Entfernungsmessung mit dem Erdbahndurchmesser
Halten Sie einen Finger vor das Gesicht und schließen Sie abwechselnd ein Auge: Der Finger springt vor dem Hintergrund hin und her. Nach diesem Prinzip messen Astronomen die Entfernung naher Sterne. Statt der beiden Augen dienen zwei Positionen der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne im Abstand von einem halben Jahr. Nahe Sterne verschieben sich dabei minimal vor den weit entfernten.
Die Parallaxe ist der halbe Winkel dieser Verschiebung, also der Winkel, unter dem der Erdbahnradius vom Stern aus erscheint. Daraus folgt die Einheit Parsec: Ein Stern in einem Parsec Entfernung hat eine Parallaxe von genau einer Bogensekunde. Die Entfernung in Parsec ist einfach der Kehrwert der Parallaxe in Bogensekunden.
Selbst der nächste Stern, Proxima Centauri, hat eine Parallaxe von weniger als einer Bogensekunde. Friedrich Wilhelm Bessel gelang 1838 die erste Messung an 61 Cygni. Heute misst die Raumsonde Gaia Parallaxen von über einer Milliarde Sternen mit einer Genauigkeit bis in den Bereich von Mikrobogensekunden. Ihre Kataloge geben die Werte in Millibogensekunden an.
Genauigkeit und absolute Helligkeit
Die Parallaxenmethode ist die Grundlage der kosmischen Entfernungsleiter. Alle anderen Verfahren, etwa über veränderliche Sterne oder Supernovae, werden letztlich an Sternen geeicht, deren Entfernung per Parallaxe bekannt ist. Sie funktioniert ohne Annahmen über die Physik des Sterns, nur mit Geometrie. Deshalb gilt sie als die verlässlichste Methode.
Die Genauigkeit hängt vom Messfehler der Parallaxe ab. Ist der Fehler klein im Verhältnis zur Parallaxe, etwa unter zehn Prozent, ist der Kehrwert eine gute Entfernungsschätzung. Bei weit entfernten Sternen mit kleiner Parallaxe wird der relative Fehler groß, und der einfache Kehrwert verzerrt das Ergebnis. Fachleute verwenden dann statistische Verfahren, wie sie auch für Gaia-Daten veröffentlicht wurden.
Die absolute Helligkeit ist die Helligkeit, die ein Stern in zehn Parsec Entfernung hätte. Erst sie erlaubt den Vergleich der tatsächlichen Leuchtkraft. Die Sonne hätte dort etwa 4,8 mag und wäre mit bloßem Auge gerade noch zu sehen. Staub zwischen den Sternen schwächt das Licht ab; diese Extinktion ist hier nicht berücksichtigt, die absolute Helligkeit fällt dadurch bei fernen Sternen zu schwach aus.
Achten Sie auf die Einheit: Gaia und viele Datenbanken wie SIMBAD nennen die Parallaxe in Millibogensekunden, ältere Kataloge in Bogensekunden. Ein Fehler um den Faktor 1.000 ist schnell passiert. Für weitere Umrechnungen zwischen Lichtjahren, Parsec und Kilometern steht der Lichtjahr-Umrechner zur Verfügung, die scheinbare Größe von Objekten berechnet der Winkelgröße-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Entfernungen richtig lesen.
- Einheit: mas oder Bogensekunden.
- Fehler: Relativ prüfen.
- Kehrwert: Ergibt Parsec.
- Staub: Dämpft Helligkeit.
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Häufige Fragen
Wie rechne ich die Parallaxe in Parsec um?
Kehrwert bilden: Entfernung in Parsec gleich 1 geteilt durch die Parallaxe in Bogensekunden.
Wie viele Lichtjahre hat ein Parsec?
Rund 3,26 Lichtjahre oder 30,9 Billionen Kilometer.
Was bedeutet mas bei Gaia?
Millibogensekunden, also Tausendstel einer Bogensekunde. Für Bogensekunden durch 1.000 teilen.
Wer hat die erste Sternparallaxe gemessen?
Friedrich Wilhelm Bessel im Jahr 1838 am Stern 61 Cygni.
Bis zu welcher Entfernung funktioniert die Parallaxe?
Mit Gaia für helle Sterne bis zu einigen tausend Parsec mit brauchbarer Genauigkeit.
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