sekunde]]n,<ref>Vergleiche Eintrag [https://hpiers.obspm.fr/eop-pc/index.php?index=constants&lang=en ''Stellar day''], ''Earth Orientation Center'', Internationaler Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme ([[IERS]]); abgerufen am 29. Mai 2021.</ref> gemessen in [[SI-Einheit]]en, beziehungsweise etwa 23 [[Stunde]]n 56 [[Minute]]n 4,0989 Sekunden (≈ 23,93447192 [[Stunde|h]]). Die Länge von siderischen Tagen auf der Erde ist auf lange Sicht nicht konstant; sie nimmt tendenziell zu, da sich die Umdrehung der Erde verlangsamt (siehe [[Erdrotation #Veränderlichkeit der Umdrehungsdauer|Erdrotation]]).

== Vergleich mit anderen Tages-Definitionen ==
[[Datei:Sidereal day (prograde).svg|mini|Ein [[Sonnentag]] (1 → 3) dauert jeweils länger als ein siderischer Tag (1 → 2), wenn [[Rotation (Physik)|Rotation]] und [[Umlaufbahn|Revolution]] die gleiche Drehrichtung haben (schematische Darstellung nicht maßstabsgerecht, auch die Winkel stimmen nicht).]]
Der siderische Tag ist auf der Erde knapp 4 Minuten kürzer als der mittlere [[Sonnentag]], der dem sogenannten [[bürgerlicher Tag|bürgerlichen Tag]] zugrunde liegt und auf der scheinbaren Bewegung der Sonne beruht ([[synodische Periode]]). Dass der Sonnentag länger als der siderische ist, liegt daran, dass die Erde sich nicht nur um sich selbst dreht, sondern gleichzeitig auch in [[rechtläufig|gleichsinniger Richtung]] um die Sonne kreist. Die zwischen zwei Sonnen[[Kulmination (Astronomie)|kulminationen]] von [[Mittag]] zu Mittag zurücklegte Strecke ist deshalb etwas weiter als der während eines siderischen Tages zurückgelegte Abschnitt auf der Erd[[umlaufbahn]]. Im Mittel dreht die Erde sich dabei derzeit zusätzlich um etwa {{Bruch|365||}} einer vollen Umdrehung, also rund 0,986° weiter. In einem Erdjahr ist damit die Anzahl von Sonnentagen – recht genau – um 1 kleiner als die Anzahl siderischer Tage. Wird dieser Unterschied auf die Tage eines [[Bürgerliches Jahr|bürgerlichen Jahres]] verteilt, ergibt sich daraus der oben genannte Wert von täglich knapp 4 Minuten.

In anderem Vergleich ist der siderische Tag auf der Erde derzeit etwa 8 Millisekunden länger als der [[Sterntag]], der sich auf die Kulmination des [[Frühlingspunkt]]s bezieht. Denn dieser astronomische Bezugspunkt verschiebt sich entgegen der Umlaufrichtung der Erde, infolge von [[Nutation (Astronomie)|Nutation]] und [[Präzession]] der [[Erdachse]] innerhalb eines kompletten [[Präzessionszyklus]] von etwa 25.800 Jahren um 360°, also etwa 0,014° oder 50 [[Bogensekunde]]n jährlich. Während eines Sterntages dreht sich die Erde daher nicht ganz so weit, wie sie es bei einer vollen Umdrehung um ihre Achse innerhalb eines siderischen Tages tut.

<span style="color:red">Achtung</span> - Für die beiden letztgenannten Begriffe werden im englischsprachigen Schrifttum ähnliche Ausdrücke verwendet, jedoch in umgekehrter Zuordnung, was leicht zu Missverständnissen führen kann: die wörtliche Übersetzung des deutschen Worts „Sterntag“ – ''„stellar day“'' – bezeichnet dort nämlich das, was im Deutschen als „siderischer Tag“ bezeichnet wird, und die wörtliche Übersetzung des deutschen „siderischen Tags“ – ''„sidereal day“'' – umgekehrt das, was im Deutschen der ca. 8 Millisekunden kürzere „Sterntag“ ist.

== Verwendung ==
Der siderische Tag der Erde bezieht sich – mit dem [[Fundamentalsystem (Astronomie)|Fundamentalsystem]] der [[Astrometrie]] – auf ein hinsichtlich des [[Erdbahn|Jahresumlaufs]] der Erde um die Sonne wesentlich stabileres [[Koordinatensystem]] als der Sonnentag. Denn durch geeignete Wahl der [[Referenzstern]]e sind Ungenauigkeiten sehr gering. Abgesehen vom Umlauf der Sonne um das [[Galaktisches Zentrum|galaktische Zentrum]] stellen Veränderungen in der Dauer von irdischen siderischen Tagen fast ausschließlich auch solche der [[Rotation (Physik)|Rotation]] der Erde dar. Die Länge eines siderischen Tages gibt somit die Dauer einer vollen Rotation wieder und entspricht damit der Zeitspanne zwischen zwei (oberen) [[Meridiandurchgang|Meridiandurchgängen]] eines fiktiven [[Parallaxe|unendlich weit]] entfernten Himmelsobjekts ohne [[Eigenbewegung (Astronomie)|Eigenbewegung]]. Für ein fundamentales Bezugssystem, in dem Orte auf der rotierenden Erde in Bezug auf die Position von Objekten am Himmel dargestellt werden können, spielt die Rotationsdauer eine wichtige Rolle (siehe auch [[International Celestial Reference System|ICRS]] und [[IERS Terrestrial Reference System|ITRS]]). Ebenso ist der irdische siderische Tag für die Zuordnung von Zeitpunkten und die Messung von Zeitintervallen bei der Beobachtung [[Astronomisches Ereignis|astronomischer Ereignisse]] von Bedeutung.

Allerdings eignet sich der siderische Tag nicht zur Definition der [[Tageslänge]], verstanden als Dauer einer [[Lichter Tag|lichten Tag]] und [[Nacht]] umfassenden Zeitspanne. Als astronomisches [[Eichung|Eichinstrument]] der [[Sekunde]], die mit der [[Kalenderrechnung]] korrespondieren soll, wird der [[Sonnentag]] herangezogen. Zur Bestimmung der Länge eines kalendarischen Jahres dient die [[tropisches Jahr|tropische Periode]], die Bezug auf den Frühlingspunkt nimmt.

== Konstanz ==
{{Hauptartikel|Erdrotation}}
Die [[Winkelgeschwindigkeit|Rotationsgeschwindigkeit]] der Erde ist recht stabil und zeigt nur geringe Schwankungen. Die Rotation der Erde gleicht im Prinzip der eines sich gleichmäßig drehenden [[Kreisel]]s, wobei die [[Erdachse]] zusätzlich durch den Mond stabilisiert wird (siehe [[Erde-Mond-System]]).

Dennoch hat die Zeitspanne eines siderischen Tages der Erde keine absolut konstante Dauer, auch der über lange Zeit gemittelte Durchschnittswert ändert sich mit der [[Erdrotation #Veränderlichkeit der Umdrehungsdauer|Erdrotation]]:
* Vermutlich wegen Masseverlagerungen im [[Erdinneres|Erdinneren]] schwankt die Umdrehungszeit der Erde in Zeiträumen von etlichen Jahren um einige Millisekunden. Schwankungen größerer [[Amplitude]] über längere Zeiträume erscheinen ebenfalls möglich. Auch die Wassermassen der [[Ozean]]e haben einen Einfluss.
* Die [[Gezeitenreibung]] wie auch [[gravitativ]]e [[Gezeitenkraft|Gezeitenkräfte]], die die Massen der Sonne und des Mondes auf die Erdmasse ausüben, erhöhen die Dauer des siderischen Tags pro Jahrhundert um etwa 1,7 Millisekunden.<ref>''Warum die Tage länger werden''. In: ''Spektrum der Wissenschaft''. 10/2007, S. 36–45, {{ISSN|0170-2971}}</ref> Derselbe Effekt hat beim Mond selbst schon zu seiner [[Gebundene Rotation|gebundenen Rotation]] um die Erde geführt.

== Siehe auch ==
* [[Siderisches Jahr]]
* [[Sternzeit]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Astronomische Größe der Zeit]]
[[Kategorie:Tagesbegriff]]

Siderischer Tag - Versionsgeschichte

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