Sternzeit bezieht sich auf die Länge von Tagen und andere Zeitmessungen in Bezug auf andere Sterne als unsere Sonne. Während ein Sonnentag 24 Stunden dauert, ist ein Sterntag etwa vier Minuten kürzer. Im Alltag wird immer die Sonnenzeit verwendet, aber Astronomen finden es oft nützlich, die Sternzeit zu verwenden, um die scheinbare Bewegung von Sternen am Himmel, wie sie von der Erde aus beobachtet wird, auszudrücken. Das Wort „sidereal“ kommt vom lateinischen Wort sider und bedeutet „Stern“.
Da die Erde bei ihrer Rotation um die Sonne kreist, muss sich die Erde etwas mehr als eine volle Umdrehung um ihre Achse drehen, um einen Sonnentag zu vollenden. An einem Tag bewegt sich die Erde durch einen kleinen Teil ihrer Umlaufbahn um die Sonne, wodurch sich der scheinbare Winkel, in dem die Sonne der Erde zugewandt ist, geringfügig ändert. Diese kleine Zugabe von etwa einem Grad zum Sonnenwinkel bedeutet, dass sich die Erde weitere vier Minuten drehen muss, um dort „aufzuholen“, wo die Sonne vor genau einer Umdrehung schien.
Da jedoch andere Sterne als unsere Sonne meist sehr weit entfernt sind, dauert es nur eine volle Drehung von 360 Grad, bis ein entfernter Stern wieder an seinem Ausgangspunkt über der Erde steht. Diese Drehung um 360 Grad wird als Sterntag bezeichnet und dauert 23 Stunden, 56 Minuten und vier Sekunden. An einem Sonnentag dreht sich die Erde um 361 Grad um ihre Achse, was volle 24 Stunden dauert.
Astronomen verwenden oft Sternzeit, weil sie sich damit beschäftigen, wie lange die Erde braucht, um sich in Bezug auf ferne Sterne und nicht auf die Sonne zu drehen. Die Sternzeit gibt uns eine Möglichkeit, Zeit zu messen, die nicht von der Sonne abhängt. Dies beseitigt eine leichte mathematische Komplikation und konzentriert sich ausschließlich darauf, wie lange die Erde braucht, um sich um 360 Grad in Bezug auf die Sterne zu drehen.
Für einen Astronomen ist der Himmel wie eine Karte, unterteilt in 24 Stunden. Die Sternzeit hilft diesen Wissenschaftlern zu bestimmen, wo sich ein bestimmter Stern oder eine Sterngruppe zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Der Unterschied zwischen Sonnen- und Sternzeit beträgt nicht viel über eine Stunde oder einen Tag, summiert sich aber über einen Zeitraum von Monaten und Jahren zu einem sehr großen Unterschied. Dies kann auch ohne Teleskop beobachtet werden. Wenn ein Mensch jede Nacht zur gleichen Zeit den Nachthimmel betrachten oder fotografieren würde, würde er feststellen, dass sich die Sterne als Ganzes im Laufe der Zeit nach Westen verschieben.