FAQ: Ist Stellarium für wissenschaftliche Anwendung geeignet?

Oft wird die oben zitierte Frage gestellt. Und zwar genau so unspezifisch wie dort geschrieben. Stellarium ist eine Desktop Planetariumssoftware. Sie ist für alle kostenlos verfügbar – für kommerzielle und nicht-kommerzielle Anwendungen. 

Kurze Antwort: Ja.

Bitte zitieren Sie ggf. dazu das Paper: 

  • Zotti, G., Hoffmann, S. M., Wolf, A., Chéreau, F., & Chéreau, G. (2021). The Simulated Sky: Stellarium for Cultural Astronomy Research. Journal of Skyscape Archaeology, 6(2), 221–258. https://doi.org/10.1558/jsa.17822
  • und erwähnen Sie, welche Version Sie nutzten.  

Es gibt jährlich vier Releases von Stellarium, nämlich zu den Jahreshauptpunkten (Äquinoktien, Solstitien). 

Für Insider: Es gibt auch weekly builds und es gibt auch 

Lange Antwort:

Stellarium wird sogar seit einiger Zeit speziell für wissenschaftliche Anwendung weiterentwickelt – aber es kommt natürlich auf die Wissenschaft an und die benötigte Genauigkeit. Mehr zur Genauigkeit (“Accuracy”) im User Guide Abschnitt F (derzeit S. 363-373; der User Guide wird bei Bedarf aktualisiert!).

Die Wissenschaften, für die es in den letzten Jahren verstärkt entwickelt wurde, sind Archäologie/ Wissenschaftsgeschichte/ Fachdidaktik/ Kulturastronomie. Das liegt daran, dass der Hauptdeveloper an einer pädagogischen Hochschule arbeitet, der zweite Haupt-Developer als Informatiker für Archäologen arbeitet und speziell an Kulturastronomie interessiert ist. Da die Mitarbeit an der Software für alle Beteiligten (obschon Profis) ein Ehrenamt ist, macht eben jeder das, was er selbst bzw. der Chef gerade am dringendsten braucht: manchmal ist das eine Anwendung fürs Museum, manchmal eine neue Sternbilder-Kultur für die Wissenschaftsgeschichte…

In Stichpunkten: 

  • die ESO hat vor >10 Jahren einmal jemanden (den Erfinder) für die Darstellung von ESO-Daten mit Stellarium finanziert 
  • das LBI für Virt. Archäologie finanziert jemanden für die Darstellung von “hübschem Himmel” über 3D-modellierten Landschaften; dieser Informatiker macht archäologische Prospektion (mit Drohnen u.a.) und Museumsaufbauten genauso wie hin und wieder als Hobby-Astronom Sterne gucken – oder eben den Himmel hinter/ über einem archäologischen Modell korrekt darstellen 

Seit letztem Jahr sind die paar basis-astronomischen Schwächen, die das Programm bisher noch hatte (jährliche Aberration und anderes, das für durchschnittliche Hobby-Anwender nicht merkbar ist), bearbeitet. 

Um Genauigkeiten quantitativ anzugeben, braucht es eine genauere Frage: 

  1. wie im User Guide geschrieben, reicht das Kalender Plugin 100.000 Jahre vor- und rückwärts; geologische Zeitskalen von Jahrmillionen können also derzeit nicht bewirtschaftet werden: Der Himmel über den Dinosauriern dürfte definitiv anders ausgesehen haben … aber vier Große Jahre gehen schon mal, bedenke: die Lascaux-Höhle datiert nicht mal 20.000 BCE (nicht mal ein Großes Jahr), also frühere historische Zeugnisse gibt’s kaum.  
    1. Achtung Kalender 1: Man beachte dabei, dass in Stellarium die astronomische Jahreszählung benutzt wird, d.h. dass “v.Chr” = “BCE” um ein Jahr verschoben ist gegen “minus” 
    2. Achtung Kalender 2: alle Astro-Programme rechnen v.Chr. mit dem julianischen Kalender; d.h. auf sehr großen Zeitskalen in der Vergangenheit (Neolithikum, halbes Großes Jahr) sollte man sich nicht mehr auf die Tages-/Monatsanzeige verlassen, sondern nur noch darauf, wann die Sonne wirklich im Äquinox/ Solstiz steht. 
  2. Genauigkeit der Darstellung: so genau, wie der Input-Katalog die Daten hergibt, d.h. wenn man nur eine proper motion mit großen Fehlerbalken hat, hilft auch kein Computer zur Berechnung
  3. für Delta T, das Historiker:innen bisweilen Kopfzerbrechen bereitet, ist ebenfalls die Unterscheidung der Modelle wichtiger als die Rechengenauigkeit in Stellarium (die Vorhersagekraft eines Modells zu testen, ohne Prüfdaten zu haben, ist ein erkenntnistheoretisches Problem; nicht die Aufgabe von Stellarium Developern). Es können verschiedene Modelle ausgewählt werden, d.h. am besten vergleicht man, wo es wichtig ist, den Output für mehrere und schreibt es in der Studie dazu. 
  4. die Genauigkeit ist hinreichend für Wissenschaftsgeschichte und Archäologie sowie für Beobachtungsplanung für Hobbyteleskope wie auch Groß- und Satellitenteleskope
  5. die Datensätze sind gut für Kulturastronomie-Studien und auch für Wissenschaftsvermittlung im Museum ist es hinreichend 
  6. Da Eigenbewegung in Zeiss-Planetarien aufgrund des Bauprinzips nicht berücksichtigt werden kann (man bräuchte bewegliche Glasfasern im Projektor) und bei Großplanetarien auch für die Präzession eine nicht unerhebliche Projektormasse bewegt werden muss (nicht ganz ruckelfrei), ist Stellarium also für die meisten didaktischen Zwecke besser geeignet als ein Zeissplanetarium. Zeiss wirbt daher inzwischen damit, dass man auch mit Zeiss-Projektoren auch Stellarium verwenden kann.   

Fehlende /Überzählige Sterne? 

Mitunter klagt jemand über fehlende oder überschüssige Sterne. Dabei bitte erstmal Vorsicht:

  1. ja, kein Sternkatalog ist perfekt (ist aber nicht die Aufgabe von Software-Developern, den zu erstellen):
    1. es gibt manchmal “überschüssige” Sterne durch Reflexionen, die im Nachhinein manuell erkannt und bereinigt werden müssen (was sich bei HIP und Gaia offensichtlich schwierig gestaltet)
    2. es gibt manchmal fehlende Sterne, insbes. schwache Sterne neben sehr hellen sind schwer detektierbar und auch in hellen Nebeln versagt mitunter die Detektion
    3. Wer also ein solches Problem hat, sollte erstmal mit einem modernen Survey Bild vergleichen: Ich nehme meist DSS und schalte dann bei Bedarf vllt noch vergleichsweise andere durch (z.B: mit CDS Aladin); man kann auch bei SIMBAD nach der Koordinate suchen, was wohl andere machen. 
  2. Es hängt davon ab, wie man Doppelsterne definiert und wie viele Störungen erfolgreich gefunden wurden: Mir selbst ist so etwas seinerzeit mal im Bright Star Catalog aufgefallen (dem Vorläufer des HIP in der Wiss.gesch.) 
    1. Der BSC (auch HR) enthält mehrere Kugelsternhaufen und Novae. Es gibt z.B. eine Nova in CrB verzeichnet, die offenbar im 19. Jh. mal einen hellen Ausbruch hatte und seitdem nicht wieder gesehen ward (der PostNova-Stern ist natürlich da, aber unterm Sichtbarkeitslimit) 
    2. xi Sco ist aber im BSC zweimal verzeichnet: Es ist ein Doppelstern, dessen beide Komponenten vom Auge als integrierte Helligkeit wahrgenommen werden und nicht als zwei Einzelteile. Würde man den Katalog einfach plotten, erhielte man einen scheinbar “fehlenden Stern”, weil in Wahrheit der Drucker zwei (zu kleine) Pünktchen übereinander setzt. Man muss also Historiker, der diesen Katalog nutzt, die zwei Helligkeiten manuell zusammenrechnen (Integralrechnung ist schließlich Schulstoff). 
    3. Diese Fehler, die sich vor ca. 25 Jahren noch deutlich in Arbeiten der Wissenschaftsgeschichte bemerkbar machten, sind mit dem HIP Katalog bereits behoben. Dafür gibt’s jetzt andere Fehler … und nicht ausgeschlossen, dass einfach manche solcher Fallen bisher unbemerkt blieben. 

Für manche Astrophysik-Anwendungen und Raumfahrt übers Sonnensystem hinaus ist Stellarium allerdings nicht gemacht

  1. Man kann sich zwar auf die Oberflächen von anderen Planeten unseres SoSy’s stellen, aber Raumflüge (zu trappist 1 und anderen Nachbarsternen) kann man bisher nicht zeigen: dafür gibt’s Zeiss Uniview, WorldWideTelescope u.a. 
  2. Lichtablenkung durch Massen, besonders am Sonnenrand, ist bisher noch nicht implementiert (zur Erinnerung: am Sonnenrand sind das 1.75 Bogensekunden). Wer mich kennt, weiß, dass mich das im Herzen sehr trifft, aber der Effekt ist für die oben genannten Anwendungen vernachlässigbar und die Constraints, wann etwas gemacht wird, habe ich ja oben genannt. 

Vorträge 

  • Vortrag (engl.) bei einem IAU-Symposium 2020: hier aufgezeichnet
  • Weiterer Vortrag in China: hier
  • bei zahlreichen anderen Konferenzen, insbes. der jährlichen Europäischen Kultur-Astronomie Konferenz (SEAC) ist das Stellarium sogar regelmäßig dabei

 

Veröffentlicht von

"physics was my first love and it will be my last physics of the future and physics of the past" Die Autorin ist seit 1998 als Astronomin tätig (Universitäten, Planetarien, öffentliche Sternwarten, u.a.). Ihr fachlicher Hintergrund besteht in Physik, Wissenschaftsgeschichte und Fachdidaktik (neue Medien). Sie ist aufgewachsen im wiedervereinigten Berlin, zuhause auf dem Planeten Erde.

5 Kommentare

    • Es muss auch mal was für Insider geben.

      Wir im Stellarium-Team kriegen diese Frage so oft, dass es sich lohnt, sie einmal öffentlich zu beantworten und bei E-Mails später immer auf dies zu verweisen.

  1. Und gerade in den Insider-Infos gibt´s die interessantesten Hinweise:

    ” … auf sehr großen Zeitskalen in der Vergangenheit (Neolithikum, halbes Großes Jahr) sollte man sich nicht mehr auf die Tages-/Monatsanzeige verlassen, sondern nur noch darauf, wann die Sonne wirklich im Äquinox/ Solstiz steht.”

    Was – wie ich glaube – ebenfalls für die kleineren Zeitskalen der ganz jungen Vergangenheit gilt, insbesondere an dem “Punkt”, “where presence mutates into past”. Mit freundlichen Grüßen!

  2. Susanne M. Hoffmann schrieb (08. Mrz 2022):
    > […] 3. für Delta T [ https://de.wikipedia.org/wiki/Delta_T …]

    Als Delta T […] wird in der [[Astronomie]] die Differenz zwischen der [[Terrestrischen Zeit (TT)]] und der [[Universal Time (UT)]] bezeichnet, […]

    Im Wikipedia-Artikel zur [[Terrestrischen Zeit (TT)]], https://de.wikipedia.org/wiki/Dynamische_Zeit#Terrestrische_Zeit , taucht wiederum ein Begriff auf, der (auch) in der Physik gebräuchlich ist; nämlich: die “Gangrate” (einer Uhr im Allgemeinen; bzw. im Besonderen einer Uhr, deren Ablesewerte t jeweils den Werten einer bestimmten astronomischen und/oder dynamischen und/oder Koordinaten-Zeit entsprechen).

    Da zumindest im deutschen Wikipedia-Fragment (noch) kein Artikel existiert, in dem dieser Begriff ausdrücklich definiert ist, möchte ich hiermit die (zumindest in der Physik gebräuchliche) Definition ergänzen:

    Die durchschnittliche Gangrate einer Uhr 𝔄 ≡ (𝒜, t^𝔄) bestehend aus der (geordneten) Menge 𝒜 von Anzeigen eines bestimmten Beteiligten (A) sowie einer bestimmten Funktion
    t^𝔄 : 𝒜 → ℝ,
    durch die jeder der Anzeigen jeweils eine bestimmte reelle Zahl als Ablesewert zugeordnet ist,
    zwischen je zwei (verschiedenen) Anzeigen dieses Beteiligten, A_J, A_Q ∈ 𝒜,
    ist das Verhältnis zwischen der Differenz der beiden Ablesewerte und der Dauer A‘s zwischen seinen beiden Anzeigen:

    ν^𝔄[ _J, _Q ] := (t^𝔄[ _Q ] - t^𝔄[ _J ]) / τ^A[ _J, _Q ].

    (Die “momentane Gangrate” der Uhr 𝔄, hinsichtlich jeweils einer bestimmten Anzeige A_M, ist als Grenzwert der Werte ihrer durchschnittlichen Gangrate ν^𝔄[ _K, _P ] im Übergang
    (τ^A[ _K, _M ] / τ^A[ _J, _M ] → 0 und
    (τ^A[ _M, _P ] / τ^A[ _M, _Q ] → 0
    zu ermitteln; sofern dieser Grenzwert existiert.)

    • Frank Wappler schrieb (14.03.2022, 13:34 Uhr):
      > […] möchte ich hiermit die (zumindest in der Physik gebräuchliche) Definition ergänzen: […]

      Trotz SciLogs-Kommentar-Vorschau und -Moderation fehlen in zwei Formeln meines Kommentars leider rechte (abschließende) runde Gruppierungs-Klammern; deren Fehlen die Lesbarkeit beeinträchtigen kann, und die ich dehalb im Folgenden nachtragen möchte:

      > […] Die “momentane Gangrate” der Uhr 𝔄, hinsichtlich jeweils einer bestimmten Anzeige A_M,
      > ist als [[Grenzwert]] der Werte ihrer durchschnittlichen Gangrate ν^𝔄[ _K, _P ] im Übergang

      (τ^A[ _K, _M ] / τ^A[ _J, _M ]) → 0 und
      (τ^A[ _M, _P ] / τ^A[ _M, _Q ]) → 0

      > zu ermitteln; sofern […]

      p.s.
      Paare von eckigen Klammern in den oben gezeigten Ausdrücken schließen Funktionsargumente ein. (Das dient der besseren Unterscheidbarkeit gegenüber lediglich gruppierenden Klammern, und entspricht der Konvention mindestens eines mathematisch-naturwissenschaftlichen Programmpaketes.)

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