Perihel und Aphel: Warum der Sonnenabstand nicht die Jahreszeiten macht

Anfang Januar ist die Erde der Sonne am nächsten, und trotzdem herrscht auf der Nordhalbkugel Winter. Dieser scheinbare Widerspruch verwirrt viele Menschen, aber die Erklärung ist einfacher als gedacht. Perihel und Aphel beschreiben die extremen Punkte der Erdbahn, und sie zeigen eindrücklich, warum der Abstand zur Sonne für unser Klima fast keine Rolle spielt.

Ich finde diese Zusammenhänge faszinierend, weil sie bei jedem Planeten anders ausfallen. Merkurs Bahn ist so elliptisch, dass sein Sonnenabstand um fast 50 Prozent schwankt, während die Erde sich auf einer fast kreisförmigen Bahn bewegt. In diesem Ratgeber erkläre ich dir die Mechanik hinter Perihel und Aphel und was das für die Beobachtung von Mars, Jupiter und anderen Planeten bedeutet.

Auf einen Blick

• Perihel ist der sonnennächste Punkt der Erdbahn (ca. 147 Mio. km, Anfang Januar), Aphel der sonnenfernste (ca. 152 Mio. km, Anfang Juli).
• Der Unterschied beträgt nur etwa 5 Millionen Kilometer (3,3 Prozent) und ist nicht die Ursache der Jahreszeiten.
• Die Jahreszeiten entstehen durch die Neigung der Erdachse um 23,4 Grad, nicht durch den wechselnden Sonnenabstand.

Was sind Perihel und Aphel?

Alle Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne. Das hat Johannes Kepler bereits im 17. Jahrhundert mit seinem ersten Gesetz beschrieben. Eine Ellipse hat zwei Brennpunkte, und die Sonne steht in einem davon. Daraus ergibt sich zwangsläufig, dass jeder Planet einen sonnennächsten und einen sonnenfernsten Punkt hat.

Das Perihel (von griechisch "peri" = um, nahe und "helios" = Sonne) ist der Punkt der größten Annäherung. Die Erde erreicht ihr Perihel jedes Jahr zwischen dem 2. und 5. Januar mit einem Abstand von rund 147,1 Millionen Kilometern. Das Aphel (von "apo" = weg) erreicht sie Anfang Juli mit etwa 152,1 Millionen Kilometern Abstand. Die Differenz von rund 5 Millionen Kilometern klingt gewaltig, entspricht aber nur 3,3 Prozent.

Im Perihel bewegt sich die Erde schneller auf ihrer Bahn als im Aphel. Das beschreibt Keplers zweites Gesetz: Der Fahrstrahl von der Sonne zum Planeten überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen. Das hat eine interessante Konsequenz: Das Winterhalbjahr auf der Nordhalbkugel ist tatsächlich etwas kürzer als das Sommerhalbjahr, weil die Erde in Sonnennähe schneller durch den Raum fliegt.

Perihel, Aphel und die Jahreszeiten

Der häufigste Irrtum in der Astronomie lautet vermutlich so: "Im Sommer ist die Erde näher an der Sonne, deshalb ist es warm." Das Gegenteil ist der Fall. Die Nordhalbkugel hat Sommer, wenn die Erde am weitesten von der Sonne entfernt ist. Die Jahreszeiten entstehen durch die Neigung der Erdachse um 23,4 Grad.

Im Sommer der Nordhalbkugel ist der Nordpol zur Sonne geneigt. Die Sonnenstrahlen treffen in einem steileren Winkel auf, die Tage sind länger, und die gleiche Energiemenge verteilt sich auf eine kleinere Fläche. Im Winter ist es umgekehrt: flacher Einfallswinkel, kurze Tage, weniger Energie pro Quadratmeter. Dieser Effekt überwiegt den geringen Unterschied im Sonnenabstand bei weitem.

Die Südhalbkugel liefert den besten Beweis: Dort fällt der Sommer mit dem Perihel zusammen. Der Südsommer ist tatsächlich etwas intensiver als der Nordsommer, dafür aber kürzer, weil die Erde im Perihel schneller unterwegs ist. Der Effekt ist real, aber gering.

Perihel und Aphel der Planeten

Jeder Planet hat seine eigene Bahnellipse mit unterschiedlicher Exzentrizität. Bei manchen Planeten ist der Unterschied zwischen Perihel und Aphel gewaltig, bei anderen kaum messbar. Merkur hält den Rekord unter den Planeten: Sein Abstand zur Sonne schwankt zwischen 46 und 70 Millionen Kilometern, was die Helligkeit enorm beeinflusst.

Mars ist für Beobachter besonders interessant. Seine Exzentrizität von 0,093 ist deutlich höher als die der Erde, und das wirkt sich direkt auf die Qualität der Oppositionsbeobachtung aus. Was das für die Beobachtung konkret bedeutet und welche Termine die besten Bedingungen bieten, erkläre ich im Ratgeber zur Mars-Opposition. Eine Perihelopposition von Mars bringt ihn bis auf rund 55 Millionen Kilometer an die Erde heran. Bei einer Aphelopposition sind es fast 100 Millionen Kilometer, und Mars wirkt dann im Teleskop deutlich kleiner und detailärmer.

Bedeutung für die Planetenbeobachtung

Für die Planetenbeobachtung sind die Unterschiede zwischen Perihel und Aphel je nach Planet mehr oder weniger relevant. Bei Mars ist der Effekt am größten, weil seine elliptische Bahn und die relative Nähe zur Erde den scheinbaren Durchmesser stark schwanken lassen. Die nächste besonders günstige Mars-Perihelopposition findet 2035 statt.

Bei Jupiter und Saturn ist der Effekt viel geringer. Jupiter hat eine relativ kreisförmige Bahn und ist so weit entfernt, dass die Perihel-Aphel-Schwankung den scheinbaren Durchmesser nur minimal verändert. Ob du Jupiter im Perihel oder Aphel beobachtest, macht im Teleskop keinen sichtbaren Unterschied. Welches Teleskop für die Beobachtung verschiedener Planeten sinnvoll ist, zeige ich in der Kaufberatung für Planetenteleskope.

Merkur zeigt die Auswirkung seiner extremen Exzentrizität in der Helligkeit. Seine scheinbare Helligkeit schwankt zwischen -2,5 mag im Perihel (nur nahe der oberen Konjunktion, wo er unbeobachtbar ist) und deutlich schwächeren Werten im Aphel. Bei größter Elongation liegt seine Helligkeit realistisch bei etwa −0,5 mag. Das macht Merkur nahe dem Perihel leichter auffindbar, obwohl er immer ein schwieriges Ziel bleibt, weil er sich nie weit von der Sonne entfernt.

Die Ekliptik als Bahnebene der Erde bildet dabei die gemeinsame Referenz. Alle Planetenbahnen liegen nahe dieser Ebene, und die Perihel-Aphel-Positionen der Planeten bestimmen mit, wann die besten Beobachtungsfenster entstehen.

Häufige Fragen

Die wichtigsten Aspekte im Überblick.

Wann ist das nächste Perihel der Erde?

Die Erde erreicht ihr Perihel jedes Jahr Anfang Januar, typischerweise zwischen dem 2. und 5. Januar. Der genaue Zeitpunkt verschiebt sich von Jahr zu Jahr um einige Stunden. Im Januar 2027 wird die Erde am 3. Januar ihren sonnennächsten Punkt erreichen, mit einem Abstand von etwa 147,1 Millionen Kilometern zur Sonne.

Merkt man den Unterschied zwischen Perihel und Aphel?

Im Alltag merkst du keinen Unterschied, weil die Abstandsänderung nur 3,3 Prozent beträgt. Astronomisch ist der Unterschied aber messbar, denn die Sonnenscheibe erscheint im Perihel etwa 3,4 Prozent größer als im Aphel. Mit einem Sonnenfilter und einem Teleskop lässt sich das sogar direkt beobachten, wenn du Fotos aus beiden Zeiträumen vergleichst.

Was ist eine Perihelopposition?

Eine Perihelopposition entsteht, wenn ein Planet gleichzeitig in Opposition zur Sonne steht und sich nahe seinem Perihel befindet. Bei Mars ist das besonders relevant, weil seine Bahn deutlich elliptischer ist als die der Erde. Eine Mars-Perihelopposition bringt den Planeten bis auf etwa 55 Millionen Kilometer an die Erde heran, während eine ungünstige Opposition fast 100 Millionen Kilometer Abstand bedeutet.

Ändert sich das Periheldatum im Laufe der Zeit?

Ja, das Periheldatum verschiebt sich langsam durch die Präzession der Erdbahnellipse. Es wandert um etwa einen Tag pro 58 Jahre. Vor einigen tausend Jahren lag das Perihel noch im Herbst. In ferner Zukunft wird es im Sommer liegen, was die Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel extremer machen könnte.

Was bedeutet Exzentrizität bei Planetenbahnen?

Die Exzentrizität beschreibt, wie stark eine Umlaufbahn von einem perfekten Kreis abweicht. Ein Wert von 0 wäre ein exakter Kreis, ein Wert nahe 1 eine extrem langgestreckte Ellipse. Die Erde hat eine Exzentrizität von nur 0,017, also eine fast kreisförmige Bahn. Merkur dagegen hat mit 0,206 die höchste Exzentrizität aller Planeten.