Fotografiert man den nächtlichen Sternenhimmel in Richtung des Nordpols (Richtung Polarstern), so erhält man folgendes Bild.
Alle Sterne erzeugen konzentrische Kreisbahnen, deren Mittelpunkt der Polarstern ist.

Am Nordpol der Erde weist unsere Erdachse zum Zenit. Der Himmelsnordpol und der Zenit fallen zusammen. Das bedingt, dass für die tägliche Bewegung der Sterne die Höhe h stets gleich bleibt.
Es gibt keinen Aufgang oder Untergang der Sterne. Alle sichtbaren Sterne sind zirkumpolar.
Für die Sonne bedeutet dies, da die Ekliptik um 23,5° gegen den Äquator geneigt ist, dass sie ein halbes Jahr lang ununterbrochen über dem Horizont ihre tägliche Bahn zieht. Es gibt in dieser Zeit keine Nacht. Anschließend geht die Sonne allerdings ein halbes Jahr lang nicht auf. Diese Erscheinungen sind unter den Begriffen Polartag und Polarnacht bekannt.

Am Äquator verlaufen die Bahnen der Sterne senkrecht zum Horizont.
Für die Sonne bedeutet dies, da sie ihren Abstand zum Horizont sehr schnell ändert, dass es kurze Dämmerungszeiten gibt. Tag und Nacht gehen sehr schnell ineinander über. Die Sonne und alle anderen Sterne gehen senkrecht zum Horizont auf und unter.

An Orten zwischen dem Nordpol und dem Äquator verlaufen die Bahnen der Sterne entsprechend der geographischen Breite gegen den Horizont geneigt. Die Sterne erreichen im Meridian ihren höchsten bzw. niedrigsten Bahnpunkt. Den Durchgang durch den Meridian nennt man (obere und untere) Kulmination.
Will mann einen Stern mit einem Fernrohr beobachten, so muss man es während der Beobachtung ständig mit konstanter Winkelgeschwindigkeit (in vier Minuten um ein Grad) weiterbewegen. Die Achse der Fernrohrmontierung muss dabei parallel zur Erdachse ausgerichtet sein.

 

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